基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的建筑安全監(jiān)測技術(shù)研究.pdf

1、近年來，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展，其連接物理世界和計(jì)算機(jī)世界的橋梁作用得到了廣泛應(yīng)用。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)不但布線成本低、監(jiān)測精度高、容錯(cuò)性好，而且能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控，在故障診斷與安全監(jiān)測等方面有突出優(yōu)點(diǎn)。隨著建筑安全事故的頻發(fā)，如何對建筑的安全狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)和有效的監(jiān)測，避免由于結(jié)構(gòu)損傷、火災(zāi)或室內(nèi)環(huán)境變化引起的建筑安全事故，同時(shí)為建筑的健康維護(hù)和保養(yǎng)提供及時(shí)、科學(xué)的指導(dǎo)，已經(jīng)越來越受到人們的廣泛關(guān)注，建立一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的建筑安全監(jiān)測系統(tǒng)

2、具有非常重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
　　本文分析了建筑安全監(jiān)測技術(shù)研究現(xiàn)狀、進(jìn)展及面臨的挑戰(zhàn)，闡述了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展、特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)，研究了基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測、建筑火災(zāi)安全監(jiān)測和建筑室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測三個(gè)領(lǐng)域的監(jiān)測方法，結(jié)合存在的問題提出了相應(yīng)的解決方案和策略，主要內(nèi)容如下:
　　1.針對建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測實(shí)時(shí)性差、現(xiàn)有算法資源消耗大、實(shí)際應(yīng)用效果不穩(wěn)定等問題，在基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)中，提出了一

3、種基于遺傳-蟻群優(yōu)化的組播路由算法和多跳路由算法，較好地解決了網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量問題，提高了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和監(jiān)測的可靠性;采用改進(jìn)型的蟻群算法，制定了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量管理策略，降低了監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的能耗，延長了網(wǎng)絡(luò)壽命。
　　2.針對建筑火災(zāi)安全監(jiān)測單代理節(jié)點(diǎn)功能有限、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜、帶寬要求高等問題，在基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的建筑火災(zāi)安全監(jiān)測中引入了多代理理論，提出了一種火災(zāi)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)任務(wù)調(diào)度算法，較好地解決了多監(jiān)測任務(wù)調(diào)度中的大規(guī)模計(jì)算問

4、題，提高了任務(wù)調(diào)度的效率;采用基于D-S證據(jù)理論的數(shù)據(jù)融合算法對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，提高了監(jiān)測系統(tǒng)對異常情況報(bào)警的準(zhǔn)確性和可靠性，降低了火災(zāi)誤報(bào)和漏報(bào)率。
　　3.針對建筑室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測傳輸數(shù)據(jù)量大、頻譜資源緊張、傳感器節(jié)點(diǎn)能源局限等問題，建立了建筑室內(nèi)無線終端通信頻譜感知模型，提出了一種基于支持向量機(jī)的頻譜感知算法，能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地對設(shè)備終端進(jìn)行頻譜感知，有效地提高了頻譜資源的利用率;提出了一種基于壓縮感知理論的網(wǎng)絡(luò)節(jié)能算法，在