[发明专利]基于分簇网络感知技术的火情趋势分析方法及系统

权利要求书

1.一种基于分簇网络感知技术的火情趋势分析系统，其特征在于，包括：

多个传感器，所述多个传感器包括用于撒播在火场的具有短距离通信功能的多个普通节点传感器和具有短距离通信功能、中距离通信功能以及GPS定位功能的多个锚节点传感器；

中继器，所述中继器具有中距离通信功能，用于在火场接收锚节点传感器所发出的簇路由信息，并通过卫星通信链路发送所接收的簇路由信息；

飞行器，所述飞行器用于在火灾发生时向地面撒播所述多个传感器；

数据处理平台，所述数据处理平台位于指挥监控中心，用于通过卫星通信链路接收所述簇路由信息，并对所述簇路由信息进行分析处理；

所述多个传感器中的锚节点传感器作为簇头建立若干无线分簇网络，并通过中继器和卫星通信链路将各锚节点传感器所发出的簇路由信息实时发送到数据处理平台，所述数据处理平台对所接收到的簇路由信息采用DV-hop定位算法计算得出各传感器的分布数据并实时绘制出火场监测地图，然后计算出整个火场的发展速度和方向以及隔离带的最佳开设位置。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述普通节点传感器包括无线收发器。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述锚节点传感器包括用于与所述普通节点传感器的无线收发器通信的无线收发器、用于卫星定位的GPS模块和用于与所述中继器通信的超高频通讯模块。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中继器设置在飞行器上。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述飞行器为直升机、飞机、无人机或飞艇。

6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述中继器具有卫星通信能力。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无线分簇网络包括一个或多个锚节点传感器和多个普通节点传感器。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述簇路由信息包括簇路由表、最优路径以及锚节点传感器的GPS定位数据。

9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据处理平台采用DV-hop定位算法对所接收到的所述信息进行分析。

10.一种采用如权利要求1～9任一项所述系统的基于分簇网络感知技术的火情趋势分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：利用飞行器沿火线空中撒播多个传感器；

步骤2：传感器达到地面后，以传感器中的所有或部分锚节点传感器作为簇头节点，其余的传感器作为簇节点自组建立若干无线分簇网络；

步骤3：所有簇头发起并开始建立最优路径；

步骤4：各无线分簇网络中的各个簇头节点实时向中继器发送其簇路由信息，所述中继器经由卫星通信链路将所接收到的簇路由信息进行发送；

步骤5：数据处理平台通过卫星通信链路实时接收所述簇路由信息；

步骤6：数据处理平台对所接收到簇路由信息进行分析，实时绘制出火场监测地图；

步骤7：判断所接收的路由信息是否足够计算火场的发展速度和趋势，若足够计算，则执行步骤8；若不够计算，则返回执行步骤5；

步骤8：计算并在火场监测地图上标注整个火场的发展速度和趋势；

步骤9：根据预设的计算模型计算并在火场监测地图上标注隔离带的最佳开设位置。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述簇路由信息包括簇路由表、最优路径以及锚节点传感器的GPS定位数据。

12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述步骤3中所有簇头发起并开始建立最优路径的步骤包括：

步骤3.1簇头节点发起洪泛广播，内容包括本簇头节点ID、本簇头节点坐标和本簇头节点跳数；

步骤3.2等待邻近簇节点建立梯度路由，并转发广播信息；

步骤3.3接收邻近簇节点转发的其它簇头广播信息，内容包括其它簇头节点ID、其它簇头节点坐标和其它簇头节点跳数；

步骤3.4通过中距离通讯装置向中继器发送已经接收到的簇路由信息；

步骤3.5返回步骤3.1。