[发明专利]建筑深基坑智能监测系统

权利要求书

1.建筑深基坑智能监测系统，其特征是，包括感知装置和设置于深基坑监测区域的深基坑监测中心；感知装置被配置为对深基坑区域地层地质、水文实时进行数据采集，感知装置包括汇聚节点和多个部署于该深基坑监测区域内的传感器节点，传感器节点采集所在监测位置的深基坑环境感知数据，汇聚节点主要被配置为汇聚各传感器节点采集的深基坑环境感知数据，并发送至所述深基坑监测中心进行存储和显示；传感器节点在网络拓扑构建阶段通过簇头选举选出簇头，并根据选举出的簇头进行分簇；簇头被配置为将簇内传感器节点采集的深基坑环境感知数据汇总并发送至汇聚节点；传感器节点在网络拓扑构建阶段通过簇头选举选出簇头，包括：

(1)汇聚节点收集网络中各传感器节点的节点度和能量信息，根据收集的信息确定用于簇头选举的相关信息并广播至各传感器节点；

(2)在每轮中的簇头选举阶段，每个传感器节点根据所述相关信息，按照下列公式计算其当选阈值，并产生一个介于0到1之间的随机数，如果传感器节点产生的随机数小于该当选阈值，则该传感器节点当选为簇头，否则为普通节点；传感器节点i的当选阈值T_i的计算公式为：

式中，z为簇头选举轮数，H_i＝1表示传感器节点i在过去的轮中没有成功当选过簇头，H_i＝0表示传感器节点i在过去的轮中有成功当选过簇头；G_i为传感器节点i当选为簇头的概率；

所述相关信息包括网络中传感器节点的最大节点度P_max、节点度总和Δ_P、各传感器节点的初始能量、网络的初始能量均值设定传感器节点i当选为簇头的概率G_i为：

式中，G₀为预设的簇头比例，Q_i0为传感器节点i的初始能量，Q_i为传感器节点i的当前剩余能量，为在第z轮中网络的平均能量，P_i为传感器节点i的节点度，K为网络中的传感器节点个数；r₁、r₂为设定的权重系数；对簇头比例G₀的具体取值进行设定：

式中，P_min为网络中传感器节点的最小节点度，P_max为网络中传感器节点的最大节点度。

2.根据权利要求1所述的建筑深基坑智能监测系统，其特征是，所述深基坑监测中心包括被配置为存储各传感器节点采集的深基坑环境感知数据的存储模块，以及被配置为显示各传感器节点采集的深基坑环境感知数据的可视化模块。

3.根据权利要求2所述的建筑深基坑智能监测系统，其特征是，所述深基坑监测中心还包括分析预警模块，被配置为对深基坑环境感知数据进行分析，在深基坑环境感知数据不符合设定的阈值条件时输出报警信息。

4.根据权利要求1-3任一项所述的建筑深基坑智能监测系统，其特征是，所述深基坑环境感知数据包括深基坑围护桩水平位移数据、围护桩顶部沉降数据、深基坑地下水位数据、深基坑周围地表沉降数据和深基坑地下岩土物性数据。