[发明专利]一种基于无线传感器网络的毒气泄漏源定位方法

摘要

本发明提供了一种基于无线传感器网络的毒气泄漏源定位方法，其特征在于，步骤为：首先在需要检测的区域布置多个传感器，使得传感器能够将该区域完全覆盖，传感器的数据通过无线网络传播，然后当毒气泄漏时，根据传感器的报警顺序，记录下不同状态时的参数，根据上述参数计算得到发生毒气泄漏的泄漏源的坐标。本发明提供的方法能够对毒气泄漏源进行定位，并从微观和宏观角度上分别结合了湍流模型和高斯模型进行了气团的扩散、运动分析，同时引入了关键影响因子——风。

主权项

1.一种基于无线传感器网络的毒气泄漏源定位方法，其特征在于，步骤为：步骤1、在某个需要检测的区域中采用网格式传感器布局，即将待测区域划分成单位区域，单位长度和单位面积视传感器感知半径而定，在每个单位区域的四个角上分别布置一个传感器，即第一传感器（A）、第二传感器（B）、第三传感器（C）及第四传感器（D），每个传感器的感知半径相同，位于对角上的两个传感器，以传感器为中心、感知半径为半径形成的圆相切，从而使得四个传感器将该单位区域完全覆盖，传感器的数据通过无线网络进行传输；步骤2、当毒气发生泄漏时，因为第一传感器（A）、第二传感器（B）、第三传感器（C）及第四传感器（D）的覆盖区域是两两相交的，因此可能同时会有两个传感器发生报警，假设第一传感器（A）及第三传感器（C）传感器发生报警，此时初步确定毒气团产生在第一传感器（A）及第三传感器（C）相交区域附近，若只有一个传感器报警，则确定毒气团产生在该传感器的独立感知范围内，记录报警时间、探测毒气种类、毒气浓度、风向与轴夹角及风速，记为状态，此时，毒气团质心的坐标为；步骤3、当毒气继续泄漏时，使得除步骤2中的两个发生报警外的另一个传感器也发生报警，假设第四传感器（D）发生报警，记录第四传感器（D）的报警时间及毒气浓度，记为状态；步骤4、随着毒气团随风向运动，自身根据湍流扩散系数不断扩散，体积变大，浓度降低，步骤2中两个发生报警的传感器中的一个传感器会停止报警，记录该传感器停止报警的瞬间时刻及毒气浓度，记为状态，此时毒气团质心的坐标为；步骤5、设状态中毒气团的半径为，传感器的感知半径为R，湍流扩散速度为，则根据毒气团质量守恒，得到=，计算得到步骤2中点的坐标为，其中，及为第三传感器（C）的位置坐标，为点与第三传感器（C）连成直线的斜率；步骤6、将点坐标带入风向系数的直线方程，得风向直线方程；步骤7、点距离毒气泄漏源的距离为，因此毒气泄漏源的坐标为。