基于無線傳感器網絡的火災現場定位技術研究

接下來，各參考節點進行第一次廣播，將其校正值以洪泛的方式在網絡中傳播。同樣，當一個節點接收到了第一個校正值后，便丟棄所有后來者，這個策略確保了絕大多數節點從最近的參考節點接收校正值。這就意味著該校正值能夠比較真實地反映出該節點周圍的平均每跳距離。
未知節點接收到校正值后，便用校正值與跳數的乘積來近似代替它到各個參考節點的距離，最后進入第三階段的坐標計算，即：

(3)坐標計算階段。未知節點利用第二階段記錄得到各個信標節點的跳段距離，利用三邊測量法或極大似然估計法計算自身坐標。若未知節點u接收到n個參考節點的位置信息(x1，y1)，(x2，y2)，…，(xn，yn)，并且在上述階段計算中到各參考節點的近似距離為d21，d22，…，d2n，則通過下列方程組得出未知節點u的坐標從第一個方程開始分別減去最后一個方程，得：使用標準的最小均方差估計方法，可以得到節點u的坐標為：

從第一個方程開始分別減去最后一個方程，得：

式（4）的線性方程可表示為：

使用標準的最小均方差估計方法，可以得到節點u的坐標為：

只要ATA非奇異，節點u的坐標X就有惟一解。

3 火災現場定位原理
在火災現場，火勢從火源開始向四周呈不規則的散射狀蔓延，在這個過程中，傳感器節點所在位置的可燃物經歷了引燃、陰燃、明火燃燒、轟然、燃盡等燃燒過程，可按溫度變化劃分為燃燒前、燃燒中和燃燒后3個階段，溫度變化示意圖如圖3所示。從傳感器監測到的溫度變化情況，可以判斷節點所在位置的火情：火勢是否正在逼近；是否開始燃燒；是否已經燃燒完畢。在火勢蔓延區域，利用DV―hop算法獲得傳感器節點的位置信息，結合節點的溫度變化情況，就可以實時畫出火勢蔓延圖(見圖4)，得知火場態勢。

4 結 語
在此將無線傳感器網絡技術應用于消防系統，提出通過對傳感器節點的定位，結合節點處溫度變化情況，實現對火場環境的實時監控。DV―hop算法只需要較少的錨節點，計算和通信開銷適中，不需要節點具備測距能力，是一個可擴展的算法。對于密集網絡，平均每跳距離接近于實際距離，可以得到合理的平均每跳距離，從而能夠達到較高定位精度。而且，隨著感溫探測器技術的發展，開發工作環境溫度為一40～+900℃的傳感器節點已成為可能。因此，該技術在有效定位與跟蹤火源、火情上具有很好的可實現性和很高的應用價值。