[发明专利]基于无线传感器网络的三维紧急逃生引导方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在建筑楼宇内紧急逃生引导方法。

背景技术

随着中国城市化进程的加快，高层建筑、复杂建筑已经越来越普遍。在许多 公众聚集的场所，如宾馆、酒店、夜总会、歌舞厅、电影院、小商品市场等建筑 物，其内部的通道错综复杂，人员的流动量巨大。在这些建筑物内一旦有灾难(如 火灾)发生，如果没有逃离灾难现场的有效引导，后果将不堪设想。据消防统计 数据显示，我国2007年共发生火灾15.9万起(不包含森林、草原、军队、矿井 地下部分火灾)，死亡1418人，受伤863人，直接财产损失9.9亿多元。其中在 人员密集场所，如商场市场、宾馆饭店、娱乐场所、学校医院等共发生火灾8581 起，死亡156人，受伤150人，直接损失多达18679万元。复杂建筑、人员密集 场所如何有效疏散内部人员逃离灾难现场及组织外部人员进行有救援，一直是人 们所关心的问题。

如果能研制出一种逃生引导系统，在火灾等紧急事件发生时，能根据当时环 境的情况，快速智能地指示出最佳逃生路径，使得建筑物内部逃生人员能够根据 此指示迅速、有序地逃离灾难现场，同时又能检测出火灾发生地点，帮助外部人 员准确定位火灾地点，辅助外部救援人员更有效地组织救援工作，那么就可以在 一定程度上解决复杂建筑物中发生火灾时紧急逃生及紧急救援困难的问题。这种 紧急逃生引导系统的研制具有重大的现实意义。

传统的紧急逃生指示系统一般都是由若干个静止指向某一个方向的指示器组 成，该指向一般都是指向紧急出口。但是由于建筑物的复杂性，当火灾发生时该 指向就不一定是一个安全的指向。所以控制指示器的指向使之指向正确的逃生方 向，就有两种控制方式：有线和无线方式。由于有线控制方式主要存在着两个缺 陷：(1)在建筑物中有布线的限制，增加了成本，而且如果火灾把线路烧毁的话， 就将失去对指示系统的控制；(2)有线系统都是采用集中式的计算方法来计算火 灾发生时的最佳引导路径，但是存在效率问题，系统先要检测到火灾发生的位置， 然后由中央控制系统算出最佳路径，再通过有线方式去控制指示器的指向。还有 就是当火灾蔓延时，系统又要再次重复上面的过程由中央控制系统再去重新计算 一遍最佳路径，这将严重影响系统的效率。基于以上的考虑，采用无线的方式将 更加有优势，主要体现在以下几点：(1)没有布线的限制，指示器可以按照要求 布置在建筑物内的任何位置，成本也将大大降低；(2)整个系统采用分布式计算 的方式计算出逃生路径，整体的计算速度也要快于集中式的计算方法，而且不会 由于某几个点的烧毁很影响整个系统的运行。但是，现有的无线方式逃生引导方 法存在的缺陷是：不能获取最佳的逃生路径，可靠性较差。

发明内容

为了克服已有的逃生引导方法的不能获取最佳的逃生路径，可靠性较差的不 足，本发明提供一种能获取最佳的逃生路径、具有良好的可靠性的基于无线传感 器网络的三维紧急逃生引导方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于无线传感器网络的三维紧急逃生引导方法，包括以下步骤：

1)节点初始化：设置每个节的权值<l，w>，其中，l表示节点所处的楼层的 危险程度，在初始情况下等于节点所处的楼层；w表示节点在该楼层中的危险程 度，所述节点与相邻节点之间的跳数为1；

初始化阶段分两个步骤完成：第一，计算每个节点到他所在楼层的出口或楼 梯节点的最小跳数；第二，利用节点到出口或楼梯节点的最小跳数来计算节点的 初始权值。

(1.1)计算每个节点到它所在楼层的出口或楼梯节点的最小跳数

该过程分楼层分别进行。该过程由出口节点广播INIT报文开始。INIT报文的 格式如下：<e_id，f_id，hop>。三个字段分别表示出口节点id、转发节点id及转 发节点至出口节点的跳数。一出口节点x首先广播INIT报文(x，x，0)，节点y 收到该报文后判断若节点x是新出口节点则添加至出口列表，并记录下跳数h_x； 若不是新出口节点并且h_x＞hop+1，则h_x＝hop+1，然后重构INIT报文 (x，y，h_x)并转发。最后每个节点计算出距离自身最近的出口节点的跳数并记录 在h_c中。其他楼层可以将楼梯节点看成是该层的出口节点，处理过程相同。

(1.2)节点初始权值的计算