[发明专利]一种有效的建筑安全监测系统

权利要求书

1.一种有效的建筑安全监测系统，其特征是，包括传感器采集模块、无线传输模块、安全监控中心和预警模块，所述传感器采集模块用于采集建筑结构的相关参数和建筑室内环境的相关参数并将采集得到的参数通过无线传输模块传输到安全监控中心，所述安全监控中心用于对接收到的数据进行处理和分析，并在各参数值超出安全阈值时另预警模块进行报警，所述无线传输模块采用无线传感器网络进行传感器节点之间数据的传输，其采用一种改进的节能算法求解网络的最优路由路径，具体包括：

(1)在传感器节点中，蚂蚁k从传感器节点i转移到传感器节点j的概率为：

式中，J_k(i)＝(1，2,…,n)表示蚂蚁k的能选择的下一个传感器节点的集合，τ_ij(t)是时刻t时传感器节点i到传感器节点j之间路径l_ij的信息素；

(2)定义反应传感器节点自身状态的参量值，将传感器节点的参量值代入路径l_ij的信息素的计算，具体为：

a.定义传感器节点k的参量值为μ_k(t)，则参量值μ_k(t)的计算公式为：

式中，d_kl为传感器节点k与临近传感器节点l的路径长度，s_k为传感器节点k处理数据的能力，n_k为传感器节点k的剩余能量值，N_k为传感器节点k的最初能量值，τ和ρ为对应参数的权重；

b.当蚂蚁k走完一步后，前进路径l_ij的信息素为：

式中，δ为路径上信息素的蒸发因子且δ∈[0,1]，τ_ij(t+1)为蚂蚁走过后路径l_ij的信息素，τ_ij(t)为时刻t时路径l_ij的信息素，τ₀为路径上信息素的初始值，μ_j(t)为t时刻传感器节点j的参量值，μ_i(t)为t时刻时传感器节点i的参量值，α₁和α₂分别为传感器节点j和传感器节点i参量值的权重；

c.当蚂蚁k到达目的地后，返回的全局信息素为：

式中，Δτ_ij^k(t)为第k只蚂蚁在t时刻留在路径l_ij的信息素，d_k为第k只蚂蚁在本次迭代中所走过路径的长度，τ_ij(t)为时刻t时路径l_ij的信息素，τ_ij(t+Δt)为更新后路径l_ij的信息素，δ为路径上信息素的蒸发因子且δ∈[0,1]，Δτ_ij(t)表示路径l_ij上的信息素浓度增量，m为是经过路径的蚂蚁的数量，u_l(t)为t时刻传感器节点l的参量值，h为最优路径中传感器节点的总数，Q为一个常量。

2.根据权利要求1所述的一种有效的建筑安全监测系统，其特征是，所述建筑结构的相关参数包括建筑结构的应变和建筑结构的竖向位移，所述建筑室内环境的相关参数包括室内温度、室内粉尘颗粒浓度和烟雾颗粒浓度。

3.根据权利要求2所述的一种有效的建筑安全监测系统，其特征是，所述传感器采集模块由传感器节点组成，用于采集建筑结构和室内环境的相关参数。

4.根据权利要求3所述的一种有效的建筑安全监测系统，其特征是，所述传感器采集模块的传感器节点均采用防水封装。

5.根据权利要求4所述的一种有效的建筑安全监测系统，其特征是，系统还包括显示模块，所述显示模块用于实时显示采集得到的数据的变化趋势。