[发明专利]有毒气体智能探测系统

权利要求书

1.有毒气体智能探测系统，其特征是，包括监测装置和设置于探测区域的有毒气体分析装置；监测装置被配置为对对所述探测区域内的有毒气体进行探测，监测装置包括汇聚节点和多个部署于该探测区域内的传感器节点，传感器节点实时采集所在监测位置的有毒气体数据，汇聚节点主要被配置为汇聚各传感器节点采集的有毒气体数据，并发送至所述有毒气体分析装置进行分析；传感器节点在网络拓扑构建阶段通过簇首选举选出簇首，并根据选举出的簇首进行分簇；簇首被配置为将簇内传感器节点采集的有毒气体数据汇总并发送至汇聚节点。

2.根据权利要求1所述的有毒气体智能探测系统，其特征是，所述有毒气体分析装置包括以下模块：

(1)有毒气体数据接收模块，用于连接监测装置，并接收监测装置采集的有毒气体数据；

(2)有毒气体种类判断模块，用于根据有毒气体数据判断出有毒气体的种类；

(3)有毒气体浓度计算模块，用于计算当前种类的有毒气体的浓度值；

(4)警戒值设置模块，用于设置每种有毒气体的警戒值；

(5)报警模块，用于比较当前种类的有毒气体的浓度值与该种有毒气体的警戒值，若该浓度值超过该警戒值，则输出报警信息。

3.根据权利要求2所述的有毒气体智能探测系统，其特征是，所述有毒气体分析装置还包括显示处理模块，所述显示处理模块将所采集的有毒气体数据以不同颜色线条，在折线图中进行实时显示，折线图中还显示表示警戒值的警戒线。

4.根据权利要求1所述的有毒气体智能探测系统，其特征是，传感器节点在网络拓扑构建阶段通过簇首选举选出簇首，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首选举的相关信息并广播至各传感器节点；

(2)在每轮中的簇首选举阶段，每个传感器节点根据所述相关信息计算其当选阈值，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首，否则为普通节点。

5.根据权利要求4所述的有毒气体智能探测系统，其特征是，所述相关信息包括网络中传感器节点的最大节点度Z_max、节点度总和Δ_Z、各传感器节点的初始能量、网络的初始能量均值传感器节点i的当选阈值Q_i的计算公式为：

式中，W为簇首选举轮数，T_i＝1表示传感器节点i在过去的轮中没有成功当选过簇首，T_i＝0表示传感器节点i在过去的轮中有成功当选过簇首；H_i为传感器节点i当选为簇首的概率；

其中，设定传感器节点i当选为簇首的概率H_i为：

式中，H₀为预设的簇首比例，P_i0为传感器节点i的初始能量，P_i为传感器节点i的当前剩余能量，为在第W轮中网络的平均能量，Z_i为传感器节点i的节点度，G为网络中的传感器节点个数；k₁、k₂为设定的权重系数。

6.根据权利要求4所述的有毒气体智能探测系统，其特征是，每个未当选为簇首的传感器节点选择距离最近的簇首加入簇。