一维光纤传感网传感器数量及布置方法技术

一维光纤传感网传感器数量及布置方法，该方法根据传感网优化布设公式，确定布设过程中相邻两传感器最大、最小及最优间距dmax、dmin和dopt。然后根据一维传感网布设方法，确定监测区域内所需传感器数量m。本发明专利技术从光纤传感网鲁棒性入手，给出了一种适用于一般情况的一维光纤传感网优化布设方法，通过优化布设网络中传感器位置使传感网的鲁棒性得以优化，这一方法并不考虑结构本身的模态状况，适用于类似温度场等能够传播的物理场测量，通过这一方法可以为实际应用中的光纤传感网布设节约成本，提高网络性能。该方法适用于光纤传感网的不同拓扑结构。

【技术实现步骤摘要】
一维光纤传感网传感器数量及布置方法
本专利技术属于光纤智能传感领域，涉及一种设计方法，特别是一种一维光纤传感网布设的方法及所需传感器数量，适用于一切分立式光纤传感器。
技术介绍
光纤传感网是一种在多路复用技术的支持下，将一个或多个不同功能的光纤传感器通过不同拓扑结构组合而成的传感网络。传感网中的传感器或是被埋入被测单元，或是被布设在距被测单元很近的位置，能够实现多参量、多点的监测和控制。在光纤传感网络中，多个传感器可以共享终端设备，由此带来的经济效益在于设备成本的节省。光纤传感网正逐步渗透到我们的生活之中，从生活中的大型建筑结构监测，到军用光纤陀螺等诸多领域中均可见到光纤传感网的身影。随着传感网络规模的不断扩大，其所监测目标结构的不断复杂，传感网中的传感器数量不断增加，这必然会带来庞大网络数据处理工作量，同时也会引起传感网更易受到攻击而使网络瘫痪。为解决这一问题，如何优化布设传感器位置成为一个重要研究方向。网络中传感器优化布设就是要达到减少传感网中传感器数量的同时优化网络的监测性能。专利CN101694674A介绍了一种基于布设点的弹性力学受力来调整多数量多类型的传感网传感器区域布设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种一维光纤传感网传感器数量及布置方法，其特征在于该方法的步骤如下：第1、根据传感网优化布设公式，确定布设过程中相邻两传感器最大、最小及最优间距dmax、dmin和dopt ；第1.1、已知鲁棒性评估所需的衰减系数α及阈值γ；在光纤传感网鲁棒性评估模型中定义了两个参数：衰减系数α及传感网阈值γ；其中衰减系数α是由传感网中使用的传感器类型所决定，阈值γ与传感网所要达到的精度有关，其取值范围为0≤γ≤1，精度越高γ取值越小；第1.2、根据光纤传感网鲁棒性评估模型，确定布设过程中相邻两同种类型传感器最大、最小及最优间距dmax、dmin及dopt ；第1.2.1、传感器最大间距dmax确定：设传感器...

【技术特征摘要】
1.一种一维光纤传感网传感器数量确定及布置方法，其特征在于该方法的步骤如下：第1、根据传感网优化布设公式，确定布设过程中相邻两传感器最大、最小及最优间距dmax、dmin和dopt；第1.1、已知鲁棒性评估所需的衰减系数α及阈值γ；在光纤传感网鲁棒性评估模型中定义了两个参数：衰减系数α及传感网阈值γ；其中衰减系数α是由传感网中使用的传感器类型所决定，阈值γ与传感网所要达到的精度有关，其取值范围为0≤γ≤1，精度越高γ取值越小；第1.2、根据光纤传感网鲁棒性评估模型，确定布设过程中相邻两同种类型传感器最大、最小及最优间距dmax、dmin及dopt；第1.2.1、传感器最大间距dmax确定：设传感器1位于(0,0)，传感器2位于(x,y)；选取两传感器所在直线的中点作为评估点A来评价两传感器监测能力随传感器间距增加的变化情况，A点的坐标为(x/2,y/2)；当两传感器对A的监测能力刚好等于阈值γ，则说明两传感器达到了最大间距dmax，则有：第1.2.2、传感器最小间距dmin确定：不考虑两传感器间的相互影响，两传感器的最小间距为单个传感器监测范围ds的叠加，根据鲁棒性评估模型中光纤传感器监测能力公式可得：dmin＝2ds＝-2lnγ/α；第1.2.3、传感器最优间距dopt确定：定义能够使得光纤传感网鲁棒性最优时，传感器间距为最优间距dopt；通过分析传感器间距对于传感网有效监测面积的影响，结合光纤传感网鲁棒性评估模型可以得到：第2、根据监测区域长度L及布设方法确定传感器分布位置；第2.1、确定监测区域最左端传感器位置，即第一个传感器S1位置；若将一维光纤传感网最左端传感器记作第一个传感器为S1，则S1对监测区域最左端的监测能力符合单个传感器的监测情况；设S...

【专利技术属性】
技术研发人员：张红霞，宫语含，贾大功，刘铁根，张以谟，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12