一种基于烟气浓度的火灾定位方法技术

本发明专利技术属于火灾定位领域，具体涉及一种基于烟气浓度的火灾定位方法，该方法基于无线传感器网络，利用浓度传感器测得的烟雾浓度，根据烟气扩散模型，对火源点进行定位估计；具体步骤如下：步骤1，建立无风环境下烟气扩散模型，确定无风条件下气体浓度与距离的关系式；步骤2、基于烟气浓度的加权融合、最小二乘法定位火源区域；步骤3、基于K‑means聚类法对步骤2的火源区域进行聚类分析，确定火源点。该定位方法适用于火灾早期，屋顶平坦，风速较小的单火源点情况，将烟气流取为二维平面，通过该火灾定位方法，将所得定位结果的区域正下方，作为火灾发生区域，该火灾定位方法具有低能耗、实时性、低成本、抗干扰等特点，实用性强。

Fire location method based on flue gas concentration

The invention belongs to the field of fire localization, in particular relates to a positioning method based on fire smoke concentration, the method is based on the wireless sensor network, the smoke concentration measured by the concentration sensor, according to the model of gas diffusion, location estimation of fire point; the concrete steps as following: Step 1, the establishment of wind environment of flue gas diffusion model, determine the relationship between gas concentration and distance under windless conditions; step 2, based on the weighted least square method, the smoke concentration fusion location of the fire source region; step 3, based on the source region of the step 2 K means cluster analysis, determine the source point. The positioning method is suitable for early fire, flat roof, wind speed smaller single fire point, the gas flow is two-dimensional plane, through the fire location method, the positioning results just below the area, as the fire area, the fire location method has the characteristics of low energy consumption, low cost, real-time, anti-jamming so, practical.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于火灾定位
，主要涉及一种基于烟气浓度的火灾定位方法。
技术介绍
现有的火灾源点定位技术一般是基于温度场，基于图像理论和基于光纤测温技术的的定位方法，但基于温度场的火灾源点定位要求火源释放较多的热量，传感器感受到温度变化时，实际上燃烧已经持续了一段时间。大量研究表明，火灾早期阴燃状态下，释放热量少，却产生大量的烟气，温度上升却不明显。基于图像型的火源定位技术容易受物体遮挡，造成定位误差偏大等问题；基于光纤测温的技术成本过于高昂，不适用于一般的仓库中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有火灾定位方法的不足，提出一种成本更低，定位结果更可靠的火灾定位方法。一种基于烟气浓度的火灾定位方法，该方法基于无线传感器网络，利用浓度传感器测得的烟雾浓度，根据烟气扩散模型，对火源点进行定位估计；具体步骤如下：步骤1，建立无风环境下烟气扩散模型，确定无风条件下气体浓度与距离的关系式；采用高斯烟羽扩散模型(高斯烟羽模型适用于点源连续的气体扩散情况)来描述一个火源点释放出来的烟气沿着房顶扩散的浓度分布，不计入烟层厚度，只考虑烟层表面浓度的条件下，无风环境下烟气扩散模型为： C ~ ( x i , y i , z i , t ) = Q πσ y σ z u exp { - y 2 2 σ y 2 - H 2 2 σ z 2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于烟气浓度的火灾定位方法，其特征在于，基于无线传感器网络，利用浓度传感器测得的烟雾浓度，根据烟气扩散模型，对火源点进行定位估计；具体步骤如下：步骤1，建立无风环境下烟气扩散模型，确定无风条件下气体浓度与距离的关系式；步骤2、基于烟气浓度的加权融合、最小二乘法定位火源区域；步骤3、基于K‑means聚类法对步骤2的火源区域进行聚类分析，确定火源点。

【技术特征摘要】
1.一种基于烟气浓度的火灾定位方法，其特征在于，基于无线传感器网络，利用浓度传感器测得的烟雾浓度，根据烟气扩散模型，对火源点进行定位估计；具体步骤如下：步骤1，建立无风环境下烟气扩散模型，确定无风条件下气体浓度与距离的关系式；步骤2、基于烟气浓度的加权融合、最小二乘法定位火源区域；步骤3、基于K-means聚类法对步骤2的火源区域进行聚类分析，确定火源点。2.根据权利要求1所述的一种基于烟气浓度的火灾定位方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的建立无风环境下烟气扩散模型，确定无风条件下气体浓度与距离对的关系式，具体的计算如下：采用高斯烟羽扩散模型来描述一个火源点释放出来的烟气沿着房顶扩散的浓度分布，不计入烟层厚度，只考虑烟层表面浓度的条件下，无风环境下烟气扩散模型为： C ~ ( x i , y i ...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯肖亮，闫东，文成林，宋强，闫晶晶，
申请(专利权)人：河南工业大学，
类型：发明
国别省市：河南;41