森林火灾监测节点部署方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种森林火灾监测节点部署方法及装置，涉及森林防火技术领域。所述方法包括在建立网络模型，所述网络模型包括在待测森林的预设区域内设置的多个传感器节点后，再基于互信息标准，评估所述多个传感器节点的至少两个传感器节点的监测性能，然后根据评估结果得出所述监测性能满足预设条件时，获取所述满足预设条件的监测性能对应的传感器节点。在保证网络总体感知质量的情况下，利用互信息标准选出预设节点中感知质量优的节点，减少传感器数量节省成本。

【技术实现步骤摘要】
森林火灾监测节点部署方法及装置
本专利技术涉及森林防护
，具体而言，涉及一种森林火灾监测节点部署方法及装置。
技术介绍
近年来，森林的种植和保护成为热门的话题，森林的变化对于全球的生态环境的变化有很重要的影响，那么如何保护森林就变成了时下的热点问题。在传感器技术还没有普及使用时，护林任务还是依靠护林人每天在森林中巡查，这种方法工作量大，并且效率低。物联网技术的发展，可以使用传感器代替护林人不间断的监测森林状况。那么如何在森林中合理的布置传感器成为了研究主题。目前传感器的布置方法考虑的主要是覆盖范围、通信效果、传感器寿命，需要传感器能够在较长的时间内保持能够稳定的传送监测信息，所以大多数算法都是在保证覆盖范围的前提下，以邻居发现，传感器能量消耗(休眠/唤醒)，路由算法等为研究目标。目前的传感器算法在森林监测方面的应用大多是基于传感器能耗为研究目标的，因为在森林环境下，有些地方传感器不易更换，所以需要合理分配传感器的占空比，使得传感器网络的生存周期能够达到最大。这样的算法可以保证生存周期很长，但是森林中的面积较大，以及森林中的各种环境以及地形需要大量的传感器作为支撑，并且很多传感器是长时间处于休眠状态，或者是传感器是簇首节点消耗过快，并且为了保证通信效果，同一时间需要同一个范围的传感器同时工作，这样会造成布置传感器费用过高，而且同一区域的传感器都使用，会降低效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种森林火灾监测节点部署方法及装置，以改善上述问题。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：第一方面，本专利技术实施例提供了一种森林火灾监测节点部署方法，应用于一电子设备，所述方法包括建立网络模型，所述网络模型包括在待测森林的预设区域内设置的多个传感器节点；基于互信息标准，评估所述多个传感器节点的至少两个传感器节点的监测性能；根据评估结果得出所述监测性能满足预设条件时，获取所述满足预设条件的监测性能对应的传感器节点。第二方面，本专利技术实施例提供了一种森林火灾监测节点部署装置，运行于一电子设备，所述装置包括建立单元、评估单元和获取单元。建立单元，用于建立网络模型，所述网络模型包括在待测森林的预设区域内设置的多个传感器节点。评估单元，用于基于互信息标准，评估所述多个传感器节点的至少两个传感器节点的监测性能。获取单元，用于根据评估结果得出所述监测性能满足预设条件时，获取所述满足预设条件的监测性能对应的传感器节点。本专利技术实施例的有益效果是：建立网络模型，所述网络模型包括在待测森林的预设区域内设置的多个传感器节点后，再基于互信息标准，评估所述多个传感器节点的至少两个传感器节点的监测性能，然后根据评估结果得出所述监测性能满足预设条件时，获取所述满足预设条件的监测性能对应的传感器节点。在保证网络总体感知质量的情况下，利用互信息标准选出预设节点中感知质量优的节点，减少传感器数量节省成本。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术实施例了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为可应用于本专利技术实施例的电子设备的结构框图；图2为本专利技术实施例提供的森林火灾监测节点部署方法的流程图；图3为本专利技术实施例提供的森林火灾监测节点部署方法中的一种子模模型示意图；图4为本专利技术实施例提供的森林火灾监测节点部署方法中的另一种子模模型示意图；图5(a)为本专利技术实施例提供的森林火灾监测节点部署方法中的应用实例森林中的元胞火蔓延模型中起火点示意图；图5(b)为本专利技术实施例提供的森林火灾监测节点部署方法中的应用实例森林中的元胞火蔓延模型中火蔓延趋势示意图；图5(c)为本专利技术实施例提供的森林火灾监测节点部署方法中的应用实例森林中的元胞火蔓延模型中火燃烧过程示意图；图5(d)为本专利技术实施例提供的森林火灾监测节点部署方法中的应用实例森林中的元胞火蔓延模型中火灭之后的火蔓延最终模型示意图；图6为本专利技术实施例提供的森林火灾监测节点部署方法中的应用实例森林的传感器节点布置示意图；图7为本专利技术实施例提供的森林火灾监测节点部署方法中的应用实例不同预置传感器节点下的感知效率结果示意图；图8为本专利技术实施例提供的森林火灾监测节点部署方法与最优解算法、贪婪算法在相同预设节点下的感知曲线对比结果示意图；图9为本专利技术实施例提供的森林火灾监测节点部署装置的结构框图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本专利技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。图1示出了一种可应用于本专利技术实施例中的电子设备100的结构框图。如图1所示，电子设备100可以包括存储器102、存储控制器104、一个或多个(图1中仅示出一个)处理器106、外设接口108、输入输出模块110、音频模块112、显示模块114、射频模块116和森林火灾传感器节点部署装置。存储器102、存储控制器104、处理器106、外设接口108、输入输出模块110、音频模块112、显示模块114、射频模块116各元件之间直接或间接地电连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件之间可以通过一条或多条通讯总线或信号总线实现电连接。森林火灾传感器节点部署方法分别包括至少一个可以以软件或固件(firmware)的形式存储于存储器102中的软件功能模块，例如所述森林火灾传感器节点部署装置包括的软件功能模块或计算机程序。存储器102可以存储各种软件程序以及模块，如本申请实施例提供的森林火灾传感器节点部署方法及装置对应的程序指令/模块。处理器106通过运行存储在存储器102中的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现本申请实施例中的森林火灾传感器节点部署方法。存储器102可以包括但不限于随机存取存储器(RandomAccessMemory，RAM)，只读存储器(ReadOnlyMemory，ROM)，可编程只读存储器(ProgrammableRead-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(ErasableProgrammableRead-OnlyMemory，EPROM)，电可擦除只读本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种森林火灾监测节点部署方法，其特征在于，应用于一电子设备，所述方法包括：建立网络模型，所述网络模型包括在待测森林的预设区域内设置的多个传感器节点；基于互信息标准，评估所述多个传感器节点的至少两个传感器节点的监测性能；根据评估结果得出所述监测性能满足预设条件时，获取所述满足预设条件的监测性能对应的传感器节点。

【技术特征摘要】
1.一种森林火灾监测节点部署方法，其特征在于，应用于一电子设备，所述方法包括：建立网络模型，所述网络模型包括在待测森林的预设区域内设置的多个传感器节点；基于互信息标准，评估所述多个传感器节点的至少两个传感器节点的监测性能；根据评估结果得出所述监测性能满足预设条件时，获取所述满足预设条件的监测性能对应的传感器节点。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于互信息标准，评估所述多个传感器节点的至少两个传感器节点的监测性能，包括：基于互信息标准，计算所述多个传感器节点中的每个传感器节点的第一互信息值；每轮计算后，选择所述第一互信息值中的最大值对应的传感器节点并将所述最大值对应的传感器节点放入第一集合，以使所述第一集合中包括k个传感器节点；获取所述k个传感器节点的原始感知质量；从所述多个传感器节点中的未被选中的传感器节点中，使用子模算法选取互信息增益最大值对应的传感器节点，获取k′个未被选中的传感器节点且计算得出k+k′个传感器节点的预测感知质量，k+k′<M，M为预设的最优节点个数；对比所述预测感知质量和所述原始感知质量，根据对比结果评估所述k+k′个传感器节点的监测性能。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，从所述多个传感器节点中的未被选中的传感器节点中，获取k′个未被选中的传感器节点且计算得出k+k′个传感器节点的预测感知质量，包括：从所述多个传感器节点中的未被选中的传感器节点中，获取k′个未被选中的传感器节点；基于子模算法和所述第一集合，计算得出k+k′个传感器节点的预测感知质量。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据评估结果得出所述监测性能满足预设条件时，获取所述满足预设条件的监测性能对应的传感器节点，包括：根据对比结果得出若所述预测感知质量大于所述原始感知质量，将所述k′个未被选中的传感器节点加入所述第一集合中后，获得第二集合，所述第二集合包括k+k′个传感器节点。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在基于互信息标准，评估所述多个传感器节点的至少两个传感器节点的监测性能之后，所述方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：张福全，杨绪兵，赵鹏程，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32