一种基于AUTBUS总线的智能化楼宇消防监测方法

本发明涉及消防信息，具体涉及一种基于autbus总线的智能化楼宇消防监测方法。

背景技术：

1、目前传统物联网方法的楼宇消防监测系统，监测设备的接入存在诸多问题。传统总线通信带宽低、实时性差，火灾蔓延非常迅速，火灾初期及时发现至关重要，传统总线难以满足消防监测高实时性的要求。采用本方法可以高效、低延时的实现楼宇内各类消防监测传感器的数据采集，做到在火灾发生初期及时发现。

2、对于一些已经完成施工的建筑，可能配备有不同接口的消防监测设备，并且楼宇内诸多房间存在大量的消防监测设备，传统方法难以将大量的、不同接口的消防设备进行统一的接入和管理，为消防监测带来不便。本方法适配多种协议和接口，并支持将大量的节点和设备进行统一接入。

3、目前许多消防监测系统，还是依据单一传感器的数值进行监测和报警，在传感器出现故障的情况下，容易造成火情的误报或漏报，稳定性和可靠性不强。本方法同时对监控视频数据和传感器环境数据进行监测，并将多路传感器数据进行融合，提高监测系统的可靠性和稳定性，极大的降低了因传感器故障造成误报、漏报的概率。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种基于autbus总线的智能化楼宇消防监测方法，基于改进ds证据理论方法实现多源传感器的数据融合，计算火情发生的概率。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

3、一种基于autbus总线的智能化楼宇消防监测方法，通过autbus转换模块，实现rs485、can和以太网等接口的收发数据基于autbus总线网络传输,将autbus/eth转换模块作为管理节点control node，缩写cn，并通过其与上位机相连，将以太网信号转换为autbus信号，实现上位机到autbus总线的接入；将autbus转换模块作为终端节点terminal node,缩写tn，接入到autbus总线当中，通过终端节点将烟雾传感器、一氧化碳传感器、温度传感器、报警装置接入到autbus网络中，并支持rs485、can、ethernet等多种不同接口的传感器设备接入；通过上位机和控制节点实现总线中所有节点的通信资源配置，并实现所有终端节点下传感器的数据采集与控制。

4、上述的上位机将autbus总线采集到的烟雾传感器、一氧化碳传感器、温度传感器数据，通过改进ds证据理论方法计算当前环境状态下有火灾发生的概率。

5、上述的改进ds证据理论方法具体步骤为：

6、step1、通过sigmf函数将烟雾浓度、一氧化碳浓度、温度值转换为发生火灾先验概率；

7、step2、通过三个传感器给出概率向量，计算他们之间的欧几里得距离；

8、step3、将一传感器分别与其他两类传感器计算欧几里得距离，并求平均，得到该传感器与其他两类传感器的平均欧几里得距离；

9、step4、通过欧几里得距离，确定每个传感器给出概率向量的置信度；

10、step5、将置信度作为权重分配，组合生成新的概率向量，并用此概率向量替换掉置信度最低的传感器给出的概率向量；

11、step6、用新的概率向量替换置信度最低的概率向量后，通过ds证据融合算法计算当前情况发生火灾的概率；

12、step7、当采集到的传感器数据经过改进ds证据融合计算后，若火灾发生的概率达到阈值，则触发报警装置。

13、上述的step1中sigmf函数如下：

14、

15、式中，x代表烟雾浓度或一氧化碳浓度或温度值，s(x)为当前状态下的先验概率，a控制函数曲线的斜率，c控制函数在x轴上的平移；通过sigmf函数分别计算出三类传感器给出的有火灾、无火灾、不确定三种情况的概率。

16、上述的step2中概率向量由如下组成：

17、p＝[有火灾、无火灾、不确定]；

18、欧几里得距离计算公式如下：

19、

20、式中，x、y分别代表两类传感器。

21、上述的step3中平均欧几里得距离公式如下：

22、

23、式中，x、y、z分别代表三类传感器，o(x)代表传感器x给出概率与其他传感器概率的平均欧几里得距离。

24、上述的step4中概率向量的置信度，公式如下：

25、

26、式中，bel(x)代表传感器x的置信度。

27、上述的step5中新概率向量的计算公式为：

28、p(new)＝p(x)*bel(x)+p(y)*bel(y)+p(z)*bel(z)。

29、上述的step6中ds证据融合计算公式如下：

30、

31、式中，a、b、c分别代表有火灾、无火灾、不确定三种情况，x、y代表两种传感器，m为传感器给出情况的概率，k为归一化系数，计算公式为：

32、

33、本发明提供的一种基于autbus总线的智能化楼宇消防监测方法，基于宽带工业总线autbus虚拟总线技术实现多协议数据的融合通信传输，autbus总线可以将modbus、can、ethernet、profibu、lin等多种总线接口转换为autbus两线传输，适配性强，使得楼宇内各种类型消防监测设备可以在一条总线上完成宽带实时通信业务，并且支持最大接入254个节点，便于实现楼内各类消防监测设备的统一接入和监管；基于改进ds证据理论方法，极大程度的减少的单一传感器监测不准确、误报、漏报的问题。并且改进ds方法，在某一传感器发生故障时，仍能保证得到较为准确的结果，解决了传统ds理论一票否决的问题。

技术特征：

1.一种基于autbus总线的智能化楼宇消防监测方法，其特征在于，通过autbus转换模块，实现rs485、can和以太网等接口的收发数据基于autbus总线网络传输,将autbus/eth转换模块作为管理节点control node，缩写cn，并通过其与上位机相连，将以太网信号转换为autbus信号，实现上位机到autbus总线的接入；将autbus转换模块作为终端节点terminalnode,缩写tn，接入到autbus总线当中，通过终端节点将烟雾传感器、一氧化碳传感器、温度传感器、报警装置接入到autbus网络中，并支持rs485、can、ethernet等多种不同接口的传感器设备接入；通过上位机和控制节点实现总线中所有节点的通信资源配置，并实现所有终端节点下传感器的数据采集与控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于autbus总线的智能化楼宇消防监测方法，其特征在于，所述的上位机将autbus总线采集到的烟雾传感器、一氧化碳传感器、温度传感器数据，通过改进ds证据理论方法计算当前环境状态下有火灾发生的概率。

3.根据权利要求2所述的一种基于autbus总线的智能化楼宇消防监测方法，其特征在于，所述的改进ds证据理论方法具体步骤为：

4.根据权利要求3所述的一种基于autbus总线的智能化楼宇消防监测方法，其特征在于，所述的step1中sigmf函数如下：

5.根据权利要求4所述的一种基于autbus总线的智能化楼宇消防监测方法，其特征在于，所述的step2中概率向量由如下组成：

6.根据权利要求5所述的一种基于autbus总线的智能化楼宇消防监测方法，其特征在于，所述的step3中平均欧几里得距离公式如下：

7.根据权利要求6所述的一种基于autbus总线的智能化楼宇消防监测方法，其特征在于，所述的step4中概率向量的置信度，公式如下：

8.根据权利要求7所述的一种基于autbus总线的智能化楼宇消防监测方法，其特征在于，所述的step5中新概率向量的计算公式为：

9.根据权利要求8所述的一种基于autbus总线的智能化楼宇消防监测方法，其特征在于，所述的step6中ds证据融合计算公式如下：

技术总结一种基于AUTBUS总线的智能化楼宇消防监测方法，包括：Step1、通过Sigmf函数将检测值转化为发生火灾先验概率；Step2、计算欧几里得距离；Step3、得到平均欧几里得距离；Step4、确定概率向量的置信度；Step5、将置信度作为权重分配，组合生成新的概率向量，并用此概率向量替换掉置信度最低的传感器给出的概率向量；Step6、通过DS证据融合算法计算当前情况发生火灾的概率；Step7、当采集到的传感器数据经过改进DS证据融合计算后，若火灾发生的概率达到阈值，则触发报警装置。基于改进DS证据理论方法，极大程度的减少的单一传感器监测不准确、误报、漏报的问题。并且改进DS方法，在某一传感器发生故障时，仍能保证得到较为准确的结果，解决了传统DS理论一票否决的问题。技术研发人员：唐庭龙,高云鹏,黄易,吴义熔受保护的技术使用者：三峡大学技术研发日：技术公布日：2024/6/30