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摘要：针对传统建筑火灾监测过程对监测信息传输效果不理想且耗时较长等问题，提出基于自适应分簇调度的建筑火灾信息监测优化方法，其运用大数据、物联网输出链路层的均衡控制，提高物联网对火灾探测信息的准确转发和实时传输能力，实现建筑火灾信息监测模型的构建。

关键词：建筑;火灾信息;大数据;物联网;监测模型

引言

目前的建筑火灾监测方法易产生路由冲突，导致火灾信息监测输出易产生漏检和失真、计算复杂度较高，路由的负载较大等状况，因此，研究大数据、物联网在建筑火灾信息监测管理模型，进行物联网的优化组网设计，提高建筑火灾信息监测能力，已引起人们的重视。随着物联网技术和智能传感技术的发展，采用建筑火灾信息监测进行火灾信息监测和预警，能有效预防火灾，提高建筑防火安全性。

1.火灾信息监测模型的实现

在火灾监测传感器节点的最大覆盖域部署设计的基础上，采用自适应分簇调度方法进行物联网输出链路层的均衡控制，对于最大覆盖域节点，均衡控制的偏导函数为：

每个动态负载输出节点特征量，得到建筑火灾信息监测体系动态负载均衡构架模型转化为求如下函数的最小值问题：

计算建筑火灾信息监测所有链路增益值：

采用路由冲突重置方法，得到建筑火灾信息监测动态负载均衡调度的效率优化总和为：，其中， ，剩余活动节点的增益值满足，且，综上分析，实现了建筑火灾信息的监测。

2  仿真试验与结果分析

为了测试在实现建筑火灾信息监测管理物联网设计和优化网络构架中的应用性能，进行仿真试验，试验平台采用Matlab设计，火灾信息监测的传感器采用SMOKEsensor2015型烟雾传感器，采用802.15.1协议作为物联网组网的通信标准协议，传感器输出节点的传输距离在10～100m之间，建筑火灾信息监测的MAC层采用talk-when-ready碰撞避免机制，Sink节点和Source节点的个数分别设定为200和400，火灾信息监测其他参数值设定如下：

火灾信息监测区域监测，取值200m*4200m;单个传感节点的作用范围，取值10～100m ;MCU节点的拓扑个数，取值100;传输延迟，取值100 ms;物联网初始网关位置，取值（0， 0）;物联网的输出比特率R0，取值12B/S/HZ;ZigBee的写入功率，取值34DBM;自适应吞吐量ŋ0，取值3.0B/S/HZ。

根据上述仿真环境和参数设定，进行所提基于自适应分簇调度和路由冲突重置的建筑火灾信息监测优化方法有效性实验，实验主要从方法的火灾信息监测数据包转发成功率、火灾信息监测的耗时两个性能进行不同方法的对比，与基于时间和频率的能量密度分析的建筑火灾信息监测路由分流控制算法及基于簇首发射功率接纳控制的建筑火灾信息监测中的多节点最优部署模型，三种方法的监测数据包转发成功率、火灾信息监测的时间开销实验对比结果如图1、图2。在此之前，需要对物联网下建筑火灾信息监测数据包进行采样。

通过建筑火灾信息监测的节点汇聚链路增益控制模型，进行物联网传输信道中进行数据包转发和火情监测信息探测，采样频率设定为100KHz，截止频率为300Hz，输入信噪比为-5dB，5dB、20dB，得到火情监测的数据包采样结果如图2所示。

以采集的数据为测试对象，对所设计的建筑火灾信息监测进行数据转发成功率和时间开销进行分析，得到测试对比结果如图1和图2所示。

分析图2得知，采用本文方法进行建筑火灾信息监测优化设计，随着转发次数的增加，各种方法进行数据包转发的成功率不断增大，本文方法的初始转发成功率为0.633，通过多次转发迭代寻优，最终在转发迭代70次后达到100%，比传统方法迭代步数减少30次，平均成功率提高24.7%。

分析图2得知，本文方法耗时较小，比传统方法缩短计算时间16.5%和21.8%。此方法有效改善了传统方法的缺点，具有较好的应用性。

3  结语

（1）采用基于自适应分簇调度的建筑火灾信息监测进行火灾信息监测，能有效提高建筑防火安全性。

（2）构建建筑火灾信息监测的节点分布模型和信道模型，采用自适应轮换调度进行火灾信息监测传感器节点的最大覆盖域部署设计，采用自适应分簇调度方法进行物联网输出链路层的均衡控制，提高物联网对火灾探测信息的准确转发和实时传输能力。

（3）研究表明，本文方法进行建筑火灾信息监测时能提高火灾的监测能力，实时性较好，数据包转发的成功率较高，说明对建筑火灾信息监测的准确性和时效性较好。

参考文献

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[2] 叶宇.戴晓玲.新技术与新数据条件下的空间感知与设计运用可能.时代建筑，2017（5）：6-13

[3]王策.新媒体环境下的建筑传播与当代建筑设计转向[D].云南：昆明理工大学.2018年5月

基金项目：2019年产学合作协同育人项目[201901092006] “融入大数据技术的《建筑构造》课程实践教学改革研究”研究部分成果