本發(fā)明涉及消防報(bào)警，具體涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)傳感器的消防監(jiān)測(cè)報(bào)警方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、消防安全關(guān)乎社會(huì)安定和生命財(cái)產(chǎn)安全，隨著數(shù)字化的普及，智慧消防建設(shè)也在穩(wěn)步推進(jìn)中，但是目前針對(duì)智慧消防的建設(shè)主要集中于智能化傳感器研發(fā)、云平臺(tái)研發(fā)和應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)等三個(gè)方面，針對(duì)現(xiàn)有傳統(tǒng)消防報(bào)警系統(tǒng)的智慧化改造很少。且現(xiàn)有傳統(tǒng)消防報(bào)警系統(tǒng)中的火災(zāi)報(bào)警傳感器由于使用時(shí)間長(zhǎng)的原因，會(huì)出現(xiàn)傳感器故障或者傳感器失效的問(wèn)題，導(dǎo)致出現(xiàn)火災(zāi)錯(cuò)報(bào)或者漏報(bào)的情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明通過(guò)目標(biāo)火災(zāi)報(bào)警傳感器周圍的所有火災(zāi)報(bào)警傳感器對(duì)是否發(fā)生火災(zāi)情況進(jìn)行投票，能夠融合目標(biāo)火災(zāi)報(bào)警傳感器周圍的所有火災(zāi)報(bào)警傳感器的信息，進(jìn)而避免傳感器故障或者傳感器失效導(dǎo)致火災(zāi)誤報(bào)情況，更加準(zhǔn)確地判斷火災(zāi)情況，還直接在傳統(tǒng)消防報(bào)警系統(tǒng)上進(jìn)行改造，相較于重新構(gòu)建一套智慧消防系統(tǒng)成本較低。

2、本發(fā)明提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)傳感器的消防監(jiān)測(cè)報(bào)警方法，包括：

3、步驟s1：針對(duì)任一火災(zāi)報(bào)警傳感器，通過(guò)火災(zāi)報(bào)警傳感器獲取傳感器數(shù)據(jù)值，基于傳感器數(shù)據(jù)值判斷是否發(fā)生火災(zāi)情況，若是發(fā)生火災(zāi)情況，將火災(zāi)報(bào)警傳感器記為目標(biāo)火災(zāi)報(bào)警傳感器，進(jìn)入步驟s2；若是未發(fā)生火災(zāi)情況，繼續(xù)通過(guò)火災(zāi)報(bào)警傳感器獲取傳感器數(shù)據(jù)值；

4、步驟s2：通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)獲取距離目標(biāo)火災(zāi)報(bào)警傳感器預(yù)設(shè)距離內(nèi)的所有火災(zāi)報(bào)警傳感器，并記為投票節(jié)點(diǎn)，根據(jù)投票節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的傳感器數(shù)據(jù)變化差值、一致性系數(shù)和變化相關(guān)系數(shù)加權(quán)計(jì)算投票節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的投票值，傳感器數(shù)據(jù)變化差值、一致性系數(shù)和變化相關(guān)系數(shù)加權(quán)對(duì)應(yīng)的第一權(quán)重系數(shù)、第二權(quán)重系數(shù)和第三權(quán)重系數(shù)通過(guò)基于環(huán)境感知改進(jìn)后的粒子群優(yōu)化算法優(yōu)化得到，完成投票節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的投票操作，且投票節(jié)點(diǎn)每執(zhí)行一次投票值計(jì)算，投票節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的總投票次數(shù)加一，投票值表征了投票節(jié)點(diǎn)對(duì)于發(fā)生火災(zāi)情況的置信度；

5、步驟s3：將所有投票節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的投票值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算，得到投票總值，加權(quán)平均計(jì)算過(guò)程中的投票權(quán)重通過(guò)權(quán)重自適應(yīng)調(diào)整模型進(jìn)行確定，權(quán)重自適應(yīng)調(diào)整模型的輸入數(shù)據(jù)為投票節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的歷史準(zhǔn)確率和當(dāng)前空間下的環(huán)境數(shù)據(jù)集，歷史準(zhǔn)確率為投票節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)確次數(shù)與總投票次數(shù)的比值，權(quán)重自適應(yīng)調(diào)整模型基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立，改進(jìn)的方面在于設(shè)置了物理規(guī)則注意力層，將投票總值與判斷閾值進(jìn)行大小比較，若是投票總值高于判斷閾值，發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，并將投票值高于判斷閾值的投票節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)確次數(shù)執(zhí)行加一操作；若是投票總值低于判斷閾值，不發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，并將投票值高于判斷閾值的投票節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)確次數(shù)執(zhí)行加一操作。

6、作為優(yōu)選的一個(gè)方面，根據(jù)投票節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的傳感器數(shù)據(jù)變化差值、一致性系數(shù)和變化相關(guān)系數(shù)加權(quán)計(jì)算投票節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的投票值，具體包括如下步驟：

7、針對(duì)任意一個(gè)投票節(jié)點(diǎn)，以當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)往前采集預(yù)設(shè)時(shí)間長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)的所有傳感器數(shù)據(jù)值，并以時(shí)間戳作為自變量，傳感器數(shù)據(jù)值作為因變量，擬合為傳感器數(shù)據(jù)值變化曲線；針對(duì)所有投票節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的傳感器數(shù)據(jù)值變化曲線進(jìn)行聚類分析，選擇最大聚類簇對(duì)應(yīng)的聚類簇中心作為目標(biāo)傳感器數(shù)據(jù)值變化曲線，且在聚類分析過(guò)程中，任意兩個(gè)傳感器數(shù)據(jù)值變化曲線之間的距離為兩個(gè)傳感器數(shù)據(jù)值變化曲線之間的相關(guān)性系數(shù)；

8、針對(duì)任意一個(gè)投票節(jié)點(diǎn)，計(jì)算對(duì)應(yīng)的傳感器數(shù)據(jù)值變化曲線的極差，并記為傳感器數(shù)據(jù)變化差值f，計(jì)算投票節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的傳感器數(shù)據(jù)值變化曲線與目標(biāo)傳感器數(shù)據(jù)值變化曲線之間的相關(guān)性系數(shù)，并記為一致性系數(shù)d；計(jì)算投票節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的傳感器數(shù)據(jù)值變化曲線與目標(biāo)火災(zāi)報(bào)警傳感器對(duì)應(yīng)的傳感器數(shù)據(jù)值變化曲線之間的相關(guān)性系數(shù)，并記為變化相關(guān)系數(shù)e；計(jì)算投票節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的投票值q=w1f+w2d+w3e，其中w1、w2和w3分別為第一權(quán)重系數(shù)、第二權(quán)重系數(shù)和第三權(quán)重系數(shù)，且滿足w1+w2+w3=1。

9、作為優(yōu)選的一個(gè)方面，所有投票節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的投票值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算，得到投票總值，加權(quán)平均計(jì)算過(guò)程中的投票權(quán)重通過(guò)所有投票節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的歷史準(zhǔn)確率和當(dāng)前空間下的環(huán)境數(shù)據(jù)集進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，具體包括如下步驟：

10、在每個(gè)投票節(jié)點(diǎn)在當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的傳感器數(shù)據(jù)值的末尾添加目標(biāo)火災(zāi)報(bào)警傳感器對(duì)應(yīng)的傳感器數(shù)據(jù)值、當(dāng)前空間下的環(huán)境數(shù)據(jù)集和投票節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的歷史準(zhǔn)確率，構(gòu)建投票權(quán)重分析向量，并將所有投票節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的投票權(quán)重分析向量組成投票權(quán)重分析數(shù)據(jù)集，通過(guò)權(quán)重自適應(yīng)調(diào)整模型對(duì)投票權(quán)重分析數(shù)據(jù)集進(jìn)行處理，輸出投票權(quán)重集，投票權(quán)重集中包括每個(gè)投票節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的投票權(quán)重。

11、作為優(yōu)選的一個(gè)方面，包括輸入層、物理規(guī)則注意力層、隱藏層和輸出層，其中輸入層用于接收投票權(quán)重分析數(shù)據(jù)集，其中物理規(guī)則注意力層用于基于投票節(jié)點(diǎn)建立物理規(guī)律關(guān)聯(lián)矩陣，并通過(guò)物理規(guī)律關(guān)聯(lián)矩陣對(duì)投票權(quán)重分析數(shù)據(jù)集執(zhí)行自注意力機(jī)制，構(gòu)建物理融合投票權(quán)重分析數(shù)據(jù)集，隱藏層用于對(duì)物理融合投票權(quán)重分析數(shù)據(jù)集進(jìn)行全連接處理，輸出層用于輸出投票權(quán)重集。

12、作為優(yōu)選的一個(gè)方面，針對(duì)權(quán)重自適應(yīng)調(diào)整模型的訓(xùn)練，具體包括如下步驟：

13、獲取權(quán)重自適應(yīng)調(diào)整訓(xùn)練樣本，權(quán)重自適應(yīng)調(diào)整訓(xùn)練樣本中包括投票權(quán)重分析數(shù)據(jù)集；將所有權(quán)重自適應(yīng)調(diào)整訓(xùn)練樣本組成權(quán)重自適應(yīng)調(diào)整訓(xùn)練集，通過(guò)權(quán)重自適應(yīng)調(diào)整訓(xùn)練集對(duì)權(quán)重自適應(yīng)調(diào)整模型進(jìn)行訓(xùn)練，判斷訓(xùn)練次數(shù)是否達(dá)到預(yù)設(shè)次數(shù)，若是訓(xùn)練次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)次數(shù)，輸出訓(xùn)練好的權(quán)重自適應(yīng)調(diào)整模型；否則，繼續(xù)通過(guò)權(quán)重自適應(yīng)調(diào)整訓(xùn)練集對(duì)權(quán)重自適應(yīng)調(diào)整模型進(jìn)行訓(xùn)練。

14、作為優(yōu)選的一個(gè)方面，傳感器數(shù)據(jù)變化差值、一致性系數(shù)和變化相關(guān)系數(shù)加權(quán)對(duì)應(yīng)的第一權(quán)重系數(shù)、第二權(quán)重系數(shù)和第三權(quán)重系數(shù)通過(guò)基于環(huán)境感知改進(jìn)后的粒子群優(yōu)化算法優(yōu)化得到，具體包括如下步驟：

15、構(gòu)建若干個(gè)權(quán)重系數(shù)模擬個(gè)體，并將所有權(quán)重系數(shù)模擬個(gè)體劃分為環(huán)境敏感種群集合和環(huán)境穩(wěn)定種群集合；

16、計(jì)算每個(gè)權(quán)重系數(shù)模擬個(gè)體對(duì)應(yīng)的適應(yīng)度，具體包括如下步驟：針對(duì)環(huán)境敏感種群集合內(nèi)的權(quán)重系數(shù)模擬個(gè)體，通過(guò)權(quán)重系數(shù)模擬個(gè)體設(shè)置對(duì)應(yīng)的第一權(quán)重系數(shù)、第二權(quán)重系數(shù)和第三權(quán)重系數(shù)，再遍歷環(huán)境敏感種群集合對(duì)應(yīng)的環(huán)境敏感火災(zāi)分析數(shù)據(jù)集，環(huán)境敏感火災(zāi)分析數(shù)據(jù)集中包括若干個(gè)環(huán)境敏感下的投票節(jié)點(diǎn)，所有投票節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)火災(zāi)報(bào)警傳感器檢測(cè)的火災(zāi)情況為真，針對(duì)每個(gè)火災(zāi)分析數(shù)據(jù)集，計(jì)算每個(gè)投票節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的投票值，若是投票值高于判斷閾值，視為判斷成功，將判斷成功的總次數(shù)與環(huán)境敏感火災(zāi)分析數(shù)據(jù)集內(nèi)投票節(jié)點(diǎn)的總個(gè)數(shù)的比值作為環(huán)境敏感種群集合內(nèi)的權(quán)重系數(shù)模擬個(gè)體的適應(yīng)度；針對(duì)環(huán)境穩(wěn)定種群集合內(nèi)的權(quán)重系數(shù)模擬個(gè)體，通過(guò)權(quán)重系數(shù)模擬個(gè)體設(shè)置對(duì)應(yīng)的第一權(quán)重系數(shù)、第二權(quán)重系數(shù)和第三權(quán)重系數(shù)，再遍歷環(huán)境穩(wěn)定種群集合對(duì)應(yīng)的環(huán)境穩(wěn)定火災(zāi)分析數(shù)據(jù)集，環(huán)境穩(wěn)定火災(zāi)分析數(shù)據(jù)集中包括若干個(gè)環(huán)境穩(wěn)定下的投票節(jié)點(diǎn)，所有投票節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)火災(zāi)報(bào)警傳感器檢測(cè)的火災(zāi)情況為真，針對(duì)每個(gè)火災(zāi)分析數(shù)據(jù)集，計(jì)算每個(gè)投票節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的投票值，若是投票值高于判斷閾值，視為判斷成功，將判斷成功的總次數(shù)與環(huán)境穩(wěn)定火災(zāi)分析數(shù)據(jù)集內(nèi)投票節(jié)點(diǎn)的總個(gè)數(shù)的比值作為環(huán)境穩(wěn)定種群集合內(nèi)的權(quán)重系數(shù)模擬個(gè)體的適應(yīng)度；

17、通過(guò)粒子群優(yōu)化算法分別對(duì)環(huán)境敏感種群集合和環(huán)境穩(wěn)定種群集合進(jìn)行迭代更新，記錄迭代次數(shù)，每經(jīng)過(guò)n次迭代，分別選擇環(huán)境敏感種群集合和環(huán)境穩(wěn)定種群集合中適應(yīng)度最高的權(quán)重系數(shù)模擬個(gè)體作為第一最優(yōu)權(quán)重系數(shù)模擬個(gè)體和第二局部最優(yōu)權(quán)重系數(shù)模擬個(gè)體，再將第一最優(yōu)權(quán)重系數(shù)模擬個(gè)體和第二局部最優(yōu)權(quán)重系數(shù)模擬個(gè)體進(jìn)行交叉融合，構(gòu)建第三最優(yōu)權(quán)重系數(shù)模擬個(gè)體，并將第三最優(yōu)權(quán)重系數(shù)模擬個(gè)體分別替換環(huán)境敏感種群集合和環(huán)境穩(wěn)定種群集合中適應(yīng)度最低的權(quán)重系數(shù)模擬個(gè)體；交叉融合的具體方式為：將第一最優(yōu)權(quán)重系數(shù)模擬個(gè)體和第二局部最優(yōu)權(quán)重系數(shù)模擬個(gè)體進(jìn)行求和平均計(jì)算后執(zhí)行歸一化；

18、當(dāng)?shù)螖?shù)達(dá)到最大迭代次數(shù)，將環(huán)境敏感種群集合適應(yīng)度最高的權(quán)重系數(shù)模擬個(gè)體和環(huán)境穩(wěn)定種群集合中適應(yīng)度最高的權(quán)重系數(shù)模擬個(gè)體執(zhí)行交叉融合，得到最優(yōu)權(quán)重系數(shù)模擬個(gè)體，通過(guò)最優(yōu)權(quán)重系數(shù)模擬個(gè)體確定第一權(quán)重系數(shù)、第二權(quán)重系數(shù)和第三權(quán)重系數(shù)。

19、作為優(yōu)選的一個(gè)方面，聚類分析采用k-means。

20、本發(fā)明還提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)傳感器的消防監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，包括：

21、火災(zāi)初步判斷模塊，用于針對(duì)任一火災(zāi)報(bào)警傳感器，通過(guò)火災(zāi)報(bào)警傳感器獲取傳感器數(shù)據(jù)值，基于傳感器數(shù)據(jù)值判斷是否發(fā)生火災(zāi)情況，若是發(fā)生火災(zāi)情況，將火災(zāi)報(bào)警傳感器記為目標(biāo)火災(zāi)報(bào)警傳感器；若是未發(fā)生火災(zāi)情況，繼續(xù)通過(guò)火災(zāi)報(bào)警傳感器獲取傳感器數(shù)據(jù)值；

22、投票計(jì)算模塊，用于通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)獲取距離目標(biāo)火災(zāi)報(bào)警傳感器預(yù)設(shè)距離內(nèi)的所有火災(zāi)報(bào)警傳感器，并記為投票節(jié)點(diǎn)，根據(jù)投票節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的傳感器數(shù)據(jù)值和所有傳感器數(shù)據(jù)值變化情況的一致性確定投票節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的投票值，完成投票節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的投票操作，所有投票節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的投票次數(shù)執(zhí)行加一操作，投票值表征了投票節(jié)點(diǎn)對(duì)于發(fā)生火災(zāi)情況的置信度；

23、火災(zāi)判斷模塊，用于將所有投票節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的投票值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算，得到投票總值，加權(quán)平均計(jì)算過(guò)程中的投票權(quán)重通過(guò)所有投票節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的歷史準(zhǔn)確率和當(dāng)前空間下的環(huán)境數(shù)據(jù)集進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，歷史準(zhǔn)確率為投票節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)確次數(shù)與總投票次數(shù)的比值，將投票總值與判斷閾值進(jìn)行大小比較，若是投票總值高于判斷閾值，發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，并將投票值高于判斷閾值的投票節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)確次數(shù)執(zhí)行加一操作；若是投票總值低于判斷閾值，不發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，并將投票值高于判斷閾值的投票節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)確次數(shù)執(zhí)行加一操作。

24、本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

25、本發(fā)明通過(guò)目標(biāo)火災(zāi)報(bào)警傳感器周圍的所有火災(zāi)報(bào)警傳感器對(duì)是否發(fā)生火災(zāi)情況進(jìn)行投票，能夠融合目標(biāo)火災(zāi)報(bào)警傳感器周圍的所有火災(zāi)報(bào)警傳感器的信息，進(jìn)而避免傳感器故障或者傳感器失效導(dǎo)致火災(zāi)誤報(bào)情況，更加準(zhǔn)確地判斷火災(zāi)情況，還直接在傳統(tǒng)消防報(bào)警系統(tǒng)上進(jìn)行改造，相較于重新構(gòu)建一套智慧消防系統(tǒng)成本較低。