針對城市燃氣管道泄漏問題,提出了一種基于RSSI算法的城市燃氣管道泄漏檢測與定位技術(shù)。該技術(shù)可以分析和計算管道泄漏時ZigBee節(jié)點之間接收信號的強度,并最終獲得泄漏的位置。首先利用泄漏目標點到各接受點之間的RSSI信號強度值確立算法模型,其次通過模型得出泄漏點到各接收點之間的距離,最后通過最小二乘法獲得泄漏點的近似坐標。仿真結(jié)果顯示,提出的算法具有較高的定位精度和廣泛的應(yīng)用前景。 

【文章來源】：消防科學與技術(shù). 2020,39(08)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

系統(tǒng)執(zhí)行流程圖

該系統(tǒng)使用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為通信介質(zhì)，通過分布在配備有多種傳感器（如溫度濕度DHT11、燃氣MQ-5等）的終端節(jié)點，收集天然氣管道所在環(huán)境的各種數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)上傳到協(xié)調(diào)器節(jié)點，由協(xié)調(diào)器進行統(tǒng)一處理，然后再將數(shù)據(jù)通過總線或無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)絇C端，PC端通過Labview進行遠程監(jiān)視，整體系統(tǒng)框圖如圖1所示。系統(tǒng)初始化開始后，協(xié)調(diào)器便會組建無線傳感網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建成功后，路由器、終端節(jié)點會陸續(xù)發(fā)出請求加入網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)幀，協(xié)調(diào)器收到請求幀后會對其逐一安排IP地址,直至全部節(jié)點都入網(wǎng)，組網(wǎng)成功。最后一個終端節(jié)點入網(wǎng)后，系統(tǒng)開始對環(huán)境進行監(jiān)測，終端節(jié)點通過攜帶的MQ-5氣體傳感器采集管道所在環(huán)境中的燃氣濃度，并將終端節(jié)點通過傳感器采集到的現(xiàn)場環(huán)境的氣體濃度數(shù)據(jù)與系統(tǒng)設(shè)置的閾值進行比較，以此來確定可燃氣體是否泄漏。如果氣體濃度在正常范圍內(nèi)，則檢測系統(tǒng)仍將保持原來的狀態(tài)對管道所在環(huán)境進行持續(xù)監(jiān)測；一旦氣體濃度超過設(shè)置的閾值，終端節(jié)點上攜帶的蜂鳴器就會向周圍發(fā)出警報信號，并立即將泄漏點附近的終端節(jié)點自身的RSSI值發(fā)送至路由器參考節(jié)點，輔助協(xié)調(diào)器節(jié)點定位到泄漏點的具體位置。最后，系統(tǒng)的定位任務(wù)完成后，便會將泄漏點的坐標傳遞至就近工作人員，工作人員收到位置信息，立即到指定位置進行相應(yīng)的故障維修操作。除此之外，系統(tǒng)還將保存所有異常數(shù)據(jù)，以便工作人員進行分析和處理故障，為燃氣管道的安全運行建立檢修和維護模型。系統(tǒng)執(zhí)行流程圖如圖2所示。

MATLAB模擬直線定位


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