1、一种基于无线传感器网络的三维紧急逃生引导方法，其特征在于：采用传感器 网络来监测建筑楼宇环境，当楼宇内发生紧急事件需要逃生时，系统会给出立体 的紧急逃生引导方法。包括以下步骤：1)节点初始化：设置每个节的高度值，其中，l表示节点所处的楼层的危 险程度，在初始情况下等于节点所处的楼层；w表示节点在该楼层中的危险程度， 所述节点与相邻节点之间的跳数为1；

初始化阶段分两个步骤完成：

(1.1)计算每个节点到它所在楼层的出口或楼梯节点的最小跳数

一出口节点x首先广播INIT报文(x，x，0)，节点y收到INIT报文后，若判 断节点x是新出口节点则添加至出口列表，并记录下跳数hx；若不是新出口节点 并且hx＞hop+1，则hx＝hop+1，然后重构INIT报文(x，y，hx)并转发，最后每 个节点计算出距离自身最近的出口节点的跳数并记录在hc中；对于其他楼层可以 将楼梯节点作为该层的出口节点，处理过程与上述相同。

(1.2)节点初始权值的计算

节点初始权值的计算方式如下：

$w_i=\left\{\begin{array}{cc}{w}_{\mathrm{dis}}\times \alpha \times h_c\times e^{-\underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}\frac{1}{h_j}},& {\mathrm{node}}_i\in \mathrm{Normal}\\ 0,& {\mathrm{node}}_i\in \mathrm{ExitorStair}\end{array}\right.---\left(1\right)$wdis表示一个节点能到达的最大权值，该值将用于赋予发生灾难的节点的权 值，m是该层出口或楼梯的个数，算法使用来衡量节点距离各个出口节点 的hop，并取各hop倒数和的负数作为指数，称之为综合距离指数，hc指距离该 节点最近的出口节点的跳数；参数α表示衡量初始权值占wdis的比重；

各个节点的初始楼层权值设置为节点所处的楼层；

每个节点会保存一个包含邻居节点信息的表格，其中包括邻居节点的编号、 类型、权值和位置；

2)引导过程：

设定以下参数：

常数D：若某个传感器与任何灾难发生点的距离均小于或等于此常数，则称 此传感器位于危险区域内；

Amax：侦测到紧急状况的传感器的高度值(lmax，wmax)；

AiI：传感器i的初始高度值(liI，wiI)；

Ai：传感器i的高度值(li，wi)；

ei，j：从一个侦测到紧急状况的传感器i到另一传感器j之间的跳数；

当传感器节点x感测到火灾后，将自身高度值设置为Amax并将同时广播紧急 报文将被发往网络中；当一个传感器节点y收到邻居节点z发来的紧急报文后， 传感器节点y首先用Az来更新邻居列表中z的高度值，然后节点y按以下步骤执 行：(2.1)节点y判断x是否是新的灾难信息，具体有：

(2.1.1)如果是新的灾难消息，节点y到灾难节点x的跳数ex，y更新为(hop+1)；

(2.1.2)如果不是新的灾难消息，节点y判断hop+1是否小于ex，y，如果是则 ex，y更新为(hop+1)；否则不做修改；

(2.2)节点y判断ex，y是否小于或等于D，如果成立则表示节点y位于危险区域之 内，节点y立即升高自身的权值来表示；

(2.2.1)如果y是普通节点，且ex，y≤D，按照式(2)设置：

ly＝lemg；

$w_y=\mathrm{MAX}\{w_y,w_y^I+w_{\mathrm{dis}}\times {\mathrm{\beta e}}^{-\mu h_d}\},$ 其中 $\beta =\frac{h_c+1}{h_d+1}---\left(2\right)$其中，β是一个更新系数，用于反映权值的增加速度，hc与hd分别表示当前 节点距离最近出口节点和最近灾难节点的最小距离，参数μ用于限制更新后的权 值超出最大权值wdis，wyI表示同样在危险区域内的点，离最近出口的距离和危险 程度存在的相关系数，MAX表示取得在多个灾难中所能调整的最大权值；

(2.2.2)如果y是楼梯节点，按以下规则设置：

①如果 $l_z^I<l_y^I$ and ex，y-1≤D，则节点y认为自身处于危险区域中，设置 ex，y＝hop，ly＝lemg，wy＝wz-ε，其中ε是一个常数，该常数取决于一个楼层 的最大节点数；

②如果 $l_z^I\ge l_y^I$ and ex，y≤D，则认为节点y处于危险区域内，设置ly＝lemg， wy根据公式(2)来设置；

(2.3)节点y判断自身是否成为本地最小，但是它的权值却小于它的所有邻居节点 的权值；判断规则如下：如果y是普通节点，则对它所有邻居x，有wy＜wx；如 果y是楼梯节点，则对它的所有邻居x，有Ay＜Ax；

(2.3.1)如果节点y是普通节点，则y调整自身的权值：

是所有邻居的权值；avg()是所有邻居权值的平均值；max( )是邻居权值 的最大值；δ是一个小数值的常数，该常数保证算法的收敛；λ是一个小数值的 常数；c是节点连续成为本地最小的次数；k是节点连续成为本地最小所允许的最 大次数；

(2.3.2)如果节点y是楼梯节点，则节点y根据ly来调整它的权值，具体有：

①如果 $l_y=l_y^I,$ y设置ly＝lemg，wy根据公式(3)来调整；

②如果ly＝lemg，y设置ly＝ldis，节点y判断它的上层节点的l值是否小于ldis， 如果是，节点y设置wy＝0；否则节点y的wy根据公式(3)来调整；

③如果ly＝ldis，节点y保持ly不变，wy根据公式(3)来调整；

(2.4)如果节点y满足以下条件，则继续广播紧急报文：

(2.4.1)如果节点y收到是一个新的紧急报文；

(2.4.2)如果节点y到灾难节点x的跳数发生ex，y发生改变；

(2.4.3)节点y的权值Ay发生改变；

(2.5)节点y指向权值最小的邻居：

(2.5.1)如果y是普通节点，则节点y指向邻居中权值w最小的邻居；

(2.5.2)如果y是楼梯节点，则节点y指向邻居中权值A(l，w)最小的邻居。

2、如权利要求1所述的基于无线传感器网络的三维建筑紧急逃生引导方法，其特 征在于：在所述的节点引导过程中，设置EMG紧急包，EMG紧急包内包含有五 个字段：(1)发现火灾的传感器ID，(2)转发节点的ID，(3)从转发节点到检测到 火灾的传感器节点的跳数，(4)转发节点的权值，(5)转发节点的类型。

EMG紧急包中的节点权值Ai包括两个字段(li，wi)，其中li表示节点所处楼层 的危险程度，wi表示自身的危险程度。在算法中当节点处在危险区域内时，给节点 赋楼层权值为lemg。

3、如权利要求1或2所述的基于无线传感器网络的三维紧急逃生引导方法，其特 征在于：所述无线传感器网络为Zigbee网络。