无线传感器网络的节点布局影响着其对森林火灾预警的响应速度,而坡面林地比平面林地对不同布局响应速度的影响更为复杂。提出了拓扑转角的概念,用蒙特卡洛实验方法验证了在不同坡度的林地中,传感器网络对火灾响应的平均时间与拓扑转角的关系,发现了不同坡度中的最优拓扑转角,为坡面林地中的传感器节点布局提供了详细的参考依据。 而坡面上的林火蔓延速度与林火蔓延方向上的坡度有关。一般而言，林火的蔓延速度会随着坡度的增大呈上升趋势。借助相关研究中不同坡度下的火焰蔓延速度关系数据［6～8］，可以拟合蔓延速度的如下经验公式v=kv0k－sinθ(1)式中v0为无风情况下林火在平面林地上的蔓延速度;θ为林地中某方向的坡度;k为大于1的常数，取1．1左右时模拟效果最好。式(1)中的坡度θ在坡面角(－90°～90°)范围内均成立，即上坡蔓延和下坡蔓延的情况都可以用式(1)表示。在坡面角为θ的坡面上，  本文由弯管机网站采集网络资源整理! http://www.wanguanjixie.com   布局优化-张家港液压滚圆机数控滚圆机滚弧机价格低液压弯管机多少钱林火蔓延速度如图1所示。兹v0k+sin%兹kv0k-sin%兹kv0图1坡面上的林火蔓延速度显然，在坡面角为θ的坡面上，水平方向上林火蔓延的速度为v0，与平地相同;而最快的方向是垂直于水平线的上坡方向，且速度为kv0k－sinθ;蔓延最慢的方向是垂直于水平线的下坡方向，且速度为kv0k+sinθ;其它所有方向林火蔓延的速度均介于两者之间。2传感器的正则布局模型高温传感器在林地中的布局有多种方案，但最常见的两种是正四边形方案和正六边形方案，如图2所示。这2种方案能够以正则多边形的方式不重叠地覆盖一个平面。因此，这2种布局模型也叫正则分布模型［6，7］。(a)%正四边形布局(b)%正六边形布局图22种常见的传感器节点部署方案正四边形方案因布局简单、易于实地操作，成为一种常见的布局方案;而正六边形方案中，布局优化-张家港液压滚圆机数控滚圆机滚弧机价格低液压弯管机多少钱每个传感器节点控制的区域大致是圆形，因此具有很高的响应速度;且通过模拟实验可以得出，在已知的正则布局中，其平均响应时间是最短的［4］。但是，在坡面林地中，林火的蔓延不是各向同性的。因此，即使布局方案与平地完全相同，每个传感器节点所控制的区域不再是规则的正增敏结构FBG倾角传感器为28．6pm/(°)，拟合度Ｒ2为0．997。角度/(°)-40-2002040波长变化量/nm-1.0-0.6-0.20.20.61.0真实数据拟合曲线图5中心波长变化值随倾角变化曲线角度/(°)-40-2002040波长变化量/nm-1.0-0.6-0.20.20.61.0第一次真实数据第一次拟合直线第二次真实数据第二次拟合直线第三次真实数据第三次拟合直线图6传感器重复性能测试曲线为了分析重复加载对传感器测试结果的影响，在相同条件下对传感器进行了多次倾角灵敏度标定，FBG1与FBG2中心波长差值ΔλB与测量倾角θ进行数据拟合，其关系曲线如图6。3次测试中心波长变化量与倾角的关系分别为．计算其重复性为0．92%。3结论研制了一种差动式杠杆增敏结构FBG倾角传感器，轻质杆通过杠杆增敏加压原理把质量球的倾斜量转换为悬臂梁的挠度变化，带动粘贴在等强度悬臂梁上下两壁的FBG1与FBG2拉伸和压缩，将被测对象的倾角变化转化为对FBG波长的调制。推导了其数学模型，通过理论计算给出了传感器相应的设计参数，根据参数加工传感器，并对该传感器进行倾角标定实验和重复性实验。实验结果表明:FBG倾角传感器量程范围－40°～40°，倾角传感器的灵敏度布局优化-张家港液压滚圆机数控滚圆机滚弧机价格低液压弯管机多少钱  本文由弯管机网站采集网络资源整理! http://www.wanguanjixie.com