專利名稱：一種基于自重構(gòu)人工免疫網(wǎng)絡(luò)的抗災(zāi)嵌入式智能系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于自重構(gòu)人工免疫網(wǎng)絡(luò)的抗災(zāi)嵌入式智能系統(tǒng)及采用該系統(tǒng) 的抗災(zāi)方法，是一種對災(zāi)區(qū)進行災(zāi)民輔助求救與互救、災(zāi)民定位與營救、抗災(zāi)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)與修 復(fù)的嵌入式系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在便攜式嵌入式系統(tǒng)普及的趨勢越來越明顯，例如便攜式家教輔助嵌入式系 統(tǒng)、便攜式信息管理嵌入式系統(tǒng)等，而嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的自重構(gòu)與免疫計算本身就是一個 難題，且這方面的問題是傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)研究所忽視的，所以具有自重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)特性的抗災(zāi) 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計是難中之難。傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)方法本質(zhì)上屬于非仿生的常規(guī)編程方法，傳統(tǒng)軟件開 發(fā)方法不可能模仿生物信息網(wǎng)絡(luò)的自重構(gòu)特性和免疫能力，從而在復(fù)雜多變的災(zāi)區(qū)環(huán)境中 系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)會造成不可挽回的重大損失。而且，嵌入式抗災(zāi)系統(tǒng)必須能在未知災(zāi)區(qū)環(huán) 境中獨立工作，必須具有自重構(gòu)和自修復(fù)的能力。在地震、洪災(zāi)、火災(zāi)和戰(zhàn)場等危險環(huán)境中， 嵌入式抗災(zāi)系統(tǒng)工作的環(huán)境十分惡劣；災(zāi)民與救援隊的通訊又常常是不頻繁的和延時的， 這就導(dǎo)致專家干預(yù)有限、昂貴、慢速、不可靠或不可能，因而嵌入式抗災(zāi)系統(tǒng)能夠自主地求 救、搜救和修復(fù)故障至關(guān)重要。人工免疫網(wǎng)絡(luò)由人類的自然免疫網(wǎng)絡(luò)靈感啟發(fā)而來，其生物醫(yī)學(xué)理論基礎(chǔ)是免疫 網(wǎng)絡(luò)理論、克隆選擇理論、免疫耐受學(xué)說、抗體分子結(jié)構(gòu)學(xué)說等。自然免疫網(wǎng)絡(luò)的必要生物 基礎(chǔ)是人體能根據(jù)異體的特征和位置激發(fā)相鄰區(qū)域的大量免疫細胞和免疫分子，調(diào)節(jié)全身 淋巴系統(tǒng)的免疫能力部署，實現(xiàn)生物免疫網(wǎng)絡(luò)的重構(gòu)，以最大效率和最小損失為目標消除 異體，恢復(fù)機體的正常工作。但是，傳統(tǒng)的人工免疫網(wǎng)絡(luò)僅僅模擬特異型免疫網(wǎng)絡(luò)機制、克 隆選擇機制、免疫學(xué)習(xí)機制等，沒有建立免疫網(wǎng)絡(luò)的自重構(gòu)模型，以最大限度發(fā)揮受損人工 免疫網(wǎng)絡(luò)的主動作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于自重構(gòu)人工免疫網(wǎng)絡(luò)的抗災(zāi)嵌入式智能系統(tǒng)及采 用該系統(tǒng)的抗災(zāi)方法。為了達到上述目的，本發(fā)明的一個技術(shù)方案是提供了 一種基于自重構(gòu)人工免疫網(wǎng) 絡(luò)的抗災(zāi)嵌入式智能系統(tǒng)，其特征在于包括
由嵌入式芯片、存儲器、液晶顯示屏、輸入輸出設(shè)備和總線組成的嵌入式系統(tǒng)； 用于收集災(zāi)區(qū)環(huán)境信息的傳感器模塊；
自重構(gòu)人工免疫網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)，其根據(jù)人工免疫網(wǎng)絡(luò)的自重構(gòu)結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)算法將多個 嵌入式系統(tǒng)連接成人工免疫網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)某些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的求救信號和施救信號調(diào)節(jié)抗災(zāi)網(wǎng)絡(luò) 的部署，利用其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點修復(fù)受損的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點；無線通信模塊，用于接收來自嵌入式系統(tǒng)及傳感器模塊的信號并與自重構(gòu)人工免疫網(wǎng) 絡(luò)軟件系統(tǒng)相互通信；
求救信號探測與定位模塊，探測災(zāi)民求救時發(fā)出的信號源，根據(jù)可探測信號的精確位 置計算找出災(zāi)民的數(shù)字定位；
耐用電池，為災(zāi)民提供足夠時間的求救電子器電池供應(yīng)。本發(fā)明的另一個技術(shù)方案是提供了一種采用上述系統(tǒng)的抗災(zāi)方法，其特征在于， 步驟為
步驟1、災(zāi)民通過抗災(zāi)嵌入式智能系統(tǒng)發(fā)出求救信號；
步驟2、其他災(zāi)民和救援隊的抗災(zāi)嵌入式智能系統(tǒng)通過所述求救信號檢測與定位模塊 檢測所述求救信號，并找到所述災(zāi)民的精確位置；
步驟3、根據(jù)抗災(zāi)嵌入式智能系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的受損情況重構(gòu)抗災(zāi)網(wǎng)絡(luò)； 步驟4、根據(jù)災(zāi)民的狀況和災(zāi)區(qū)的交通信息制定所述災(zāi)民的營救計劃，通過所述無線通 信模塊和所述抗災(zāi)網(wǎng)絡(luò)調(diào)集營救設(shè)備和人員，并實施災(zāi)民營救；
步驟5、對所述災(zāi)民的營救結(jié)果和所述抗災(zāi)網(wǎng)絡(luò)的自重構(gòu)結(jié)果進行存儲記憶。本發(fā)明的優(yōu)點是解決傳統(tǒng)抗災(zāi)過程嵌入式系統(tǒng)求救和搜救功能不強和抗災(zāi)網(wǎng)絡(luò) 缺乏自重構(gòu)能力和免疫力的問題，為抗災(zāi)嵌入式系統(tǒng)的災(zāi)民輔助求救與互救、災(zāi)民定位與 營救、抗災(zāi)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)與修復(fù)提供新的途徑。


圖1給出了抗災(zāi)嵌入式智能系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的重構(gòu)算法流程圖； 圖2給出了抗災(zāi)嵌入式智能系統(tǒng)的免疫計算模型示意圖3給出了基于自重構(gòu)人工免疫網(wǎng)絡(luò)的抗災(zāi)嵌入式智能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4給出了基于自重構(gòu)人工免疫網(wǎng)絡(luò)的嵌入式智能系統(tǒng)抗災(zāi)流程圖。
具體實施例方式以下結(jié)合實施例來具體說明本發(fā)明。 實施例本實施例以一種自行設(shè)計的自重構(gòu)人工免疫網(wǎng)絡(luò)為例，按照以下步驟構(gòu)建基 于自重構(gòu)人工免疫網(wǎng)絡(luò)的抗災(zāi)嵌入式智能系統(tǒng)。1、構(gòu)建自重構(gòu)人工免疫網(wǎng)絡(luò)
自重構(gòu)人工免疫網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)是基于自重構(gòu)人工免疫網(wǎng)絡(luò)的抗災(zāi)嵌入式智能系統(tǒng)的 智能中心，具有一定的學(xué)習(xí)能力，建立在人工免疫網(wǎng)絡(luò)、示例學(xué)習(xí)等機制的基礎(chǔ)上。自重構(gòu) 人工免疫網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)負責檢測、識別、學(xué)習(xí)和記憶系統(tǒng)異常和災(zāi)民求救信號，并對受損的 抗災(zāi)網(wǎng)絡(luò)進行重構(gòu)，進行最大限度的抗災(zāi)工作。自重構(gòu)人工免疫網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)由正常的關(guān) 鍵節(jié)點、正常的非關(guān)鍵節(jié)點、受損的關(guān)鍵節(jié)點、對受損關(guān)鍵節(jié)點的重構(gòu)算法、免疫算法和受 損的非關(guān)鍵節(jié)點組成。正常的關(guān)鍵節(jié)點是人工免疫網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮正常功能的主要部分，它們包括災(zāi)民便攜 的抗災(zāi)嵌入式系統(tǒng)、救援隊便攜的抗災(zāi)設(shè)備；正常的非關(guān)鍵節(jié)點是與網(wǎng)絡(luò)抗災(zāi)功能無關(guān)的應(yīng)用提供機器，包括常規(guī)應(yīng)用程序的服務(wù)器；受損的關(guān)鍵節(jié)點是在災(zāi)害中受損的抗災(zāi)嵌入 式系統(tǒng)，也是災(zāi)民的受害信號之一，在抗災(zāi)網(wǎng)絡(luò)中有必要針對受損的關(guān)鍵節(jié)點進行重構(gòu)操 作；重構(gòu)算法的步驟主要包括檢測受損節(jié)點，判斷受損的關(guān)鍵節(jié)點及其備用節(jié)點，將備用節(jié) 點替換受損的關(guān)鍵節(jié)點，根據(jù)抗災(zāi)任務(wù)重新優(yōu)化人工免疫網(wǎng)絡(luò)的配置和修復(fù)受損的關(guān)鍵節(jié) 點，如圖1所示，其具體步驟是
步驟1、檢測已搭建起的抗災(zāi)網(wǎng)絡(luò)的受損節(jié)點；
步驟2、依次判定所述受損節(jié)點是否為關(guān)鍵節(jié)點，如果此受損節(jié)點不是關(guān)鍵節(jié)點，就進 入步驟5，如果此受損節(jié)點是關(guān)鍵節(jié)點，進入步驟3 ；
步驟3、判定所述受損節(jié)點是否有備用節(jié)點，如果存在備用節(jié)點，就用其備用節(jié)點部分 替代所述受損節(jié)點的位置，并調(diào)整此節(jié)點的重要度權(quán)值；
步驟4、根據(jù)當前抗災(zāi)任務(wù)和狀況重新優(yōu)化抗災(zāi)網(wǎng)絡(luò)的配置；
步驟5、屏蔽所述受損節(jié)點的輸出信息鏈，修復(fù)該節(jié)點的軟件損壞部分，將硬件受損的 節(jié)點進行硬件修理或更換；
步驟6、所述受損節(jié)點修復(fù)后，將此節(jié)點再換回其原來的位置，如果所述受損節(jié)點已完 全修復(fù)，就恢復(fù)原來的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化配置，否則根據(jù)所述受損節(jié)點的修復(fù)程度再次調(diào)整此節(jié)點 的重要度權(quán)值，并優(yōu)化抗災(zāi)網(wǎng)絡(luò)的配置。免疫算法是實現(xiàn)系統(tǒng)異常/災(zāi)民求救信號檢測、學(xué)習(xí)、災(zāi)民營救和系統(tǒng)修復(fù)的核 心算法，包括正常模型構(gòu)建算子、自體/系統(tǒng)異常/災(zāi)民求救信號檢測算子、未知異體學(xué)習(xí) 算子、系統(tǒng)異常消除算子和系統(tǒng)修復(fù)算子，如圖2所示，其算法流程是
步驟1、根據(jù)系統(tǒng)組件的時間屬性和空間屬性構(gòu)建系統(tǒng)的正常模型，根據(jù)嵌入式抗災(zāi)系 統(tǒng)的屬性配置構(gòu)建抗災(zāi)系統(tǒng)的正常信號模型；自重構(gòu)人工免疫網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)的正常狀態(tài)由 其所有文件的正常狀態(tài)唯一確定，也就是說只有當其全部文件的狀態(tài)都是正常的時，整個 自重構(gòu)人工免疫網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)的狀態(tài)才是正常的；只要有一個文件的狀態(tài)是異常的，整個 自重構(gòu)人工免疫網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)的狀態(tài)就是異常的；
步驟2、根據(jù)待測組件的時間屬性和空間屬性檢測系統(tǒng)異常，根據(jù)嵌入式抗災(zāi)系統(tǒng)的正 常信號模型檢測災(zāi)民求救信號；
自體的檢測率P(Ih)和異體的檢測率PCa)分別表示為
卿=生
Sj
嶋二 ^
Sn
式中，已檢測的自體個數(shù)為&，已檢測的異體個數(shù)為 ，自體的總數(shù)為&。步驟3、根據(jù)系統(tǒng)異常和災(zāi)民求救信號的可測特征識別異常和求救信號的類型，對 于無法歸類的未知異常和未知求救信號，進入步驟4，否則進入步驟6 ；
步驟4、根據(jù)免疫學(xué)習(xí)規(guī)則和示例學(xué)習(xí)方法尋找與待識別異體最相似的已知異體，利用 待測異體的已識別特征和待識別特征，判定未知異體的類型和處理方法；
假設(shè)已知異體的特征維度表示為0 ,異體q的特征向量表示為,那么所
有已知異體的特征空間表示為(( ι>_廣,其中)=1,2,·"，！/ , if表示已知異體的總數(shù)。對于未知異體^，該異體的特征維度中有個維度是已知的，這些已知的維度值表示為 ，…,那么未知異體學(xué)習(xí)的過程表示為
Ck~ As{{ujivujh,"' ,u jiJ)
式中，以表示與未知異體Q最相似的已知異體，A表示最相似異體搜索算子，未知異 體Ci!的未知維度表示為fcA』A，'"，W rJ。步驟5、在系統(tǒng)異常/災(zāi)民求救信號的存儲器中記憶未知系統(tǒng)異常和災(zāi)民未知求 救信號的類別和處理方法；
步驟6、根據(jù)異體處理方法消除系統(tǒng)異常，并對災(zāi)民進行施救； 步驟7、對系統(tǒng)的受損組件和抗災(zāi)網(wǎng)絡(luò)的受損節(jié)點進行修復(fù)。在構(gòu)建自重構(gòu)人工免疫網(wǎng)絡(luò)的第1步和第5步中用到免疫算法，根據(jù)已構(gòu)建的系 統(tǒng)正常模型、抗災(zāi)系統(tǒng)正常信號模型和自體/系統(tǒng)異常/災(zāi)民求救信號檢測模型檢測已搭 建起的抗災(zāi)網(wǎng)絡(luò)的受損節(jié)點；根據(jù)系統(tǒng)異常的識別、學(xué)習(xí)和記憶模型與算子，以及系統(tǒng)異常 消除與修復(fù)算子修復(fù)該節(jié)點的軟件損壞部分。2、構(gòu)建抗災(zāi)嵌入式系統(tǒng)的硬件模塊
在構(gòu)建抗災(zāi)嵌入式系統(tǒng)的硬件模塊時，首先要對系統(tǒng)硬件從結(jié)構(gòu)上進行正確劃分和選 擇，即將系統(tǒng)硬件劃分為若干個功能組件，其中一些組件對實現(xiàn)系統(tǒng)的整體功能是必要的。 此抗災(zāi)嵌入式系統(tǒng)由嵌入式芯片、存儲器、液晶顯示屏、輸入輸出設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)接口和總線組 成，主要完成嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)硬件功能，如圖3所示。嵌入式芯片是抗災(zāi)嵌入式系統(tǒng)的計算核心，包括Intel芯片、三星芯片和國產(chǎn)芯 片；存儲器是抗災(zāi)嵌入式系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲單元，包括內(nèi)存條和閃存；液晶顯示屏是抗災(zāi)嵌 入式系統(tǒng)的信息顯示和用戶交互的界面，采用真彩觸摸屏；輸入輸出設(shè)備包括數(shù)字鍵盤、串 口、USB接口、串口 /USB轉(zhuǎn)換器；網(wǎng)絡(luò)接口是抗災(zāi)嵌入式系統(tǒng)有線聯(lián)網(wǎng)的接口。3、構(gòu)建無線通信模塊
無線通信模塊是連接災(zāi)民、救援隊和抗災(zāi)設(shè)備的主要通信工具，將各個抗災(zāi)嵌入式智 能系統(tǒng)連接起來，構(gòu)成與外部網(wǎng)絡(luò)互通的通信網(wǎng)絡(luò)，為災(zāi)民之間、災(zāi)民與救援隊之間的聯(lián)系 提供了通信平臺。設(shè)計無線通信模塊時，不同的抗災(zāi)任務(wù)對求救信號的可探測距離和抗災(zāi) 網(wǎng)絡(luò)的通信需求都有特定的要求，根據(jù)這些用戶需求選擇“藍牙”通信模式、無線傳感器模 式、手機通信模式和無線網(wǎng)卡連接模式?！八{牙”通信模式是短距離、低功耗的無線通信方式，具有性能穩(wěn)定、信息傳輸可 靠、移動性強、組網(wǎng)靈活等優(yōu)勢。例如，“藍牙”通信模塊可以使用以BlUecore02為內(nèi)核的 “藍牙”芯片，型號為BCM-04 ；所述“藍牙”芯片體積小，功耗低，提供了多種通信接口，如USB 接口、UART接口和語音接口。無線傳感器是部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的廉價微型傳感器，這些小型傳感器一般稱 作傳感器節(jié)點。所述無線傳感器通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)， 其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被感知對象的信息，并發(fā)送給觀察者。例 如，基于ZigBee標準的無線傳感器采用網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可提供多條傳輸路徑，故能提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性、擴展性和網(wǎng)絡(luò)自我修復(fù)能力。手機通信是災(zāi)害發(fā)生前用戶最常用的無線通信方式，在災(zāi)害發(fā)生后如果手機通信 的信號中轉(zhuǎn)站仍然能夠工作，這也是一種實用的抗災(zāi)通信模式。但是，由于災(zāi)害的巨大破壞 力和未知性，手機通信往往由于硬件損傷中斷，或者由于手機電池耗盡而不能工作，因此此 時需要修復(fù)手機通信的硬件設(shè)施，為抗災(zāi)手機配用耐用電池。無線網(wǎng)卡是筆記本電腦通用的上網(wǎng)工具，在保證筆記本電腦正常工作和安全的情 況下，這也是一種可行的抗災(zāi)通信方式。4、構(gòu)建求救信號探測與定位模塊
求救信號探測與定位模塊是借助無線通信模塊接收求救信號，并精確找出信號源位置 的計算模塊。在人工免疫網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)中，求救信號探測是與自體/異體檢測模塊一致的。 災(zāi)民通過抗災(zāi)嵌入式系統(tǒng)反饋的信號分為正常信號和異常信號兩種模式，在災(zāi)害發(fā)生的前 提下，異常信號視為求救信號。信號定位模塊可以為抗災(zāi)嵌入式系統(tǒng)和災(zāi)民定位，把現(xiàn)場的位置通過無線傳輸模 塊發(fā)送給外界，使得外界知道災(zāi)民所處的位置，有利于災(zāi)民救援工作。例如，將GPS接收機 的小型化OEM板與單片機相結(jié)合，利用其輸出的數(shù)據(jù)信息，配置相應(yīng)的外圍設(shè)備，即可開發(fā) GPS應(yīng)用系統(tǒng)；GPS定位系統(tǒng)可以在災(zāi)害發(fā)生時提供災(zāi)民的具體位置并傳達給救援人員，加 快救援效率。再如，我國的“北斗”導(dǎo)航系統(tǒng)也可以完成信號定位的功能。5、構(gòu)建傳感器模塊
傳感器模塊是抗災(zāi)嵌入式系統(tǒng)感知災(zāi)區(qū)環(huán)境的組件，包括攝像頭、紅外傳感器、聲納傳 感器、雷達感知器、溫度傳感器、氣體濃度傳感器和無線傳感器。傳感器模塊完成聲音采集、 圖像采集、溫度采集、氣體濃度采集等功能，由于傳感器所采集的是模擬信號，所以要通過 A/D轉(zhuǎn)換器進行信號數(shù)字化。上述提供的一個系統(tǒng)可應(yīng)用在抗災(zāi)方法上，如圖4所示，步驟為 步驟1、災(zāi)民通過抗災(zāi)嵌入式智能系統(tǒng)發(fā)出求救信號；
步驟2、其他災(zāi)民和救援隊的抗災(zāi)嵌入式智能系統(tǒng)通過所述求救信號檢測與定位模塊 檢測所述求救信號，并找到所述災(zāi)民的精確位置；
步驟3、根據(jù)抗災(zāi)嵌入式智能系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的受損情況重構(gòu)抗災(zāi)網(wǎng)絡(luò)； 步驟4、根據(jù)災(zāi)民的狀況和災(zāi)區(qū)的交通信息制定所述災(zāi)民的營救計劃，通過所述無線通 信模塊和所述抗災(zāi)網(wǎng)絡(luò)調(diào)集營救設(shè)備和人員，并實施災(zāi)民營救；
步驟5、對所述災(zāi)民的營救結(jié)果和所述抗災(zāi)網(wǎng)絡(luò)的自重構(gòu)結(jié)果進行存儲記憶。這個實例 所采用的自重構(gòu)人工免疫網(wǎng)絡(luò)和抗災(zāi)嵌入式系統(tǒng)可以推廣到其他嵌入式系統(tǒng)，用來實現(xiàn)嵌 入式系統(tǒng)的異常檢測、病毒預(yù)防、目標搜索、網(wǎng)絡(luò)安全和異常軟件系統(tǒng)修復(fù)。
權(quán)利要求
一種基于自重構(gòu)人工免疫網(wǎng)絡(luò)的抗災(zāi)嵌入式智能系統(tǒng)，其特征在于包括由嵌入式芯片、存儲器、液晶顯示屏、輸入輸出設(shè)備和總線組成的嵌入式系統(tǒng)；用于收集災(zāi)區(qū)環(huán)境信息的傳感器模塊；自重構(gòu)人工免疫網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)，其根據(jù)人工免疫網(wǎng)絡(luò)的自重構(gòu)結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)算法將多個嵌入式系統(tǒng)連接成人工免疫網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)某些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的求救信號和施救信號調(diào)節(jié)抗災(zāi)網(wǎng)絡(luò)的部署，利用其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點修復(fù)受損的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點；無線通信模塊，用于接收來自嵌入式系統(tǒng)及傳感器模塊的信號并與自重構(gòu)人工免疫網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)相互通信；求救信號探測與定位模塊，探測災(zāi)民求救時發(fā)出的信號源，根據(jù)可探測信號的精確位置計算找出災(zāi)民的數(shù)字定位；耐用電池，為災(zāi)民提供足夠時間的求救電子器電池供應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于自重構(gòu)人工免疫網(wǎng)絡(luò)的抗災(zāi)嵌入式智能系統(tǒng)，其特征 在于所述自重構(gòu)人工免疫網(wǎng)絡(luò)按以下步驟構(gòu)建步驟1、檢測已搭建起的抗災(zāi)網(wǎng)絡(luò)的受損節(jié)點；步驟2、依次判定所述受損節(jié)點是否為關(guān)鍵節(jié)點，如果此受損節(jié)點不是關(guān)鍵節(jié)點，就進 入步驟5，如果此受損節(jié)點是關(guān)鍵節(jié)點，進入步驟3 ；步驟3、判定所述受損節(jié)點是否有備用節(jié)點，如果存在備用節(jié)點，就用其備用節(jié)點部分 替代所述受損節(jié)點的位置，并調(diào)整此節(jié)點的重要度權(quán)值；步驟4、根據(jù)當前抗災(zāi)任務(wù)和狀況重新優(yōu)化抗災(zāi)網(wǎng)絡(luò)的配置；步驟5、屏蔽所述受損節(jié)點的輸出信息鏈，修復(fù)該節(jié)點的軟件損壞部分，將硬件受損的 節(jié)點進行硬件修理或更換；步驟6、所述受損節(jié)點修復(fù)后，將此節(jié)點再換回其原來的位置，如果所述受損節(jié)點已完 全修復(fù)，就恢復(fù)原來的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化配置，否則根據(jù)所述受損節(jié)點的修復(fù)程度再次調(diào)整此節(jié)點 的重要度權(quán)值，并優(yōu)化抗災(zāi)網(wǎng)絡(luò)的配置。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于自重構(gòu)人工免疫網(wǎng)絡(luò)的抗災(zāi)嵌入式智能系統(tǒng)，其特征 在于還包括一常規(guī)應(yīng)用程序模塊，在災(zāi)害沒有發(fā)生的情況下完成輔助教學(xué)、娛樂、信息管 理和通信功能。
4.一種采用如權(quán)利要求1或2所述的一種基于自重構(gòu)人工免疫網(wǎng)絡(luò)的抗災(zāi)嵌入式智能 系統(tǒng)的抗災(zāi)方法，其特征在于，步驟為步驟1、災(zāi)民通過抗災(zāi)嵌入式智能系統(tǒng)發(fā)出求救信號；步驟2、其他災(zāi)民和救援隊的抗災(zāi)嵌入式智能系統(tǒng)通過所述求救信號檢測與定位模塊 檢測所述求救信號，并找到所述災(zāi)民的精確位置；步驟3、根據(jù)抗災(zāi)嵌入式智能系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的受損情況重構(gòu)抗災(zāi)網(wǎng)絡(luò)； 步驟4、根據(jù)災(zāi)民的狀況和災(zāi)區(qū)的交通信息制定所述災(zāi)民的營救計劃，通過所述無線通 信模塊和所述抗災(zāi)網(wǎng)絡(luò)調(diào)集營救設(shè)備和人員，并實施災(zāi)民營救；步驟5、對所述災(zāi)民的營救結(jié)果和所述抗災(zāi)網(wǎng)絡(luò)的自重構(gòu)結(jié)果進行存儲記憶。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于自重構(gòu)人工免疫網(wǎng)絡(luò)的抗災(zāi)嵌入式智能系統(tǒng)，其特征在于包括由嵌入式芯片、存儲器、液晶顯示屏、輸入輸出設(shè)備和總線組成的嵌入式系統(tǒng)；用于收集災(zāi)區(qū)環(huán)境信息的傳感器模塊；自重構(gòu)人工免疫網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)、無線通信模塊、求救信號探測與定位模塊及耐用電池。本發(fā)明還提供了一種應(yīng)用上述系統(tǒng)的抗災(zāi)方法。本發(fā)明的優(yōu)點是解決傳統(tǒng)抗災(zāi)過程嵌入式系統(tǒng)求救和搜救功能不強和抗災(zāi)網(wǎng)絡(luò)缺乏自重構(gòu)能力和免疫力的問題，為抗災(zāi)嵌入式系統(tǒng)的災(zāi)民輔助求救與互救、災(zāi)民定位與營救、抗災(zāi)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)與修復(fù)提供新的途徑。
文檔編號G06N3/06GK101984457SQ20101053851
公開日2011年3月9日 申請日期2010年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月10日
發(fā)明者龔濤 申請人:東華大學(xué)