一种河流中不透水边界的污染源定位方法

1.一种河流中不透水边界的污染源定位方法，其特征在于所述的定位方法的具体步骤是：
步骤一、标记说明
本方法所涉及的标记：M表示污染源(1)处的污染物排放强度，h表示待监测河流的平均水深，ux表示待监测河流的水流速度，ksy表示弥散系数，k1表示降解系数，(xi,yi)表示传感器节点(2)的坐标，i＝1,2,...,n，n为自然数,n≥3； 表示第i传感器节点(2)测得的浓度，i＝1,2,...,n，(ζ,η)表示估计污染源(1)的坐标，ζ表示估计污染源(1)位置的横坐标，η表示估计污染源(1)位置的纵坐标；
步骤二、部署无线传感网络
无线传感网络由计算机(5)、网关(4)、汇聚节点(3)和n个传感器节点(2)组成；n个传感器节点(2)均匀地部署在待监测河流区域内，每个传感器节点(2)均以无线方式与汇聚节点(3)连接，汇聚节点(3)与网关(4)无线连接，网关(4)通过GPRS与计算机(5)连接；
每个传感器节点(2)中均装有传感器节点控制程序，汇聚节点(3)中装有汇聚节点控制程序，计算机(5)中装有污染源监测定位控制程序；
步骤三、河流中不透水边界的污染源定位模型
设定部署在河流中的传感器节点(2)监测到污染物，处于不同位置的传感器节点(2)观测到的污染物浓度为：
步骤四、确定污染源(1)的位置
(a).对式(1)采用非线性最小二乘的方法估计污染源(1)位置
(b).污染物的离子扩散速率远远小于待监测河流的水流速度ux，忽略离子扩散速率，能监测到污染物的传感器节点(2)均在污染源(1)的下游方向，得式(3)
s.t.ζ≤xi (3)
在纵向扩散时，污染物近岸排放≤污染源(1)在纵轴方向上的边界β，所以η满足式(4)约束
0≤η≤β (4)
(c).式(2)、式(3)和式(4)为非线性约束最小二乘，采用信赖域算法求解，得污染源(1)位置。
2.根据权利要求1所述的河流中不透水边界的污染源定位方法，其特征在于所述传感器节点控制程序的主流程是：
S-101、初始化；
S-102、接收命令指示flag＝1？
S-103、若是，则执行S-104；若否，则执行S-105；
S-104、执行命令指令；
S-105、监测离子浓度；
S-106、判断离子浓度是否异常？
S-107、若是，则执行S-108；若否，则执行S-102；
S-108、发送传感器节点(2)所测离子浓度值、坐标(xi,yi)和时间；再执行S-102。
3.根据权利要求1所述的河流中不透水边界的污染源定位方法，其特征在于所述汇聚节点控制程序的主流程是：
S-201、初始化；
S-202、设置汇聚节点(3)的控制参数；
S-203、判断计算机(5)的命令标志位flag1＝1？
S-204、若是，则执行S-205；若否，则执行S-208；
S-205、接收命令，分析命令；
S-206、向传感器节点(2)广播计算机命令；
S-207、延时；
S-208、判断传感器节点(2)数据flag2＝1？
S-209、若是，则执行S-210；若否，则执行S-203；
S-210、接收传感器节点(2)数据；
S-211、将接收的传感器节点(2)数据通过GPRS发送到计算机(5)；
S-212、发送完毕，再执行S-203。
4.根据权利要求1所述的河流中不透水边界的污染源定位方法，其特征在于所述污染源监测定位控制程序的主流程是：
S-301、初始化；
S-302、设置不透水边界的污染源定位模型参数；
S-303、有无命令发送？
S-304、若有，则执行S-305；若无，则执行S-306；
S-305、向汇聚节点(3)发送命令，再执行S-303；
S-306、接收数据；
S-307、一轮数据是否接收完毕？
S-308、若是，则执行S-309；若否，则执行S-306；
S-309、分析数据；
S-310、发出预警点信息；
S-311、提取节点坐标及该传感器所监测的离子浓度值；
S-312、代入河流中不透水边界的污染源定位模型；
S-313、计算污染源(1)位置坐标；
S-314、显示污染源(1)位置，再执行S-303。

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