无线传感器网络与军事

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1、无线传感器网络在军事的应用信息技术正推动着一场新的军事变革。信息化战争要求作战系统“看得明、反应快、打得准”，谁在信息的获取、传输、处理上占据优势(取得制信息权)，谁就能掌握战争的主动权。无线传感器网络以其独特的优势，能在多种场合满足军事信息获取的实时性、准确性、全面性等需求。无线传感器网络可以协助实现有效的战场态势感知，满足作战力量“知己知彼”的要求。典型设想是用飞行器将大量微传感器结点散布在战场的广阔地域，这些结点自组成网，将战场信息边收集、边传输、边融合，为各参战单位提供“各取所需”的情报服务。高技术武器发展的主要特征是电

2、子化，其核心技术则是传感技术和计算机技术。在战场上一方面靠外部传感器快速发现与精确测定敌方目标，并通过计算机，控制火炮，快速精确地打击敌方目标；另一方面，靠各种内部传感器，测定火控系统、发动机系统等各部位各类参数，通过计算机控制，用以保证武器本身处于最佳状态，发挥最大效能。因此有人说在实战中，看得见、听得到要靠传感器，打得准靠传感器，全天候作战靠传感器，故障诊断靠传感器是毫不夸大的。无线传感器网络概述无线传感器网络是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作地感

3、知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者构成了传感器网络的三要素。在军事领域中，传感器包括磁、声、光传感器，毒气传感器，气象传感器等各种类型的传感器。感知对象包括敌、友军兵力，装备和物质情况，冲突区火力情况，敌方地形和布防等。观察者既可指用户端计算机，也可指我军情报工作人员。无线传感器网络的结构如图1所示，传感器节点感知监测区域信息，并在网络内通过其他节点将信息多跳路由到汇聚节点，最后通过互联网或卫星传到信息处理中心，用户在信息处理中心查阅监测区域信息。无线传感器网络在军事领域中应用的

4、潜在优势无线传感器网络具有快速部署、隐蔽性强、自组织以及良好的容错性等特点，在军事上具有广泛的应用前景。在战场上，战斗环境恶劣，作战态势瞬息万变，战机稍纵即逝，作战指挥员需要即时了解掌握部队全方位的情况。铺设在作战区域内的传感器节点可以采集相应的信息，并通过汇聚节点将数据送至指挥所，再转发到指挥部，最后融合来自各战场的数据，形成完备的战区事态图。无线传感器网络在军事应用中的潜在优势表现在以下几个方面：部署方便快捷。传感器节点可以通过飞机投递或者炮弹发射直接部署于敌方阵地内，近距离获取战场信息。隐蔽性。传感器节点是一种微型设备，其

5、体积可以不超过1mm3，这一优势使得传感器节点不易被敌方发现。容错性。网络由大量廉价的传感器节点组成，使得网内存在许多冗余节点，为整个系统提供了较强的容错能力。准确性。传感器覆盖区域广阔，从不同空间视角采集多方位信息，具有更大的信噪比。无人值守。传感器节点密集分布于监测环境中，每个节点依靠自带电源或自主获取电源维持工作供电，采用启发式的节点唤醒/睡眠机制，无需人工值守，在恶劣的战场中能发挥重要作用。无线传感器网络在军事领域中的应用现状无线传感器网络较传统通信网络有其自身潜在的优势，能在战场环境中发挥“神经元”的作用，因此受到世界

6、各军事强国的广泛关注。美国国防部较早开始启动无线传感器网络的研究，将其定位为指挥、控制、通信、计算机、打击、情报、监视、侦查（C4KISR）系统不可缺少的一部分。自2001年起，美国国防部远景计划研究局（DARPA）已投资几千万美元，帮助大学进行“智能尘埃”传感器技术的研发。美陆军2001年提出“灵巧传感器网络通信”计划，旨在通过在战场上布置大量传感器为参战人员搜集和传输信息。2005年又确立了“无人值守地面传感器群”项目，其主要目标是是使基层部队指挥员根据需要能够将传感器灵活部署到任何区域。美海军确立了“传感器组网系统”研究项

7、目，其核心是一套实时数据库管理系统，对从战术级到战略级的传感器信息进行管理。除美国外，日本、英国、意大利、巴西等也对无线传感器网络表现出极大的兴趣，并各自开展了该领域的研究工作。中国在无线传感器网络领域的研究几乎与发达国家同步启动，1999年中国科学院《知识创新工程试点领域方向研究--信息与自动化领域研究报告》中首先将无线传感器网络列入其中。2001年，中国科学院成立了微系统研究与发展中心，挂靠中科院上海微系统所，旨在整合中科院内部的相关单位，共同推进传感器网络的研究。从2002年开始，中国国家自然科学基金委员会开始部署传感器网

8、络相关的课题。无线传感器网络军事应用需解决的关键性问题尽管无线传感器网络存在许多优势，但目前技术的发展还不能够支持其在军事上的广泛应用，主要存在以下亟待解决的关键性问题。安全性问题在军事应用领域，无线传感器网络的安全性显得尤为重要。传感器节点往往散布在敌方区域，