无线传感器网络军事应用.doc

《无线传感器网络军事应用.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、一．无线传感器网络简介1.）发展及简介：无线传感器网络的构想最初是由美国军方提出的，美国国防部高级研究所计划署(DARPA)于1978年开始资助卡耐基-梅隆大学进行分布式传感器网络的研究，这被看成是无线传感器网络的雏形。从那以后，类似的项目在全美高校间广泛展开，著名的有UCBerkeley的SmartDuST项目，UCLA的WINS项目，以及多所机构联合攻关的SensIT计划，等等。在这些项目取得进展的同时，其应用也从军用转向民用。在森林火灾、洪水监测之类的环境应用中，在人体生理数据监测、药品管理之类的医疗应用中，在家庭环境的智能化应用以及商务应用中都已出现了它的身影。目前，无线传感

2、器网络的商业化应用也已逐步兴起。无线传感器网络可以看成是由数据获取网络、数据分布网络和控制管理中心三部分组成的。其主要组成部分是集成有传感器、数据处理单元和通信模块的节点，各节点通过协议自组成一个分布式网络，再将采集来的数据通过优化后经无线电波传输给信息处理中心。2．）无限传感器网络体系结构：3.）无线传感器网络的主要优势：（1)低成本、高冗余。传感器节点单个价格低廉，可以大批量生产。节点的大规模部署使得无线传感器网络通常具有较高的节点冗余、网络链路冗余以及采集的数据冗余，从而使得系统具有很强的容错能力。（2)规模大。为了提高网络的可靠性，通常在目标区域内部署大量传感器节点，传感器网

3、络可能包含多达数千甚至上万个传感器节点。传感器网络的大规模性还能够通过不同空间视角获利更大的信噪比，从而提高监测的准确性，这一直是卫星和雷达这类独立系统难以克服的技术问题。（3)分布式、自组织性。无线传感器网络是由对等节点构成的网络，不存在中心控制。管理和组网非常灵活。不依赖固定的基础设施，每个节点都具有路由功能，可以通过自我协调、自动布置而形成网络，不需要其他辅助设施和人为手段。（4)动态拓朴。无线传感器网络是一个动态的网络，网络内的节点可能会因为能量消耗或其他故障退出网络;有些节点可能工作状态，没有参与网络通讯;也有可能又会新增大量的节点融入网络，这些都会使网络的拓朴结构随时发生

4、变化。还可以借助个别具有移动能力的节点对拓朴结构的调整，可以有效消除探测区域内的自点。（5)空间位置寻址。无线传感器网络一般不需要支持任意两个传感器节点之间的点对点通信，传感器节点不必具备具有全球唯一的标识，寻址方式、不必采用因特网的IP寻址。用户往往不关心数据采集于哪一个节点，而关心数据所属的空间位置，因此可采取空间位置。从这个意义上讲传感器网络通常以数据木身作为查询或传输线索因此传感器网络是一个以数据为中心的网络。无线传感器网络源于军事应用，在军事中应用也最成熟。以下对无线传感器网络在军事领域的应用和特点进行讲述。二．军事领域应用无线传感器网络具有快速部署、隐蔽性强、自组织以及良

5、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。1.）无线传感器网络在军事领域的潜在优势：（1）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。（2）隐蔽性。传感器节点是一种微型设备，其体积可以不超过1mm³，这一优势使得传感器节点不易被敌方发现。（3）容错性。网络由大量廉价的传感器节点组成，使得网内

6、存在许多冗余节点，为整个系统提供了较强的容错能力。（4）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。（5）无人值守。在当今复杂的电磁战场环境下，如果各种设备都由人员来操控的话会很大程度上增加操作人员的伤亡数量，因此无线传感器网络的无人值守特性显得尤为重要。一些廉价的包括声、光、电、红外等无需人员操作的地面传感器将被撒布在战场上，自动与各类平台和单兵组成网络，使每一名士兵都能提前知晓战场的势态。网络化的部队可以共享战场图像和目标数据，得以更好地作战协同和资源配置。2.）发展现状：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”

7、的作用，因此受到世界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