近年來,隨著傳感器的推出,以及半導體技術、通信技術、計算機技術的高速發(fā)展,一種被稱為無線傳感器網(wǎng)的技術被開發(fā)出來。因為其在軍事上曾起到了巨大的作用,所以美國國防部在2000年將無線傳感器網(wǎng)定位為五個國防尖端領域之一。
所謂無線傳感器網(wǎng),是指由大量無人值守、具有無線通信與計算機能力的微小型節(jié)點構成的自主探測系統(tǒng)。這些節(jié)點的體積大的有如一個茶杯,小的與硬幣相當,更小的只有硬幣的幾十分之一,甚至可以做到沙粒般大小。
然而無論節(jié)點體積大小,其結構都是基本相同。主要由電源、處理器、傳感器、通信等單元組成。電源單元為系統(tǒng)提供能量,由微型電池、超薄太陽能板、專用電容器等組成。處理器單元由CPU、存儲器、嵌入式操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫組成。傳感器單元由傳感器和模數(shù)轉換器組成。
此外,傳感器可以采用不同的探測單元,如聲音傳感器可以探測槍、炮聲;振動傳感器可以通過地面振動探測裝甲車輛的行蹤;電磁傳感器可以發(fā)現(xiàn)戰(zhàn)場上的電磁輻射源;紅外傳感器主要探測熱敏目標。這些傳感器生成的模擬信號,經(jīng)過模數(shù)轉換器轉換成數(shù)字信號后,傳輸?shù)教幚砥鲉卧?/p>
通信單元負責將節(jié)點與戰(zhàn)場網(wǎng)絡連接起來,除此之外,一些節(jié)點還安裝了特殊裝置。如機動節(jié)點安裝了運動裝置;電子對抗節(jié)點安裝了電磁波發(fā)射裝置等。
無線傳感器網(wǎng)的典型運用模式,是將大量傳感器節(jié)點分均部署在戰(zhàn)場上,形成所需的監(jiān)測區(qū)域。其中一個為網(wǎng)關節(jié)點,負責向遠程控制站發(fā)送信息。當目標進入監(jiān)測范圍,首先發(fā)現(xiàn)目標的傳感器節(jié)點通過網(wǎng)關向遠程控制站,發(fā)送目標在T1時間的三維坐標信息。當目標進一步深入時,其它節(jié)點先后發(fā)送目標在T2、T3時間的三維坐標信息。遠程控制站可以綜合分析這些信息,為精確打擊提供基礎。
與其它探測系統(tǒng)相比,信立科技無線傳感器網(wǎng)具有以下四個特點:
1、布設速度快,方式靈活??梢圆捎煤娇掌骺胀?、機器人布設等多種方式,在需要監(jiān)控的地區(qū)快速形成監(jiān)控網(wǎng)絡,極大的提高戰(zhàn)場態(tài)勢感知能力。
2、隱密性好,可實施抵近偵察。無線傳感器網(wǎng)節(jié)點可以制作成葉片等外形,即使投放在目標附近,也不容易被發(fā)現(xiàn)。由于距離目標近,可有效的克服環(huán)境噪聲對探測信號的影響。
3、節(jié)點數(shù)量大,可靠性高。大量布設的傳感器節(jié)點,可以使探測信息互相印證。網(wǎng)絡的容錯能力強,即使某個節(jié)點失效,對整體影響也不大。
4、成本低,功能強。無線傳感器網(wǎng)成本低廉,未來單個節(jié)點的價格有望低于1美元,具有聲、光、電、振動等多種探測功能的傳感器網(wǎng)絡,可以對戰(zhàn)場上各種物理參數(shù)進行測量,具有非常強大的探測能力。
另外,無限傳感器網(wǎng)技術也是典型的軍民兩用戰(zhàn)略高技術。其還可探測包括地震、電磁、溫度、濕度、噪聲等。
無線傳感器網(wǎng)功能如此強大,應用價值非常高。對此,美國今日防務雜志對無線傳感器網(wǎng)給予高度評價,認為其將引起一場劃時代的軍事技術革命。事實上,無線傳感器網(wǎng)也正在向這個方向進發(fā)。在未來,隨著技術的進步,無線傳感器網(wǎng)將向著更加微型化、長壽命、多功能、高機動等方向發(fā)展。