无线传感网络在军事领域的应用
无线传感器网络在军事领域的应用
无线传感器网络在军事领域的应用随着科技的不断发展,无线传感器网络(Wireless Sensor Network,简称WSN)在军事领域的应用也越来越广泛。
无线传感器网络是一种由大量分布在特定区域的无线传感器节点组成的网络系统,它可以实时感知、采集和传输各种军事信息,对军事作战具有重要的意义。
首先,无线传感器网络在军事领域的应用可以提高军事作战的情报收集能力。
通过部署在战场上的无线传感器节点,可以实时监测和感知敌方的动态信息,包括敌军的位置、数量、行动和武器装备等。
这些信息对于指挥官制定作战计划、调配兵力和武器装备具有重要的参考价值,可以提高军队的作战效能和胜算。
其次,无线传感器网络在军事领域的应用可以加强军事目标的监控和防御能力。
通过在军事目标周围部署无线传感器节点,可以实时监测目标周边的环境变化,包括敌方的侦察、渗透和攻击等。
一旦发现敌方的威胁,无线传感器网络可以及时发出警报,提醒军队采取相应的防御措施,保护军事目标的安全。
此外,无线传感器网络在军事领域的应用还可以提高军事通信的效率和可靠性。
传统的军事通信系统往往依赖于有线网络,受到地理环境和敌方干扰的限制。
而无线传感器网络可以通过无线信号传输数据,不受地理环境的限制,可以在复杂的战场环境中实现军事通信的全面覆盖。
同时,无线传感器网络还具有自组织、自适应和自愈合的特点,可以在网络节点故障或遭受攻击时自动调整和修复,保证通信的可靠性和稳定性。
最后,无线传感器网络在军事领域的应用还可以提高军事作战的精确打击能力。
通过在军事目标附近部署无线传感器节点,可以实时监测目标的位置、速度和方向等信息,为军队提供精确的目标定位和打击指导。
同时,无线传感器网络还可以与军事装备和武器系统进行无线连接,实现信息的共享和协同作战,提高军事作战的整体效能和精确度。
综上所述,无线传感器网络在军事领域的应用具有重要的意义和价值。
它可以提高军事作战的情报收集能力、目标监控和防御能力、通信效率和可靠性,以及精确打击能力。
传感器的军事应用
传感器在军事领域的应用什么是传感器:传感器就是能感知外界信息并能按一定规律将这些信息转换成可用信号的装置;简单说传感器是将外界信号转换为电信号的装置。
所以它由敏感元器件(感知元件)和转换器件两部分组成,有的半导体敏感元器件可以直接输出电信号,本身就构成传感器。
敏感元器件品种繁多,就其感知外界信息的原理来讲,可分为:①物理类,基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。
②化学类,基于化学反应的原理。
③生物类,基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。
通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。
传感器的分类:一温度传感器温度传感器主要由热敏元件组成。
热敏元件品种教多,市场上销售的有双金属片、铜热电阻、铂热电阻、热电偶及半导体热敏电阻等。
以半导体热敏电阻为探测元件的温度传感器应用广泛,这是因为在元件允许工作条件范围内,半导体热敏电阻器具有体积小、灵敏度高、精度高的特点,而且制造工艺简单、价格低廉。
二光传感器光传感器主要由光敏元件组成。
目前光敏元件发展迅速、品种繁多、应用广泛。
市场出售的有光敏电阻器、光电二极管、光电三极管、光电耦合器和光电池等。
光敏电阻器光敏电阻器由能透光的半导体光电晶体构成,因半导体光电晶体成分不同,又分为可见光光敏电阻(硫化镉晶体)、红外光光敏电阻(砷化镓晶体)、和紫外光光敏电阻(硫化锌晶体)。
当敏感波长的光照半导体光电晶体表面,晶体内载流子增加,使其电导率增加(即电阻减小)。
三气敏传感器由于气体与人类的日常生活密切相关,对气体的检测已经是保护和改善生态居住环境不可缺少手段,气敏传感器发挥着极其重要的作用。
例如生活环境中的一氧化碳浓度达0.8~1.15 ml/L时,就会出现呼吸急促,脉搏加快,甚至晕厥等状态,达1.84ml/L时则有在几分钟内死亡的危险,因此对一氧化碳检测必须快而准。
利用SnO2金属氧化物半导体气敏材料,通过颗粒超微细化和掺杂工艺制备SnO2纳米颗粒,并以此为基体掺杂一定催化剂,经适当烧结工艺进行表面修饰,制成旁热式烧结型CO敏感元件,能够探测0.005%~0.5%范围的CO气体。
传感器技术在军事上的应用
传感器技术在军事上的应用发布时间:2021-11-16T08:04:19.815Z 来源:《科学与技术》2021年第8月23期作者:崔迪1 孙玉涛2[导读] 传感器技术是衡量一个国家信息化程度的重要标志崔迪1 孙玉涛21海军士官学校安徽蚌埠 2330122安徽财经大学安徽蚌埠 233012摘要:传感器技术是衡量一个国家信息化程度的重要标志。
而信息化战争又要求作战系统“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,谁就能掌握战争的主动权。
为了加强人们对传感器及其技术的重要性的认识,在分析传感器的发展现状基础之上,举例探讨传感器在军事领域的典型应用。
关键词:传感器技术;自动控制;军事应用一、引言目前传感器在军事上的应用可以说是极其普遍 ,大到星体、飞机、舰船等装备系统,小到单兵作战装备;从通信技侦系统到后勤保障系统;从军事科学试验到军事装备工程;从战场作战到战略、战术指挥;其应用遍及战争准备、战争实施的每一个环节。
二、传感器技术的现状传感器一种检测装置,可以对数据进行处理、分析和传输,然后,将数据转换成信号输出。
传感器技术同计算机技术与通信一起被称为信息技术的三大支柱。
传感器技术发展到今天,大体经历了三代。
第一代传感器被称为结构型传感器,第二代为固体传感器。
伴随着互联网和计算机科学的发展,出现了第三代智能传感器。
智能传感器技术是涉及微机械、计算机技术、信号处理技术、传感技术等多种学科的综合性技术。
现阶段,传感器技术呈现出集成化和智能化的特点,使得传感器技术愈发具有稳定性,为自动化控制提供了基础和前提。
同时,成本的降低和生产工艺的提高,使得传感器技术的应用领域进一步拓展。
三、传感器技术在军事领域上的应用世界各国都非常重视传感器技术的发展。
英国、法国等国家在传感器开发方面的投入逐年增加。
传感器技术列于原苏联军用航天计划第5条。
正是由于世界各国对传感器技术的高度重视,传感器产业发展迅速。
传感器在军事中的应用
现在一些国家正在研究开发可以识别物体形 状的触觉传感器以及能分辨不同气体的嗅觉传 感器。随着科学技术的发展,智能传感器的功 能将逐步加强,它将利用神经网络技术、传感 器信息融合技术、模糊理论等新技术,使传感 器具有更高级的智能,可完成多维检测等复杂 任务,应用前景更为广阔。
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(4)无线网络化传感器 网络化传感器是指传感器在现场级实现
整个系统计划整个系统计划2020将具备同时跟踪战略与战术弹道导弹的能将具备同时跟踪战略与战术弹道导弹的能力采用全新设计的红外传感器高轨卫力采用全新设计的红外传感器高轨卫星采用扫描与凝视传感器低轨卫星采用星采用扫描与凝视传感器低轨卫星采用捕获与跟踪传感器使卫星能对小型战术捕获与跟踪传感器使卫星能对小型战术弹道导弹快速发现与跟踪较弱信号并采弹道导弹快速发现与跟踪较弱信号并采弹道导弹快速发现与跟踪较弱信号并采弹道导弹快速发现与跟踪较弱信号并采用复合星座设计提高对各种导弹的发现用复合星座设计提高对各种导弹的发现能力扩大跟踪范围尤其是中段跟踪能力扩大跟踪范围尤其是中段跟踪实现全过程监视与预警
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(2) 特殊规格传感器: 例如检测聚热介质的高温传感器和暴冷介
质的低温传感器;低量程和大量程的振动、加 速度传感器;大量程压力传感器。 (3) 新型传感器:
例如微型传感器 (如重量小于1g、功耗为 几毫瓦的传感器) ;诊断传感器;军用机器人 用的智能传感器;三维视觉传感器;模糊传感 器;高准确度图像传感器;超导传感器;红外 CMT 凝视阵列及CMT 凝视焦平面阵列;高准 确度光纤陀螺等。
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在导航系统上的应用:美国研制成功的一种加速 度达105 g 的MEMS惯性传感器,已用于智能 弹头和钻地弹头中,其抗震能力足以使弹头钻入 地下后,仍能对其进行制导、控制并引爆。
无线传感器网络在军队指挥自动化建设中的应用
Ap lc t n o eW iee sS n o t r n Co m a d Au o a i n p ia i ft r l s e s rNe wo k i m o h n t m to
大小实现简单 的收发 ( 突发传输)甚至 网络的协调
和组织功能 ;电源单元是最重要的模块之一 ,但是
器 网络的发展现状 ;无线传感器 网络在军队指挥 自 动化建设中的应用 ;总结无线传感器 网络应用时面
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维普资讯
无线传感器网络在军队指挥 自动化建设中的应用
所有节点都能知道各 自的具体位置了。
和管理 。典型的无线传感器 网络结构如图 2 所示, 无线传感器节点经多跳转发 , 通过 网关接入网络,
Ab t a t Th a g o e t la p i ai n o r ls e s rn t r n i f r to o lc i n r n miso n sr c e l r e p tn i p lc to f wiee s s n o e wo k i n o ma i n c l t ,ta s s i n a d a e o p o e sn a t a t d mu ha tn i n I i p p r ec n tu t no e wiee ss n o e wo k i i to u e n s r c s i g h sat c e c t t . n t s a e o sr c i f r l s e s rn t r n r d c d a d i r e o h h t o h t s t a p ia i n i o p l t c mma d a tma o r u d F n l , e e a r b e ob a e e a a y e . c o n n u o t n i a g e . i a l s v r l o lmst ef c d a n l z d i s y p r Ke wo d wi ls e s r e wo k c mm a d a t ma i n n d y rs r e ss n o t r ; o e n n uo t ; o e o
无线传感器网络的应用
无线传感器网络的应用无线传感器网络的应用无线传感器网络可以包含大量的由震动、(地)磁、热量、视觉、红外、声音和雷达等多种不同类型传感器构成的网络节点,可以用于监控温度、湿度、压力、土壤构成、噪声、机械应力等多种环境条件。
传感器节点可以完成连续的监测、目标发现、位置识别和执行器的本地控制等任务。
微型传感器技术和节点间的无线通信能力为无线传感器网络赋予了广阔的应用前景。
作为一种无处不在的感知技术,无线传感器网络广泛应用于军事、环境、医疗、家庭和其他商用、工业领域;在空间探索和反恐、救灾等特殊的领域,它也有着得天独厚的技术优势。
(1)军事应用无线传感器网络的相关研究最早起源于军事领域。
由于其具有可快速部署、自组织、隐蔽性强和高容错性的特点,因此能够实现对敌军地形和兵力布防及装备的侦察、战场的实时监视、定位攻击目标、战场评估、核攻击和生物化学攻击的监测和搜索等功能。
在战场中,指挥员往往需要及时、准确地了解敌我人员、武器装备、通信和军用物资供给的情况。
通过随机撤播、特种炮弹发射等手段,可以将大量传感器节点密集地散布于预定区域,收集该区域内有价值的信息,并通过汇聚节点将数据传送至指挥所,也可经由卫星信道转发到指挥部,最后融合来自各战场的数据形成我军完备的战区态势图。
在战争中,对冲突区和军事要地的监视也是至关重要的:通过布设无线传感器网络,可以方便地监控我军布防的阵地是否有敌军入侵,或是以更为隐蔽的方式近距离地观察敌方的布防;当然,也可以直接将传感器节点撤向敌方阵地,在敌方还未来得及反应时迅速收集有关作战信息。
无线传感器网络可以为火控和制导系统提供准确的目标定位信息。
在生物和化学战中,利用无线传感器网络及时、准确地探测爆炸中心将会为我军提供宝贵的反应时间,从而最大可能地减小伤亡。
作为C“ISRT系统的一个不可或缺的组成部分,无线传感器网络以其低成本、密集型、随机分布、白组织性和强容错能力的特点,及时、准确地为战场指挥系统提供高可靠的军事信息。
无线传感器网络军事应用
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UC Berkeley的Smart DuST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变化。
无线传感网络技术在军事应用中的应用教程
无线传感网络技术在军事应用中的应用教程军事领域一直以来都是科技创新的驱动者,随着现代战争的发展,无线传感网络技术在军事应用中扮演着越来越重要的角色。
本文将介绍无线传感网络技术在军事应用中的应用教程,包括其原理、应用领域以及关键问题的解决方案。
无线传感网络技术是一种由大量的传感器节点组成的网络,这些节点能够通过无线通信进行相互连接和协作。
在军事应用中,无线传感网络技术被广泛应用于监测、通信、情报收集和环境侦察等领域。
它能够实时获取情报信息,提高军事行动的效率和安全性。
首先,无线传感网络技术在监测领域的应用非常广泛。
通过在战场上布置大量的传感器节点,可以对敌方目标、天气状况和地形地貌等进行实时监测。
这些传感器能够收集各种信息,如温度、压力、声音、光线等,并通过无线通信将数据传输到指挥中心。
指挥官可以通过监测结果做出决策,提高作战效果。
其次,无线传感网络技术在通信方面也有着广泛的应用。
战场上时常存在电磁屏蔽或截获的风险,传统的通信方式可能受到干扰,影响指挥系统的正常运行。
而无线传感网络技术可以通过多路径传输和自组织网络的特性,提供灵活可靠的通信手段。
通过节点之间的密集互连,即使部分节点被破坏,整个网络依然能够正常工作。
再次,无线传感网络技术在情报收集方面具有独特的优势。
通过在战区内广泛部署传感器节点,可以收集到大量敌方信息,如敌军行动轨迹、战术部署和人员编制等。
这些信息对于作战决策具有重要的参考价值。
无线传感网络技术不仅可以实时获取情报,还可以在节点之间共享信息,提供更加全面和准确的情报支持。
最后,无线传感网络技术在环境侦察方面也有着广泛的应用。
在战争中,对敌方目标的准确判断和侦查是非常重要的。
传统的侦察手段可能存在暴露风险,而无线传感网络技术可以通过节点的分布式部署和自主协作,实现对目标的持续监测和侦查。
这种方式可以降低侦察人员的风险,并提供更加准确的情报。
然而,在无线传感网络技术的应用过程中,也存在一些关键问题需要解决。
无线传感网的应用案例
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无线传感器网络技术的发展与应用
无线传感器网络技术的发展与应用近年来,随着无线通信和传感技术的飞速发展,无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)在各个领域得到了广泛的应用。
本文将探讨无线传感器网络技术的发展历程以及其在各个领域的应用。
一、无线传感器网络的发展历程无线传感器网络是由大量分布式、自主的传感器节点组成的网络系统,传感器节点配备有感知、处理和通信能力。
无线传感器网络的发展可以追溯到20世纪80年代,当时主要用于军事领域。
随着无线通信技术的进步和成本的降低,无线传感器网络逐渐被应用于其它领域。
在无线传感器网络的发展过程中,主要经历了以下几个阶段:第一个阶段是传感器节点的硬件设计阶段,研究者们致力于设计小型、低功耗的节点设备;第二个阶段是网络结构的优化阶段,研究者们提出了多种网络拓扑结构,如星形、树形、网状等;第三个阶段是通信协议和网络管理的研究阶段,为了提高网络的能效和可靠性,研究者们提出了许多有效的协议和管理机制。
二、无线传感器网络的应用领域1. 环境监测:无线传感器网络广泛应用于环境监测领域,如气象预测、水质监测、大气污染监测等。
通过部署在不同地点的传感器节点,可以实时监测环境参数并进行数据传输和处理,为环境保护和灾害防范提供了重要的支持。
2. 农业应用:无线传感器网络在农业领域的应用可实现精确的农业管理和决策。
通过传感器节点对土壤湿度、温度、光照等关键参数进行监测,可以实现农作物的精细化管理和资源的合理利用,提高农业生产效率和品质。
3. 智能交通:无线传感器网络在智能交通领域的应用主要包括智能交通监测和交通管理两个方面。
通过布设在交通路段的传感器节点,可以实时监测车流量、交通拥堵情况等信息,并采用智能算法进行交通管理,提高道路利用率和交通效率。
4. 健康医疗:无线传感器网络在健康医疗领域的应用可以实现远程医疗和健康监测。
通过佩戴在身体上的传感器节点,可以实时监测人体的生理参数,并将数据传输到医疗机构,实现远程诊断和治疗,提高医疗服务的效率和质量。
78. 无线通信技术在军 事中的应用是什么?
78. 无线通信技术在军事中的应用是什么?78、无线通信技术在军事中的应用是什么?在当今的军事领域,无线通信技术的应用可谓至关重要。
它就像一条无形的纽带,将战场上的各个要素紧密连接在一起,为军事行动提供了强大的支持和保障。
无线通信技术使得军事指挥更加高效和灵活。
在过去,指挥信息的传递往往依赖有线通信,这种方式不仅容易受到线路破坏的影响,而且在部队快速移动和部署时显得极为不便。
而现在,通过无线通信,指挥官可以实时与各级作战单位进行沟通,迅速下达指令,及时调整战术。
无论是在陆地、海洋还是空中,只要有信号覆盖的地方,指挥命令就能顺畅传达。
这大大缩短了指挥决策的时间,提高了作战反应速度,使部队能够更加迅速地应对瞬息万变的战场局势。
在情报收集与传递方面,无线通信技术也发挥着不可替代的作用。
各种侦察设备,如无人机、卫星侦察系统等,通过无线通信将收集到的情报实时回传至指挥中心。
这些情报包括敌方的兵力部署、武器装备情况、地形地貌等重要信息。
同时,指挥中心也可以通过无线通信将情报快速分发给前线作战部队,使他们能够提前了解战场态势,做好充分的战斗准备。
这种快速的情报共享和传递,为作战行动的成功提供了有力的支持。
无线通信技术还为军事武器系统的协同作战提供了关键的支撑。
现代战争中,往往需要多种武器系统协同作战,如战斗机、舰艇、导弹等。
通过无线通信网络,这些武器系统可以实现信息共享和协同作战。
例如,战斗机可以与预警机、地面指挥中心实时交换数据,获取目标信息和作战指令,从而更加精确地打击敌方目标。
同样,舰艇编队之间也可以通过无线通信进行协同作战,提高整体作战效能。
在军事后勤保障方面,无线通信技术同样有着重要的应用。
后勤部门可以通过无线通信实时掌握部队的物资需求、装备损耗情况等信息,及时进行物资调配和装备维修保障。
这有效地提高了后勤保障的效率和准确性,确保部队在战场上能够保持持续的战斗力。
此外,无线通信技术在军事训练中也发挥着重要作用。
无线传感网络的应用
建筑结构监测
无线传感器网络用于监测建筑物的健康状况,不仅成本 低廉,而且能解决传统监测布线复杂、线路老化、易受 损坏等问题。
智能家居应用
无线传感器网络利用现有的互联网、移动通信网和电话网将室 内环境参数、家电设备运行状态等信息告知住户,使住户能够 及时了解家居内部情况,并对家电设备进行远程监控,实现家 庭内部和外界的信息传递。 无线传感器网络使住户不但可以在任何可以上网的地方,通过 浏览器监控家中的水表、电表、煤气表、电热水器、空调、电 饭煲等及安防系统、煤气泄漏报警系统、外人侵入预警系统等, 而且可通过浏览器设置命令,对家电设备远程控制。
目录
➢ 军事领域应用 ➢ 环境监测应用 ➢ 医疗领域应用 ➢ 建筑结构监测 ➢ 智能家居应用
军事领域应用
无线传感器网络的研究起源于军事,因此在军事领域的 应用非常广泛。如:侦察敌情、监控兵力、装备和物资, 判断生物化学攻击等多方面用途,友军兵力、装备、弹 药调配的监测,战区监控,敌方军力的侦察,目标追踪, 战争损伤评估;核、生物和化学攻击的探测与侦察等。
环境监测应用
无线传感器网络研究在环境监测领域已经有很多应用实 例。如:对海岛鸟类生活规律的观测;气象现象的观测 和天气预报、生物群落的微观观测等;通过在水坝山区 中关键地点合理布置一些水压、土壤湿度等传感器,可 以在洪灾到来之前发布预警信息从而及时排除险情或者 减少损失。
医疗领域应用
无线传感器网络在医疗领域也有一些成功应用实例。如: 远程健康监测,通过老年人身上佩带一些血压、脉搏、体 温等微型无线传感器,并通过住宅内的传感器网关,医生 可以从医院远程了解这些老年人的健康状况;通过在人体 器官内植入一些微型传感器,随时观测器官的生理状态, 可以发现器官的功能恶化,及时采取治疗措施从而挽救病 人生命。
第8章 无线传感器网络在军事上的应用
第8章 无线传感器网络在军事上的应用
当代的军事侦察卫星,是一双真正的千里眼,其主要优势 包括以下几个方面。
(1)运行速度快。 (2)辐射范围广。 (3)限制条件少。
第8章 无线传感器网络在军事上的应用
2.军事通信卫星 军事通信卫星是配置在空间无线电通信站、担负各种通 信任务的人造地球卫星,具有通信距离远、容量大、质量好、 可靠性高、保密性强、生存能力强、灵活机动等特点。战术 卫星是军事通信卫星的典型代表,是指在战场或作战区域中, 直接用于军事行动指挥控制的卫星通信装备、服务和程序。
第8章 无线传感器网络在军事上的应用
(7)武器发射控制。 武器发射控制的目的是控制武器到达正确的射击位置, 并按照预定的方式进行射击。通常会采用液压式或机电式随 动系统控制武器的射角、方位角与引信分划等射击诸元,使 之与火控计算机的输出值一致。当武器与运载体完全或部分 固连时,某些大口径自行火炮的方位角则同车体保持一致,此 时火控计算机的输出信息应传送给自动控制机构,驱动运载 体按照能够使弹头命中目标的方向运动。
第8章 无线传感器网络在军事上的应用
全球定位系统(GPS)技术的成熟和广泛应用使得对网络 节点位置信息的感知成为可能。通常会设定一些条件和前提 来降低节点定位技术的研究难度,比如节点具有测量与相邻 节点间距离的能力,节点不具有自主移动能力;或者如果有一 定比例的节点,其位置已知或者具有 GPS定位功能,那么这些 节点就可以作为定位的参考点;等等。但需要说明的是,在无 线传感器网络中,并不需要为所有节点配备 GPS接收装置,这 是因为一方面节点一般是廉价的,而 GPS接收装置的成本较 高;另一方面 GPS对使用环境有一定的限制,在水下、建筑物 等环境中不能直接使用。
(1)直升机障碍物规避激光雷达。 (2)化学战剂探测激光雷达。 (3)机载海洋激光雷达。 (4)成像激光雷达。
无线传感器网络及其军事应用
无线传感器网络技术的发展与应用
无线传感器网络技术的发展与应用近年来,随着科技的不断进步,无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)技术逐渐得到广泛关注和应用。
它作为一种集传感器、通信和信息处理于一体的技术,已经在各个领域发挥了重要作用。
本文将从无线传感器网络技术的定义、发展历程以及应用领域等方面进行论述。
一、无线传感器网络技术的定义无线传感器网络技术是一种多传感器系统,由大量分布在感兴趣区域内的无线传感器节点组成,在无线通信和自组织的基础上实现信息的采集、传输和处理。
它可以对环境和事件进行实时感知,并将数据通过网络传输给监控中心或其他终端设备进行分析和应用。
二、无线传感器网络技术的发展历程无线传感器网络技术起源于20世纪80年代初期,当时主要应用于军事领域。
随着计算机技术和通信技术的快速发展,无线传感器网络技术得以迅速发展。
1999年,加州大学伯克利分校的Kris Pister教授提出了微型无线传感器网络(Mote),并在2001年发布了MICA2平台,标志着无线传感器网络技术正式步入实用化阶段。
此后,无线传感器网络技术在农业、环境监测、智能交通、医疗卫生等领域得到广泛应用。
三、无线传感器网络技术的应用领域1. 农业领域无线传感器网络技术在农业领域的应用主要包括土壤湿度监测、气象状况监测、农作物生长监测等。
通过布置传感器节点,在农田内实时监测土壤湿度和气象信息,农民可以根据实际情况科学灌溉和管理农作物,提高农业生产效率。
2. 环境监测领域无线传感器网络技术在环境监测领域的应用主要包括空气质量监测、水质监测、噪声监测等。
通过布置传感器节点,实时监测环境中的各项指标,并将数据传输给监控中心,有助于及时发现和处理环境污染问题,保护生态环境。
3. 智能交通领域无线传感器网络技术在智能交通领域的应用主要包括交通流监测、路况预测、车辆定位等。
通过布置传感器节点,实时监测道路上的车流量和交通状况,提供给驾驶员和交通管理部门实时的交通信息,有助于减少交通拥堵、提高交通运行效率。
传感器网络在军事上的应用
传感器网络在军事领域的应用信息化战争将是未来战争的基本形态,作战力量体现高度综合化、一体化、网络化的特征,各兵种“小单元”通过战场“大网络”实现横向间的“无缝”连接,上下级之间、人与武器、环境之间需要实时协同;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。
传感器网络技术的问世,对现有军事系统格局产生了巨大冲击。
它的影响绝不亚于互联网在军事领域里的广泛应用,将触发军事变革的一次重新启动,使军队建设和作战方式发生新的重大变化。
具体地说,传感器网络具有以下优势:●生存能力强传感器网络具有灵活的部署方式,例如通过飞机高空布撒,节点自组织地快速形成一个无线网络。
节点既是信息的采集和发出者,也充当信息的路由者,采集的数据通过多跳路由到达网关,各个节点地位平等,没有严格的控制中心。
每个传感器节点可以随时加入或离开网络,而不会影响整个网络的正常运行。
当某些传感器节点由于环境干扰或人为破坏而不能正常工作时,随机布设的大量传感器节点之间可以协调互补,动态连接成新的传感网络系统,保证部分传感器节点的损坏不会影响到全局任务。
因此,无线传感器网络在恶劣的战场环境下有着很强的生存能力。
●精确性和可靠性高由于传感器网络系统可以在监测区域大量布设低成本的传感器节点,使得传感器节点能够与探测目标近距离地接触,极大地消除了环境噪声对系统性能的影响。
通过多种类传感器的混合应用,可以在提高探测性能指标的同时从不同空间视角对监测对象进行监测,而多节点联合和多方位信息的综合能够有效地提高信噪比,形成覆盖面积较大的实时探测区域,从而提高监测准确性,克服卫星和雷达这类独立系统的技术难题。
由于传感器网络其特有的无需架设网络设施、具有生存能力强、探测精度高、成本低等特点,非常适合应用于恶劣的战场环境中,执行战场感知侦察、边境监控和后勤保障等任务。
以下将从这三个方面具体展开应用和相关技术介绍:1、传感器网络在战场感知侦察上的应用近期几场高技术局部战争表明,谁拥有感知战场态势的能力,谁就能够透彻地了解对手,掌握我情,洞察环境,先敌决策,快于对手行动,从而完全控制战场以至赢得战争的胜利。
无线传感器网络在军事领域的应用
无线传感器网络在军事领域的应用摘要:无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)是新兴网络,它采用无线通信技术,由微小的传感器组成,无线传感器网络节点具备感应能力、信息处理能力和无线通信能力,使无线传感器网络有广阔的应用前景,可广泛用于军事、环境、医疗保健、空间探索及各种商业应用。
不仅是物联网技术发展的重点,同时也在信息化作战中具有广阔的应用前景。
本文首先介绍了无线传感器网络的基本概念和结构,其次介绍了无线传感器网络的特点,最后论述了无线传感器网络在军事中的应用,包括应用优势及应用情况。
关键词:无线传感器网络;体系结构;军事应用。
引言:无线传感器网络是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络,其目的是协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内感知对象的监测信息,并报告给用户。
它的英文是Wireless Sensor Network, 简称WSN。
大量的传感器节点将探测数据,通过汇聚节点经其它网络发送给了用户。
一、无线传感器网络的体系结构无线传感器网络包括4类基本实体对象:目标、观测节点传感节点和感知视场,另外,还需定义外部网络、远程任务管理单元和用户来完成对整个系统的应用刻画,如图1所示。
大量传感节点随机部署,通过自组织方式构成网络,协同形成对目标的感知视场。
传感节点检测的目标信号经本地简单处理后通过邻近传感节点多跳传输到观测节点。
用户和远程任务管理单元通过外部网络,比如卫星通信网络或Internet,与观测节点进行交互。
观测节点向网络发布查询请求和控制指令,接收传感节点返回的目标信息。
传感节点具有原始数据采集、本地信息处理、无线数据传输及与其它节点协同工作的能力,依据应用需求,还可能携带定位,能源补给或移动等模块。
节点可采用飞行器撒播、火箭弹射或人工埋置等方式部署。
目标是网络感兴趣的对象及其属性,有时特指某类信号源。
传感节点通过目标的热、红外、声纳、雷达或震动等信号,获取目标温度、光强度、噪声、压力、运动方向或速度等属性。
浅析无线传感器网络的八大应用
传感器应用网/news/200326.html 浅析无线传感器网络的八大应用【大比特导读】无线传感器网络是当前信息领域中研究的热点之一,可用于特殊环境实现信号的采集、处理和发送。
无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术,在现实生活中得到了越来越广泛的应用。
那么无线传感器网络的应用有哪些呢?无线传感器网络是当前信息领域中研究的热点之一,可用于特殊环境实现信号的采集、处理和发送。
无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术,在现实生活中得到了越来越广泛的应用。
那么无线传感器网络的应用有哪些呢?(1)军事领域的应用在军事领域,由于WSN具有密集型、随机分布的特点,使其非常适合应用于恶劣的战场环境。
利用WSN能够实现监测敌军区域内的兵力和装备、实时监视战场状况、定位目标、监测核攻击或者生物化学攻击等。
(2)辅助农业生产WSN特别适用于以下方面的生产和科学研究。
例如,大棚种植室内及土壤的温度、湿度、光照监测、珍贵经济作物生长规律分析与测量、葡萄优质育种和生产等,可为农村发展与农民增收带来极大的帮助。
采用WSN建设农业环境自动监测系统,用一套网络设备完成风、光、水、电、热和农药等的数据采集和环境控制,可有效提高农业集约化生产程度,提高农业生产种植的科学性。
(3)生态监测与灾害预警WSN可以广泛地应用于生态环境监测、生物种群研究、气象和地理研究、洪水、火灾监测。
环境监测为环境保护提供科学的决策依据,是生态保护的基础。
在野外地区或者不宜人工监测的区域布置WSN可以进行长期无人值守的不间断监测,为生态环境的保护和研究提供实时的数据资料。
具体的应用包括:通过跟踪珍稀鸟类等动物的栖息、觅食习惯进行濒危种群的研究;在河流沿线区域布置传感器节点,随时监测水位及水资源被污染的情况;在泥石流、滑坡等自然灾害容易发生的地区布置节点,可提前发出灾害预警,及时采取相应抗灾措施;可在重点保护林区布置大量节点随时监控内部火险情况,一旦发现火情,可立刻发出警报,并给出具体位置及当前火势的大小;可将节点布置在发生地震、水灾等灾害的地区、边远山区或偏僻野外地区,用于临时应急通信。
传感器的军事应用
传感器在军事领域的应用什么是传感器:传感器就是能感知外界信息并能按一定规律将这些信息转换成可用信号的装置;简单说传感器是将外界信号转换为电信号的装置。
所以它由敏感元器件(感知元件)和转换器件两部分组成,有的半导体敏感元器件可以直接输出电信号,本身就构成传感器。
敏感元器件品种繁多,就其感知外界信息的原理来讲,可分为:①物理类,基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。
②化学类,基于化学反应的原理。
③生物类,基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。
通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。
传感器的分类:一温度传感器温度传感器主要由热敏元件组成。
热敏元件品种教多,市场上销售的有双金属片、铜热电阻、铂热电阻、热电偶及半导体热敏电阻等。
以半导体热敏电阻为探测元件的温度传感器应用广泛,这是因为在元件允许工作条件范围内,半导体热敏电阻器具有体积小、灵敏度高、精度高的特点,而且制造工艺简单、价格低廉。
二光传感器光传感器主要由光敏元件组成。
目前光敏元件发展迅速、品种繁多、应用广泛。
市场出售的有光敏电阻器、光电二极管、光电三极管、光电耦合器和光电池等。
光敏电阻器光敏电阻器由能透光的半导体光电晶体构成,因半导体光电晶体成分不同,又分为可见光光敏电阻(硫化镉晶体)、红外光光敏电阻(砷化镓晶体)、和紫外光光敏电阻(硫化锌晶体)。
当敏感波长的光照半导体光电晶体表面,晶体内载流子增加,使其电导率增加(即电阻减小)。
三气敏传感器由于气体与人类的日常生活密切相关,对气体的检测已经是保护和改善生态居住环境不可缺少手段,气敏传感器发挥着极其重要的作用。
例如生活环境中的一氧化碳浓度达0.8~1.15 ml/L时,就会出现呼吸急促,脉搏加快,甚至晕厥等状态,达1.84ml/L时则有在几分钟内死亡的危险,因此对一氧化碳检测必须快而准。
利用SnO2金属氧化物半导体气敏材料,通过颗粒超微细化和掺杂工艺制备SnO2纳米颗粒,并以此为基体掺杂一定催化剂,经适当烧结工艺进行表面修饰,制成旁热式烧结型CO敏感元件,能够探测0.005%~0.5%范围的CO气体。
无线传感器网络技术的发展与应用
无线传感器网络技术的发展与应用无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)是一种由大量分布式传感器节点组成的自组织网络。
它具有低成本、大规模部署、自组织、适应动态环境等特点,被广泛应用于环境监测、智能交通、农业、医疗等众多领域。
本文将探讨无线传感器网络技术的发展和应用。
一、无线传感器网络技术的发展历程无线传感器网络技术源于20世纪80年代,起初被应用于军事领域。
随着无线通信、微电子和传感器技术的进步,无线传感器网络逐渐发展成熟。
在20世纪90年代末至21世纪初,无线传感器网络技术进入了快速发展期,相关研究涵盖了硬件设计、通信协议、数据处理和系统优化等多个方面。
二、无线传感器网络的组成和工作原理无线传感器网络由大量分布式传感器节点组成,每个节点都包含感知、处理和通信功能。
节点之间通过无线通信进行数据传输和协作,形成一个自组织的网络。
网络中的节点可以通过多跳传输方式将数据从源节点传输到目标节点,并通过协同工作来完成相关任务。
三、无线传感器网络应用案例1. 环境监测:无线传感器网络广泛应用于环境监测领域,例如大气污染监测、水质监测、噪音监测等。
通过网络中的传感器节点,可以实时获取环境数据,并进行分析和预警,提供决策支持。
2. 智能交通:无线传感器网络可以应用于智能交通系统,实现交通流量监测、车辆定位、道路状况监测等功能。
通过部署在交通路线上的传感器节点,可以实时获取交通信息,优化交通调度,减少拥堵。
3. 农业应用:无线传感器网络在农业领域具有广阔的应用前景。
通过在农田中部署传感器节点,可以实时监测土壤湿度、温度、光照等参数,为农民提供精准的灌溉和施肥方案,提高农作物的产量和质量。
4. 医疗健康:无线传感器网络技术在医疗健康领域也有着广泛的应用。
例如,在医院内部可以通过传感器节点监测患者的体温、心率、血压等生理参数,实现实时监护和远程医疗。
四、无线传感器网络技术面临的挑战和发展趋势无线传感器网络技术面临着诸多挑战。
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传感网络结课报告论文题目:无线传感器网络在军事领域的应用分析学院:光电信息与计算机工程学院专业:光电信息工程班级:光电三班学号:学生姓名:指导教师:年月日摘要 ........................................................................................................................................................ I I 第一章绪论 . (1)1.1背景及国际形势 (1)1.2无线传感器网络的发展现状 (1)1.3本文的组织结构 (2)第二章无线传感器网络简介 (3)2.1体系结构 (3)2.1.1 节点组成 (3)2.1.2 网络体系结构 (3)2.2路由协议 (4)2.2.1平面路由协议 (4)2.2.2层次路由协议 (6)第三章特点及应用优势 (7)3.1无线传感器网络特点 (7)3.1.1无线传感器网络的主要特点 (7)3.1.2与其他网络相比主要区别 (7)3.2应用优势 (8)3.2.1潜在优势 (8)3.2.2与导弹雷达相比潜在优势 (8)第四章在军事领域的应用 (9)4.1战场侦察与监视 (9)4.2战场态势感知 (10)4.3核、生、化监测 (10)4.4装备、弹药、后勤物资管理 (10)4.5智能尘埃 (10)第五章结束语 (12)第六章调研照片 (12)第七章参考文献 (13)无线传感器网络在军事领域的应用摘要无线传感器网络是新兴网络,它采用无线通信技术,由微小的传感器组成,无线传感器网络节点具备感应能力、信息处理能力和无线通信能力,使无线传感器网络有广阔的应用前景,可广泛用于军事、环境、医疗保健、空间探索及各种商业应用。
文中对无线传感网络的构建,路由协议以及定位算法做了简介,着重讲了它在军事领域的重要地位,以及当下的主要应用研究方向。
关键词:WSN,体系结构,军事应用AbstractWireless Sensor Network is a burgeoning network,which is composed of tiny sensors with wireless communication technology. Node of WSN have influence, information handing and wireless communication abilities, making WSN have wide application foreground, including military,environment, medical treatment, space imploring and various business applications. In this paper, i first provide a brief introduction to the construction of WSN, routing protocol and the Relocation Arithmetic, and then focus on its important position in the military field, main application and research direction now.Keyword: WSN, Construction, Application in the military field.第一章绪论1.1背景及国际形势无线传感器网络被认为是21世纪最重要的技术之一,2003年2月份的美国《技术评论》杂志评出对世界产生深远影响的十大新兴技术,无线传感器网络被列为第一,未来科学家预言无线传感器将引发新的信息革命,一些专家认为传感器网络、仿生人体器官等是全球未来的四大高技术产业,它们将掀起新的产业浪潮,这预示着未来到处是以电池为电源的无线传感器网络,这些传感器可监控环境、机器甚至人类自己。
无线传感器网络通过分布在检测区域内的传感器节点,获取客观世界的最直接、最有效、最真实的信息,并通过无线自组织的网络传递到用户端。
在国防和军事领域,该网络可以实时监测、感知、采集和传递战场环境内的各种信息,协助实现有效的战场态势感知,为作战指挥员提供战场情报服务。
世界军事强国纷纷开展无线传感器网络的军事应用研究。
1.2无线传感器网络的发展现状无线传感器网络(WSN)是信息科学领域中一个全新的发展方向,同时也是新兴学科与传统学科进行领域间交叉的结果。
无线传感器网络经历了智能传感器、无线智能传感器、无线传感器网络3个阶段。
智能传感器将计算能力嵌入到传感器中,使得传感器节点不仅具有数据采集能力,而且具有滤波和信息处理能力;无线智能传感器在智能传感器的基础上增加了无线通信能力,大大延长了传感器的感知触角,降低了传感器的工程实施成本;无线传感器网络则将网络技术引入到无线智能传感器中,使得传感器不再是单个的感知单元,而是能够交换信息、协调控制的有机结合体,实现物与物的互联,把感知触角深入世界各个角落,必将成为下一代互联网的重要组成部分。
WSN技术是多学科交叉的研究领域,因而包含众多研究方向,WSN技术具有天生的应用相关性,利用通用平台构建的系统都无法达到最优效果。
WSN技术的应用定义要求网络中节点设备能够在有限能量(功率)供给下实现对目标的长时间监控,因此网络运行的能量效率是一切技术元素的优化目标。
其核心关键技术包括:组网模式、拓扑控制、媒体访问控制和链路控制、路由、数据转发及跨层设计、 QoS保障和可靠性设计、移动控制模型等等。
而关键支撑技术包括:WSN网络的时间同步技术、基于WSN的自定位和目标定位技术、分布式数据管理和信息融合、WSN的安全技术、精细控制、深度嵌入的操作系统技术、能量工程等等。
1.3本文的组织结构本文共分为七个章节,安排如下:第一章绪论,分析了无线传感器网络在新时代的重要地位,在介绍了无线传感器网络的发展研究现状之后,阐述了本文的主要工作第二章无线传感网络简介,“工欲善其事,必先利其器”,在讨论WSN技术在军事领域具体应用之前,先对WSN的体系结构,节点组成,网络构架以及路由协议作了简要介绍。
第三章首先分析了无线传感器网络的特点,进而很容易理解了它在军事领域的应用优势,解释了我们为什么要用它第四章是本文的主体部分,重点介绍了五种无线传感器网络在军事领域的具体应用,分别是:战场侦察与监视;战场态势感知;核生化的监测;装备、弹药、军事物资的管理监测、智能尘埃。
并附带有案例分析,可见在这一领域美国是要走在我们之前的我们仍有很远的路要走。
第五章结束语指出了一些现在的研究热点问题,预测了未来美好的前景第六章是一些在光博会拍到的照片,实地留念第七章参考文献第二章无线传感器网络简介2.1体系结构无线传感器网络(Wireless Sensor Network)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,其目的是协作地感知、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个要素。
2.1.1节点组成对于每一个传感器节点,一般都具有数据采集,数据处理和数据传输功能,一般由传感器模块,处理模块,无线通信模块和能量供应模块四部分组成,其构造如下图 2-1 所示。
其中传感器模块负责监测区域内信息的采集和数据转换;处理器模块负责控制整个节点的操作,存储和处理本身采集的数据以及其他节点发来的数据;无线通信模块负责与其他传感器节点进行无线通信,交换控制信息和收发采集数据;能量供应模块为传感器节点提供运行所需的能量。
图2-1 无线传感器节点结构2.1.2网络体系结构传感器网络有大量的无线传感器节点部署在监测区域,通过自组织的方式形成网络。
通常这些节点可分为采集节点和汇聚节点。
采集节点部署在监测区域内,通过温度,湿度等传感器采集各种信息,并将采集到的信息向其他节点传送,其他节点将信息转发,最终传到汇聚中心。
在数据传送的过程中,转发过程中的其他节点可能对数据进行初步处理,汇总。
其网络布局如下图 2-2 所示:图2-2无线传感网络采集节点一般采用图 2-1 的节点结构,它一般具有有限的能量供应,节点的处理能力,存储和计算能力也比较弱。
相比其采集节点,汇聚节点功能较为增强。
最终的汇聚节点一般具有可靠的能量供应,较强的通信能力,较大的存储能力。
汇聚节点是增强功能的传感器节点,经常不进行监测,只是通过更多的内存和计算资源对数据进行汇总,处理,存储。
2.2路由协议传统计算机网络对路由协议要求如下:正确性,健壮性,稳定性,公平性,最优性。
除此之外,无线传感器网络对路由协议更注重以下特殊要求:能源有效性,简单性,多路性。
无线传感器网络是以数据为中心(Data Centric)进行路由的,不同于传统Ad hoc 网络以地址为中心(Address Centric)进行路由的模式。
下图给出了这两种模式的区别:图2-3两种路由模式区别2.2.1平面路由协议平面结构是指网络中各节点在路由功能上地位相同,没有引入分层管理机制。
平面结构路由的优点是网络中没有特殊的节点,网络流量均匀地分散在网络中,路由算法易于实现;缺点是可扩展性小,在一定程度上限制了网络的规模。
1)SPINSPIN(Sensor Protocol for Information via Negotiation)是一种以数据为中心的自适应通信路由协议。
其目标是通过使用节点间的协商制度和资源自适应机制,解决扩散法存在的不足。
SPIN有三种数据包类型,即ADV、RED和DATA。
节点用ADV宣布有数据发送,用REQ请求接收数据,用DATA封装数据,这三种包都包含了元数据。
在发送一个DATA 数据包之前,传感器节点首先向邻居节点广播ADV数据包;邻居节点在收到ADV后,通过元数据判断是否需要完整的DATA数据包,若需要则向该邻居节点发送一个REQ数据包,接着发送DATA数据包。
以此类推,DATA数据包可被传输到远方汇节点或基站。
SPIN协议簇有4种不同的形式:SPIN-PP(A 3-Stage Handshake Protocol for Point-to-Point Media)、SPIN-C(SPIN-PP with a Low-Energy Threshold)、SPIN-BC (A 3-Stage Handshake Protocol for Broadcast Media)、SPIN-RL(SPIN-BC for Lossy Network)。