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    沈陽無線應(yīng)變傳感器批發(fā) 免費(fèi)咨詢

  • 作者：上海豫淞電子科技有限公司 2019-11-23 09:52 470
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    無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的主要用途


    雖然無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用，由于技術(shù)等方面的制約還有待時(shí)日，但是最近幾年，隨著計(jì)算成本的下降以及微處理器體積越來越小，已經(jīng)為數(shù)不少的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)開始投入使用。目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用主要集中在以下領(lǐng)域： 環(huán)境的監(jiān)測(cè)和保護(hù)
    隨著人們對(duì)于環(huán)境問題的關(guān)注程度越來越高，需要采集的環(huán)境數(shù)據(jù)也越來越多，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)為隨機(jī)性的研究數(shù)據(jù)獲取提供了便利，并且還可以避免傳統(tǒng)數(shù)據(jù)收集方式給環(huán)境帶來的侵入式破壞。比如，英特爾研究實(shí)驗(yàn)室研究人員曾經(jīng)將32個(gè)小型傳感器連進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)，以讀出緬因州“大鴨島”上的氣候，用來評(píng)價(jià)一種海燕巢的條件。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)還可以跟蹤候鳥和昆蟲的遷移，研究環(huán)境變化對(duì)農(nóng)作物的影響，監(jiān)測(cè)海洋、大氣和土壤的成分等。此外，它也可以應(yīng)用在精細(xì)農(nóng)業(yè)中，來監(jiān)測(cè)農(nóng)作物中的害蟲、土壤的酸堿度和施肥狀況等。
    醫(yī)療護(hù)理
    無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在醫(yī)療研究、護(hù)理領(lǐng)域也可以大展身手。羅徹斯特大學(xué)的科學(xué)家使用無線傳感器創(chuàng)建了一個(gè)智能醫(yī)療房間，使用微塵來測(cè)量居住者的重要征兆（血壓、脈搏和呼吸）、睡覺姿勢(shì)以及每天24小時(shí)的活動(dòng)狀況。英特爾公司也推出了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的家庭護(hù)理技術(shù)。該技術(shù)是做為探討應(yīng)對(duì)老齡化社會(huì)的技術(shù)項(xiàng)目Center for Aging Services Technologies（CAST）的一個(gè)環(huán)節(jié)開發(fā)的。該系統(tǒng)通過在鞋、家具以家用電器等家中道具和設(shè)備中嵌入半導(dǎo)體傳感器，幫助老齡人士、阿爾茨海默氏病患者以及殘障人士的家庭生活。利用無線通信將各傳感器聯(lián)網(wǎng)可高效傳遞必要的信息從而方便接受護(hù)理。而且還可以減輕護(hù)理人員的負(fù)擔(dān)。英特爾主管預(yù)防性健康保險(xiǎn)研究的董事Eric Dishman稱，“在開發(fā)家庭用護(hù)理技術(shù)方面，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是非常有前途的領(lǐng)域”。
    軍事領(lǐng)域
    由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有密集型、隨機(jī)分布的特點(diǎn)，使其非常適合應(yīng)用于惡劣的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中，使其非常適合應(yīng)用于惡劣的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中，包括偵察敵情、監(jiān)控兵力、裝備和物資，判斷生物化學(xué)攻擊等多方面用途。美國國防部遠(yuǎn)景計(jì)劃研究局已投資幾千萬美元，幫助大學(xué)進(jìn)行“智能塵?！眰鞲衅骷夹g(shù)的研發(fā)。哈伯研究公司總裁阿爾門丁格預(yù)測(cè)：智能塵埃式傳感器及有關(guān)的技術(shù)銷售從2004年的1000萬美元增加到2013年的幾十億美元。
    目標(biāo)跟蹤
    DARPA支持的Scnsor IT項(xiàng)目探索如何將WSN技術(shù)應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)所謂“超視距”戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。UCB的教授主持的Sensor Web是Sensor IT的一個(gè)子項(xiàng)目．原理性地驗(yàn)證了應(yīng)用WSN進(jìn)行戰(zhàn)場(chǎng)目標(biāo)跟蹤的技術(shù)可行性，翼下攜帶WSN節(jié)點(diǎn)的無人機(jī)（UAV）飛到目標(biāo)區(qū)域后拋下節(jié)點(diǎn)，最終隨機(jī)布撤落在被監(jiān)測(cè)區(qū)域，利用安裝在節(jié)點(diǎn)上的地震波傳感器可以探測(cè)到外部日標(biāo)，如坦克、裝甲車等，并根據(jù)信號(hào)的強(qiáng)弱估算距離，綜合多個(gè)節(jié)點(diǎn)的觀測(cè)數(shù)據(jù)，最終定位目標(biāo)，并繪制出其移動(dòng)的軌跡。雖然該演示系統(tǒng)在精度等方面還遠(yuǎn)達(dá)不到裝備部隊(duì)用于實(shí)戰(zhàn)的要求，這種戰(zhàn)場(chǎng)偵察模式目前還沒有真正應(yīng)用于實(shí)戰(zhàn)，但隨著美國國防部將其武器系統(tǒng)研制的主要技術(shù)目標(biāo)從精確制導(dǎo)轉(zhuǎn)向目標(biāo)感知與定位，相信WSN提供的這種新穎的戰(zhàn)場(chǎng)偵察模式會(huì)受到軍方的關(guān)注．
    其他用途
    無線傳感器網(wǎng)絡(luò)還被應(yīng)用于其他一些領(lǐng)域。比如一些危險(xiǎn)的工業(yè)環(huán)境如井礦、核電廠等，工作人員可以通過它來實(shí)施安全監(jiān)測(cè)。也可以用在交通領(lǐng)域作為車輛監(jiān)控的有力工具。此外和還可以在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線等諸多領(lǐng)域，英特爾正在對(duì)工廠中的一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測(cè)試，該網(wǎng)絡(luò)由40臺(tái)機(jī)器上的210個(gè)傳感器組成，這樣組成的監(jiān)控系統(tǒng)將可以大大改善工廠的運(yùn)作條件。它可以大幅降低檢查設(shè)備的成本，同時(shí)由于可以提前發(fā)現(xiàn)問題，因此將能夠縮短停機(jī)時(shí)間，提高效率，并延長(zhǎng)設(shè)備的使用時(shí)間。盡管無線傳感器技術(shù)目前仍處于初步應(yīng)用階段，但已經(jīng)展示出了非凡的應(yīng)用價(jià)值，相信隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和推進(jìn)，一定會(huì)得到更大的應(yīng)用。

    應(yīng)變片式傳感器工作原理及特性
    1、電阻應(yīng)變片工作原理


    電阻應(yīng)變片的工作原理是基于應(yīng)變效應(yīng)，即導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外界力的作用下產(chǎn)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值相應(yīng)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為“應(yīng)變效應(yīng)”。


    2、應(yīng)變片的種類、材料及粘貼


    金屬電阻應(yīng)變片的種類有絲式和箔式兩種。


    1）絲式：直徑0．01～0．05mm，材料為膠膜、紙、玻璃纖維布等。



    圖1　金屬電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)


    2）箔式應(yīng)變片：直徑0．003~0．01mm





    原理：它是利用照相制版或光刻腐蝕法將電阻箔材在絕緣基底上制成各種圖形的應(yīng)變片；


    優(yōu)點(diǎn)：


    1）敏感柵尺寸準(zhǔn)確，線條均勻；


    2）其彎頭橫向效應(yīng)可以忽略；


    3）可通過較大的電流；


    4）散熱性好，壽命長(zhǎng)；


    5）生產(chǎn)效率高；


    3、電阻應(yīng)變片的特性


    （一）電阻應(yīng)變片主要特性：


    1）靈敏系數(shù)


    2）橫向效應(yīng)


    3）機(jī)械滯后，零漂及蠕變


    4）溫度效應(yīng)


    5）應(yīng)變極限、疲勞壽命


    6）動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性


    （二）應(yīng)變片的溫度誤差及補(bǔ)償


    由于測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度的改變而給測(cè)量帶來的附加誤差，稱為應(yīng)變片的溫度誤差。


    1）電阻溫度系數(shù)的影響?yīng)?br>

    敏感柵的電阻絲阻值隨溫度變化的關(guān)系可用下式表示：


    Rt=R0（1+α0Δt）　　　　　　　ΔRα=Rt-R0=R0α0Δt


    2）試件材料和電阻絲材料的線膨脹系數(shù)的影響。試件與電阻絲線膨脹系數(shù)不同時(shí)，產(chǎn)生附加電阻變化。





    由于溫度變化而引起的應(yīng)變片總電阻相對(duì)變化量為：





    可知，因環(huán)境溫度變化而引起的附加電阻的相對(duì)變化量，除了與環(huán)境溫度有關(guān)外，還與應(yīng)變片自身的性能參數(shù)（K0,　α0,　βs）以及被測(cè)試件線膨脹系數(shù)βg有關(guān)。


    通常溫度誤差補(bǔ)償方法有兩類：


    1）線路補(bǔ)償法







    完全補(bǔ)償：


    ①R3=R4;


    ②R1和RB相同;


    ③粘貼材料一樣;


    ④同一溫度場(chǎng)


    2）應(yīng)變片的自補(bǔ)償法





    則被測(cè)試件的線膨脹系數(shù)βg已知時(shí)，如果合理選擇敏感柵材料,則達(dá)到溫度自補(bǔ)償?shù)哪康摹?br>

    （三）應(yīng)變片式電阻傳感器的測(cè)量電路


    直流電橋


    直流電橋平衡條件


    直流電橋電壓靈敏度


    電橋的非線性誤差


    直流電橋平衡條件：





    交流電橋


    交流電橋的平衡條件


    交流應(yīng)變電橋的輸出特性及平衡調(diào)節(jié)


    直流電橋輸出電壓很小，須放大但直流放大器易于產(chǎn)生零漂。





    交流電橋平衡調(diào)節(jié)：





    （四）電阻應(yīng)變片的選擇、粘貼技術(shù)


    1）目測(cè)電阻應(yīng)變片有無折痕．?dāng)嘟z等缺陷，有缺陷的應(yīng)變片不能粘貼。


    2）用數(shù)字萬用表測(cè)量應(yīng)變片電阻值大小。同一電橋中各應(yīng)變片之間阻值相差不得大于0．5歐姆．


    3）試件表面處理：貼片處置用細(xì)紗紙打磨干凈，用 酒精棉球反復(fù)擦洗貼處，直到棉球無黑跡為止。


    4）應(yīng)變片粘貼：在應(yīng)變片基底上擠一小滴502膠水，輕輕涂抹均勻，立即放在應(yīng)變貼片位置。


    5）焊線：用電烙鐵將應(yīng)變片的引線焊接到導(dǎo)引線上。


    6）用兆歐表檢查應(yīng)變片與試件之間的絕緣組織，應(yīng)大于500M歐。


    7）應(yīng)變片保護(hù)：用704硅橡膠覆于應(yīng)變片上，防止受潮

    無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在禽舍中的應(yīng)用
    我國禽舍設(shè)施的現(xiàn)代化程度還不太高，與發(fā)達(dá)國家相比存在一定的差距。近年米在研究國外禽舍設(shè)施技術(shù)的基礎(chǔ)上，我國的禽舍設(shè)施對(duì)微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，在總體上正從消化吸收、簡(jiǎn)單應(yīng)用階段，向?qū)嵱没⒕C合性應(yīng)用階段過渡和發(fā)展?，F(xiàn)有的禽舍監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的采集火多采用傳統(tǒng)的有線方式，需要鋪設(shè)大量的信號(hào)傳輸線，既增加了更新維護(hù)的難度，又降低了監(jiān)測(cè)的可靠性和操作的靈活性。隨著射頻技術(shù)的發(fā)展，無線技術(shù)越米越成熟，使禽舍環(huán)境實(shí)現(xiàn)無線監(jiān)測(cè)成為可能，目前無線技術(shù)在國外的畜禽養(yǎng)殖中已得到應(yīng)用。 1 禽舍采用無線監(jiān)測(cè)的必要性 我國農(nóng)業(yè)正在從粗放型向集約型轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖的自動(dòng)化與智能化已成一種趨勢(shì)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在禽舍環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用順應(yīng)了時(shí)代的要求。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)的禽舍環(huán)境監(jiān)控方式相比有三大優(yōu)勢(shì)：一是傳感器節(jié)點(diǎn)的體積很小且整個(gè)網(wǎng)絡(luò)只需要部署一次，因此減少r人為因素對(duì)禽舍環(huán)境的影響；二是傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量大，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以檢測(cè)到局部環(huán)境的詳細(xì)信息并匯總到匯聚節(jié)點(diǎn)，因此傳感器網(wǎng)絡(luò)具有數(shù)據(jù)采集量大、精度高的特點(diǎn)；三是無線傳感器節(jié)點(diǎn)本身具有一定的計(jì)算能力和存儲(chǔ)能力，可以根據(jù)物理環(huán)境的變化進(jìn)行較為復(fù)雜的監(jiān)控，傳感器節(jié)點(diǎn)還具有無線通信功能，可以在節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行協(xié)同監(jiān)控。 節(jié)點(diǎn)的計(jì)算能力和無線通信功能使得傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠重新編程和重新部署，對(duì)環(huán)境的變化、傳感器網(wǎng)絡(luò)自身變化以及網(wǎng)絡(luò)控制指令做出及時(shí)反應(yīng)，因而傳感器網(wǎng)絡(luò)非常適用于禽舍環(huán)境的監(jiān)測(cè)。 2禽舍環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)用的傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 適用于禽舍環(huán)境監(jiān)測(cè)的傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)見圖1。傳感器節(jié)點(diǎn)被大量部署在禽舍環(huán)境的監(jiān)控區(qū)域內(nèi)，自主形成傳感器網(wǎng)絡(luò)。傳感器節(jié)點(diǎn)將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)傳送到匯聚節(jié)點(diǎn)，匯聚節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)將傳感器節(jié)點(diǎn)傳來的數(shù)據(jù)傳送給終端。 傳感器節(jié)點(diǎn)自主形成一個(gè)多跳網(wǎng)絡(luò)，處于網(wǎng)絡(luò)邊緣的節(jié)點(diǎn)必須通過其他節(jié)點(diǎn)向匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)都能檢測(cè)禽舍環(huán)境的溫度、濕度、光照等信息，也可以變換監(jiān)測(cè)目標(biāo)和監(jiān)測(cè)內(nèi)容。由于傳感器節(jié)點(diǎn)具有計(jì)算能力和通信能力，可以在傳感器網(wǎng)絡(luò)中對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理。這樣可以減少數(shù)據(jù)通信量，節(jié)省傳感器節(jié)點(diǎn)的能量。 2．1節(jié)點(diǎn)及節(jié)點(diǎn)部署 根據(jù)禽舍環(huán)境特點(diǎn)的要求，傳感器節(jié)點(diǎn)需要滿足體積小、精度高、生命周期長(zhǎng)等的特點(diǎn)。目前使用比較多的是加州伯克利分校研制的Mote節(jié)點(diǎn)，即通過擴(kuò)展板的方式帶有一個(gè)專用的傳感器板，板上載有光照傳感器、溫濕度傳感器以及大氣壓傳感器等。 傳感器節(jié)點(diǎn)在系統(tǒng)中負(fù)責(zé)完成兩方面的工作：一是接收分析用戶的監(jiān)測(cè)指令，并根據(jù)指令中的參數(shù)要求對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)采集；二是通過無線系統(tǒng)將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到匯聚節(jié)點(diǎn)。匯聚節(jié)點(diǎn)主要負(fù)責(zé)接收傳感節(jié)點(diǎn)傳來的數(shù)據(jù)，調(diào)度傳感節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的上傳和用戶指令的下發(fā)，匯聚節(jié)點(diǎn)是用戶和傳感節(jié)點(diǎn)信息傳輸?shù)臉蛄?。匯聚節(jié)點(diǎn)除了具備與傳感節(jié)點(diǎn)同樣結(jié)構(gòu)和功能的無線收發(fā)模塊外，還具有功能強(qiáng)大的處理模塊和大容量的存儲(chǔ)模塊。 如何在禽舍中布置傳感節(jié)點(diǎn)，直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的工作效率和投資成本。只有合理的布置節(jié)點(diǎn)，才能充分發(fā)揮系統(tǒng)高效率和低能耗的優(yōu)勢(shì)。關(guān)于節(jié)點(diǎn)布置的問題在不同的背景下已被研究。確定性布置和自組織布置是節(jié)點(diǎn)布置的兩種方式。 禽舍中節(jié)點(diǎn)的部置還應(yīng)考慮區(qū)域的覆蓋和節(jié)點(diǎn)問的連接等問題。所謂的覆蓋問題，就是我們所監(jiān)測(cè)的目標(biāo)區(qū)域內(nèi)，都能被傳感節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到，其實(shí)質(zhì)就是在兼顧節(jié)點(diǎn)間通信的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)范圍的最大化；每個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)都能與匯聚節(jié)點(diǎn)通信稱為連接，如果系統(tǒng)中存在不連接的節(jié)點(diǎn)，某些子區(qū)域感測(cè)到的信息將成為無效信息。在溫室中布置傳感節(jié)點(diǎn)時(shí)，需要考慮有多少個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)某個(gè)參數(shù)的測(cè)量，決定數(shù)量后，要解決怎樣準(zhǔn)確布置這些節(jié)點(diǎn)才能夠使得系統(tǒng)效率最高、能耗最低。 2．2節(jié)點(diǎn)能量管理 禽舍環(huán)境的監(jiān)測(cè)是長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)監(jiān)測(cè)，這對(duì)節(jié)點(diǎn)能量的供應(yīng)提出了很高的要求。在傳感器網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)對(duì)能量的使用是不同的，匯聚節(jié)點(diǎn)需要更多的能量接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包，網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)會(huì)將能量主要用在數(shù)據(jù)的搜集上。因此節(jié)點(diǎn)在能量的消耗上出現(xiàn)了瓶頸問題。在應(yīng)用中需要考慮能量消耗較快的節(jié)點(diǎn)，并采取一定的節(jié)點(diǎn)冗余措施以保證數(shù)據(jù)傳輸不會(huì)因?yàn)閭€(gè)別節(jié)點(diǎn)的失效而中斷。表1給出了傳感器節(jié)點(diǎn)操作及消耗電量的關(guān)系。 節(jié)點(diǎn)節(jié)省能量主要采用休眠機(jī)制，即當(dāng)一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)有任務(wù)時(shí)，只有與其相鄰區(qū)域內(nèi)的傳感器節(jié)點(diǎn)處于活動(dòng)狀態(tài)，其余的處于關(guān)閉狀態(tài)。 2．3 s-MAC協(xié)議在禽舍無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用 設(shè)計(jì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮的屬性有：節(jié)省能量、網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性和網(wǎng)絡(luò)效率。目前，在MAC協(xié)議的設(shè)計(jì)中，往往是通過降低網(wǎng)絡(luò)的公平性，增加網(wǎng)絡(luò)的延時(shí)、吞吐量，米換取協(xié)議的能量有效性。 S-MAC(sensor MAC)協(xié)議是在802．11MAC協(xié)議基礎(chǔ)上，針對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)省能量需求而提出的傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議。S-MAC協(xié)議通過周期性休眠獲得低占空比運(yùn)行，通過選擇和維護(hù)休眠調(diào)度表，使相鄰節(jié)點(diǎn)組成休眠／喚醒自動(dòng)同步的虛擬組，從而實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)耐剑p少控制開銷。其特點(diǎn)是形成一個(gè)使相鄰節(jié)點(diǎn)都能自由通信的平面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，同步節(jié)點(diǎn)形成一個(gè)無簇內(nèi)通信的虛擬組，很容易適應(yīng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的改變。 假設(shè)通常情況下傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸量少，節(jié)點(diǎn)協(xié)同完成相同的任務(wù)，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和融合以減小數(shù)據(jù)通信量，網(wǎng)絡(luò)能夠容忍一定程度的通信延遲，既提供了良好的擴(kuò)展性，義減少了節(jié)點(diǎn)能量的消耗。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到禽舍中，建立禽舍無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)禽舍信息的無線采集和畜禽養(yǎng)殖業(yè)的自動(dòng)化與智能化，對(duì)于提高畜禽的產(chǎn)量，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。同時(shí)它的發(fā)展和應(yīng)用對(duì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)產(chǎn)生了極其重要的影響，在國防、醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測(cè)、家庭自動(dòng)化和其他領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
    以伸縮來追蹤人體動(dòng)作的應(yīng)變傳感器
    阪東化學(xué)369T愛色麗光密度儀 開發(fā)出了擁有伸縮性的應(yīng)變傳感器“C-STRETCH”。能檢測(cè)長(zhǎng)度及面積等面的伸長(zhǎng)幅度。因?yàn)槿嵝愿咔疑煺剐源螅虼四苜N在職意曲面上。據(jù)稱即便貼在身上運(yùn)用，也少有不適感。


    阪東化學(xué)將關(guān)鍵技術(shù)——橡膠跟氨酯材料的配合設(shè)計(jì)及薄膜加工技術(shù)基礎(chǔ)上，結(jié)合使用導(dǎo)電材料的分散技術(shù)，完成了有伸縮性的傳感器。最高可檢測(cè)200%的伸長(zhǎng)率。這個(gè)應(yīng)變傳感器用手部力量就能夠輕松拉伸，低硬度卻有橡膠彈性，所以一松手，立即就會(huì)收縮。

    C-STRETCH因采納靜電容量式，隨時(shí)間的劣化較小，據(jù)稱可反復(fù)高精度檢測(cè)。已建設(shè)了面積跟厚度的理論模型，能夠測(cè)量面積跟長(zhǎng)度的絕對(duì)值。


    設(shè)想了諸如裝在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的手套上發(fā)送監(jiān)測(cè)值，以操作多指機(jī)器手，或以手指運(yùn)動(dòng)作開關(guān)操作語言輸入輔助軟件等運(yùn)用方式。此外，還可使用于關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)、肌肉收縮監(jiān)測(cè)及呼吸模式監(jiān)測(cè)等各種領(lǐng)域。


    產(chǎn)品將作為研發(fā)套件，將傳感器元件、轉(zhuǎn)換單元、有線跟無線通信系統(tǒng)及專用應(yīng)用軟件一起打包銷售。傳感器元件有寬10mm×長(zhǎng)30mm、寬10mm×長(zhǎng)50mm、寬10mm×長(zhǎng)100mm三種尺寸可選。配置因用途而異。
    無線傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)




    1 拓?fù)淇刂?br>



    拓?fù)淇刂萍夹g(shù)的主要功能是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)通過控制功率或鄰居節(jié)點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋度和連通度。良好的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠軌蛱岣呗酚尚省⒔档途W(wǎng)絡(luò)能耗，以延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存周期。拓?fù)淇刂谱鳛閃SN中的核心問題，能夠?yàn)閿?shù)據(jù)融合、路由協(xié)議以及目標(biāo)定位等提供技術(shù)支撐。




    目前已有的拓?fù)淇刂扑惴ǚ譃楣?jié)點(diǎn)功率控制和層次型拓?fù)淇刂苾深?。功率控制是通過調(diào)整傳感器節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率，在滿足網(wǎng)絡(luò)覆蓋率和連通性的前提下，盡可能減少節(jié)點(diǎn)發(fā)送功率。當(dāng)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的功率發(fā)生變化時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生變化，同時(shí)降低節(jié)點(diǎn)間的干擾，最終使網(wǎng)絡(luò)達(dá)到最佳連通性。層次型拓?fù)淇刂评梅执貦C(jī)制，讓形成簇頭節(jié)點(diǎn)，每個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)成為一個(gè)骨干網(wǎng)將網(wǎng)絡(luò)劃分成多個(gè)簇，其他非骨干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)可以暫時(shí)停止通信以降低網(wǎng)絡(luò)能耗，只允許骨干網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。


    2 路由協(xié)議




    在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)連接需要根據(jù)實(shí)際情況，需聯(lián)合合適且特定的算法還有系統(tǒng)軟件建立的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的連接，并不是采用一種事先安排好的連接方式。網(wǎng)絡(luò)帶寬、處理功耗等一些網(wǎng)路實(shí)時(shí)方面的影響因素是網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行時(shí)必然要考慮的因素，因此，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)意外時(shí)，網(wǎng)絡(luò)根據(jù)實(shí)際情況能夠?qū)崟r(shí)地進(jìn)行重構(gòu)或是更新網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等操作。節(jié)點(diǎn)之間通信連接的可靠性是有限的，有時(shí)陰影衰落也是影響網(wǎng)絡(luò)連接的因素之一，所以在設(shè)計(jì)滿足網(wǎng)絡(luò)需求的路由軟件時(shí)要仔細(xì)考慮通信的可靠性問題。




    3 數(shù)據(jù)融合




    在WSN中，通過數(shù)據(jù)融合技術(shù)可以對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，去除冗余信息，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)能量，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期。此外，利用數(shù)據(jù)融合技術(shù)可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)感知到的多份數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和綜合處理以提高信息的準(zhǔn)確度。然而，數(shù)據(jù)融合技術(shù)在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行時(shí)間，造成網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間延遲。


    4 時(shí)間同步




    時(shí)間同步是需要協(xié)同工作的傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵機(jī)制。在WSN中，節(jié)點(diǎn)間通常需要相互協(xié)作才能完成感知和監(jiān)測(cè)功能，此時(shí)要求各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間保持同樣的時(shí)鐘。目前已有的時(shí)間同步協(xié)議有RBS（參考廣播同步）、Tiny/miniSync（微小/迷你同步）以及TPSN（Timing-sync協(xié)議的傳感器網(wǎng)絡(luò)）。



    5 定位技術(shù)




    在WSN的實(shí)際應(yīng)用中，用戶不僅關(guān)注傳感器節(jié)點(diǎn)在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的感知數(shù)據(jù)，也希望獲取這些節(jié)點(diǎn)的位置信息。因此，定位技術(shù)作為WSN中的關(guān)鍵技術(shù)具有十分重要的地位。




    在WSN中傳感器節(jié)點(diǎn)的定位方式分為兩種：基于測(cè)距的定位和基于非測(cè)距的定位技術(shù)。基于測(cè)距的定位是通過測(cè)量節(jié)點(diǎn)間的距離和方向角度來確定待定位節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，此方法對(duì)節(jié)點(diǎn)硬件要求較高，能達(dá)到精確定位；基于非測(cè)距的定位是通過網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點(diǎn)間的連通性來獲取待定位節(jié)點(diǎn)的最終坐標(biāo)的，由于無需測(cè)量節(jié)點(diǎn)間的距離使得對(duì)節(jié)點(diǎn)的硬件要求較低，降低了網(wǎng)絡(luò)的成本，但是定位精度不高。

    超級(jí)迷你無線溫度傳感器：能把WiFi信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏浚?br>專注全球最新高科技資訊，解讀前沿最創(chuàng)新技術(shù)產(chǎn)品！




    荷蘭埃因霍溫理工大學(xué)已經(jīng)開發(fā)出一種尺寸很小的無線溫度傳感器。這種傳感器可以利用射頻信號(hào)來獲得電力。


    這意味著傳感器不必連接任何線纜，而用戶也不必為傳感器更換電池。對(duì)于智能樓宇等應(yīng)用而言，這將是發(fā)展中的重要一步。
    未來，智能樓宇將布滿傳感器，從而即時(shí)響應(yīng)住戶的各類需求，而這樣的傳感器需要支持長(zhǎng)時(shí)間使用，例如當(dāng)用戶走進(jìn)房間時(shí)打開空調(diào)和燈光開關(guān)。然而，傳感器必須是無線的，且不需要更換電池，才能滿足這樣的需求，否則在大樓內(nèi)，用戶每天都要為不同傳感器更換電池。


    埃因霍溫理工大學(xué)研究人員高浩(Hao Gao，音)開發(fā)了這種傳感器，而這也是他的博士學(xué)位研究課題。他開發(fā)的傳感器僅有2平方毫米大小，重量?jī)H為1.6毫克。


    當(dāng)前版本的傳感器傳感范圍只有2.5厘米，研究人員計(jì)劃在一年內(nèi)使這一距離擴(kuò)大至1米，而最終目標(biāo)則是5米。傳感器配備了專門的路由器，內(nèi)置的天線則可以將射頻電磁波傳送給傳感器，帶來電力。由于能量傳輸精確瞄準(zhǔn)了傳感器，因此路由器只消耗非常少的電力。此外，傳感器自身的設(shè)計(jì)也使能耗保持在極低的水平。


    這種傳感器可以埋置在油漆、塑料和混凝土的下方。埃因霍溫理工大學(xué)無線技術(shù)教授皮特·巴爾圖斯(Peter Baltus)表示，這意味著傳感器可以方便地用于建筑物內(nèi)。


    傳感器內(nèi)置的天線能通過路由器獲得能源。傳感器將會(huì)充電，而在電力足夠后，傳感器將會(huì)開機(jī)，測(cè)量溫度，并將信號(hào)發(fā)送給路由器?；跍y(cè)量到的溫度，這一信號(hào)有著略微不同的頻率。而根據(jù)頻率的不同，路由器可以計(jì)算出實(shí)際溫度。


    同樣的技術(shù)可以被用于其他類型的無線傳感器，例如運(yùn)動(dòng)傳感器、光線傳感器，以及濕度傳感器。巴爾圖斯表示，這一技術(shù)的應(yīng)用范圍非常廣泛，例如可用于支付系統(tǒng)、無線身份認(rèn)證系統(tǒng)、智能樓宇，以及工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中。此外，這一技術(shù)的成本不高：在大規(guī)模量產(chǎn)的情況下，單個(gè)傳感器價(jià)格可低至20美分。傳感器的生產(chǎn)基于65納米CMOS工藝。
    無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的典型應(yīng)用模式可分為兩類，一類是傳感器結(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)環(huán)境狀態(tài)的變化或事件的發(fā)生，將發(fā)生的事件或變化的狀態(tài)報(bào)告給管理中心;一類是由管理中心發(fā)布命令給某一區(qū)域的傳感器結(jié)點(diǎn)，傳感器結(jié)點(diǎn)執(zhí)行命令并返回相應(yīng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。與之對(duì)應(yīng)的，傳感器網(wǎng)絡(luò)中的通信模式也主要有兩種，一是傳感器將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦芾碇行?，稱為多到一通信模式;一是管理中心向區(qū)域內(nèi)的傳感器結(jié)點(diǎn)發(fā)布命令，稱為一到多通信模式。前一種通信模式的數(shù)據(jù)量大，后一種則相對(duì)較小。


    在這里收集了一些目前西方國家(主要是美國)在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)軍事應(yīng)用方面的主要研究：


    1) 智能微塵(smart dust)


    智 能微塵(smart dust)是一個(gè)具有電腦功能的超微型傳感器，它由微處理器、無線電收發(fā)裝置和使它們能夠組成一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)的軟件共同組成。將一些微塵散放在一定范圍內(nèi)，它們就能夠相互定位，收集數(shù)據(jù)并向基站傳遞信息。近幾年，由于硅片技術(shù)和生產(chǎn)工藝的突飛猛進(jìn)，集成有傳感器、計(jì)算電路、雙向無線通信模塊和供電模塊的微塵器件的體積已經(jīng)縮小到了沙粒般大小，但它卻包含了從信息收集、信息處理到信息發(fā)送所必需的全部部件。未來的智能微塵甚至可以懸浮在空中幾個(gè)小時(shí)，搜集、處理、發(fā)射信息，它能夠僅依靠微型電池工作多年。智能微塵的遠(yuǎn)程傳感器芯片能夠跟蹤敵人的軍事行動(dòng)，可以把大量智能微塵裝在宣傳品、子彈或炮彈中，在目標(biāo)地點(diǎn)撒落下去，形成嚴(yán)密的監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)，敵國的軍事力量和人員、物資的流動(dòng)自然一清二楚。


    2)目標(biāo)定位網(wǎng)絡(luò)嵌入式系統(tǒng)技術(shù)


    目標(biāo)定位網(wǎng)絡(luò)嵌入式系 統(tǒng)技術(shù)(Network Embed System Technology)是戰(zhàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)是美國國防高級(jí)研究計(jì)劃局主導(dǎo)的一個(gè)項(xiàng)目，它將實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)和信息處理融合。項(xiàng)目的定量目標(biāo)是建立包括10 ~100萬個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的可靠、實(shí)時(shí)、分布式應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)。這些節(jié)點(diǎn)包括連接傳感器和作動(dòng)器的物理和信息系統(tǒng)部件?；A(chǔ)嵌入式系統(tǒng)技術(shù)節(jié)點(diǎn)采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列 (FPGA)模式。該項(xiàng)目應(yīng)用了大量的微型傳感器、微電子、先進(jìn)傳感器融合算法、自定位技術(shù)和信息技術(shù)方面的成果。項(xiàng)目的長(zhǎng)期目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)傳感器信息的網(wǎng)絡(luò)中心分布和融合，顯著提高作戰(zhàn)態(tài)勢(shì)感知能力。2003年該項(xiàng)目成功驗(yàn)證了能夠準(zhǔn)確定位敵方狙擊手的傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它采用多個(gè)廉價(jià)音頻傳感協(xié)同定位敵方射手并標(biāo)識(shí)在所有參戰(zhàn)人員的個(gè)人計(jì)算機(jī)中，三維空間的定位精度可達(dá)到1.5米，定位延遲達(dá)到2秒，甚至能顯示出敵方射手采用跪姿和站姿射擊的差異。


    防核生化襲擊 美國Cyrano Sciences公司已將化學(xué)劑檢測(cè)和數(shù)據(jù)解釋組合到一種專有的芯片技術(shù)中，稱為Cyrano NoseChip?；谶@一技術(shù)可創(chuàng)建一個(gè)低成本的化學(xué)傳感器系統(tǒng)，捕獲和解釋數(shù)據(jù)，并提供實(shí)時(shí)告警，以應(yīng)付恐怖分子使用化學(xué)武器進(jìn)行的攻擊。該系統(tǒng)在前端使用一個(gè)C320手持傳感器負(fù)責(zé)收集有關(guān)化學(xué)劑的數(shù)據(jù)，該傳感建有與后方筆記本電腦的無線連接，電腦上運(yùn)行著遠(yuǎn)程監(jiān)控和服務(wù)器程序。該系統(tǒng)使用IBM公司的無線通信設(shè)備WebSphere MQ Everyplace傳輸數(shù)據(jù)，這個(gè)手持設(shè)備還可以小型化為微小結(jié)點(diǎn)，部署到監(jiān)測(cè)環(huán)境中去，形成自主工作的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。


    3)靈巧傳感器網(wǎng)絡(luò)


    “靈 巧傳感器網(wǎng)絡(luò)”(SSW:Smart Sensor Web)是美國陸軍提出的針對(duì)網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的需求所開發(fā)的新型傳感器網(wǎng)絡(luò)。其基本思想是在戰(zhàn)場(chǎng)上布設(shè)大量的傳感器以收集和中繼信息，并對(duì)相關(guān)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾，然后再把那些重要的信息傳送到各數(shù)據(jù)融合中心，從而將大量的信息集成為一幅戰(zhàn)場(chǎng)全景圖，當(dāng)參戰(zhàn)人員需要時(shí)可分發(fā)給他們，使其對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)的感知能力大大提高。SSW系統(tǒng)作為一個(gè)軍事戰(zhàn)術(shù)工具可向戰(zhàn)場(chǎng)指揮員提供一個(gè)從大型傳感器矩陣中得來的動(dòng)態(tài)更新數(shù)據(jù)庫，并及時(shí)向相關(guān)作戰(zhàn)人員提供實(shí)時(shí)或近實(shí)時(shí)的戰(zhàn)場(chǎng)信息，包括通過有人和無人駕駛的地面車輛、無人駕駛飛機(jī)、空中、海上及衛(wèi)星中得到的高分辨率數(shù)字地圖、三維地形特征、多重頻譜圖形等信息。系統(tǒng)軟件將采用預(yù)先制定的標(biāo)準(zhǔn)來解讀傳感器的內(nèi)容，將它們與諸如公路、建筑、天氣、單元位置等前后相關(guān)信息，以及由其他傳感器輸入的信息相互關(guān)聯(lián)，從而為交戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)提供諸如開火、裝甲車的行動(dòng)以及爆炸等觸發(fā)傳感器的真實(shí)事件的實(shí)時(shí)信息。SSW系統(tǒng)是關(guān)于傳感器基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的集成，這種集成是通過主體交互作用來實(shí)現(xiàn)的。例如，一個(gè)被觸發(fā)的傳感器主體可能會(huì)要求在其范圍內(nèi)激活其他傳感器，達(dá)到對(duì)前后相關(guān)信息的澄清和確認(rèn)，該要求信息同來自氣候或武器層的SSW中的信息相結(jié)合，就生成一幅有關(guān)作戰(zhàn)環(huán)境的全景圖。


    4)無人值守地面?zhèn)鞲衅魅?


    美國陸軍近期確立了“無人值守地面?zhèn)鞲衅魅骸表?xiàng)目,其主要目標(biāo)是使基層部隊(duì)指揮員具有在他們所希望部署傳感器的任何地方靈活地部署傳感器的能力.該項(xiàng)目是支持陸軍“更廣闊視野”的3個(gè)項(xiàng)目之一.


    5)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境偵察與監(jiān)視系統(tǒng)


    美國陸軍最近確立了“戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境偵察與監(jiān)視系統(tǒng)”項(xiàng)目.該系統(tǒng)是一個(gè)智能化傳感器網(wǎng)絡(luò),可以更為詳盡、準(zhǔn)確地探測(cè)到精確信息,如一些特殊地形地域的特種信息 (登陸作戰(zhàn)中敵方岸灘的翔實(shí)地理特征信息,叢林地帶的地面堅(jiān)硬度、干濕度)等,為更準(zhǔn)確地制定戰(zhàn)斗行動(dòng)方案提供情報(bào)依據(jù).它通過“數(shù)字化路標(biāo)”作為傳輸工具,為各作戰(zhàn)平臺(tái)與單位提供“各取所需”的情報(bào)服務(wù),使情報(bào)偵察與獲取能力產(chǎn)生質(zhì)的飛躍.該系統(tǒng)組由撒布型微傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、機(jī)載和車載型偵察與探測(cè)設(shè)備等構(gòu)成.


    6)傳感器組網(wǎng)系統(tǒng)


    美國海軍最近也確立了“傳感器組網(wǎng)系統(tǒng)”研究項(xiàng)目.傳感器組網(wǎng)系統(tǒng)的核心是一套實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng).該系統(tǒng)可以利用現(xiàn)有的通信機(jī)制對(duì)從戰(zhàn)術(shù)級(jí)到戰(zhàn)略級(jí)的傳感器信息進(jìn)行管理,而管理工作只需通過一臺(tái)專用的商用便攜機(jī)即可,不需要其他專用設(shè)備.該系統(tǒng)以現(xiàn)有的帶寬進(jìn)行通信,并可協(xié)調(diào)來自地面和空中監(jiān)視傳感器以及太空監(jiān)視設(shè)備的信息.該系統(tǒng)可以部署到各級(jí)指揮單位.


    7)防生化網(wǎng)絡(luò)


    2002年5 月,美國Sandia國家實(shí)驗(yàn)室與美國能源部合作,共同研究能夠盡早發(fā)現(xiàn)以地鐵、車站等場(chǎng)所為目標(biāo)的生化武器襲擊,并及時(shí)采取防范對(duì)策的系統(tǒng).該研究屬于美國能源部恐怖對(duì)策項(xiàng)目的重要一環(huán).該系統(tǒng)融檢測(cè)有毒氣體的化學(xué)傳感器和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)于一體.安裝在車站的傳感器一旦檢測(cè)到某種有害物質(zhì),就會(huì)自動(dòng)向管理中心通報(bào),自動(dòng)進(jìn)行引導(dǎo)旅客避難的廣播,并封鎖有關(guān)入口等.該系統(tǒng)除了能夠在專用管理中心進(jìn)行監(jiān)視之外,還可以通過WWW進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視.


    8)網(wǎng)狀傳感器系統(tǒng)CEC


    美 國海軍最近開展的網(wǎng)狀傳感器系統(tǒng)CEC(cooperative engagement capability)是一項(xiàng)革命性的技術(shù).CEC是一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò),其感知數(shù)據(jù)是原始的雷達(dá)數(shù)據(jù).該系統(tǒng)適用于艦船或飛機(jī)戰(zhàn)斗群攜帶的電腦進(jìn)行感知數(shù)據(jù)的處理.每艘戰(zhàn)船不但依賴于自己的雷達(dá),還依靠其他戰(zhàn)船或者裝載CEC的戰(zhàn)機(jī)來獲取感知數(shù)據(jù).例如,一艘戰(zhàn)船除了從自己的雷達(dá)獲取數(shù)據(jù)以外,還從艦船戰(zhàn)斗群的20個(gè)以上的雷達(dá)中獲取數(shù)據(jù),也可以從鳥瞰戰(zhàn)場(chǎng)的戰(zhàn)機(jī)上獲取數(shù)據(jù).空中的傳感器負(fù)責(zé)偵察更大范圍的低空目標(biāo),這些傳感器也是網(wǎng)絡(luò)中重要的一部分.利用這些數(shù)據(jù)合成圖片具有很高的精度.由于CEC可以從多方面探測(cè)目標(biāo),極大地提高了測(cè)量精度.利用CEC數(shù)據(jù)可以準(zhǔn)確地?fù)糁心繕?biāo).CEC還可以快速而準(zhǔn)確地跟蹤混亂戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境中的敵機(jī)和導(dǎo)彈,使戰(zhàn)船可以擊中多個(gè)地平線或地平線以上近海面飛行的超聲波目標(biāo).因此,即使是今天最先進(jìn)的反艦巡航導(dǎo)彈也會(huì)被實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)到并被擊中.


    9)沙地直線(A Line in the Sand)


    2003年8月，俄亥俄州開發(fā)“沙地直線”(A Line in the Sand)，這是一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在國防高級(jí)研究計(jì)劃局的資助下，這個(gè)系統(tǒng)能夠散射電子絆網(wǎng)到任何地方，也就是到整個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)，以偵測(cè)運(yùn)動(dòng)著的高金屬含量目標(biāo)。這種能力意味著一個(gè)特殊的軍事用途，例如偵察和定位敵軍坦克和其他車輛。這項(xiàng)技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用可能，正如所提及的這些現(xiàn)象，它不僅可以感覺到運(yùn)動(dòng)的或靜止的金屬，而且可以感覺到聲音、光線、溫度、化學(xué)物品，以及動(dòng)植物的生理特征。


    10)C4ISRT系統(tǒng)


    無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究直接推動(dòng)了以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為核心的新軍事革命，誕生了網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的思想和體系。傳感器網(wǎng)絡(luò)將會(huì)成為C4ISRT(command，control communication,computing，intelligence，surveillance，reconnaissance and targeting)系統(tǒng)不可或缺的一部分.C4ISRT系統(tǒng)的目標(biāo)是利用先進(jìn)的高科技技術(shù)，為未來的現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)設(shè)計(jì)一個(gè)集命令、控制、通信、計(jì)算、智能、監(jiān)視、偵察和定位于一體的戰(zhàn)場(chǎng)指揮系統(tǒng)，受到了軍事發(fā)達(dá)國家的普遍重視.因?yàn)閭鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)是由密集型、低成本、隨機(jī)分布的節(jié)點(diǎn)組成的，自組織性和容錯(cuò)能力使其不會(huì)因?yàn)槟承┕?jié)點(diǎn)在惡意攻擊中的損壞而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的崩潰，這一點(diǎn)是傳統(tǒng)的傳感器技術(shù)所無法比擬的，也正是這一點(diǎn)，使傳感器網(wǎng)絡(luò)非常適合應(yīng)用于惡劣的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中，包括監(jiān)控我軍兵力、裝備和物資，監(jiān)視沖突區(qū)，偵察敵方地形和布防，定位攻擊目標(biāo)，評(píng)估損失，偵察和探測(cè)核、生物和化學(xué)攻擊.在戰(zhàn)場(chǎng)，指揮員往往需要及時(shí)準(zhǔn)確地了解部隊(duì)、武器裝備和軍用物資供給的情況，鋪設(shè)的傳感器將采集相應(yīng)的信息，并通過匯聚節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)送至指揮所，再轉(zhuǎn)發(fā)到指揮部，最后融合來自各戰(zhàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)形成我軍完備的戰(zhàn)區(qū)態(tài)勢(shì)圖.在戰(zhàn)爭(zhēng)中，對(duì)沖突區(qū)和軍事要地的監(jiān)視也是至關(guān)重要當(dāng)然，也可以直接將傳感器節(jié)點(diǎn)撒向敵方陣地，在敵方還未來得及反應(yīng)時(shí)迅速收集利于作戰(zhàn)的信息.傳感器網(wǎng)絡(luò)也可以為火控和制導(dǎo)系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的目標(biāo)定位信息.在生物和化學(xué)戰(zhàn)中，利用傳感器網(wǎng)絡(luò)及時(shí)、準(zhǔn)確地探測(cè)爆炸中心將會(huì)為我軍提供寶貴的反應(yīng)時(shí)間，從而最大可能地減小傷亡.傳感器網(wǎng)絡(luò)也可避免核反應(yīng)部隊(duì)直接暴露在核輻射的環(huán)境中.在軍事應(yīng)用中，與獨(dú)立的衛(wèi)星和地面雷達(dá)系統(tǒng)相比，傳感器網(wǎng)絡(luò)的潛在優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：


    (1)分布節(jié)點(diǎn)中多角度和多方位信息的綜合有效地提高了信噪比，這一直是衛(wèi)星和雷達(dá)這類獨(dú)立系統(tǒng)難以克服的技術(shù)問題之一.


    (2)傳感器網(wǎng)絡(luò)低成本、高冗余的設(shè)計(jì)原則為整個(gè)系統(tǒng)提供了較強(qiáng)的容錯(cuò)能力.


    (3)傳感器節(jié)點(diǎn)與探測(cè)目標(biāo)的近距離接觸大大消除了環(huán)境噪聲對(duì)系統(tǒng)性能的影響.


    (4)節(jié)點(diǎn)中多種傳感器的混合應(yīng)用有利于提高探測(cè)的性能指標(biāo).


    (5)多節(jié)點(diǎn)聯(lián)合，形成覆蓋面積較大的實(shí)時(shí)探測(cè)區(qū)域.


    (6)借助于個(gè)別具有移動(dòng)能力的節(jié)點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的調(diào)整能力，可以有效地消除探測(cè)區(qū)域內(nèi)的陰影和盲點(diǎn).


    11)先進(jìn)布放式系統(tǒng)、瀕海機(jī)載超光譜傳感器和遠(yuǎn)程微光成像系統(tǒng)


    美海軍已經(jīng)選定多種水下系統(tǒng)和無人操作系統(tǒng)，這些系統(tǒng)將于明年進(jìn)行試驗(yàn)，以促進(jìn)服役裝備的現(xiàn)代化計(jì)劃。海軍還選定了要開展的若干技術(shù)研究項(xiàng)目，分別應(yīng)用于反潛戰(zhàn)中的高優(yōu)先領(lǐng)域、水下通信及無人潛航器。


    對(duì)于反潛戰(zhàn)，美國海軍將對(duì)三種系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)，使目前服役的裝備形成一個(gè)水下傳感器網(wǎng)絡(luò)，能夠快速有效的偵察敵方潛艇。它們是"先進(jìn)布放式系統(tǒng)"(ADS)、 "瀕海機(jī)載超光譜傳感器"(LASH)和"遠(yuǎn)程微光成像系統(tǒng)"。ADS是一種被動(dòng)水下聲學(xué)傳感器網(wǎng)絡(luò)。它可以提供實(shí)時(shí)信息，在瀕海區(qū)域監(jiān)視敵方潛艇和水面艦艇。該系統(tǒng)正由洛克希德?馬丁公司研制，美海軍計(jì)劃把它部署在未來的瀕海作戰(zhàn)艦上。


    LASH系統(tǒng)利用非聲超光譜傳感器提供近實(shí)時(shí)的目標(biāo)探測(cè)、分類和識(shí)別，用于反潛戰(zhàn)、搜索和營(yíng)救，及區(qū)域繪圖。而非聲RULLI系統(tǒng)采用光子密度測(cè)量法來探測(cè)微光條件下和黑暗中的物體。在改善水下通信的速度和深度方面，將從以下四個(gè)項(xiàng)目對(duì)技術(shù)進(jìn)行測(cè)試："海洋網(wǎng)絡(luò)/子數(shù)據(jù)鏈2004" (SeaWeb/Sublink2004)、"戰(zhàn)術(shù)控制網(wǎng)絡(luò)水聲信息鏈"(TCN Hail)、"一次性系索浮標(biāo)"和"先進(jìn)聲通信系統(tǒng)"。


    對(duì)現(xiàn)役裝備來說，"海洋網(wǎng)"是一種可自由部署的水下網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它可以提供水下指揮、控制、通信和導(dǎo)航，采用"遠(yuǎn)程聲吶調(diào)制解調(diào)器"，能夠利用固定或移動(dòng)的水下節(jié)點(diǎn)通過聲傳播來實(shí)現(xiàn)通信。


    通信的速度和深度對(duì)于潛艇的發(fā)展來說至關(guān)重要，特別是改善了潛艇只能在海洋表面或潛望鏡深度以內(nèi)才可以通過衛(wèi)星的無線電頻率通信的問題。


    同樣，TCN Hail也是利用聲學(xué)技術(shù)，而利用無線電通信頻率的"一次性系索浮標(biāo)"正在被發(fā)展成為供低成本的系索浮標(biāo)系統(tǒng)，可為潛航的潛艇提供實(shí)時(shí)通信。


    12)NASA/JPL(噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室)傳感器網(wǎng)


    計(jì)劃始于1997年， NASA對(duì)傳感器網(wǎng)的興趣源自他們本希望在行星上部署這樣一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，而不是地球。NASA(美國航空航天局)噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的八位工程師組成的團(tuán)隊(duì)正致力于新一代無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)。用這樣一個(gè)網(wǎng)絡(luò)來幫助控制環(huán)境和工業(yè)過程的潛力非常大。根據(jù)NASA/JPL，傳感器網(wǎng)的設(shè)計(jì)可以把對(duì)許多環(huán)境的監(jiān)控和控制擴(kuò)展到許多領(lǐng)域，包括農(nóng)業(yè)和生態(tài)學(xué)，安全和國土防御，也包括太空探索。目前為止傳感器網(wǎng)只是以監(jiān)控角色進(jìn)行部署，不過其技術(shù)的核心概念已被證明可靠?，F(xiàn)在科研小組正在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將傳感器網(wǎng)絡(luò)的功能從單純監(jiān)控?cái)U(kuò)展到對(duì)周圍環(huán)境做出反應(yīng)并進(jìn)行控制。


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