1、傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用

在未來戰(zhàn)爭(zhēng)中實(shí)現(xiàn)一個(gè)集命令、控制、通信、監(jiān)視、偵查和定位于一體的戰(zhàn)爭(zhēng)指揮系統(tǒng)，傳感器網(wǎng)絡(luò)將會(huì)成為不可或缺的部分。由于傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的低成本，密集型，自組織性，容錯(cuò)能力和適應(yīng)范圍廣等特點(diǎn)，不會(huì)因?yàn)槟承┕?jié)點(diǎn)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)和偵察技術(shù)無法比擬的，也正是因?yàn)檫@一點(diǎn)，使得傳感器網(wǎng)絡(luò)非常適合應(yīng)用在惡劣的戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境中，包括監(jiān)控己方兵力、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。在戰(zhàn)爭(zhēng)中，對(duì)沖突區(qū)和軍事要地的監(jiān)視是至關(guān)重要的，通過鋪設(shè)傳感器網(wǎng)絡(luò)，以更隱蔽的方式近距離地觀察敵方的布防；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)為己方提供寶貴的反應(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)。

2、傳感器網(wǎng)絡(luò)在空間探索領(lǐng)域的應(yīng)用

探索外部星球一直是人類夢(mèng)寐以求的理想,借助于航天器布撒的傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)星球表面長時(shí)間的監(jiān)測(cè),應(yīng)該是一種經(jīng)濟(jì)可行的方案。NASA（美國國家航空航天局）的JPL(Jet Propulsion Laboratory)實(shí)驗(yàn)室研制的Sensor Webs（傳感網(wǎng)絡(luò)）就是為將來的火星探測(cè)進(jìn)行技術(shù)準(zhǔn)備的，已在佛羅里達(dá)宇航中心周圍的環(huán)境監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中進(jìn)行測(cè)試和完善。

3、傳感器網(wǎng)絡(luò)在上述領(lǐng)域的研究進(jìn)展情況

美國陸軍提出“靈巧傳感器網(wǎng)絡(luò)通信”計(jì)劃，已被批準(zhǔn)為美國年度的一項(xiàng)科學(xué)技術(shù)研究計(jì)劃。靈巧傳感器網(wǎng)絡(luò)通信的目標(biāo)是建設(shè)一個(gè)通用通信基礎(chǔ)設(shè)施，支援前方部署，將無人值守式彈藥、傳感器和未來戰(zhàn)斗系統(tǒng)所用的機(jī)器人系統(tǒng)連成網(wǎng)絡(luò)，成倍地提高單一傳感器的能力，使作戰(zhàn)指揮員能更好、更快地作出決策，從而改進(jìn)未來戰(zhàn)斗系統(tǒng)的生存能力。

美國陸軍近期又確立了“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。

美國陸軍最近還確立了“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。

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。

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，還可以通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視。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。

美國國防部把Smart Sensor Web定為國防部科學(xué)技術(shù)5個(gè)尖端研究領(lǐng)域之一。Smart Sensor Web（智能傳感網(wǎng)絡(luò)）的基本思想是在整個(gè)作戰(zhàn)空間中放置大量的傳感器節(jié)點(diǎn)來收集、傳遞信息，并且將信息匯集到融合點(diǎn)，在那里綜合成一張圖片，并分發(fā)給需要該信息的作戰(zhàn)者。Smart Sensor Web將為軍隊(duì)提供大覆蓋面、及時(shí)、高分辨率信息的能力。Smart Sensor Web是智能、安全、以Web為中心的傳感器信息分發(fā)和融合網(wǎng)絡(luò)，可以提高軍隊(duì)的敏感度。