Page 160 - 航空电子传感器技术的研究与应用

第三章 航空电子传感器技术

量的航空传感器投入实际的复杂环境中使用，给传感器性能评价技术带来了新的
挑战。

第三节 电子传感器技术在航天领域的应用

一、无线传感器网络技术及其在航空电子系统中的应用

下一代作战飞机将向智能化方向发展，作战飞机的机载网络传输的信息也将
由控制、状态结果与简单的数据信息需求向高品质图像、传感器数据、语音、控
制信息等多综合信息方向发展。其中飞机内部使用航空数据总线连接航电、飞控、
机电、火控等分系统，担任传输各种不同类型数据的绝大多数任务。随着作战需

求变化和技术发展，基于有缆的信息交互方式表现出不足，一方面增加了飞机重
量和设计复杂度，另一方面安全性差，防护层破裂、导线折断容易造成安全事故，
对后期的维护造成不便。综合上述分析，机载网络的无缆化、智能化是未来的发
展方向之一。无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）作为传感技术、

嵌入式计算技术、无线通信技术和分布式信息处理技术发展与结合的产物，具有
小型化、低功耗、布线少、安装方便等特点，能够很好地解决现有网络中存在的
电缆重量大、布线困难、灵活性差等实际问题，为航空电子系统提供了一种全新
的信息获取与处理手段。由于无线传感器网络技术在各个领域对实时性、可靠性、

成本以及功耗的需求不同，因此技术发展的路线和研究方向存在较大差异。
（一）无线传感器网络技术国内外发展情况
目前，美国、欧盟、ITU 等开展了航空无线传感器网络技术研究，并在硬
件开发、仿真验证和标准制定等多个方面取得成果。由工程和物理科学研究委

员会（EPSRC）资助的无线互连和主动控制系统（Wireless Interconnectivity and
Control of Active Systems，WICAS）项目首次提出了 WICAS 体系结构，将无线
传感器网络应用于飞机机翼主动流动控制。整个网络系统由应用层、传输层、路
由层、媒体访问层以及物理层共同构成，应用层负责网络的拓扑管理，采用聚类

策略来定位网络中的变化，同时配有睡眠 / 唤醒调度，以确保可靠性和能效。路
由层负责使用单跳或多跳通过最佳节能路由将数据传输到目的地。由于无线介质
传统上是有噪声的，因此媒体访问层能够减少冲突以增加网络的寿命。物理层使

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