Page 163 - 航空电子传感器技术的研究与应用

Research and Application of Avionics Sensor Technology
航空电子传感器技术的研究与应用

可以结合开放式系统互联模型，通过分层的方式采取多种不同的安全策略来构建
一个安全、保密的异构网络端到端数据传输通道，保障机载无线传感器网络的通
信安全。

3. 硬件资源
在现有的技术上，我们只能通过不断地改进算法，使用不同的协议等方法使
传感器节点变得更加高效，能耗更加合理。随着技术的发展，传统的数据采集及
处理方式也将遇到新技术，即智能在线数据采集处理技术的挑战。相关的预先研

究表明，动态能源管理系统和基于监测的低功耗管理系统可以使无线传感器网络
变得更加智能化、高效化。这也是未来无线传感器网络的改进方向之一。
4. 能量受限
机载无线传感器网络受到能源限制，大多数无线传感器节点需要由电池供电。

在实际应用中，无线传感器节点高密度部署于飞机上，其工作能耗的总和较大，
大量更换电池和电源供电都是不切实际的。因此能量限制对延长网络寿命来说是
一个关键挑战。
5. 时间同步

在飞机上部署了大量无线传感器节点，这些节点采用的内部晶振、处理器、
收发单元等大多是低成本的，数据采集精度低。由于受机载恶劣环境影响，使得
这些部件产生参数漂移从而导致节点间时钟产生偏差，当大量数据传输时会因此
导致网络拥塞，同步质量下降以及功耗较高，当传输较小的数据量时可能会降低

数据分析的准确性并增加网络延迟。数据传输量，同步和网络质量以及功耗之间
的权衡算法需要进一步探索。
（三）面向航空电子系统的无线网络架构
机载无线传感器网络可以用于机载安全关键系统的健康监控，在设计无线传

感器节点的部署方案时，采用异构分级模式，在飞机机电或任务子系统的相应区
域内形成一个或多个簇群，簇群中的簇头与簇内节点间组建集群拓扑，利用簇头
节点实现对簇内数据监测传感器节点的管理，并完成节点间实时分层转发功能，
提高数据投递效率。由于机载环境下无线传感器节点的处理能力、无线带宽、电

池容量等资源十分有限，难以处理和传输较大的数据流，簇头节点容易过早衰竭，
采用数据融合技术，减小网络通信量，以延长网络生存时间，提高系统工作性能。
根据航空电子系统的特点，无线传感器网络系统由感知层、网络层和接入层

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