传感探测技术通过声、光、电、热等物理量的变化,实现对物体的探测、识别、跟踪和定位。它是一门涉及传感技术、微机械和微电子技术、信号处理技术、电路与系统、模式识别、神经网络等多种学科的综合性技术。传感探测系统通常由各种传感器、高速实时信号处理器、数据通信电路、模式识别和管理软件等组成。随着现代微机电技术、微电子技术和 新能源材料等技术的突破性进展,传感探测系统呈现出新的面貌,具体体现在传感探测系统体积急剧缩小、功耗降低,并向着微型化、智能化、多功能和网络化方向发展。
传感探测技术是随着军事侦察、 监控和人们日常生活的需求发展起来的。传感探测系统分主动型与被动型。雷达、超声探测、激光测振等属于主动型;而光学摄像、地震探测、红外夜视等则属于被动型。主动型一般具有造价高、耗电大和容易暴露的特点。而被动型则具有造价低、耗电小和隐蔽性好的特点,但易受环境的影响,虚警率比主动型的高。
在方面,20世纪60年代, 为了封锁越南的胡志明小道,研制了 代地面传感探测系统。该系统由地面传感探测器、中继站和设置在后方的监视器组成,地面传感器包括震动、声响和磁敏等传感器。美军将震动传感器伪装成热带植物,被称为“热带树”,采用空投方式投放到道路两旁。该传感探测器能分辨人员和车辆,并将结果以无线方式传送到后方基地。由于它在战场上发挥了意想不到的效果,此后,美英等 投入了大量的人力物力,开展这方面的深入研究。40来, 先后研制成“伦姆斯”、“皮伍斯”、“伦巴斯”、“艾迪伍斯”等传感探测系统,这些产品在军事侦察和边境 监控中均发挥了重要作用。
在民用方面,传感探测技术应用 加广泛,据统计,汽车驾驶过程中,如果汽车驾驶人员的反应动作提前半秒钟,60%的汽车追尾事故和30%左右的汽车正面碰撞事故都可避免。若在汽车上安装雷达探测和视频监控等电子 系统,便可及时地向汽车驾驶员发出警告,使驾驶人员将精力集中到“谨慎驾驶, 行车”上来。传感器探测系统探测周围的环境,对来往的车辆状况能及时地做出比人 快的反应、判断,并提供报警或自动采取应急处理措施,以避免交通事故的发生,为人们驾车出行提供 。此外,传感探测技术还应用在地震探测、地质勘探、气象探测、环境污染监测和楼宇监控等方面。
网络技术给传感探测技术提供了 大的发展空间,传感探测系统可将探测获得的信息通过网络传到所需之处。该系统所涉及到的传感器、信号处理器硬件、数据通信部件将进一步微型化,实现整体结构的一体化;通过提高传感探测系统的计算能力、计算精度、数据融合处理能力, 其智能化水平发展。
网络化的传感探测系统己在军事上应用,如 陆军近期确立了“无人值守地面传感器群”项目,其主要目的是使基层部队指挥员在他们希望部署传感器的任何地方都有能灵活部署传感器的能力。 近还确立了“战场环境侦察与监视系统”项目。该系统是一种智能化传感器网络,可以详尽、准确地探测到一些地形地域的特种信息,如登陆作战中敌方岸滩的详实地理特征信息,丛林地带的地面坚硬度、干湿度等,为 准确地制定战斗行动方案提供情报依据。 海军 近也确立了“传感器组网系统”研究项目。传感器组网系统的核心是一套实时数据库管理系统。该系统可以利用现有的通信机制对从战术级到战略级的传感器信息进行管理,而管理工作只需通过一台便携机即可。
研究署提出了智能灰尘传感器计划,加利福尼亚大学伯克利分校正在进行研究。该计划谋求建立由成百上千个“灰尘”和询问器组成的巨大的传感器分布网络。“灰尘”体积为1mm³,包括电子系统、电源、通信系统等传感器节点,询问器即询问网络,读出传感器的数据。该校2001年己研制完成的传感器节点的总重量为25g,包括传感器板、4MHz微处理器、916MHz无线电台、存储器和电源。对轿车的探测距离为5m,对公共汽车和卡车的探测距离为10m,无线传输距离为100m,电池寿命为1h。