根據(jù)民航總局于2008年修訂的《民用航空運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)安全保衛(wèi)設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》(編號(hào)：MH/T7003-2008)，規(guī)定了有關(guān)飛行區(qū)周界、通道、監(jiān)控和報(bào)警系統(tǒng)等民用機(jī)場(chǎng)安保設(shè)施的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，要求機(jī)場(chǎng)應(yīng)設(shè)立周界報(bào)警、視頻監(jiān)控系統(tǒng)，且系統(tǒng)應(yīng)能對(duì)周界入侵行為作出判斷，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行分類(lèi)，應(yīng)能在機(jī)場(chǎng)飛行和安全照明的環(huán)境下工作，應(yīng)滿(mǎn)足全天候運(yùn)行的要求。

      實(shí)際上，我國(guó)機(jī)場(chǎng)周界電子防入侵技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段，第一代是視頻監(jiān)控技術(shù)，但其作用只能起到事后追蹤取證的目的，沒(méi)有預(yù)警功能；第二代是防入侵技術(shù)，系統(tǒng)增加了報(bào)警功能，實(shí)現(xiàn)方式主要包括振動(dòng)光纖、輻射電纜、紅外對(duì)射、張力圍欄和高壓脈沖等技術(shù)，是屬于信號(hào)驅(qū)動(dòng)型的報(bào)警技術(shù)，但由于每個(gè)機(jī)場(chǎng)的環(huán)境都不一樣，可能出現(xiàn)的目標(biāo)種類(lèi)、數(shù)量和行為都存在著很大的不確定性，因此，這類(lèi)技術(shù)仍然無(wú)法對(duì)目標(biāo)進(jìn)行分類(lèi)，虛警誤警率極高。

      而早在1999年，我國(guó)就已開(kāi)始了傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究工作，可以說(shuō)是與國(guó)際同步的過(guò)程。傳感器網(wǎng)絡(luò)(后文中簡(jiǎn)稱(chēng)“傳感網(wǎng)”)是一個(gè)綜合的信息系統(tǒng)，講求以感知為目的的物物互聯(lián)，對(duì)目標(biāo)是什么、在哪里和干什么等綜合信息進(jìn)行感知，是以目標(biāo)物體為驅(qū)動(dòng)，也是目前國(guó)內(nèi)機(jī)場(chǎng)新一代的周界電子防入侵技術(shù)。

      傳感器網(wǎng)絡(luò)——“以感知為目的的物物互聯(lián)”

      傳感網(wǎng)的精髓并不是在網(wǎng)絡(luò)，也不是在傳感器，而是在于多種手段的綜合判斷，是從物體到物體的感知判斷，強(qiáng)調(diào)多個(gè)傳感器與與自治網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的綜合信息系統(tǒng)。簡(jiǎn)單來(lái)講，傳感網(wǎng)倡導(dǎo)的是物物互聯(lián)，講求的是協(xié)同感知和綜合判斷。

      如果將傳感器網(wǎng)絡(luò)比喻為人的“頭部”，“五官”則是傳感器，“大腦”便是網(wǎng)絡(luò)，舉例來(lái)說(shuō)，單靠人的一只眼睛也許只能看清楚杯子的形狀，而兩只眼睛協(xié)同便能精確杯子的大小以及與我之間的距離，如果再加入手的觸摸則可以更進(jìn)一步的感知其硬度和溫度等。這個(gè)例子可以很形象地概括出傳感網(wǎng)的工作原理和過(guò)程，即通過(guò)多個(gè)同傳感器(眼睛)的協(xié)同和多種類(lèi)傳感器(加入手)的融合對(duì)物體進(jìn)行全面的感知。

      2008年6月，首屆ISO/IEC國(guó)際傳感網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化大會(huì)在上海微系統(tǒng)所召開(kāi)，中國(guó)、美國(guó)、韓國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、日本、挪威等30多個(gè)成員國(guó)及ISO、IEC、ITU-T、IEEE等的120余名官方代表和技術(shù)專(zhuān)家參加。在其后多次國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化會(huì)議上，我國(guó)代表ISO/IEC傳感網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作組做總體報(bào)告，提出的“傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化體系”、“傳感器網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)”、“傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)同架構(gòu)”等代表該領(lǐng)域頂層設(shè)計(jì)和方向的技術(shù)方案，獲得成員國(guó)代表的高度認(rèn)可，并納入ISO/IEC標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)總體方案。同時(shí)，我國(guó)作為主要成員積極參加IEEE802.15.4e傳感器網(wǎng)絡(luò)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定。傳感器網(wǎng)絡(luò)已成為我國(guó)信息技術(shù)少有的具有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)主導(dǎo)權(quán)的領(lǐng)域，與國(guó)外相比具有同發(fā)優(yōu)勢(shì)、同等水平，部分領(lǐng)先。

      打造“三級(jí)三維”的立體機(jī)場(chǎng)周界

      大型機(jī)場(chǎng)的周界一般都有幾十公里長(zhǎng)，需要布設(shè)上萬(wàn)個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，如何設(shè)計(jì)好端到端網(wǎng)絡(luò)對(duì)這些節(jié)點(diǎn)進(jìn)行合理控制是實(shí)現(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)防入侵系統(tǒng)的第一步，包括節(jié)點(diǎn)冗余設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)路由和分簇拓?fù)淇刂茀f(xié)議等。

      同時(shí)，為了達(dá)到對(duì)目標(biāo)的綜合感知，還需要利用多種類(lèi)型的傳感器提供的多參數(shù)、多視角的測(cè)量信息，通過(guò)多級(jí)融合的策略，來(lái)綜合判斷目標(biāo)的屬性。
      針對(duì)以上需求，采用傳感網(wǎng)綜合系統(tǒng)，利用其目標(biāo)驅(qū)動(dòng)型報(bào)警的特點(diǎn)，從而為機(jī)場(chǎng)打造出一套“三級(jí)三維”的立體防入侵系統(tǒng)。

      “三級(jí)”是指我們?cè)跈C(jī)場(chǎng)周界分為了預(yù)警區(qū)、報(bào)警區(qū)和出警區(qū)。預(yù)警區(qū)：在周界外部設(shè)置范圍可調(diào)預(yù)警區(qū)域，畫(huà)地為牢，排除外界干擾，友善提醒無(wú)意靠近圍欄的行為。報(bào)警區(qū)：對(duì)目標(biāo)的入侵過(guò)程進(jìn)行報(bào)警。出警區(qū)：非法入侵成功后的緊急報(bào)警，立即出動(dòng)警力。

      “三維”是指低空、地面、地下三維立體報(bào)警。低空探測(cè)：對(duì)拋物、翻越和低空飛行器等入侵行為進(jìn)行報(bào)警。地面柵欄：對(duì)攀爬、破壞等入侵行為進(jìn)行報(bào)警。地下：對(duì)掘地入侵行為進(jìn)行報(bào)警。

      一般情況下，根據(jù)各機(jī)場(chǎng)的環(huán)境和實(shí)際需求，我們可以做到在圍欄以外一到十米設(shè)置預(yù)警區(qū)，可對(duì)低空30-50米以及地下20米進(jìn)行全方位的封鎖。同時(shí)根據(jù)多傳感器的協(xié)同，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行全方位判斷，徹底改變以前周界“有動(dòng)靜就報(bào)警”的情況，而是確定其為入侵行為后才報(bào)警，這是與二代產(chǎn)品完全不同的地方，也是它的優(yōu)勢(shì)所在。

      傳感網(wǎng)的具體報(bào)警手段有很多，目前在浦東機(jī)場(chǎng)應(yīng)用的便有十多種，如聲響、振動(dòng)、紅外、視頻、氣象......單一手段一定有判斷不準(zhǔn)確的時(shí)候，多種手段的綜合更能增加系統(tǒng)的高度智能化。

      此外，機(jī)場(chǎng)周界環(huán)境中經(jīng)常會(huì)有車(chē)輛、人員、飛機(jī)和動(dòng)物等事件混雜出現(xiàn)，必須依靠多種以及多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的信息來(lái)實(shí)現(xiàn)混雜目標(biāo)的盲源分離，而且，在復(fù)雜環(huán)境下，目標(biāo)信號(hào)容易湮沒(méi)在噪聲中，信噪比極低。針對(duì)這些情況，基于多個(gè)傳感器信息的微弱信號(hào)檢測(cè)算法能有效提高入侵目標(biāo)的檢測(cè)概率，并且對(duì)機(jī)場(chǎng)周界環(huán)境復(fù)雜、目標(biāo)混雜和氣候惡劣的特點(diǎn)，該系統(tǒng)下的信號(hào)與信息處理算法可同時(shí)從時(shí)域、空域和頻域三方面進(jìn)行分析處理，且三個(gè)域之間實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)，為目標(biāo)的正確檢測(cè)提供了可靠的依據(jù)。

      與以往的周界防范不一樣，傳感網(wǎng)的重心在前端，所有判斷和處理的過(guò)程都在前端已經(jīng)完成，后臺(tái)只是一個(gè)顯示的作用。所以，系統(tǒng)對(duì)后臺(tái)的要求并不高，這也是傳感網(wǎng)周界在整體造價(jià)上也極具競(jìng)爭(zhēng)力的原因。另一方面，由于前端的點(diǎn)位非常多，即使損壞幾個(gè)也不會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成非常大的影響，抗打擊能力也很強(qiáng)。

      從產(chǎn)品形態(tài)來(lái)看，傳感網(wǎng)的產(chǎn)品形態(tài)是外形不一的節(jié)點(diǎn)，有立體式、外掛式、埋地式等等，目前已經(jīng)在向模組化邁進(jìn)。

      目前，除了在機(jī)場(chǎng)、監(jiān)獄、石化油田等場(chǎng)所被應(yīng)用之外，傳感網(wǎng)在上海世博會(huì)的周界范防中也有被應(yīng)用到。通過(guò)在這些大型活動(dòng)和重要領(lǐng)域中的應(yīng)用，傳感網(wǎng)技術(shù)的先進(jìn)性和穩(wěn)定性得到了進(jìn)一步的證明，同時(shí)也贏得了更多用戶(hù)的信任。

      最近以中科院為代表制定的國(guó)家科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展“2050路線(xiàn)圖”信息篇已公開(kāi)出版，路線(xiàn)圖將未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展分為三部分：有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和傳感器網(wǎng)絡(luò)。由此可見(jiàn)，傳感器網(wǎng)絡(luò)將帶來(lái)未來(lái)廣大的產(chǎn)業(yè)空間；與此同時(shí)，傳感器網(wǎng)絡(luò)還被稱(chēng)為改變?nèi)祟?lèi)未來(lái)生活方式的十大技術(shù)之首，將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)手機(jī)通信產(chǎn)業(yè)，從而推動(dòng)信息領(lǐng)域進(jìn)入第三次浪潮。