物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用展望

引言

物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)是基于互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)等載體， 通過傳感器、射頻識別(RFID)、紅外感應(yīng)器、激光掃描器、 GPS、無線數(shù)字通信、智能嵌入等信息感知設(shè)備與技術(shù)，實時 采集物體的聲、光、熱、電、力學(xué)、化學(xué)、生物或位置等信息, 按約定協(xié)議，進(jìn)行信息交換，以實現(xiàn)物與物、物與網(wǎng)連接并實 現(xiàn)對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是繼計算機(jī)技術(shù)、移動通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技 術(shù)之后的又一次信息技術(shù)革命，是現(xiàn)代電子信息技術(shù)發(fā)展到現(xiàn) 階段后出現(xiàn)的一種聚合性應(yīng)用與技術(shù)提升，是傳感器與感知、 計算機(jī)與通信網(wǎng)絡(luò)、自動化與人工智能等技術(shù)的“大融合”, 技術(shù)集成與應(yīng)用創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心。未來無處不在的物 聯(lián)網(wǎng)將更好地實現(xiàn)人與物、物與物之間的溝通和相連，將給人 類的生產(chǎn)和生活帶來巨大影響，推動實現(xiàn)數(shù)字地球、智慧地 球的宏大目標(biāo)。

軍事領(lǐng)域是新技術(shù)應(yīng)用最革命、最活躍的領(lǐng)域，許許多 多新技術(shù)就是率先在軍事領(lǐng)域得到應(yīng)用并變得成熟后再走向民 用領(lǐng)域和市場的。在當(dāng)前積極開展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究與推廣應(yīng) 用的過程中，也應(yīng)適當(dāng)關(guān)注西方發(fā)達(dá)國家和軍事強國在此方面 的發(fā)展?fàn)顩r，考慮物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在未來軍事領(lǐng)域的應(yīng)用問題。

實際上，從技術(shù)架構(gòu)的角度來看，物聯(lián)網(wǎng)與前幾年美軍 提出的網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)可以說一脈相承，具有諸多相似之處。它們 均可分為三層，相互對應(yīng)，表1所列是物聯(lián)網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)技 術(shù)架構(gòu)對照表。

網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)及其體系結(jié)構(gòu)是當(dāng)時技術(shù)條件下戰(zhàn)場無線通 信網(wǎng)絡(luò)和指揮控制系統(tǒng)的歷史產(chǎn)物，可以設(shè)想，隨著物聯(lián)網(wǎng)、 互聯(lián)網(wǎng)、傳感器、移動通信、寬帶網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的發(fā)展，更為 先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將在未來軍事領(lǐng)域得到推廣應(yīng)用，為提高 部隊的戰(zhàn)斗力而服務(wù)。

表1物聯(lián)網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)技術(shù)架構(gòu)對照表

1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用展望

未來物聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用將重點圍繞戰(zhàn)場態(tài) 勢感知、智能分析判斷和行動過程控制等方面展開，它將有 機(jī)融入聯(lián)合作戰(zhàn)和保障體系，全面提升基于信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的作 戰(zhàn)能力和保障能力。

1.1及時的偵察預(yù)警與準(zhǔn)確的態(tài)勢感擊。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有望在更高層次上推動實現(xiàn)及時的戰(zhàn)場偵察、 準(zhǔn)確的態(tài)勢感知與科學(xué)的效能評估，建立戰(zhàn)場自動偵測預(yù)警、 數(shù)據(jù)傳輸、指揮決策、火力控制綜合數(shù)據(jù)鏈，極大地縮短從 偵察到?jīng)Q策、行動、反饋、評估、再次行動的時間，實現(xiàn)對 裝備和部隊的有效控制和聯(lián)合協(xié)同。這將是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在未 來軍事領(lǐng)域的一個主要應(yīng)用。

在軍事上，可利用無人機(jī)或火炮拋擲等方式，向重點目 標(biāo)地域大量布撒聲、光、電、磁、震動、加速度等微型、可 自組網(wǎng)的綜合傳感器，形成戰(zhàn)場偵察傳感信息網(wǎng)，并且可以邊 偵察、邊感知、邊傳輸、邊融合，實現(xiàn)對目標(biāo)區(qū)域作戰(zhàn)地形、 軍隊部署、武器裝備等的近距離、高分辨?zhèn)刹旄兄⒓皶r 將信息傳回指控中心，與衛(wèi)星、飛機(jī)、艦艇上的各類傳感器有 機(jī)融合，形成全方位、全頻譜、全時域的偵察體系，以彌補衛(wèi) 星、雷達(dá)等遠(yuǎn)程偵測系統(tǒng)的不足，全面提升戰(zhàn)場聯(lián)合感知能力， 為未來戰(zhàn)爭帶來新的“千里眼”和“順風(fēng)耳”。無線傳感器及 其網(wǎng)絡(luò)密集、分布、廉價、冗余等諸多優(yōu)點，使之非常適合在 惡劣的戰(zhàn)場環(huán)境和條件下應(yīng)用。依托IPv6提供的巨大地址空 間，未來軍用物聯(lián)網(wǎng)有望實現(xiàn)對戰(zhàn)場每一個角落的感知。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是未來物聯(lián)網(wǎng)的雛形，它主要有兩種應(yīng) 用與通信模式：一是“多到一”模式，即用傳感器節(jié)點監(jiān)測環(huán) 境狀態(tài)變化，并將之報告指控中心；二是“一到多”模式，也 就是指控中心向某一區(qū)域的傳感器節(jié)點發(fā)出指令，由傳感器節(jié) 點執(zhí)行指令并返回相應(yīng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)。

美國國防部現(xiàn)設(shè)立了一系歹U軍事傳感器網(wǎng)絡(luò)研究項目，著 力研制各種低成本的自動地面?zhèn)鞲衅鳎幻绹匀豢茖W(xué)基金委員 會已經(jīng)制定了傳感器網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)研究計劃；美國的英特爾公司、 微軟公司等行業(yè)巨頭都確立了有關(guān)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研發(fā)計 劃；日本、英國、意大利、巴西等國也對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)表 現(xiàn)出了極大興趣，紛紛開展相關(guān)研究工作。

目前，美軍正在開展的、有關(guān)無線傳感器技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)的 典型項目包括智能微塵(Smart Dust)、網(wǎng)絡(luò)嵌入式系統(tǒng)、沙 地直線(A Line in the Sand)、靈巧傳感器網(wǎng)絡(luò)(Smart Sensor Web)、先進(jìn)布放式系統(tǒng)等。

其中，智能微塵是一種智能的超微型傳感器，由微處理 器、雙向無線通信模塊、供電模塊和軟件等組成，通過傳單、 子彈或炮彈撒向戰(zhàn)場的智能微塵可相互定位、連接成網(wǎng)、收集 并向基站傳遞信息，未來還有望使之能在空中懸浮幾小時；

網(wǎng)絡(luò)嵌入式系統(tǒng)的目標(biāo)是建立一個包括10~10。萬個節(jié)點 的可靠、實時、分布式網(wǎng)絡(luò)，以顯著提高戰(zhàn)場態(tài)勢感知能力。 每個節(jié)點包括傳感器、無線通信模塊、處理模塊等；

沙地直線是一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，旨在偵測運動的 高金屬含量目標(biāo)(如坦克、裝甲車等)，并可探知聲、光、溫 濕度和動植物生物特征等信息；

靈巧傳感器網(wǎng)絡(luò)是布設(shè)在戰(zhàn)場上的眾多傳感器組成的一 個傳感器矩陣，可收集和過濾數(shù)據(jù)，并將重要信息傳至數(shù)據(jù) 融合中心，中心用傳回的信息，結(jié)合地理信息系統(tǒng)(GIS)，勾 勒出一幅戰(zhàn)場態(tài)勢全景圖，分發(fā)給相關(guān)的參戰(zhàn)人員使用；

先進(jìn)布放式系統(tǒng)是美國海軍計劃用于未來反潛作戰(zhàn)的一 個新系統(tǒng)，該系統(tǒng)將布設(shè)一個先進(jìn)的水下傳感器網(wǎng)，以實現(xiàn) 對敵潛艇快速準(zhǔn)確的偵察與監(jiān)視。

相比衛(wèi)星和雷達(dá)等偵察探測系統(tǒng)，傳感器網(wǎng)絡(luò)的潛在優(yōu) 勢主要體現(xiàn)在以下幾點：

（1）融合分布各處的傳感器傳回的多源信息，可有效提高 信噪比，此外，近距離布設(shè)的傳感器可大大消除環(huán)境噪聲對 系統(tǒng)性能的不良影響；

（2）分布各處的多傳感器的共同作用，可實現(xiàn)對大面積戰(zhàn) 場區(qū)域的實時探測；

（3）多種類型傳感器的混合應(yīng)用將有助于提高探測效果， 實現(xiàn)優(yōu)勢互補；

（4）借助當(dāng)中具有移動能力的節(jié)點，可有效消除傳感器網(wǎng) 絡(luò)的探測盲點；

（5）低成本的傳感器網(wǎng)絡(luò)、高冗余的設(shè)計原則，可以提高 整個系統(tǒng)的容錯性和生存性。

當(dāng)然，傳感器網(wǎng)絡(luò)只是未來軍事物聯(lián)網(wǎng)的雛形，隨著技 術(shù)的發(fā)展，它將更加先進(jìn)、更加完備，體現(xiàn)出更高的實時性、 準(zhǔn)確性，從而更好地實現(xiàn)對戰(zhàn)場態(tài)勢的感知、預(yù)警、響應(yīng)和 控制。

1.2 一體化軍事網(wǎng)絡(luò)與高效的軍事指揮

物聯(lián)網(wǎng)在軍事領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用將使傳感網(wǎng)絡(luò)的觸角延伸 至戰(zhàn)場的各個角落，同時推動實現(xiàn)戰(zhàn)場上彼此獨立的偵察網(wǎng)、 通信網(wǎng)、指控系統(tǒng)、火力網(wǎng)的綜合集成，更好地將各種裝備 與平臺連接成為一體的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。借助智能傳感器和物聯(lián)網(wǎng)技 術(shù)，還可以更好地實現(xiàn)與傳統(tǒng)戰(zhàn)場基礎(chǔ)設(shè)施的融合，擴(kuò)展軍 事網(wǎng)絡(luò)和綜合一體化的內(nèi)涵，拓展戰(zhàn)場指揮官信息獲取的廣度、 速度、深度，隨時獲取所需情報，準(zhǔn)確感知戰(zhàn)場態(tài)勢，做出 科學(xué)決策，并可通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，將指令延伸或直接傳遞給一 線的作戰(zhàn)單元，使軍事指揮更加靈活、高效。

1.3智能的武器裝備與科學(xué)的裝備管理

智能化的武器裝備將成為未來戰(zhàn)場的主角。從物聯(lián)網(wǎng)技 術(shù)的角度而言，智能化主要體現(xiàn)在三個方面：一是利用各種內(nèi) 嵌或外聯(lián)的傳感器和感知控制網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對裝備工作狀況、性 能水平的動態(tài)感知和實時分析，全過程、全壽命地跟蹤與監(jiān) 控裝備的使用、故障、維修、保養(yǎng)和報廢等情況，實現(xiàn)對裝 備的科學(xué)管理；二是通過加裝傳感器，利用電子標(biāo)簽與鑒別、 RFID等技術(shù)，為裝備構(gòu)建統(tǒng)一的“身份證”，隨時感知和掌 握裝備的位置、分布、聚集、運動、完好率等情況；三是裝 備的戰(zhàn)場生存將更加智能，依托傳感器網(wǎng)絡(luò)，隨時感知己方坐 標(biāo)、戰(zhàn)場態(tài)勢、敵方威脅等信息，并及時做出響應(yīng)，提高裝備 的戰(zhàn)場生存性和安全性。

1.4精準(zhǔn)的后勤保障

戰(zhàn)場后勤保障是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在未來軍事領(lǐng)域的另一主要 應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為科學(xué)、精準(zhǔn)的后勤保障提供了可能。其主 要體現(xiàn)在以下幾方面：

（1）提高后勤保障工作的科學(xué)性，避免盲目性。依托電子 標(biāo)簽和物聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)對物資的籌劃、生產(chǎn)、配送、接收、儲 存等智能感知與動態(tài)管控，實現(xiàn)更好的基于位置的服務(wù)，及 時調(diào)整保障計劃和行動，實現(xiàn)保障力量和資源的適時、適地、 適量的科學(xué)調(diào)配與運用。

（2）保證后勤保障物流體系的高效運轉(zhuǎn)。利用電子標(biāo)簽和 物聯(lián)網(wǎng)，建立物資在儲、在運和在用狀態(tài)的自動感知與智能 控制信息系統(tǒng)，以實現(xiàn)自動識別、快速定位、規(guī)范分類、順暢 收發(fā)、科學(xué)管理，實現(xiàn)從生產(chǎn)線、倉庫到戰(zhàn)場、單兵的全程 的動態(tài)監(jiān)控。

（3）提高戰(zhàn)場維修的時效性。通過各種內(nèi)嵌的診斷傳感芯 片，及時了解裝備各部件的完好情況，并通過網(wǎng)絡(luò)就近訂購 所需零部件，保障節(jié)點或基地提前做好準(zhǔn)備，做到隨到隨修、 隨時供應(yīng)。

（4）實現(xiàn)實時伴隨的衛(wèi)勤保障。利用生物特征識別和物聯(lián) 網(wǎng)，建立以單兵生命電子監(jiān)測為基礎(chǔ)的衛(wèi)勤保障信息鏈，實現(xiàn) 對傷病員的身份確認(rèn)、定位搜救、動態(tài)監(jiān)測和病歷追溯，有針 對性地做好救援準(zhǔn)備，科學(xué)調(diào)度衛(wèi)勤力量與資源，全面提升 衛(wèi)勤保障能力。

（5）提高后勤保障的安全性?；谖锫?lián)網(wǎng)的后勤保障體系 將具備網(wǎng)絡(luò)化、非線性等結(jié)構(gòu)特征，具有很強的抗干擾、抗 打擊、抗破壞能力；此外，依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以使后勤保障 工作與整個信息化戰(zhàn)場更好地融為一體，實現(xiàn)后勤保障與作 戰(zhàn)行動的一體化。

1.5靈敏的核生化威脅監(jiān)測

依托納米生物等先進(jìn)傳感器芯片技術(shù)，可以研制高度靈 敏的核化生武器監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，以在第一現(xiàn)場、第一時間自 動偵察感知、實時動態(tài)監(jiān)測可能存在的核生化威脅，從而實 現(xiàn)“三防”預(yù)警。“三防”處置機(jī)構(gòu)可通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)實時掌控 并協(xié)同處置作業(yè)，以提高反應(yīng)速度和處置效果。國外在這方 面的許多研究成果已逐漸走向?qū)嵱没?。例如，美國的Cyrano Sciences公司研制的一種專用智能芯片CyranoNoseChip,就 可將化學(xué)檢測技術(shù)和數(shù)據(jù)解釋功能組合在一起。利用它可創(chuàng) 建一個低成本的化學(xué)傳感器系統(tǒng)，用于捕獲和解釋數(shù)據(jù)，并 提供實時告警，以應(yīng)對恐怖分子利用化學(xué)武器進(jìn)行的攻擊。 無線通信設(shè)備用的是IBM公司的WebSphere MQ Everyplace， 就可以在電腦上運行遠(yuǎn)程監(jiān)控和服務(wù)器程序。再如，美國能 源部的反恐部門正在開發(fā)研究一種地鐵/車站生化武器襲擊告 警/防范系統(tǒng)，它將可檢測有毒氣體的化學(xué)傳感器和無線通信 技術(shù)融為一體，并可通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視。戰(zhàn)場上，利 用撒布在目標(biāo)區(qū)域的眾多核生化傳感器組成的無線傳感器網(wǎng) 絡(luò)，可以有效避免核生化反應(yīng)部隊直接暴露于輻射環(huán)境之下。

2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在軍事領(lǐng)域推廣應(yīng)用需解決的問題

目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用尚處于起步、探索 階段，為得到推廣應(yīng)用，還需要解決幾個主要問題。

2.1標(biāo)準(zhǔn)化問題

物聯(lián)網(wǎng)是一個巨大的工程，需要標(biāo)準(zhǔn)的軟硬件與傳感器 技術(shù)、統(tǒng)一的物體身份標(biāo)識與編碼系統(tǒng)、通用的數(shù)據(jù)接口與通 信協(xié)議、互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)平臺等，才能讓遍布于各個角落的 物體接入網(wǎng)絡(luò)，以實現(xiàn)“物聯(lián)”各種協(xié)議、接口、信號、數(shù) 據(jù)如何統(tǒng)一，過去的物體、裝備和系統(tǒng)如何經(jīng)改造或升級后 融入新的物聯(lián)網(wǎng)，是一個漫長的過程，是限制物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在 軍事領(lǐng)域得到應(yīng)用和發(fā)展的關(guān)鍵因素之一?？梢哉f，標(biāo)準(zhǔn)化工 作做不好，軍用物聯(lián)網(wǎng)將無法做大、做強。

2.2信息安全問題

如何保證信息安全是在軍事領(lǐng)域推廣應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的 過程中需要突破的重大難關(guān)之一。由于物聯(lián)網(wǎng)中的眾多物體是

通過無線方式實現(xiàn)互聯(lián)，眾多信息都是通過無線方式實現(xiàn)互 通的，因此，必須解決好信息安全、通信安全等難題，才有 可能使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在軍事領(lǐng)域得到應(yīng)用。

2.3資金成本問題

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在軍事領(lǐng)域的推廣應(yīng)用涉及眾多傳感器、無 線通信與數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、軟件與數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)與信息系統(tǒng)的開 發(fā)研制，因而需要投入大量經(jīng)費，在各方面成本一時還無法大 幅降低以及各方利益模式尚未成熟成型的背景下，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 在軍事領(lǐng)域的推廣速度將受到一定限制。

2.4裝備管理問題

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在軍事領(lǐng)域的推廣應(yīng)用將給裝備使用和管理 帶來深刻變革，因此，必須改變傳統(tǒng)的、物與物之間比較孤 立狀況下的思路，以系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化、一體化的觀念 和方法來管理依托物聯(lián)網(wǎng)融為一體的各種裝備，以形成合力、 實現(xiàn)倍增。

2.5人員素質(zhì)問題

雖然目前在武器裝備研制中都在盡力提高人機(jī)友好性, 但是，隨著物聯(lián)網(wǎng)在軍事領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，還將不可避免地 弓入眾多新技術(shù)、新設(shè)備，這就需要廣大部隊指戰(zhàn)員不斷充實 新知識、新理論、新技能，以適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶來的新趨勢 和新挑戰(zhàn)。

3結(jié)語

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展及其在軍事領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，必 將帶來新的軍事變革，同時將對裝備和部隊的建設(shè)、作戰(zhàn)環(huán) 境和樣式的變化等產(chǎn)生重大影響。目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在軍事 領(lǐng)域的應(yīng)用尚處于起步和探索階段，還有許多核心技術(shù)和關(guān)鍵 問題需要解決，還需走過一段比較漫長的發(fā)展道路。

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