軍事物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)初探

張小冬　陳齊貴　劉曉琦

摘 要：軍事物聯(lián)網(wǎng)的核心思想就是建立物物相連的軍用網(wǎng)絡(luò)從而提升信息化條件下作戰(zhàn)打擊的精確度和自動化程度，文中提出了軍事物聯(lián)網(wǎng)的基本概念，歸納了其基本特征，并討論了其基本結(jié)構(gòu)，最后對軍事物聯(lián)網(wǎng)的三類典型應(yīng)用進(jìn)行了分析與展望。

關(guān)鍵詞：軍事物聯(lián)網(wǎng)；特征；結(jié)構(gòu)；應(yīng)用

引言

隨著電子技術(shù)和作戰(zhàn)理論的不斷發(fā)展，新軍事變革正在悄然來臨，如何能更加有效地完成作戰(zhàn)任務(wù)是戰(zhàn)斗力生成的核心要求。2005年，國際電信聯(lián)盟（ITU）在突尼斯舉行的信息社會世界峰會上，發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，正式提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念[1]。伴隨這一理論提出，該技術(shù)迅速受到眾多國家的重視。通過政府、企業(yè)、機(jī)構(gòu)將各級力量整合，給政策、出戰(zhàn)略布局、突破技術(shù)難點(diǎn)，搶占先機(jī)填補(bǔ)空白。物聯(lián)網(wǎng)將成為繼互聯(lián)網(wǎng)之后又一個家喻戶曉的名詞。目前基于物聯(lián)網(wǎng)的軍事應(yīng)用開發(fā)也正在緊鑼密鼓地進(jìn)行著，它必將引領(lǐng)作戰(zhàn)方式進(jìn)入新的時代。

1 物聯(lián)網(wǎng)的概念

物聯(lián)網(wǎng)是基于傳感網(wǎng)絡(luò)，按照一定的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，把網(wǎng)絡(luò)上的各類要素連接起來，實(shí)現(xiàn)信息交換和共享，通過感知節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)智能化的識別、信息采集、定位，并跟蹤、監(jiān)控其各類數(shù)據(jù)變化，以獲得的有效數(shù)據(jù)作為依據(jù)，通過合理的分析、判斷達(dá)到最佳的管理效果的一種物到物的網(wǎng)絡(luò)?？梢钥闯鲞@是一種物到物的網(wǎng)絡(luò)連接。理論上講就是將通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)合應(yīng)用的拓展和延伸，其關(guān)鍵是利用智能感知技術(shù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的采集、檢測、感知等，通過通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等進(jìn)行傳輸互聯(lián)，利用智能終端進(jìn)行處理和計算，實(shí)現(xiàn)人對物理世界的控制、管理和決策。

2 軍事物聯(lián)網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)

在對現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)體系分析對比的基礎(chǔ)上，結(jié)合軍事通信組網(wǎng)應(yīng)用特點(diǎn)，軍事物聯(lián)網(wǎng)由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層組成的三層體系結(jié)構(gòu)[2]，如圖1所示。

2.1 感知層

要實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)中人與物、物與物的通信，感知層是應(yīng)用和發(fā)展的基礎(chǔ)，它是物聯(lián)網(wǎng)的皮膚與五官，主要實(shí)現(xiàn)物體的信息捕獲、采集和識別。感知層包括認(rèn)知傳感器等采集設(shè)備，同時也包括數(shù)據(jù)接入到網(wǎng)關(guān)之前的傳感器網(wǎng)絡(luò)。

各認(rèn)知傳感節(jié)點(diǎn)通過分層協(xié)議和分布式算法協(xié)調(diào)各自的行為，節(jié)點(diǎn)開機(jī)后即可以快速、自動的組成分布式網(wǎng)絡(luò)。為解決大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)大量路由信息的維護(hù)問題。感知層中，傳感器網(wǎng)絡(luò)采用分級結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)劃分成簇，可以采用動態(tài)簇頭結(jié)構(gòu)，簇頭由簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)根據(jù)某種自適應(yīng)算法輪流擔(dān)任，以避免簇頭的電量過度消耗。

2.2 網(wǎng)絡(luò)層

軍事物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層主要是對傳感器采集的信息進(jìn)行分析處理，并將結(jié)果安全無誤的提供給應(yīng)用層。它是在現(xiàn)有通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上建立起來的，綜合使用各種通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)有線與無線的結(jié)合、寬帶與窄帶的結(jié)合、感知網(wǎng)與通信網(wǎng)的結(jié)合?？紤]到戰(zhàn)場保密需求，接入網(wǎng)絡(luò)可以使用內(nèi)部有線通信網(wǎng)和專用移動通信網(wǎng)絡(luò)等軍隊(duì)專用網(wǎng)絡(luò)作為承載網(wǎng)絡(luò)；當(dāng)應(yīng)急通信而基礎(chǔ)設(shè)施損毀時，可以使用戰(zhàn)術(shù)移動通信網(wǎng)、內(nèi)部衛(wèi)星通信網(wǎng)等作為承載網(wǎng)絡(luò)。

2.3 應(yīng)用層

物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層主要由各種應(yīng)用系統(tǒng)組成，是系統(tǒng)與用戶間直接聯(lián)系的層面。利用經(jīng)過處理的感知數(shù)據(jù)，應(yīng)用層為用戶提供相應(yīng)的支撐平臺，為用戶提供豐富的特定服務(wù)。末梢節(jié)點(diǎn)感知獲取的大量數(shù)據(jù)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)層的傳輸、轉(zhuǎn)換、分析處理后成為有用的數(shù)據(jù)，保存了這些數(shù)據(jù)的服務(wù)器根據(jù)用戶需求和呈現(xiàn)設(shè)備的不同進(jìn)行信息的適配。應(yīng)用層可為用戶提供車輛裝備自動化管理系統(tǒng)、戰(zhàn)場環(huán)境態(tài)勢分析系統(tǒng)、空時域頻譜信息實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)等服務(wù)功能。

3 軍事物聯(lián)網(wǎng)的典型應(yīng)用

軍事物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在軍事上的具體應(yīng)用，文章主要介紹在智能營區(qū)、軍需物流、火力控制上的應(yīng)用。

3.1 軍事物聯(lián)網(wǎng)在智能營區(qū)上的應(yīng)用

為實(shí)時掌握營區(qū)內(nèi)全面的信息，做出快速而又正確的判斷，通過對營區(qū)內(nèi)各類對象進(jìn)行信息改造，既利用二維碼技術(shù)、RFID技術(shù)、嵌入式技術(shù)、無線傳感器技術(shù)、衛(wèi)星定位等技術(shù)手段，對營區(qū)內(nèi)需要感知的對象進(jìn)行標(biāo)識。而后，利用標(biāo)簽讀寫設(shè)備、智能終端設(shè)備、無線感應(yīng)器等信息識別設(shè)備，對上述標(biāo)識信息進(jìn)行識別，從而得到感知對象的數(shù)字信息。然后通過有線、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將這些信息及時、準(zhǔn)確地傳送到信息處理中心。再由處理中心對收到的信息進(jìn)行匯總、融合等處理后，傳輸?shù)綘I區(qū)的指揮信息系統(tǒng)中去。最后由指揮信息系統(tǒng)通過對獲取的信息進(jìn)行綜合分析、智能處理，從而使?fàn)I區(qū)首長、各單位主官等實(shí)時掌握各感知對象的詳細(xì)信息，為形成正確的決策提供依據(jù)。

3.2 軍事物聯(lián)網(wǎng)在軍需物流上的應(yīng)用

近年來，隨著我國鐵路、公路、空運(yùn)、水運(yùn)建設(shè)不斷完善，更加統(tǒng)籌好運(yùn)輸力量分配，及時有效地將軍需物資迅速地投往任務(wù)地域，建立全面的物流信息共享平臺非常重要。可以將各運(yùn)輸載體逐個標(biāo)簽編號，利用衛(wèi)星定位、移動網(wǎng)絡(luò)等監(jiān)控過程、建立任務(wù)反饋機(jī)制，充分利用空閑載體、實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控管理運(yùn)輸資源，達(dá)到無縫鏈接。

3.3 軍事物聯(lián)網(wǎng)在火力協(xié)同上的應(yīng)用

基于軍事物聯(lián)網(wǎng)的火力協(xié)同方式，通過對戰(zhàn)場環(huán)境的感知，建立起以信息網(wǎng)絡(luò)為核心，并通過指揮決策系統(tǒng)對武器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高速度、快節(jié)奏地指揮控制有效的火力打擊，增強(qiáng)作戰(zhàn)力量的優(yōu)勢互補(bǔ)，充分發(fā)揮整個作戰(zhàn)地域的時間域、空間域、電磁域的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場環(huán)境各戰(zhàn)斗節(jié)點(diǎn)相互配合、相互依存、相互備份的良好局面。

4 結(jié)束語

基于物聯(lián)網(wǎng)的軍事應(yīng)用正在如火如荼地進(jìn)行著，各國都想在這一技術(shù)領(lǐng)域革新?lián)屨荐楊^，眾多關(guān)鍵技術(shù)還沒有與實(shí)際相結(jié)合，但其發(fā)展勢頭卻非常迅猛。要將其應(yīng)用在軍事領(lǐng)域的各個方面，需要不斷將技術(shù)領(lǐng)域突破與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合，可以預(yù)見不遠(yuǎn)將來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)必將引領(lǐng)新的軍事變革。

參考文獻(xiàn)

[1]王志良，王粉花.物聯(lián)網(wǎng)工程概論[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[2]朱曉榮，孫君，齊麗娜，等.物聯(lián)網(wǎng)[M].人民郵電出版社，2010.

作者簡介：張小冬（1977-），男，山東省肥城人，工作單位：沈陽軍區(qū)65040部隊(duì)，助理工程師。

陳齊貴，國防信息學(xué)院，研究生。

劉曉琦，沈陽軍區(qū)65042部隊(duì)，助理工程師。