2012-12-19 09:31:39
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摘要：物聯網充分展示了先進的技術對信息資源開發的巨大推動、引領作用。隨著軍事領域的信息資源的智能化應用，物聯網成為軍事用戶的最高層次需求。研究了物聯網關鍵技術及其在軍事領域的應用，對我軍物聯網信息資源開發建設的相關問題進行了探討。
物聯網被認為是繼計算機、互聯網與移動通信網之后的又一次信息產業革命性發展，代表了下一代技術的方向。我國工信部于2011年11月發布《物聯網“十二五”發展規劃》明確指出：到2015年，我國要在核心技術研究與產業化、關鍵標準研究與制定、產業鏈條建立與完善、重大應用示范與推廣等方面取得顯著成效，初步形成創新驅動、應用牽引、協同發展、安全可控的物聯網發展格局。
物聯網充分展示了先進的技術對信息資源開發的巨大推動、引領作用。目前，物聯網已經逐漸成為一體化聯合作戰指揮決策的輔助支撐，成為牽引軍事思想、軍事體制、武器裝備、戰略戰術、軍事文化等領域發生變革的重要動力，引領新軍事變革向縱深發展。本文研究了物聯網關鍵技術及其在軍事領域的應用，對我軍物聯網信息資源開發建設的相關問題進行了有益的探討。
1、物聯網及其關鍵技術
1.1物聯網概念
物聯網是指物體通過傳感器、射頻識別、二維碼等智能感應裝置，經過傳輸網絡，到達信息化處理中心，最終實現物與物、人與物之間的自動化信息交互與處理的智能網絡。實質是利用射頻自動識別(RFID)等技術，通過計算機互聯網實現物品（商品）的自動識別和信息的互聯與共享。
同現有的各種信息通信網和互聯網相比，物聯網延伸了現有的信息網絡的通信領域，通過在自然界事物當中嵌入智能裝置，獲取來自自然界事物的信息，并進行信息的分析處理，提升現有信息網絡的自動化和互動性。
1.2物聯網的體系架構
物聯網體系架構主要分為三個部分，根據其各種承擔功能的不同，依次為感知層、網絡層以及應用層，如圖一所示。
1.2.1感知層
在物聯網中屬于信息收集的主要部分，主要由各種型號以及功能不同的傳感器組成，這些傳感器相當于人體的感覺器官，復雜感知外界的信息，對各種信息進行分析識別，收集有用信息，為后續工作的開展奠定基礎。其中，數據采集執行和短距離的無線通信是感知層的兩個重要方面，可以使得多個物品在小范圍內實現信息集中和互通。
1.2.2網絡層
通過PSTN網絡、2G/3G移動網絡等已經存在的通信系統，能夠在第一時間將各種傳感器收集的信息進行傳輸，傳到地球各個地方，實現地球范圍內的遠距離通信，并由云計算平臺對傳輸過來的信息進行分析和計算，從而做出相應的判斷。
1.2.3應用層
在感知層和網絡層的工作完成之后，需要通過應用層將所獲得的所有關于物品的信息進行匯總，經過對信息的在加工，從而進一步提高信息的綜合利用度。應用層主要包括接入物聯網的各種終端設備。通過各種終端設備能夠及時獲取物聯網傳遞的信息。人們可以通過應用層的接入終端及時獲取物聯網中豐富的信息。當前物聯網技術不斷發展，相應的控制領域也在不斷擴大，對于人們生活和生產作業的影響也越來越大。
2.軍事物聯網
物聯網充分展示先進的技術對信息化建設的巨大推動、引領作用，將成為牽引軍事思想、軍事體制、武器裝備、戰略戰術、軍事文化等領域發生變革的重要動力，引領新軍事變革向縱深發展。
目前，軍事物聯網還沒有一個嚴格的定義。簡單來說，軍事物聯網就是物聯網技術在軍事上的應用，是一個以現有軍用網絡為基礎，將其末端延伸到具體武器裝備，以現實戰場環境以及實時后勤保障，從而實現物物相連的智能化網絡。該網絡能使戰場感知精確化、武器裝備智能化、綜合保障靈敏化，從而提升信息化條件下作戰打擊的精確度和自動化程度。
隨著軍事領域信息的智能化應用，物聯網是軍事用戶的最高層次需求，成為一體化聯合作戰指揮決策的輔助支撐，是信息化軍隊的高級境界。因此，世界各國把信息智能化應用需求和，作為順應信息技術發展和應用潮流趨勢的重要指標，并以此牽引頂層滾動設計、信息基礎設施和指控系統建設，全面提升信息基礎設施和信息應用系統的建設基準和發展水平。
3.物聯網在軍事信息資源開發領域的應用
隨著軍事信息化變革的逐步深化，信息化軍事系統已經由最初的C²系統階段——指揮（Command）、控制（Control），發展到了C4KISR系統階段—— 指揮（Command）、控制（Control）、通信（Communication）、計算機（Computer）、殺傷（Killing）、智能（Intelligence）、監視（Surveillance）、偵察（Reconnaissance）。通過集中化信息融合平臺將各類戰場信息匯總分析形成基于多兵種類型、多維度空間、復雜參數指標、復合專家決策的信息化戰略數據網絡系統。物聯網技術的軍事化應用可滿足戰場的多層面信息收集、識別、傳輸、挖掘、決策等功能體系要求，為加快現代化信息化軍事變革提供了有力的支持。
3.1單兵狀態檢測
基于RFID技術的單兵狀態檢測包括士兵個人身份識別、士兵生理狀態監測兩方面功能。
通過集成在“士兵牌”中的RFID芯片、多模態生物特征識別算法以及戰場單兵身份識別系統區分敵我身份，特別是在城市建筑作戰中可以通過“士兵牌”獲取戰友位置信息便于小隊任務協作，有效減少誤判導致的內部傷亡。士兵生理狀態監測是將個人醫療歷史記錄在RFID芯片中，對處于昏迷狀態的傷員或數量較多時的戰地搶救可直接讀取歷史信息，提高醫療效率；通過“士兵牌”集成的微小生理傳感器可以不斷獲得士兵的各方面生理指標，將單兵生理信息匯總后傳輸至作戰指揮部，為戰略指揮和態勢評估提供強有力的支持。例如，美軍的單兵電子病歷卡（Personal Information Carrier，PIC）、戰術醫療協作系統（Tactical Medical Coordination System，TacMedCS）等。
2007年，我軍遠程醫療技術研究所和北京烽火聯拓公司聯合承擔了電子傷票系統。該系統采用了最先進的RFID技術、無線通信技術來滿足對于傷員距離、快速識別的要求，同時考慮到戰場流動性大、組網困難的特點，系統中所設計的識讀設備采用了先進的無線通信技術，使其具備產品本身自組網的功能，能滿足快速布網、靈活應用的需求。單兵電子傷票系統于2007年年底通過總后組織的軍工裝備產品定型評審，正式成為我軍二代裝備，在應用中得到大量推廣。
3.2軍事資產管理
軍事資產管理包括軍械管理、運輸管理、軍事物資等方面內容；軍事后勤保障包括日常生活、軍事訓練、任務行動等方面的后勤支援。軍事物資管理包括裝備食品、武器彈藥、易燃易爆品、有毒有害品等，通過基于RFID技術的軍用物資管理系統可隨時隨地調取，物資統計登記無需人工登記，防止了人員誤操作、數據更新延遲，同時簡化盤點流程、提高盤點質量等。軍械的維修和使用記錄可以實時記錄，便于軍械的升級和完善，同時可以實現“托盤化”的集中分揀和管理，可以有效降低軍械物資的搬運次數和破損幾率，按照先進先出（FIFO）的原則最大限度地發揮軍械的軍事效能。例如，英國的智能抽屜軍械庫系統（Intelligent Drawer Armory System，IDAS）、美國的“Easy Arms”武器追蹤方案等。
2007年，我軍研制并使用了戰救物資管理系統。戰救物資管理系統采用了四功能一體化手持設備，其手持產品集成了二維條碼、無源RFID、有源RFID，以及無線數據通信功能，是目前我國第一款同時具備這四種功能的手持設備，目前這些系統和產品都已經正式成為我軍RFID裝備定型產品。這些系統及產品的大量使用，不僅具有極高的戰略價值和應用價值，也使我軍的信息化水平向前躍進一大步。
3.3戰場感知攻擊系統
在基于信息系統的體系化作戰中，戰場信息的感知和獲取是戰爭勝利的前提和基礎。戰場感知的信息內容包括：敵方和我方各自的兵力部署、武器配置及狀態，作戰地形、防衛設施等環境信息，預警空情、目標運動諸元、戰損戰果等戰場實時態勢信息等。采用物聯網的新型傳感器和智能嵌入、無線傳感網絡、智慧云計算、模糊識別等關鍵技術，有助于實現
隨著微機電系統的工程化發展，微型傳感器為信息化戰場感知體系的重要組成部分，結合數字信號處理、模式識別算法、無線組網等技術實現了戰場的復合維度感知體系，通過聲波、振動、磁場、紅外、圖像等傳感器 采集戰場環境數據傳輸至作戰單元或指揮系統。利用RFID技術進行敵我身份識別，當敵方目標進入探測范圍內，傳感器網絡根據其運動路徑自動或人為控制完成目標定位、運動匯聚和火力攻擊，自動完成“觀察--判斷--決策--行動”的整個流程，真正實現“發現即摧毀”的感知攻擊戰斗功能。
3.4作戰控制領域
指揮系統的主要任務是通過傳感器單元獲取戰場環境數據、感知評估作戰態勢、優化指揮調度、監督任務執行等，此類系統主要用于探測分析、襲擊檢測等方面。利用物聯網的IPv6技術和GPS等定位定向技術可以為作戰體系中每一個節點實現高精度的定位授時、精確導引；采用泛在傳感技術、新型網絡與終端管理技術、智能化運算及信息融合技術、中間件技術，可以實現不同層面上作戰信息流、控制流的合理規劃與傳輸，不僅形成通用實時態勢圖、實現指揮類作戰控制，還能實現對火力隨動的控制、對平臺運動姿態的控制、對搜索跟蹤等探測器的強實時控制、對彈藥和電源能耗等的控制，從而縮短系統偵打反應時間、增強信息與火力的融合深度。此外，上述技術結合智能控制和網絡化協同控制技術可以促進武器裝備的智能化發展，實現局部全自主式機器人協同作戰、無人機與有人機的聯合編隊等戰法，即可實現類似于法軍提出的“作戰水泡”BOA計劃和美軍提出的“協同作戰”CEC概念。
4.對我軍物聯網信息資源開發建設的思考
結合我軍物聯網建設，要使物聯網系統在戰爭中發揮真正的作用，必須處理好以下幾個問題：
（1）針對軍事戰斗需求，結合國情軍情，正確認識物聯網技術的內涵，科學設定物聯網在軍事領域的研發目標和內容，合理地部署科技研發資源。
（2）在統一認識的基礎上，在軍隊內部全局規劃，結合未來技術的發展，制定統一的標準。引入物聯網新技術的作戰體系建設，是一項浩大的工程。標準化的數據庫和軟硬件接口、互聯互通的網絡平臺、統一的身份標識和編碼系統，才能讓遍布戰場的作戰資源接入網絡，被作戰體系識別和控制。
（3）在實施路線上，首先做好需求牽引。選擇重點研究方向，在現有的網絡中，加強終端設備研發，引入智能處理等相關技術，尋找突破口，帶動物聯網技術的軍事應用，提高軍隊的總體信息化水平。
（4）針對信息安全問題，制定嚴格的面向各級指戰員的信息安全控制技術規范，并設立軍隊內部統一管理的安全認證機構，制定針對不同級別不同裝備人員的嚴密的安全認證規范。對于研發應用的物聯網系統進行嚴格的安全驗證，防范由于技術研發或生產機構急于求成而造成的危害，確保軍隊物聯網建設安全有效。
（5）建立軍民融合、良性互動的體制。要從戰略全局上謀劃物聯網技術的推廣應用，鼓勵社會企業承擔物聯網軍品任務。利用軍民融合式的機制創新帶動物聯網產業發展。
5.結束語
我軍物聯網發展雖然剛剛起步，但其在軍事信息資源開發利用的戰略意義和深遠影響是不容置疑的。大力發展軍事物聯網建設，對于我軍信息化建設既是機遇，又是挑戰。扎扎實實地推進物聯網技術在我軍信息資源開發領域的應用，促進我軍信息化建設的全面發展。
