物聯(lián)網(wǎng)及其在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用
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引言
物聯(lián)網(wǎng)理念最早出現(xiàn)在比爾-蓋茨1995年《未來之路》一書中。1999年麻省理工大學(xué)提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念,是指依托射頻識別技術(shù)和設(shè)備,按約定的協(xié)議與互聯(lián)網(wǎng)相連,實現(xiàn)對物品的智能化識別、監(jiān)控與管理。2005年,ITU發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005:物聯(lián)網(wǎng)》,正式提出物聯(lián)網(wǎng)的概念并對其涵義進(jìn)行了拓展。而后,世界各國都將物聯(lián)網(wǎng)列入重點發(fā)展項目投入大量人力、物力、財力進(jìn)行研究?,F(xiàn)階段對物聯(lián)網(wǎng)的概念普遍認(rèn)可的描述是通過射頻識別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感系統(tǒng),按照約定的協(xié)議,把物與物、人與物進(jìn)行智能化連接,進(jìn)行信息交換和通信,以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。由此可見,物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)和核心還是互聯(lián)網(wǎng),它是在互聯(lián)網(wǎng)之上延伸的一種網(wǎng)絡(luò),只是將用戶端擴(kuò)展到了任何物品與物品之間。
1物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展
自美國提出“智慧地球”概念后,世界發(fā)達(dá)國家紛紛投入到物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的研究中,許多發(fā)達(dá)國家將發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)視為新的經(jīng)濟(jì)增長點。奧巴馬就任美國總統(tǒng)后,積極回應(yīng)IBM公司提出的“智慧地球”概念,將物聯(lián)網(wǎng)的計劃升為國家戰(zhàn)略,投入巨資深入研究物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)。
2006年3月,歐盟召開會議對物聯(lián)網(wǎng)做了進(jìn)一步描述。2008年在法國召開的歐洲物聯(lián)網(wǎng)大會中的議題包括未來互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的挑戰(zhàn)、物聯(lián)網(wǎng)中的隱私權(quán)以及物聯(lián)網(wǎng)在主要工業(yè)部門中的影響等。歐盟把重點放在EPC網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在經(jīng)濟(jì)、安全、隱私和管理等方面的問題上,希望建立一套分布式管理的標(biāo)準(zhǔn)。
2004年5月,日本提出“u-Japan”國家信息化戰(zhàn)略,根據(jù)該戰(zhàn)略,日本將建成一個任何時間、任何地點、任何人、任何物都可以上網(wǎng)的環(huán)境;2009年7月,日本政府推出“i-Japan"戰(zhàn)略,主要聚焦在智能政府管理、醫(yī)療服務(wù)和教育事業(yè)。
韓國“u-Korea"戰(zhàn)略是要建立由智能網(wǎng)絡(luò)、最先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)以及其他領(lǐng)先的數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施武裝而成的技術(shù)社會形態(tài)。除發(fā)展泛在物流體系、泛在健康醫(yī)療等,也將完成泛在網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)建設(shè),建立規(guī)范。
我國物聯(lián)網(wǎng)的啟動和發(fā)展并不落后于國際上的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)早期被稱為傳感網(wǎng),中國傳感網(wǎng)起步較早,1999年就開始了傳感網(wǎng)的研究。2005年,中國RFID產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟正式宣布成立;2008年上半年,無錫市與中科院合作成立中科院無錫微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心;2009年6月10日,中國科學(xué)院發(fā)布了《創(chuàng)新2050:科學(xué)技術(shù)與中國的未來》系列報告,描繪了中國面向2050年信息科技發(fā)展路線圖和物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展路線圖。在溫總理關(guān)于“感知中國”的講話后,我國物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)、開發(fā)和應(yīng)用工作進(jìn)入了高潮。工業(yè)和信息化部都已經(jīng)將物聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃納入到“十二五”的主題規(guī)劃,積極研究和推進(jìn)。
我國在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展方面具有五大優(yōu)勢:一、我國啟動物聯(lián)網(wǎng)核心傳感網(wǎng)技術(shù)研究的時間早,研發(fā)水平位于世界前列;
二、在世界傳感網(wǎng)領(lǐng)域,我國是標(biāo)準(zhǔn)主導(dǎo)國之一,擁有專利多;
三、我國是目前能實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)完整產(chǎn)業(yè)鏈的國家之一;四、我國無線網(wǎng)絡(luò)和寬帶覆蓋率高,為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展奠定了基礎(chǔ);五、我國有較為雄厚的經(jīng)濟(jì)支持。
2物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與特征
2.1物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)
物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)可以劃分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。圖1所示是物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)圖。
感知層是整個物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ),它主要是通過傳感器、
RFID、GPS、二維條形碼等關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)信息采集、物體識別。它是物聯(lián)網(wǎng)的感覺器官,相當(dāng)于人的五官和皮膚等神經(jīng)末梢。
網(wǎng)絡(luò)層主要是通過各種有線、無線通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的快速、可靠、安全傳輸和信息的處理。它是物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)系統(tǒng),相當(dāng)于人的神經(jīng)系統(tǒng),即自下而上地傳輸感知信息,又自上而下地傳輸控制指令。
應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)重要的組成部分,主要是對采集后的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)集成、存儲、智能分析等,進(jìn)而實現(xiàn)智能應(yīng)用。應(yīng)用層分為應(yīng)用支撐子層和應(yīng)用服務(wù)子層:應(yīng)用支撐子層主要用于支撐跨行業(yè)、跨應(yīng)用、跨系統(tǒng)之間的信息協(xié)同、共享和互通;應(yīng)用服務(wù)子層負(fù)責(zé)為用戶提供智能交通、智能物流、智能家居、環(huán)境監(jiān)測、智能電力等各種服務(wù)。
公共技術(shù)層與物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的三層都有關(guān)系,不屬于某一特定的層面,主要包括標(biāo)識解析、安全技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)管理和服務(wù)質(zhì)量管理。
2.2物聯(lián)網(wǎng)的特征
物聯(lián)網(wǎng)自身具備三個特征:全面感知、可靠傳輸和智能處理。
全面感知:即利用RFID、傳感器等隨時隨地獲取物體的信息。
可靠傳輸:通過對無線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合,將物體的信息實時準(zhǔn)確地傳遞給用戶。
智能處理:利用云計算、模糊識別等各種智能計算技術(shù),對海量的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析和處理,對物體實施智能化的控制。
在物聯(lián)網(wǎng)中存在難以計數(shù)的不同種類的傳感器,每個傳感器都是一個信息源,每個信息源都有不同的信息格式,例如溫度傳感器、濕度傳感器、光傳感器等。感知到的信息內(nèi)容也是實時變化的,傳感器隨時感知環(huán)境信息,當(dāng)環(huán)境改變時傳感器就會采集到新的數(shù)據(jù),保證信息的完整性。物聯(lián)網(wǎng)上的信息不斷積累,形成海量信息,對海量信息進(jìn)行過濾和分析,是有效使用這些信息的關(guān)鍵,面對不同的應(yīng)用需求要從不同的角度過濾。
3物聯(lián)網(wǎng)在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用
3.1戰(zhàn)場態(tài)勢的感擊。
未來戰(zhàn)爭是以信息戰(zhàn)為主要作戰(zhàn)方式,是繼機(jī)動戰(zhàn)、火力戰(zhàn)等之后出現(xiàn)的以奪取制信息權(quán)為主旨的新的作戰(zhàn)形式。在戰(zhàn)場上大量建設(shè)和廣泛布設(shè)各種傳感器件,形成覆蓋戰(zhàn)場的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò),可以收集戰(zhàn)場上不分兵種種類、不分專業(yè)、不計來源的多元化性信號來源,實現(xiàn)對作戰(zhàn)地形、防偽設(shè)施、周邊環(huán)境的勘察,對敵方兵力部署、武器配置、運動狀態(tài)的情報偵查,對己方陣地防護(hù)、人員動態(tài)、保障力量等各類信息,融合形成對戰(zhàn)場實時的感知,為作戰(zhàn)指揮、兵力調(diào)遣、進(jìn)攻防御、部署戰(zhàn)場提供強(qiáng)大的決策服務(wù)。將過去在戰(zhàn)場上需要長時間才能完成處理、傳送和運用的戰(zhàn)場信息壓縮到幾分鐘、幾秒鐘、甚至同步,通過多元信息實時處理和融合共享,將各種資源聯(lián)為一體,實現(xiàn)戰(zhàn)場實時監(jiān)控、目標(biāo)搜索定位、戰(zhàn)場態(tài)勢評估等功能,構(gòu)建多維一體的戰(zhàn)場透明網(wǎng)絡(luò),持續(xù)獲取戰(zhàn)場態(tài)勢圖,達(dá)成對整個戰(zhàn)場的透明感知和實時掌握。
3.2提高指揮效能
為適應(yīng)信息化條件下的聯(lián)合作戰(zhàn),軍事指揮由樹狀垂直指揮向橫向扁平化發(fā)展,作戰(zhàn)指揮機(jī)構(gòu)可直接指揮前線士兵。物聯(lián)網(wǎng)可以把一體化指揮平臺延伸到各戰(zhàn)略方向,聯(lián)通下屬部隊及陣前作戰(zhàn)單元要素,將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入到現(xiàn)有武器裝備平臺提升改造中,有效融入指揮信息系統(tǒng),以建立安全、靈活、高效的一體化信息作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)。當(dāng)前我軍建有指揮專網(wǎng)、戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)、軍事綜合信息網(wǎng)、移動通信網(wǎng)、短波綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)等,將物聯(lián)網(wǎng)與諸多網(wǎng)絡(luò)連接,將形成信息多源融合、可靠傳遞、指揮順暢的扁平化體系,實現(xiàn)情報實時共享,策略優(yōu)化決定,作戰(zhàn)行動動態(tài)管控,作戰(zhàn)效果精確評估。
3.3精確的保障后勤
軍隊后勤保障體系對物聯(lián)網(wǎng)有較大的需求,后勤保障能力在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中扮演重要的角色,將物聯(lián)網(wǎng)連接到軍隊保障體系中,就能夠建立“從散兵坑到生產(chǎn)線”的保障需求、軍用物資籌劃與生產(chǎn)感知控制,以及“從生產(chǎn)線到散兵坑”的物流配送感知控制。通過給裝備、物資嵌入射頻標(biāo)簽,可以監(jiān)控物資請領(lǐng)、運輸?shù)浇邮铡Υ婧桶l(fā)放的全過程,實現(xiàn)對物資的全程跟蹤管理;借助傳感器網(wǎng)絡(luò)對單兵定位,及時獲取士兵的保障需求,根據(jù)需求及時分配物資,有效地實施作戰(zhàn)保障力量適時、適地、適量的綜合運用與智能感知動態(tài)管控。
3.4高效的火力打擊
未來戰(zhàn)爭的發(fā)展目標(biāo)是“發(fā)現(xiàn)即摧毀”。借助物聯(lián)網(wǎng),指揮機(jī)構(gòu)就能夠根據(jù)傳感網(wǎng)絡(luò)傳送進(jìn)來的信息,經(jīng)過融合分析與智能決策,自動連接到武器平臺,在導(dǎo)航和定位技術(shù)的支撐下,追蹤目標(biāo),發(fā)射武器。對目標(biāo)進(jìn)行打擊時,還可根據(jù)傳感網(wǎng)絡(luò),感知打擊效果,對下一步目標(biāo)打擊進(jìn)行決策。服務(wù)于軍事的物聯(lián)網(wǎng),以更高的精度、概率、置信度得到所要打擊目標(biāo)的狀態(tài)、位置以及威脅,為指揮員提供決策需要的實時信息,使火力打擊的指揮程序得以精簡。可利用精確制導(dǎo)武器實施重點火力打擊和定點火力打擊,顯著提高火力打擊的準(zhǔn)確性和毀滅性。
物聯(lián)網(wǎng)還能夠滿足平時軍隊的需要,通過物聯(lián)網(wǎng),可以建立智慧營區(qū)、智能倉庫、車輛管理等。
4結(jié)語
未來戰(zhàn)爭是信息化、數(shù)字化的戰(zhàn)爭,物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用至軍事領(lǐng)域,它擴(kuò)大了戰(zhàn)爭的時域、空域、頻域和能域,遍及每一個環(huán)節(jié),對國防建設(shè)將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。當(dāng)前,我軍物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)才剛剛開始,許多問題亟待解決,關(guān)鍵技術(shù)需要突破,所以我們要著眼聯(lián)合作戰(zhàn),把握時機(jī),加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)在軍事領(lǐng)域的發(fā)展建設(shè)。
20211020_61702d4aa2a0d__物聯(lián)網(wǎng)及其在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用