物联网技术的军事应用及思考
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物联网技术的军事应用及思考
物联网通过感知、通信和智能信息处理,可实现对物理世界的智能化认知、管理与控制,已成为当今全球信息技术竞争的关键点和制高点之一,被世界公认为继计算机、互联网和移动通信网之后的新一轮技术革命浪潮。
可以说,物联网扩展了未来作战的时域、空域和频域,将对国防建设的各个领域产生深远重大影响,同时将引发一场划时代的军事技术革命和作战样式变革。
一、物联网的定义
2005年在突尼斯举行的信息社会世界峰会上,国际电信联盟(ITU)发布了《ITU互联网报告2005:物联网》,正式提出了物联网的概念,它定义为把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别与管理。
也就是说,它是指的是将各种信息传感设备,如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。
物联网的构成主要有两点,一是要将管理的物体连接到网上;二是要把这些物体的多种信息传递到互联网上;物联网的作用则是对这些物体进行有效地
管理,包括获取信息、传送信息、处理信息、存储信息、显示信息等方面。
二、物联网的本质
物联网主要包括三层网络结构,具体是感知层、传输层和应用层。
物联网本质就是实行多种信息技术的融合与集成应用并实行动态管理的网络,其概念是互联网应用的延伸和拓展。
但这些物联网中的物不仅仅是简单的物体接入网络,而是只能地主动接入网络,并且可以实现人与物或物与物之间的只能交流。
大家普遍认为,物联网技术的发展与应用是继计算机技术、互联网应用之后的第三次信息技术和信息产业的革命,对于21世纪世界经济的振兴和社会生产、生活的各个方面具有决定性的意义和作用。
当然,在军事上,物联网也有非常重要的应用价值。
三、物联网的关键技术
物联网是多种信息技术的融合与集成处理应用,它可对人与物、物与物实施有效的动态管理,从而创造一个智慧的世界。
物联网的3项关键技术包括:射频识别技术、智能技术、无线传感器网络技术。
(一)射频识别技术
射频识别技术。
射频识别,是物联网发展中一个标志性特
征,也是物联网中信息采集的重要手段。
它是一种非接触式的自动识别技术,它通过发送和接受射频信号来自动识别目标对象并获取其相关数据,识别过程无须人工干预,可在多种环境工作。
RFID技术不但可识别单一静止的物体,还可识别多个高速运动的物体,操作简单方便。
(二)智能技术
智能技术。
智能技术,是为了有效地达到预期目的,利用专业知识所采用的多种方法手段。
物联网的智能技术是指要进行大量信息的采集,并对物体实行有效的管控,可在物体中嵌入智能系统,可实现用户与物体之间进行沟通,因此,智能技术也是物联网技术的一项重要组成部分。
其主要研究的方向有人工智能理论研究、人-机交互技术与系统、智能控制技术与系统和智能信号处理。
(三)无线传感器网络技术
无线传感器网络技术。
无线传感器网络,是由散布在一定区域内大量微传感器,通过无线通信方式形成的自组织网络,可作为神经末梢网络。
该技术包括灵活的网络管理和动态路由策略、支持带宽和节能管理、满足异构节点协同工作。
四、物联网在军事领域的应用
物联网的应用可分为监控型、查询型、控制型、扫描型等。
下面就物联网在军事方面的应用进行一些分析。
(一)在军需物资的物流和库存管理中的应用
在军需物资上,使用物联网的RFID技术,可以加强物资在运输配送和库存中的管理、盘点和查询等工作。
在这个过程中,每件货物上的RFID电子标签、物资供给端内部手持RFID读写器、物资供给端的出口门禁系统的RFID读写器、运输车辆装载的RFID读写器、物资需求端仓库入口、出口门禁系统RFID读写器、仓库内手持式RFID读写器等便可构成一个RFID读写器网络,它们在RFID中间件平台的管理下进行工作,而物资流通的负责人就可以通过RFID中间件平台的接口对接收到的RFID 读写器所读写的数据进行监控和管理。
该系统的好处:第一,可使得物资从出货到运输再到入库管理的过程可视性增强,管理变得清晰透明、简单准确;第二,提高了物资运输和管理的安全性和可靠性;第三,仓库管理人员可以随时掌握库存中的物资数量和需求模式,及时、准确地进行物资补充,尤其是在战争中,对武器弹药库存量的掌握关系到作战单位的作战任务能否完成、预定作战目标能否实现的问题;第四,全面掌握情况可以减少资源浪费,节约成本;第五,在基于信息系统的联合作战中,可以将跨军区、多军种的军用仓库联网,组合一个区域性、全国性的物联网物流体系,根据各作战单位物资需求
信息的反馈情况,以便实时、精确地实施物资保障,使整个保障系统高效、有序。
(二)未来战场上的应用
未来战场需要通过信息化手段,及时准确地掌握战场的动态信息,以便实时、精确地做出决策。
早在10年前,美军已经完成了对“智能微尘”的研究,“智能微尘”是一种超微型传感器,由微处理器、无线电收发装置和无线网络软件构成,发展到如今,它们的体积已经变得砂粒般大小,它们可以进行信息收集、信息处理和信息发送,未来的智能微尘甚至可以悬浮在空中。
在未来的联合作战战场中,可以将这种微型无线传感器、雷达、空中打击力量、海上打击力量、导弹系统、坦克、火炮、装甲车、各参战人员、各作战指挥信息系统、作战保障系统、指挥中心等有机结合起来,组成一个庞大的军事物联网。
使用飞行器或其它手段将大量的微型无线传感器散布在战场的广阔地域,将微型无线传感器自组成网,就可以收集、传输、融合战场信息,为各作战单位提供“各取所需”的情报服务,包括战区监控、敌情侦查、判断生物化学武器攻击、目标追踪、敌方损伤评估等。
各火力单元可将射击效果、自身状态等情况传递给相关指挥系统,经过系统实时分析,及时实施保障和调整火力运用。
信息指挥中心根据微型无线传感器、武器装备、作
战人员的反馈情况,可以及时地做出相应兵力调整、部署和保障等工作。
物联网将在未来几十年内变革战场环境,改变作战形式和方法。
(三)武器装备管理上的应用
对武器装备的管理主要是为了保持武器装备的物理功能的完整性和处于受控状态而进行的管理和维修。
基于物联网的武器装备管理有助于实现管理的自动化和智能化。
其主要思路首先是给武器装备的主要构成元件附上全球产品电子代码;其次,利用RFID、感知器、3D可视化等技术,来对武器装备的使用状态进行实时监控和定位;再次,通过监测系统将各个零部件的信息通过网络通信技术传递给信息处理系统;最后,通过将收集到的信息进行综合处理,然后输入到武器装备管理专家系统中,并由专家系统自动给出相应的管理方案。
(四)智能化营区的应用
安全和稳定一直都是部队常抓不懈的工作重点之一,营区作为干部、战士经常活动场所以及许多重要武器装备存放场所,其安全性尤为重要。
通过在围墙等地方散布一些摄像头、传感器等设备,可以防止外部人员从围墙非法入内。
在仓库、营房等地方安装烟火传感报警器,可以有效防止火灾事故的发生。
设想每个战士都佩戴一个RFID电子标签,它即可读出又可写入,
标签内记录了佩戴者的个人信息,如姓名、性别、民族、出生日期、出生地、血型、受教育情况、家庭情况、病史、立功受奖情况、违纪处分情况等。
通过这个标签,领导就可以方便地动态掌握每名同志的信息和所处位置。
战士有了这个电子标签,在营区购物的时候,战士只要拿着所购商品,通过一个扫描的区域,就可以实现自动结账而不用排队,不用等;就医时,医生可以通过这个电子标签,了解掌握其血型、以前的病史以及上次的诊断方法、开的药方等,以方便诊断;有了这个标签,战士还可以开启规定区域的门禁、上网娱乐、在阅读室借阅书刊等。
五、关于物联网技术在军事领域推广应用需解决的问题
虽然物联网的概念已经引起全球关注,但有许多核心技术还需攻克,其发展之路仍然十分漫长。
并且物联网在军事上的推广和应用还不是一个单纯的技术问题,涉及世界范围内的军事政策、法律、道德、文化等方方面面,所以广义的物联网似乎非常遥远。
但物联网的雏形就像互联网早期的形态局域网一样,虽然有这样那样的缺陷和不足,但其战略意义和深远影响是不容质疑的,所以我国必须尽早进行基础技术的研究。
事实上,物联网在军事上的应用目前尚处于起步阶段,标准、技术、运行模式以及配套机制等还远没有成熟。
这就为我国现阶段进
行物联网的基础技术研发和应用提供了良好的机遇,主要体现在如下几个方面:
(一)标准化问题
物联网是一个国家工程甚至是世界工程,需要标准化的数据库、标准化的软硬件和数据接口、互联互通的网络平台、统一的物体身份标识和编码系统,才能让遍布世界每个角落的物体接入网络,被世界识别、掌握和控制。
各类协议标准如何统一则是一个十分漫长的过程,这正是限制物联网发展的关键因素之一。
(二)信息安全问题
在未来的物联网中,每件装备都将随时随地连接在这个网络上,随时随地被感知,在这种环境中如何确保信息安全,防止军事信息被他人利用,将是物联网在军事领域推进过程中需要突破的重大障碍之一。
由于物联网在很多场合都需要无线传输,美军认为"攻破任何无线系统是非常轻而易举的事情",恐怖分子很可能会利用射频识别技术来查询美军的装备并获取数据,甚至了解到装备的具体位置。
同时,物联网规模庞大,作为世界范围内军事要素智能互联的重要平台,一旦遭到破坏,对于视保密为生命的军队来讲将是致命的打击,不但会影响到物联网本身的运行,而且会危及国家安全,甚至引发连锁反应,出
现世界范围内的系统瘫痪,使军队陷入一片混乱。
(三)资金和成本问题
实现物联网在军事领域的广泛应用,首先必须在所有装备哪怕是一枚子弹中嵌入电子标签等存储体,并需安装众多读取设备和庞大的信息处理系统,这必然导致大量军费的投入。
在成本尚未大幅降低和各方利益机制及运作模式尚未成型的背景下,物联网的发展将受到限制。
(四)装备管理问题
物联网技术在军事领域的推广应用将给装备使用和管理带来深刻变革,因此,必须改变传统的、物与物之间比较孤立状况下的思路,以系统化、网络化、信息化、一体化的观念和方法来管理依托物联网融为一体的各种装备,以形成合力、实现倍增。
(五)人员素质问题
虽然目前在武器装备研制中都在尽力提高人机友好性,但是,随着物联网在军事领域的推广应用,还将不可避免地引入众多新技术、新设备,这就需要广大部队指战员不断充实新知识、新理论、新技能,以适应物联网技术带来的新趋势和新挑战。
人类几千年来的战争史充分证明,技术改变战术。
军事技
术的飞速发展,带来战争形态的不断演变。
军队作为国家生活的重要组成部分,肩负着“三个提高,一个发挥”的历史使命。
要想完成党和人民交予我们的重托,打赢未来信息化条件下的局部战争,我国的武器装备、作战理念、作战方法必须适应未来物联网时代的要求。
物联网技术的不断发展及其在军事领域的推广应用,必将带来新的军事变革,同时将对装备和部队的建设、作战环境和样式的变化等产生重大影响。
因此,必须加强对物联网在军事上的应用研究,抢占国防事业发展的制高点。