無線通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在軍事中的應(yīng)用

21世紀(jì)，是無線技術(shù)的時代!“無論你身處何地、身處何時，無線技術(shù)將使你取你所需。”隨著21世紀(jì)的到來，無線技術(shù)的使用已經(jīng)深入到人們的日常生活，并改變了人們商業(yè)貿(mào)易的模式。自19世紀(jì)末電磁波的發(fā)現(xiàn)以來，無線通訊的發(fā)展可說是日新月異。不論是在軍事或商業(yè)用途、人們的日常生活里幾乎都已經(jīng)跟無線通訊脫離不了關(guān)系了。近年來，隨著科技的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)的延伸，人們在任何時間、任何地點對信息進(jìn)行訪問和處理的愿望正逐漸地成為現(xiàn)實，無線連接已經(jīng)成為信息技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展的重要方向之一。這種趨勢在軍事領(lǐng)域也不例外。其實，無論是無線通訊技術(shù)還是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它們的出現(xiàn)都必須是和軍事密切相關(guān)的。隨著高科技的迅速發(fā)展，現(xiàn)代戰(zhàn)爭從基于資源的平臺中心戰(zhàn)進(jìn)展到協(xié)同作戰(zhàn)的網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)，一種全新的作戰(zhàn)樣式：21世紀(jì)作戰(zhàn)系統(tǒng)工程—“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”—正在形成，而這與無線通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展息息相關(guān)!

射頻識別技術(shù)在軍事中的應(yīng)用

射頻識別(Radio FrequencyIdentification，RFID)技術(shù)是20世紀(jì)90年代開始興起的一種自動識別技術(shù)。射頻識別技術(shù)是一項利用射頻信號通過空間耦合(交變磁場或電磁場)實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識別目的的技術(shù)。

射頻識別系統(tǒng)通常由電子標(biāo)簽(射頻標(biāo)簽)和閱讀器組成。電子標(biāo)簽內(nèi)存有一定格式的電子數(shù)據(jù)，常以此作為待識別物品的標(biāo)識性信息。應(yīng)用中將電子標(biāo)簽附著在待識別物品上，作為待識別物品的電子標(biāo)記。閱讀器與電子標(biāo)簽可按約定的通信協(xié)議互傳信息，通常的情況是由閱讀器向電子標(biāo)簽發(fā)送命令，電子標(biāo)簽根據(jù)收到的閱讀器的命令，將內(nèi)存的標(biāo)識性數(shù)據(jù)回傳給閱讀器。這種通信是在無接觸方式下，利用交變磁場或電磁場的空間耦合及射頻信號調(diào)制與解調(diào)技術(shù)實現(xiàn)的。

射頻識別技術(shù)的發(fā)展得益于多項技術(shù)的綜合發(fā)展。所涉及的關(guān)鍵技術(shù)大致包

括：芯片技術(shù)、天線技術(shù)、無線收發(fā)技術(shù)、數(shù)據(jù)變換與編碼技術(shù)、電磁傳播特性。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，射頻識別產(chǎn)品的種類

將越來越豐富，應(yīng)用也越來越廣泛?？梢灶A(yù)計，在未來的幾年中，射頻識別技術(shù)將持續(xù)保持高速發(fā)展的勢頭。射頻識別技術(shù)的發(fā)展將會在電子標(biāo)簽(射頻標(biāo)簽)、閱讀器、系統(tǒng)種類等方面取得新進(jìn)展。

下文介紹一個具體的RFID軍事應(yīng)用案例—部隊槍械自動識別管理系統(tǒng)。

利用RFID技術(shù)實現(xiàn)軍隊槍械自動識別和信息化管理，能提供一個對部隊槍械的發(fā)放、出入庫、使用維護(hù)時的自動識別、智能管理的數(shù)字化平臺。系統(tǒng)能有效、準(zhǔn)確、智能地對進(jìn)出庫房的槍械進(jìn)行信息自動識別、采集、記錄、上傳，以及對槍械的維護(hù)信息進(jìn)行快速的查詢、統(tǒng)計，從而建立起軍隊軍用物資管理的數(shù)字化信息管理系統(tǒng)。

應(yīng)用RFID技術(shù)，已成為準(zhǔn)確、快速、安全、可控軍事物流發(fā)展的必然趨勢，將為軍事物資供應(yīng)鏈管理帶來革命性變革。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sen-sor Network，WSN)技術(shù)的軍事應(yīng)用

傳感器網(wǎng)絡(luò)被認(rèn)為是21世紀(jì)最重要的技術(shù)之一，它將會對人類未來的生活方式產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。2003年2月的美國《技術(shù)評論》雜志(《TechnologyReview》)評選出對人類未來生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響的十大新興技術(shù)，傳感器網(wǎng)絡(luò)被列為第一。近年來隨著無線通信、集成電路、傳感器以及微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)等技術(shù)的飛速發(fā)展，使得低成本、低功耗、多功能的微型無線傳感器的大量生產(chǎn)成為可能，這些微型無線傳感器具有無線通信、數(shù)據(jù)采集和處理、協(xié)同合作等功能，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(以下簡稱傳感器網(wǎng)絡(luò))就是由許多這些傳感器節(jié)點協(xié)同組織起來的。

傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點可以隨機(jī)或者特定地布置在目標(biāo)環(huán)境中，它們之間通過特定的協(xié)議自組織起來，能夠獲取周圍環(huán)境的信息并且相互協(xié)同工作完成特定任務(wù)。傳感器網(wǎng)絡(luò)最初來源于美國先進(jìn)國防研究項目局(DARPA-Defense Advanced ResearchProjects Agency)的一個研究項目，當(dāng)時處于冷戰(zhàn)時期，為了監(jiān)測敵方潛艇的活動情況，需要在海洋中布置大量的傳感器，使用這些傳感器所監(jiān)測的信息來實時監(jiān)測海水中潛艇的行動。傳感器網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)相比有一些獨有的特點，正是由于這些特點使得傳感器網(wǎng)絡(luò)存在很多新問題，提出了很多新的挑戰(zhàn)。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是微電子技術(shù)、AdHoc 無線網(wǎng)絡(luò)、分布式計算等信息技術(shù)發(fā)展和融合的產(chǎn)物。它利用低成本、低能耗、可計算的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點收集、處理用戶感興趣的監(jiān)測對象的數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上形成滿足用戶需求的高層應(yīng)用。由于在軍事、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、采礦等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，其研究引起了世界各國學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛重視，并成為近年來信息科學(xué)的一個研究熱點。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一個十分活躍的研究領(lǐng)域，近年也出現(xiàn)了一些新的研究動向，主要體現(xiàn)在面向服務(wù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、無線傳感器網(wǎng)格計算和面向無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的軟件工程幾方面。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)技術(shù)的軍事應(yīng)用案例可舉美國國防部國防高級研究計劃局(DARPA)和美國空軍(USAF)正在合作開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)嵌入式系統(tǒng)技術(shù)(NEST)是WSN在軍事方面的最新應(yīng)用。利用廣泛散布于特定區(qū)域、檢查站、建筑物和護(hù)衛(wèi)車隊等地的WSN結(jié)點，作戰(zhàn)人員能夠?qū)褤羰趾推渌[蔽的射手進(jìn)行定位。這些結(jié)點能夠跟蹤子彈產(chǎn)生的沖擊波，在結(jié)點范圍內(nèi)測定子彈發(fā)射時產(chǎn)生聲震和槍震的時間，以判定子彈的發(fā)射源。

總而言之，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)很快將無處不在，同時，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)技術(shù)和RFID技術(shù)正在開始走向融合!3 低成本近距離無線技術(shù)(ZigBee)的軍事應(yīng)用新一代的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將采用802.15.4(ZigBee)協(xié)議。ZigBee是一種供廉價的固定、便攜或移動設(shè)備使用的極低復(fù)雜度、成本和功耗的低速率無線連接技術(shù)，這個名字來源于蜂群使用的賴以生存和發(fā)展的通信方式，蜜蜂通過跳ZigZag形狀的舞蹈來分享新發(fā)現(xiàn)的食物源的位置、距離和方向等信息。ZigBee技術(shù)是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無線通信技術(shù)，主要適合于自動控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備中，同時支持地理定位功能。低成本、低功耗、應(yīng)用簡單的IEEE802.15.4/ZigBee協(xié)議的誕生為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及大量基于微控制的應(yīng)用提供了互聯(lián)互通的國際標(biāo)準(zhǔn)，也為軍事應(yīng)用提供了機(jī)遇。ZigBee是一種新興的低成本近距離無線技術(shù)。近兩年，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，大量無線終端誕生。這些以傳感器和遠(yuǎn)程控制為代表的無線應(yīng)用不需要較高的傳輸帶寬，而需要較低的傳輸延時和極低的功率消耗，使用戶能擁有較長的電池壽命和較多的器件陣列。藍(lán)牙技術(shù)在這方面有很大的發(fā)展空間，但它不是一種符合傳感器和低端面向控制等簡單應(yīng)用的專用標(biāo)準(zhǔn)，對那些在功耗或網(wǎng)絡(luò)性能要求較高的個人無線應(yīng)用就顯得無能為力了。IEEE802.15.4/ZigBee協(xié)議的出現(xiàn)正好解決了這一問題。它在國家安全及軍事上的主要應(yīng)用是：(1) 監(jiān)測戰(zhàn)場人員及裝備、機(jī)器人控制及監(jiān)測敵軍;(2) 評估軍隊作戰(zhàn)的戰(zhàn)果;(3) 核能、生物、化學(xué)攻擊的偵察;(4) 邊防警衛(wèi);無處不在，同時，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)技術(shù)和RFID技術(shù)正在開始走向融合!

低成本近距離無線技術(shù)(ZigBee)的軍事應(yīng)用

新一代的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將采用802.15.4(ZigBee)協(xié)議。ZigBee是一種供廉價的固定、便攜或移動設(shè)備使用的極低復(fù)雜度、成本和功耗的低速率無線連接技術(shù)，這個名字來源于蜂群使用的賴以生存和發(fā)展的通信方式，蜜蜂通過跳ZigZag形狀的舞蹈來分享新發(fā)現(xiàn)的食物源的位置、距離和方向等信息。ZigBee技術(shù)是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無線通信技術(shù)，主要適合于自動控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備中，同時支持地理定位功能。

低成本、低功耗、應(yīng)用簡單的IEEE802.15.4/ZigBee協(xié)議的誕生為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及大量基于微控制的應(yīng)用提供了互聯(lián)互通的國際標(biāo)準(zhǔn)，也為軍事應(yīng)用提供了機(jī)遇。ZigBee是一種新興的低成本近距離無線技術(shù)。

近兩年，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，大量無線終端誕生。這些以傳感器和遠(yuǎn)程控制為代表的無線應(yīng)用不需要較高的傳輸帶寬，而需要較低的傳輸延時和極低的功率消耗，使用戶能擁有較長的電池壽命和較多的器件陣列。藍(lán)牙技術(shù)在這方面有很大的發(fā)展空間，但它不是一種符合傳感器和低端面向控制等簡單應(yīng)用的專用標(biāo)準(zhǔn)，對那些在功耗或網(wǎng)絡(luò)性能要求較高的個人無線應(yīng)用就顯得無能為力了。IEEE802.15.4/ZigBee協(xié)議的出現(xiàn)正好解決了這一問題。

它在國家安全及軍事上的主要應(yīng)用是：

(1) 監(jiān)測戰(zhàn)場人員及裝備、機(jī)器人控制及監(jiān)測敵軍;

(2) 評估軍隊作戰(zhàn)的戰(zhàn)果;

(3) 核能、生物、化學(xué)攻擊的偵察;

(4) 邊防警衛(wèi);

(5) 軍事區(qū)域的監(jiān)控照明、軍隊辦公大樓的安全;

(6) 軍隊運輸和軍事勘測進(jìn)行管理、控制、數(shù)據(jù)采集及其它遙感勘測;

(7) 部隊營區(qū)家庭監(jiān)控照明、安全和其它系統(tǒng);

(8) 對軍隊醫(yī)院病患、醫(yī)療設(shè)備及設(shè)施進(jìn)行醫(yī)療和健康監(jiān)控;

(9) 軍用汽車的應(yīng)用，配合傳感器網(wǎng)絡(luò)報告汽車所有系統(tǒng)的狀態(tài);

(10) 對于部隊營區(qū)消費電子應(yīng)用，對玩具、游戲機(jī)、電視、立體音響、DVD播放機(jī)和其它家電設(shè)備進(jìn)行遙控。

(11) 有源RFID的軍事應(yīng)用，例如電池供電標(biāo)簽，它可用于產(chǎn)品運輸、產(chǎn)品跟蹤、存儲較大物品和財產(chǎn)管理。

(12) 基于軍用部門互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備之間的機(jī)器對機(jī)器通信(M2M)等等。