無(wú)線(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò )技術(shù)在軍事中的應用

21世紀，是無(wú)線(xiàn)技術(shù)的時(shí)代!“無(wú)論你身處何地、身處何時(shí)，無(wú)線(xiàn)技術(shù)將使你取你所需。”隨著(zhù)21世紀的到來(lái)，無(wú)線(xiàn)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)貿易的模式。自19世紀末電磁波的發(fā)現以來(lái)，無(wú)線(xiàn)通訊的發(fā)展可說(shuō)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(wú)線(xiàn)通訊脫離不了關(guān)系了。近年來(lái)，隨著(zhù)科技的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò )的延伸，人們在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)對信息進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)和處理的愿望正逐漸地成為現實(shí)，無(wú)線(xiàn)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(shí)，無(wú)論是無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)還是網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，它們的出現都必須是和軍事密切相關(guān)的。隨著(zhù)高科技的迅速發(fā)展，現代戰爭從基于資源的平臺中心戰進(jìn)展到協(xié)同作戰的網(wǎng)絡(luò )中心戰，一種全新的作戰樣式：21世紀作戰系統工程—“網(wǎng)絡(luò )中心戰”—正在形成，而這與無(wú)線(xiàn)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)在軍事中的應用

射頻識別(Radio FrequencyIdentification，RFID)技術(shù)是20世紀90年代開(kāi)始興起的一種自動(dòng)識別技術(shù)。射頻識別技術(shù)是一項利用射頻信號通過(guò)空間耦合(交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng))實(shí)現無(wú)接觸信息傳遞并通過(guò)所傳遞的信息達到識別目的的技術(shù)。

射頻識別系統通常由電子標簽(射頻標簽)和閱讀器組成。電子標簽內存有一定格式的電子數據，常以此作為待識別物品的標識性信息。應用中將電子標簽附著(zhù)在待識別物品上，作為待識別物品的電子標記。閱讀器與電子標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簽發(fā)送命令，電子標簽根據收到的閱讀器的命令，將內存的標識性數據回傳給閱讀器。這種通信是在無(wú)接觸方式下，利用交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)的空間耦合及射頻信號調制與解調技術(shù)實(shí)現的。

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(xiàn)技術(shù)、無(wú)線(xiàn)收發(fā)技術(shù)、數據變換與編碼技術(shù)、電磁傳播特性。隨著(zhù)技術(shù)的不斷進(jìn)步，射頻識別產(chǎn)品的種類(lèi)

將越來(lái)越豐富，應用也越來(lái)越廣泛?？梢灶A計，在未來(lái)的幾年中，射頻識別技術(shù)將持續保持高速發(fā)展的勢頭。射頻識別技術(shù)的發(fā)展將會(huì )在電子標簽(射頻標簽)、閱讀器、系統種類(lèi)等方面取得新進(jìn)展。

下文介紹一個(gè)具體的RFID軍事應用案例—部隊槍械自動(dòng)識別管理系統。

利用RFID技術(shù)實(shí)現軍隊槍械自動(dòng)識別和信息化管理，能提供一個(gè)對部隊槍械的發(fā)放、出入庫、使用維護時(shí)的自動(dòng)識別、智能管理的數字化平臺。系統能有效、準確、智能地對進(jìn)出庫房的槍械進(jìn)行信息自動(dòng)識別、采集、記錄、上傳，以及對槍械的維護信息進(jìn)行快速的查詢(xún)、統計，從而建立起軍隊軍用物資管理的數字化信息管理系統。

應用RFID技術(shù)，已成為準確、快速、安全、可控軍事物流發(fā)展的必然趨勢，將為軍事物資供應鏈管理帶來(lái)革命性變革。

無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )(Wireless Sen-sor Network，WSN)技術(shù)的軍事應用

傳感器網(wǎng)絡(luò )被認為是21世紀最重要的技術(shù)之一，它將會(huì )對人類(lèi)未來(lái)的生活方式產(chǎn)生深遠影響。2003年2月的美國《技術(shù)評論》雜志(《TechnologyReview》)評選出對人類(lèi)未來(lái)生活產(chǎn)生深遠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(lái)隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)通信、集成電路、傳感器以及微機電系統(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(wú)線(xiàn)傳感器的大量生產(chǎn)成為可能，這些微型無(wú)線(xiàn)傳感器具有無(wú)線(xiàn)通信、數據采集和處理、協(xié)同合作等功能，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )(以下簡(jiǎn)稱(chēng)傳感器網(wǎng)絡(luò ))就是由許多這些傳感器節點(diǎn)協(xié)同組織起來(lái)的。

傳感器網(wǎng)絡(luò )的節點(diǎn)可以隨機或者特定地布置在目標環(huán)境中，它們之間通過(guò)特定的協(xié)議自組織起來(lái)，能夠獲取周?chē)h(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(lái)源于美國先進(jìn)國防研究項目局(DARPA-Defense Advanced ResearchProjects Agency)的一個(gè)研究項目，當時(shí)處于冷戰時(shí)期，為了監測敵方潛艇的活動(dòng)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測的信息來(lái)實(shí)時(shí)監測海水中潛艇的行動(dòng)。傳感器網(wǎng)絡(luò )與傳統網(wǎng)絡(luò )相比有一些獨有的特點(diǎn)，正是由于這些特點(diǎn)使得傳感器網(wǎng)絡(luò )存在很多新問(wèn)題，提出了很多新的挑戰。

無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )是微電子技術(shù)、AdHoc 無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)收集、處理用戶(hù)感興趣的監測對象的數據，并在此基礎上形成滿(mǎn)足用戶(hù)需求的高層應用。由于在軍事、環(huán)境監測、醫療、農業(yè)、采礦等領(lǐng)域有廣闊的應用前景，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(lái)信息科學(xué)的一個(gè)研究熱點(diǎn)。

無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )是一個(gè)十分活躍的研究領(lǐng)域，近年也出現了一些新的研究動(dòng)向，主要體現在面向服務(wù)的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )應用、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)格計算和面向無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的軟件工程幾方面。

無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )(WSN)技術(shù)的軍事應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(kāi)發(fā)的網(wǎng)絡(luò )嵌入式系統技術(shù)(NEST)是WSN在軍事方面的最新應用。利用廣泛散布于特定區域、檢查站、建筑物和護衛車(chē)隊等地的WSN結點(diǎn)，作戰人員能夠對狙擊手和其他隱蔽的射手進(jìn)行定位。這些結點(diǎn)能夠跟蹤子彈產(chǎn)生的沖擊波，在結點(diǎn)范圍內測定子彈發(fā)射時(shí)產(chǎn)生聲震和槍震的時(shí)間，以判定子彈的發(fā)射源。

總而言之，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )很快將無(wú)處不在，同時(shí)，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )(WSN)技術(shù)和RFID技術(shù)正在開(kāi)始走向融合!3 低成本近距離無(wú)線(xiàn)技術(shù)(ZigBee)的軍事應用新一代的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )將采用802.15.4(ZigBee)協(xié)議。ZigBee是一種供廉價(jià)的固定、便攜或移動(dòng)設備使用的極低復雜度、成本和功耗的低速率無(wú)線(xiàn)連接技術(shù)，這個(gè)名字來(lái)源于蜂群使用的賴(lài)以生存和發(fā)展的通信方式，蜜蜂通過(guò)跳ZigZag形狀的舞蹈來(lái)分享新發(fā)現的食物源的位置、距離和方向等信息。ZigBee技術(shù)是一種近距離、低復雜度、低功耗、低數據速率、低成本的雙向無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，主要適合于自動(dòng)控制和遠程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設備中，同時(shí)支持地理定位功能。低成本、低功耗、應用簡(jiǎn)單的IEEE802.15.4/ZigBee協(xié)議的誕生為無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )及大量基于微控制的應用提供了互聯(lián)互通的國際標準，也為軍事應用提供了機遇。ZigBee是一種新興的低成本近距離無(wú)線(xiàn)技術(shù)。近兩年，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的飛速發(fā)展，大量無(wú)線(xiàn)終端誕生。這些以傳感器和遠程控制為代表的無(wú)線(xiàn)應用不需要較高的傳輸帶寬，而需要較低的傳輸延時(shí)和極低的功率消耗，使用戶(hù)能擁有較長(cháng)的電池壽命和較多的器件陣列。藍牙技術(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(jiǎn)單應用的專(zhuān)用標準，對那些在功耗或網(wǎng)絡(luò )性能要求較高的個(gè)人無(wú)線(xiàn)應用就顯得無(wú)能為力了。IEEE802.15.4/ZigBee協(xié)議的出現正好解決了這一問(wèn)題。它在國家安全及軍事上的主要應用是：(1) 監測戰場(chǎng)人員及裝備、機器人控制及監測敵軍;(2) 評估軍隊作戰的戰果;(3) 核能、生物、化學(xué)攻擊的偵察;(4) 邊防警衛;無(wú)處不在，同時(shí)，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )(WSN)技術(shù)和RFID技術(shù)正在開(kāi)始走向融合!

低成本近距離無(wú)線(xiàn)技術(shù)(ZigBee)的軍事應用

新一代的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )將采用802.15.4(ZigBee)協(xié)議。ZigBee是一種供廉價(jià)的固定、便攜或移動(dòng)設備使用的極低復雜度、成本和功耗的低速率無(wú)線(xiàn)連接技術(shù)，這個(gè)名字來(lái)源于蜂群使用的賴(lài)以生存和發(fā)展的通信方式，蜜蜂通過(guò)跳ZigZag形狀的舞蹈來(lái)分享新發(fā)現的食物源的位置、距離和方向等信息。ZigBee技術(shù)是一種近距離、低復雜度、低功耗、低數據速率、低成本的雙向無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，主要適合于自動(dòng)控制和遠程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設備中，同時(shí)支持地理定位功能。

低成本、低功耗、應用簡(jiǎn)單的IEEE802.15.4/ZigBee協(xié)議的誕生為無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )及大量基于微控制的應用提供了互聯(lián)互通的國際標準，也為軍事應用提供了機遇。ZigBee是一種新興的低成本近距離無(wú)線(xiàn)技術(shù)。

近兩年，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的飛速發(fā)展，大量無(wú)線(xiàn)終端誕生。這些以傳感器和遠程控制為代表的無(wú)線(xiàn)應用不需要較高的傳輸帶寬，而需要較低的傳輸延時(shí)和極低的功率消耗，使用戶(hù)能擁有較長(cháng)的電池壽命和較多的器件陣列。藍牙技術(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(jiǎn)單應用的專(zhuān)用標準，對那些在功耗或網(wǎng)絡(luò )性能要求較高的個(gè)人無(wú)線(xiàn)應用就顯得無(wú)能為力了。IEEE802.15.4/ZigBee協(xié)議的出現正好解決了這一問(wèn)題。

它在國家安全及軍事上的主要應用是：

(1) 監測戰場(chǎng)人員及裝備、機器人控制及監測敵軍;

(2) 評估軍隊作戰的戰果;

(3) 核能、生物、化學(xué)攻擊的偵察;

(4) 邊防警衛;

(5) 軍事區域的監控照明、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、數據采集及其它遙感勘測;

(7) 部隊營(yíng)區家庭監控照明、安全和其它系統;

(8) 對軍隊醫院病患、醫療設備及設施進(jìn)行醫療和健康監控;

(9) 軍用汽車(chē)的應用，配合傳感器網(wǎng)絡(luò )報告汽車(chē)所有系統的狀態(tài);

(10) 對于部隊營(yíng)區消費電子應用，對玩具、游戲機、電視、立體音響、DVD播放機和其它家電設備進(jìn)行遙控。

(11) 有源RFID的軍事應用，例如電池供電標簽，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(mén)互聯(lián)網(wǎng)的設備之間的機器對機器通信(M2M)等等。