無線通訊網(wǎng)絡技術在軍事中的應用

21世紀，是無線技術的時代!“無論你身處何地、身處何時，無線技術將使你取你所需。”隨著21世紀的到來，無線技術的使用已經(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(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系了。近年來，隨著科技的發(fā)展和網(wǎng)絡的延伸，人們在任何時間、任何地點對信息進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)成為信息技術和產品發(fā)展的重要方向之一。這種趨勢在軍事領域也不例外。其實，無論是無線通訊技術還是網(wǎng)絡技術，它們的出現(xiàn)都必須是和軍事密切相關的。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)進展到協(xié)同作戰(zhàn)的網(wǎng)絡中心戰(zhàn)，一種全新的作戰(zhàn)樣式：21世紀作戰(zhàn)系統(tǒng)工程—“網(wǎng)絡中心戰(zhàn)”—正在形成，而這與無線通訊網(wǎng)絡技術的迅速發(fā)展息息相關!

射頻識別技術在軍事中的應用

射頻識別(Radio FrequencyIdentification，RFID)技術是20世紀90年代開始興起的一種自動識別技術。射頻識別技術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到識別目的的技術。

射頻識別系統(tǒng)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(shù)據(jù)，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(jù)收到的閱讀器的命令，將內存的標識性數(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制與解調技術實現(xiàn)的。

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

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

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

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

利用RFID技術實現(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、使用維護時的自動識別、智能管理的數(shù)字化平臺。系統(tǒng)能有效、準確、智能地對進出庫房的槍械進行信息自動識別、采集、記錄、上傳，以及對槍械的維護信息進行快速的查詢、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)。

應用RFID技術，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革命性變革。

無線傳感器網(wǎng)絡(Wireless Sen-sor Network，WSN)技術的軍事應用

傳感器網(wǎng)絡被認為是21世紀最重要的技術之一，它將會對人類未來的生活方式產生深遠影響。2003年2月的美國《技術評論》雜志(《TechnologyReview》)評選出對人類未來生活產生深遠影響的十大新興技術，傳感器網(wǎng)絡被列為第一。近年來隨著無線通信、集成電路、傳感器以及微機電系統(tǒng)(MEMS)等技術的飛速發(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(以下簡稱傳感器網(wǎng)絡)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)絡的節(jié)點可以隨機或者特定地布置在目標環(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。傳感器網(wǎng)絡最初來源于美國先進國防研究項目局(DARPA-Defense Advanced ResearchProjects Agency)的一個研究項目，當時處于冷戰(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)絡與傳統(tǒng)網(wǎng)絡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)絡是微電子技術、AdHoc 無線網(wǎng)絡、分布式計算等信息技術發(fā)展和融合的產物。它利用低成本、低能耗、可計算的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點收集、處理用戶感興趣的監(jiān)測對象的數(shù)據(jù)，并在此基礎上形成滿足用戶需求的高層應用。由于在軍事、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療、農業(yè)、采礦等領域有廣闊的應用前景，其研究引起了世界各國學術界和工業(yè)界的廣泛重視，并成為近年來信息科學的一個研究熱點。

無線傳感器網(wǎng)絡是一個十分活躍的研究領域，近年也出現(xiàn)了一些新的研究動向，主要體現(xiàn)在面向服務的無線傳感器網(wǎng)絡應用、無線傳感器網(wǎng)格計算和面向無線傳感器網(wǎng)絡的軟件工程幾方面。

無線傳感器網(wǎng)絡(WSN)技術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)正在合作開發(fā)的網(wǎng)絡嵌入式系統(tǒng)技術(NEST)是WSN在軍事方面的最新應用。利用廣泛散布于特定區(qū)域、檢查站、建筑物和護衛(wèi)車隊等地的WSN結點，作戰(zhàn)人員能夠對狙擊手和其他隱蔽的射手進行定位。這些結點能夠跟蹤子彈產生的沖擊波，在結點范圍內測定子彈發(fā)射時產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)絡很快將無處不在，同時，無線傳感器網(wǎng)絡(WSN)技術和RFID技術正在開始走向融合!3 低成本近距離無線技術(ZigBee)的軍事應用新一代的無線傳感器網(wǎng)絡將采用802.15.4(ZigBee)協(xié)議。ZigBee是一種供廉價的固定、便攜或移動設備使用的極低復雜度、成本和功耗的低速率無線連接技術，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技術是一種近距離、低復雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無線通信技術，主要適合于自動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備中，同時支持地理定位功能。低成本、低功耗、應用簡單的IEEE802.15.4/ZigBee協(xié)議的誕生為無線傳感器網(wǎng)絡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線技術。近兩年，無線傳感器網(wǎng)絡的飛速發(fā)展，大量無線終端誕生。這些以傳感器和遠程控制為代表的無線應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。藍牙技術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用的專用標準，對那些在功耗或網(wǎng)絡性能要求較高的個人無線應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用是：(1) 監(jiān)測戰(zhàn)場人員及裝備、機器人控制及監(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(WSN)技術和RFID技術正在開始走向融合!

低成本近距離無線技術(ZigBee)的軍事應用

新一代的無線傳感器網(wǎng)絡將采用802.15.4(ZigBee)協(xié)議。ZigBee是一種供廉價的固定、便攜或移動設備使用的極低復雜度、成本和功耗的低速率無線連接技術，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技術是一種近距離、低復雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無線通信技術，主要適合于自動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備中，同時支持地理定位功能。

低成本、低功耗、應用簡單的IEEE802.15.4/ZigBee協(xié)議的誕生為無線傳感器網(wǎng)絡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線技術。

近兩年，無線傳感器網(wǎng)絡的飛速發(fā)展，大量無線終端誕生。這些以傳感器和遠程控制為代表的無線應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。藍牙技術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用的專用標準，對那些在功耗或網(wǎng)絡性能要求較高的個人無線應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用是：

(1) 監(jiān)測戰(zhàn)場人員及裝備、機器人控制及監(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)療設備及設施進行醫(yī)療和健康監(jiān)控;

(9) 軍用汽車的應用，配合傳感器網(wǎng)絡報告汽車所有系統(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，它可用于產品運輸、產品跟蹤、存儲較大物品和財產管理。

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