2.2 物联网军事应用现状和趋势
在方兴未艾的军事信息化变革中，世界各国纷纷加强研究和建设，以赢得转型先机。物联网给军事信息化建设带来的推动和影响，早已被以美国为首的发达国家所重视，这些国家利用先进的信息技术储备，从不同层次、不同领域开展了大量的有关物联网军事应用方面的研究和实践，取得了许多显著的应用成果。受外军技术封锁和资料保密限制，作者只能从公开的资料中，去积极追踪外军的物联网军事应用最新研究成果，分析物联网军事应用现状和趋势。
2.2.1 物联网军事应用现状分析
分析物联网的概念和原理，尤其是无线传感网、M2M等典型应用模式，比对国内外军事信息化建设中的一些具体技术和建设项目，我们可以清晰地意识到与物联网相关的许多技术已经在军事领域中潜移默化地投入应用，并且已经取得了很好的效果，尤其是以美国为首的世界发达军事国家已经占据了物联网军事应用的高端地位。下面以美军为例，简要介绍其在物联网军事应用方面的一些项目实例。
美国陆军开展了大量的传感网建设项目，如灵巧传感器网络、无人值守地面传感器群和战场环境侦察与监视系统等。其中，“灵巧传感器网络”（SSW，Smart Sensor Web）是美国陆军提出的针对网络中心战的需求所开发的新型传感器网络。其核心思想是在战场上布设大量的传感器，向战场指挥员提供从大型传感器矩阵中得来的动态更新数据库，以及实时或近实时的战场信息，包括高分辨率数字地图、三维地形特征、多重频谱图形等信息。系统采用预先制定的统一标准解读获取到的信息，再与诸如公路、建筑、天气、单元位置等信息，其他传感器输入的信息相互关联，从而为交战网络提供诸如开火、装甲车发动及爆炸等触发传感器的实时信息。SSW系统实现了传感器基于网络平台的集成。例如，一个被触发的传感器主体可能会要求在其范围内激活其他传感器，达到对前后相关信息的澄清和确认。无人值守地面传感器群是美国陆军近期确立的“更广阔视野”项目的三个子项目之一，其主要目标是具有在任何作战区域或方位灵活地部署传感器的能力。陆军战场环境侦察与监视系统是一个智能化传感器网络，可以更为详尽、准确地探测到精确信息，如一些特殊地形地域的特种信息（如登陆作战中敌方岸滩的翔实地理特征信息，丛林地带的地面坚硬度、干湿度）等，为更准确地制定战斗行动方案提供情报依据。该系统组由撒布型微传感器网络系统、机载和车载型侦察与探测设备等构成，为各作战平台与单位提供“各取所需”的情报服务，使情报侦察与获取能力产生质的飞跃。
美国海军最近也确立了“传感器组网系统”、网状传感器系统CEC（Cooperative Engagement Capability）、先进布放式系统、濒海机载超光谱传感器、“海洋网”等研究项目。传感器组网系统利用现有的通信机制对从战术级到战略级的传感器信息进行管理，而管理工作只需通过一台专用的商用便携机即可，不需要其他专用设备。该系统以现有的带宽进行通信，并可协调来自地面和空中监视传感器及太空监视设备的信息。网状传感器系统CEC是一个无线网络，适用于舰船或飞机战斗群进行感知数据处理，使每艘战船不只是依赖于自己的雷达，还依靠其他战船或装载CEC的战机来获取感知数据，利用这些数据合成具有很高精度的图片，极大地提高了测量和打击精度。先进布放式系统是一种被动水下声学传感器网络。它可以提供实时信息，在濒海区域监视敌方潜艇和水面舰艇。濒海机载超光谱传感器系统利用非声超光谱传感器提供近实时的目标探测、分类和识别，用于反潜战、搜索和营救及区域绘图。“海洋网”是一种自由部署的水下网络系统，采用“远程声呐调制解调器”，在固定或移动的水下节点之间通过声传播实现通信，提供水下指挥、控制、通信和导航等。
在传感网建设方面，美军开展了智能微尘（Smart Dust）、沙地直线（A Line in the Sand）、狼群（Wolf Pack）等众多项目。智能微尘是由微处理器、无线电收发装置组成的超微型传感器，彼此间能够相互定位，组成无线网络，收集数据并向基站发送。未来的智能微尘甚至可以悬浮在空中几个小时，形成严密的监视网络。狼群中的“狼”是无人值守、智能化程度很高的电子侦察和电子攻击装置，分布在邻近的几只“狼”在“头狼”带领下组成了一个分布式“狼群”系统，进行信息交换。一只“狼”出了故障或遭毁坏，其他“狼”可以接替工作。“狼群”可以完成目标探测、识别、定位和干扰等。
在勤务支援保障领域，美军以RFID等识别技术为核心实施了大量应用项目，大大提高了其战场可视化勤务保障能力。例如，美军后勤军事转型中为了具备实现“感知与反应后勤”能力，实施了“连接后勤人员”的网络建设计划，该计划的主要内容包括三部分。第一，通过战斗勤务保障自动化信息系统接口和VSAT卫星通信实现关键后勤节点的连接。其中，战斗勤务保障自动化信息系统接口实现前方后勤保障点的局域网连接，提供有关库存品和需求的关键后勤数据。VSAT终端提供一个后勤数据网络，使后勤人员既可以通过网络获得战术数据，也可以上传后勤数据。第二，通过安装移动跟踪系统和广泛使用RFID标签实现后勤行动的可视性。移动跟踪系统是一种卫星双向文本通信和定位导航移动系统，提供在运可视及车队间通信。RFID标签广泛应用于提供集装箱和货盘载运物资信息。第三，部署作战指挥持续保障系统，将大量分散的后勤信息系统、在运可视系统及其他离散数据源提供的信息统一汇总到一个决策支持系统中，为机动部队指挥官提供关键后勤物资的动态信息。在此基础上，美军还开发出一种集成的RF通信器的新型卫星接收器，可提供车载物资的可视化，实现在运的和视觉外的战场补给品跟踪。同时，利用RFID技术，美军研制了由物资器材管理系统、全资产可视系统、需求查询信息系统和舰队库存管理与分析上报系统等构成的在储物资可视化系统体系；由物资库存控制站自动化信息系统、高级跟踪与控制系统、民用资产可视性系统、后方维修系统、综合持续维修系统和可变环境中的分发与修理系统、标准采购系统、标准自动化物资管理系统等组成在处理物资可视化系统体系。同时，美军还开发了部队物资运输信息系统、部队人员运送信息系统等在运可视性系统。以上系统通过后勤信息网、全球运输网和后勤人员连接网，实现了指挥官对物资在储、在处理和在运的全程可视化，大大提供了保障的精确性和效能，实现了“适时、适量、适地”的聚焦后勤保障能力。
此外，在勤务支援领域，RFID技术还被广泛应用于伤员搜救、战场救治、病情监控、防疫检测、伤员后送等卫勤保障领域，如单兵监视系统、医疗数字辅助系统、野战医疗机构信息系统等项目。同时在技术维修、维修管理、状态跟踪等装备技术保障领域研制了装备技术资料管理系统、陆军标准修改系统、装备标准检测系统等，大大提高了后方勤务支援的保障能力。
从美国等西方发达军事国家在物联网军事应用的现状来看，可以总结出以下几个发展特点：
1.大力发展与物联网相关的军用元器件，提高军事应用的物质基础条件水平
由于军事应用在体积、重量、容量、速度、频段及使用环境等各方面的限制因素，对各类元器件都有着内在的特殊要求，因此西方国家在发展物联网军事应用时，都将以相应的军用元器件的研制作为基础。例如，美军以前在物资识别方面使用的是410RFID标签，只有在该标签通过某个安装有阅读器的门架（或问讯器）时才能确定其位置，因此在伊拉克、阿富汗等许多缺乏基础设施的地方，无法实现在运物资实时可视。为此，美军开发了第三代（3G）射频识别标签，能够通过卫星与相关数据源（包括全球运输网）的射频/在运可视服务器连通，即使不在射频基础设施的有效范围之内也能提供识别号、日期、时间及精度达1.1米的位置数据，并且不受供电和自然环境的影响。此外，美军还考虑具备通过E-mail进入3G RFID的能力，为其加装温度和湿度传感器等。在伤员救治方面，美军还专门开发了伤员后送电子标签，用于伤员身份识别、位置和伤情判断等，增强伤员后送信息的准确性。
2.以应用于特殊环境的无人化传感装备为研制方向，降低人工作业和战场伤亡率
传感器网络具有的自组织性和容错能力使其不会因为某些节点的损坏而导致整个系统的崩溃，这一点使传感器网络非常适合应用于恶劣的战场环境中，包括监控部队兵力、装备和物资，监视冲突区，侦察敌方地形和布防，定位攻击目标，评估损失，侦察和探测核、生物和化学攻击等方面。类似于“灵巧传感器网络”、无人值守地面传感器群、智能微尘等项目，美军研制了大量用于敌后探测、近距离侦察、水下监视、防生化等特殊环境下小型化、智能型无人感知装备，这些系统在运行时不需要人员操作或值守，也没有很高的能源支持需求，但是对于提高战场感知能力非常有效。这样可以在提高高技术武器打击精度的同时，大大减少作战人员的参与，规避操作失误，降低工作强度和作业复杂度，有效降低战场伤亡率。
3.注重从末端感知一直到链接指挥控制系统的体系建设，强化对信息的应用
美军所研制的每一类传感网络或识别装备，都要通过通信网络等手段将其与指挥、决策、处理、或管理系统相链接，其中涉及大量的接口转换、信息筛选、数据融合、标准管理等问题，最终解决所获取到的信息在指挥管理方面的应用问题。资料显示，军事发达国家已逐步将传感器网络与C4ISR系统融合，形成C4ISRT系统（其中的“T”为targeting），集命令、控制、通信、计算、智能、监视、侦察和定位于一体，构建完整的战场信息系统体系。这一趋势表明，一方面传统的C4ISR系统逐步向物资、装备、战场实体等更细的末端延伸，另一方面物联网的军事运用已经逐步成为C4ISR系统不可或缺的重要组成部分。
2.2.2 物联网军事应用启示
物联网被许多军事专家称为“一座未探明储量的金矿”，正在孕育军事变革深入发展的新契机。可以设想，在国防科研、军工企业及武器平台等各个环节与要素设置标签读取装置，通过无线和有线网络将其连接起来，那么每个国防要素及作战单元，甚至整个国家军事力量都将处于全信息和全数字化状态。大到卫星、导弹、飞机、舰船、坦克、火炮等装备系统，小到单兵作战装备，从通信技侦系统到后勤保障系统，从军事科学试验到军事装备工程，其应用遍及战争准备、战争实施的每一个环节。可以说，物联网扩大了未来作战的时域、空域和频域，对国防建设各个领域产生了深远影响，将引发一场划时代的军事技术革命和作战方式的变革。美国等世界发达军事强国在物联网军事应用方面的经验为我们提供了以下启示：
1.战场感知精确化——可以监测到一粒沙子的陨落
近年来发生的几场局部战争的实践充分说明，战场安全性是相对的，整体防御体系难免存在一定的漏洞，要想弥补，就必须对包括现有指挥控制系统在内的相关系统进行升级改造，使战场感知能力不断适应未来作战的需要。物联网应该可以担此重任。
美军目前已建立了具有强大作战空间态势感知优势的多传感器信息网，这可以说是物联网在军事运用中的雏形。美国国防高级研究项目管理局已研制出一些低成本的自动地面传感器，这些传感器可以迅速散布在战场上并与设在卫星、飞机、舰艇上的所有传感器有机融合，通过情报、监视和侦察信息的分布式获取，形成全方位、全频谱、全时域的多维侦察监视预体系。
据报道，伊拉克战争中，美军多数打击兵器是靠战场感知行动临时传递的目标信息而实施对敌攻击的，甚至有人将信息化条件下作战称为“传感器战争”。物联网堪称信息化战场的宠儿，将为战场上带来新的电子眼和电子耳。与当前美军传感网相比，物联网最大的优势在于其可以在更高层次上实现战场感知的精确化、系统化和智能化，可以把过去在战场上需要几小时乃至更长时间才能完成处理、传送和利用的目标信息，压缩到几分钟、几秒钟甚至同步，能够实现战场实时监控、目标定位、战场评估、核攻击和生物化学攻击的监测和搜索等功能。通过大规模节点部署有效避免侦察盲区，为火控和制导系统提供精确的目标定位信息。同时，其感知能力不会因某一节点的损坏而导致整个监测系统的崩溃，各会聚节点将数据送至指挥部，最后融合来自各战场的数据形成完备的战场态势图。
2.武器装备智能化——全自主式作战机器人将登上战场
自20世纪60年代在印支战场崭露头角以来，作为一支新军，军用机器人受到了军事强国的高度重视，纷纷投入巨资予以研究与开发，仅美国目前已开发出和列入研制计划的各类智能军用机器人就达100多种。军用机器人巨大的军事潜能和超强的作战功效，使其成为未来战争舞台上一支不可忽视的军事力量。
目前，虽然越来越多的普通技能的机器人走入了军营，但这些机器人的应用范围有限，机动能力、智能化程度不高，且仍需人员遥控。真正意义上的军用机器人，机动速度更快、部署更加灵敏，高智能化水平使其具备独立遂行作战任务的能力。因此，要制造出能在战场上使用的完全“智能”的机器人还有很多技术问题亟待突破。而物联网是一种能将包括人在内的所有物品相互连接，并允许它们相互通信的网络的概念，不仅是物与人、物与物之间相连，而且还包括机器和机器之间的通信。物联网被誉为“武器装备的生命线”，随着信息技术的进一步发展，物联网与人工智能技术、纳米技术的结合应用，未来战场的作战形式将发生巨大变化。
3.后勤保障灵敏化——真正实现动态自适应性后勤
信息化条件下作战对后勤保障的依赖性大大增强，即使是作为世界头号军事强国的美国也认识到其后勤体系仍然存在诸多弊端。伊拉克战争初期，美军由于后勤计算和判断上的失误导致战前准备不足，特别是没有预先把伊拉克战场恶劣的保障环境考虑在内，迟滞了美英联军的作战行动。战区内堆积的物资虽然比海湾战争时少，但只不过是由“大山”变成了“小山”。与此同时，运往伊拉克战场的物资在“最后1战术英里”失去了可见性，前线保障物资频频告急、生活品补给捉襟见肘，在美军士兵内部甚至出现了战场“黑市交易”。因此，要实现从“散兵坑到工厂”的全程可视，还必须进一步深化信息技术开发与利用，以新技术、新产品推动后勤领域的全面变革。
物联网似乎是专为军队后勤“量身打造”的一项完美技术，可以弥补后勤领域的诸多不足。首先，它可以有效避免后勤工作的盲目性。随着射频识别技术、二维条码技术和智能传感技术的突破，物联网无疑能够为自动获取在储、在运、在用物资信息提供方便灵活的解决方案。在各种军事行动全过程中，实现准确的地点、准确的时间向作战部队提供数量适当的装备与补给，避免多余的物资涌向作战地域，造成不必要的混乱、麻烦和浪费。同时，能够准确感知、实时掌握特殊物资运输和搬运方面的限制，对操作人员技能、工具和设施的要求，货品更换和补充时间等。并根据战场环境变化，预见性地做出决策，自主地协调、控制、组织和实施后勤行动，实现自适应性的后勤保障能力。其次，它能最大限度地提高补给线的安全性。基于物联网的后勤体系，具有网络化、非线性的结构特征，具备很强的抗干扰和抗攻击能力，不仅可以确切掌握物资从工厂运送到前方散兵坑的全过程，而且还可以提供危险预报、给途中的车辆布置任务及优化运输路线等。特别是可以把后勤保障行动与整个数字化战场环境融为一体，实现后勤保障与作战行动一体化，使后勤指挥随时甚至提前做出决策，极大地增强后勤行动的灵活性和危机控制能力，全面保障后勤运输安全。最后是有效避免重要物资的遗失。射频识别标签作为物联网的重要组成部分，能储存96位码，可识别2.68亿个以上的独立制造厂商，以及每个厂商的100万种以上的产品，可以储存3.5×1051种组合信息。美国国防部通过这种灵巧标签得到的大量组合信息可在全军范围内追踪每件装备。随着射频识别标签技术的成熟、成本的降低，物联网完全可应用于单件武器上，这将更加严格地控制武器库，而且有助于寻找在战场上丢失的威胁性极大的武器。