物联网的军事应用

物联网的军事应用关系着国家安全

物联网是新技术革命的产物，代表了计算机技术和通信技术的未来，是继互联网之后又一重大的科技创新；是建立在技术迅猛发展和无处不在的网络基础上的一个全新技术领域。物联网被很多国家称为信息技术革命的第三次浪潮，以及继计算机、互联网、移动通信网之后信息产业的又一重大里程碑。如果说第一代互联网是人与物的交流，第二代是人与人的交流的话，那么第三代将是物与物的交流，通过现实空间物与物的智能互联，让物品“开口说话”，实现感知世界。倘若如此，整个世界的面貌将为之焕然一新。

物联网是一个先进、综合、复杂的网络系统，它利用RFID（射频识别技术）、无线数据通信等技术，为每一件物品建立全球的、开放的标识代码，并通过互联网实现物品的自动识别和信息的互联共享，达到其在全球范围内的身份识别与“透明”管理，从而构建一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things（物联网）”。

1、物联网推动军事信息化变革，关系国家安全

信息技术正推动着一场新的军事变革。信息化战争要求作战系统“看得明、反应快、打得准”，谁在信息的获取、传输、处理上占据优势(取得制信息权)，谁就能掌握战争的主动权。物联网概念的问世，对现有军事系统格局产生了巨大冲击。它的影响绝不亚于互联网在军事领域里的广泛应用，将触发军事变革的一次重新启动，使军队建设和作战方式发生新的重大变化。当前，世界主要军事强国已经嗅到了这股浪潮的气息，纷纷制定标准、研发技术和推广应用，以期在新一轮军事变革中占据有利位置。因此物联网引起美国、欧盟、日本等大国和组织的极大关注，并将其纳入了国家顶层战略计划。2003年，美国国防部力推RFID条码识别技术，使之为世界所知。当前，美国将微纳传感技术列入经济发展和国防安全重点建设项目，以物联网应用为核心，全面反映感知、互联、智能的“智慧地球”计划也得到奥巴马府的积极回应和支持，其经济刺激方案中将投资110亿美元用于智能电网及相关项目的研发建设。

物联网被许多军事专家称为“一个未探明储量的金矿”，正在孕育军事变革深入发展的新契机。物联网的无线传感器网络以其独特的优势，能在多种场合满足军事信息获取的实时性、准确性、全面性等需求。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。

通过采用智能尘埃(Smart Dezert)、智能物体(Smart Matter)、微机电系统(MEMS)、无线传感器网络(WSN)、微传感器网络(MSN)，GPS、RFID、红外等技术，物联网的未来军事应用主要体现在战场感知精准化、武器装备智能化、后勤保障灵敏化以及网络战模式的变化等几个方面。

A、战场感知精确化——可以监测到一粒沙子的陨落

战后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漏洞，要想弥补之，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。物联网可以担当此重任。

据称，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。

有人将信息化条件下作战称为“传感器战争”，而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。与当前美军传感器网相比，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。它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，各汇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。IPv6作为物联网的关键技术之一，因其海量的地址空间、高度的灵活性和安全性、可动态进行地址分配以及完全的分布式结构等特性，是以前所有技术难以相比的，具有重大的军事价值。通过IPv6技术，完全可以实现为物联网每个传感器节点分配一个单独的IP地址，世界上的一草一木，武器库里的一枪一弹，都会被分配一个IPv6地址。通过飞机向战场洒落肉眼观察不到的传感器尘埃，利用物联网实时采集、分析和研究监测数据，哪怕是一粒沙子的陨落也不会逃脱，真正实现感知世界每个角落。

B、武器装备智能化——全自主式作战机器人和无人飞机

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。另外再阿富汗战争中，美国投入大量的无人飞机进行复杂地形的侦查工作，实现远程打击。

目前，虽然越来越多的普通技能的机器人和无人飞机走入了军营，但这些机器人和无人飞机的应用范围有限，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和无人飞机，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”的机器人和无人飞机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概念，不仅是物与人、物与物之间相连，还包括机器和机器之间的通信，所以物联网被誉为“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。新一代网络协议，能够让每个物体都可以在互联网上有自己的“名字”，嵌入式智能芯片技术可以让目标物体拥有自己的“大脑”来运算和分析，纳米技术和小型化技术还可以使目标对象越来越小。在不远的将来，你不仅可以与身边一切物体“交流”，而且物体与物体之间也可以“开口讲话”。在这些技术支持下，具有一定信息获取和信息处理能力的全自主智能作战机器人和无人飞机将从科幻电影中步入现实，各种以物联网为基础的自动作战武器将成为战场主角。

在巷战中，这些机器人和无人飞机配合，可以进行远程投放，可代替作战人员钻洞穴、爬高墙、潜入作战区，快速捕捉战场上的目标，测定火力点的位置，探测隐藏在建筑物、坑道、街区的敌人，迅速测算射击参数，保证实施精确打击。机器人和无人飞机小分队还可以在非常危险的环境中进行协同作战，它们具有智能决策、自我学习和机动侦察的能力，比人类士兵以更快的速度观察、思考、反应和行动，远离战场前沿的指挥官和操作人员只须下达命令，不需要任何同步控制，机器人和无人飞机小分队就可以完成任务并自行返回指定地点。

C、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，“兵马未动，粮草先行“。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，甚至出现了饥饿的士兵向伊平民“讨饭”的一幕。美军前线的香烟、肥皂、水果等补给捉襟见肘，在美军士兵内部甚至出现了战场 “黑市交易”。

对于战争中暴露出的问题，美国审计局在一份报告中指出：“可视性水平远没有达到部队现实需要的水平，更不用说保障未来作战了。”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研发，以新技术新产品推动后勤领域的全面变革。

而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（RFID）、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报、给途中的车辆布置任务以及优化运输路线等。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。

基于物联网的后勤体系可以有效避免重要物资的遗失。世界各国都非常重视战场物资的管理，极力避免武器装备、重要零部件等物资的遗失。但伊拉克战争期间，美军一中转中心在战争期间竟丢失了1500个防弹衣插件；由于不知道物资具体位置，17个速食集装箱被遗忘在补给基地达1星期之久。而无线射频识别（RFID）标签作为物联网的重要组成部分，能储存96位码，无线射频识别（RFID）芯片大约可以储存 3.5×1051种组合信息，可识别2.68亿个以上的独立制造厂商及每个厂商的100万种以上的产品。美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。

D、物联网引发未来网络战新模式——超越赛博空间

据美国《空军时报》5月30日报道，5月7日至5月27日，美空军太空司令部在内华达州的内里斯空军基地进行了第6次“施里弗”太空演习，从中可以看出美国对未来网络战模式的判断与应对。关于此次演习，美军对外仅阐述了三项重要目的：一是研究太空空间和赛博空间的“替代概念、能力和力量”，以应对未来需求；二是探索太空空间和赛博空间对未来威慑战略的贡献；三是研究使用综合手段在太空空间和赛博空间执行作战的一体化程序。此次演习将太空与赛博空间视为所有防御作战和国土安全作战方面的核心，并高度重视整合太空与赛博空间攻防作战，以及发挥盟国和商业伙伴在赛博空间方面的作用，凸显了美军对二者的倚重。

赛博空间是哲学和计算机领域中的一个抽象概念，指计算机以及计算机网络里的虚拟现实。赛博空间强调人的活动和思想无界限。从此次演习的主要内容以及赛博空间概念中可以发现，美军不仅要实现对网络及虚拟现实的控制，更包括对现实世界的控制，这已经超越了网络战本身。

总体而言，未来的网络战取决于三个方面的快速发展。

一是互联网军事化。现代互联网最早就是从美国军方内部网络发展而进入民用的，全世界绝大多数的根服务器在美国，为美国攻击和瘫痪他国网络提供了方便。随着网络技术的发展，以及它在各领域越来越广泛地应用，互联网有可能成为新的作战领域，即成为对立双方攻防的目标。

二是物联网军事化。物联网是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络，如美军“全球鹰”无人侦察机就是典型应用。物联网一旦军事化后，与其联接的武器装备和设备设施将完全暴露在网络攻击中。

三是无线联接技术。无线联接技术智能化和无线植入技术，是实现网络无限延伸的基础，是网络战拓展到陆、海、空、天、电以及各类武器装备的主要途径。

由此不难看出，赛博空间与包括太空空间在内的各种实体空间正越来越紧密地联系在一起，这意味着网络战将不仅仅存在于虚拟现实之中，不仅要实现对网络及虚拟现实的控制，更包括对现实世界的控制，这已经超越了网络战本身。

美智库华盛顿战略与预算评估中心5月公布的一份报告则直接强调，未来在与中国可能发生的冲突中，美国必须认真考虑包含卫星在内的天基系统被攻击而失能时，如何快速部署临时性替代手段，以继续发挥指挥和控制等作用。

目前，美军的替代方案就是，在“临近空间”部署无人机等航空器。所谓“临近空间”，是指距地表20～100公里处的空域，其下面的空域(20公里以下)是传统航空器的活动空间，其上面的空域(100公里以上)则是航天器的范围。由于这一高度在绝大部分地面防空火力之外，战斗机也不能飞行作战。如果有飞行器能在此高度飞行，即便速度很慢，也很安全。因此，美国空军最近正在发展新一代具备侦察监视和通信用途的无人机、飞艇和气球，以便部署在这一高度范围，发挥替代天基系统的应急作用。

以美军“全球鹰”无人侦察机为例，该机可在两万米高空(属于临近空间范畴)飞行，自主飞行时间长达41小时，一天内可侦察13.7万平方公里的区域。“全球鹰”的机动性使它能不间断地对目标实施高清晰侦察，且不容易受战术伪装的欺骗。当前美军正在加大无人机“自动空中加油”的研究，一旦“全球鹰”具备了自动空中加油能力，其滞空时间和航程将大增。尽管美国间谍卫星的侦察精确度已小于1米，但因卫星定轨运行，其侦察范围及时间都受限，无人侦察机则能对某一地域进行全天候定点侦察。而且由于天基武器的发展，间谍卫星一旦被摧毁，就很难在短期内重新部署。但高空无人侦察机的机动性很强，具备了自动空中加油能力，就能长时间滞留在战区上空，完成间谍卫星在被摧毁或受到干扰时“无法完成的任务”。

2、提升我国物联网基础技术研发和应用，保障国家安全

鉴于物联网和无线传感器网络在军事应用的巨大作用，引起了世界许多国家的军事部门、工业界和学术界的极大关注。美国自然科学基金委员会2003年制定了传感器网络研究计划，投资34,000,000美元支持相关基础理论的研究。美国国防部和各军事部门都对物联网和传感器网络给予了高度重视，在C4ISR的基础上提出了C4KISR计划，强调战场情报的感知能力、信息的综合能力和信息的利用能力，把物联网和传感器网络作为一个重要研究领域，设立了一系列的军事传感器网络研究项目。美国英特尔公司、美国微软公司等信息工业界巨头也开始了物联网和传感器网络方面的工作，纷纷设立或启动相应的行动计划。日本、英国、意大利、巴西等国家也对物联网和传感器网络表现出了极大的兴趣，纷纷展开了该领域的研究工作。

物联网是推动军事信息化变革的技术力量之一，最早由美国提出和发展的，总体来说，目前美国在物联网技术基础方面占有绝对的优势。

其中，无线、传感器和嵌入式技术作为物联网和传感网络的核心技术，美国很早就在开展智能尘埃(Smart Dezert)、智能物体(Smart Matter)、微机电系统(MEMS)、无线传感器网络(WSN)、微传感器网络(MSN)，GPS、RFID、红外等技术的研发，这些都是物联网要用的重要技术。

在基础芯片和通信模块方面，德州仪器是美国著名的模拟器件解决方案和数字嵌入及应用处理半导体解决方案供应商，在物联网领域能够提供ZigBee芯片和移动通信芯片产品。英特尔是全球最大的计算机、网络和通信产品制造商，在物联网方面能够提供Wi-Fi芯片、蓝牙芯片、WiMAX芯片和RFID芯片产品。意法半导体、高通、飞思卡尔等芯片企业也可以提供物联网所需的基础通信芯片。此外，Telit、Cinterion、Sierra Wireless等通信模块企业将通信芯片整合成能够独立完成通信功能的模块，可以直接嵌入到设备中使其拥有通信能力。

在传感网和RFID方面，美国是传感网技术的发源地，目前也在全球市场处于领先地位，拥有Crossbow Technology、Dust Networks、Eka Systems、Honeywell、Ember等全球领先的传感网公司。目前全球主要的RFID企业也集中在美国，包括Aero Scout、Savi Technology、RFCode、摩托罗拉、ODIN等。

所以现在的物联网无论从技术还是大规模应用来说，都还是以美国为主，全世界绝大多数的物联网核心网络层设备（服务根服务器、数据中心等）都在美国，并且物联网为物品建立全球的、开放的标识代码并通过互联网实现物品的自动识别和信息的互联共享，为美国攻击和瘫痪他国物联网的网络和应用提供了方便。随着物联网技术的发展以及它在各领域越来越广泛地应用，物联网的安全将关系着国家安全。

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：

首先是标准化问题。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。

其次是信息安全问题。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”，而目前类似“安全壳”（Secure shell）和“安全槽层”（secure socket layer）的基础安全技术还在试验当中。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。

最后还有资金和成本问题。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。

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