美陸軍「戰場物聯網」項目取得新進展

編者按

作為「戰場物聯網」（IoBT）項目的一部分，美陸軍研究實驗室（ARL）研發出一種新型通信協議「遠程廣域網」（LoRaWAN），並於2019年4月在電氣與電子工程師協會（IEEE）第五屆物聯網世界論壇上展示了其研究成果，即「利用LoRaWAN支持城市環境中的IoBT」。LoRaWAN因其低功耗需求及在物聯網基礎設施中的遠距數據傳輸能力備受關注。

一、基本情況

在物聯網中，各種設備均與網路相連，集成不同能力，並利用數據分析提取有價值的信息。隨著物聯網的持續發展及其作用的日益凸顯，對於陸軍而言，理解、預測、適應並利用戰場物聯網來保持並增強其競爭優勢至關重要。為此，ARL於2017年成立「戰場物聯網合作研究聯盟」（IoBT CRA）,聯盟成員包括私營部門和政府部門的研究人員，旨在對陸軍未來作戰想定下的IoBT開展研究，目標是通過對智能感測器和制動器的進一步研究為未來IoBT的軍事決策能力提供依據。IoBT由相互連通且具有自我意識、自適應和自主能力的實體或「事物」（包括感測器、小型制動器、控制組件、網路和信息源等）組成，其中每個設備都是感測器或處理器，能夠與作戰人員及戰場環境進行複雜的互動。

2018年，ARL授予研究聯盟2500萬美元，開展「戰場物聯網演變的智能目標驅動網路研究」（IoBT REIGN），以交付搭建統一任務指揮網所需技術。項目研究周期約為10年，該筆資金用於前5年的研究工作。ARL確定了3大研究領域和一個交叉研究問題，分別是：發現、分解和調整目標驅動的異構IoBT；可實現智能服務的自主IoBT；分散式事物非同步處理與分析；網路—物理安全。

二、進展情況

隨著感測器等先進技術的不斷發展，未來城市將被各種感測器網路所覆蓋，成為智慧城市，為普通民眾和政府提供諸如環境監測或交通流量優化等各種服務。為此，ARL目前正在研究利用智慧城市物聯網為未來城市戰中的IoBT提供能力補充。

為確保IoBT系統能在任務風險最低的情況下成功利用商業物聯網資產，研究人員需要對城市環境中商業物聯網協議的可靠性和互操作性開展更為深入的研究。目前，所研究的LoRaWAN具備理想條件下在距離超過10千米的物聯網設備中的傳輸能力。同時，研究人員使用車載物聯網發射器對LoRaWAN在蒙特利爾的覆蓋範圍進行全面測試。研究發現，LoRaWAN在蒙特利爾中央商務區的最大傳輸距離為5公里。在北美工業、科學及醫療915 兆赫茲頻段，LoRaWAN均可在5千米距離內實現不同的數據傳輸率。這些發現有助於增強LoRaWAN在密集城市基礎設施中的可靠性。

在LoRaWAN測試中，研究人員綜合運用了ARL開發的物聯網架構和一系列商用軟硬體，該架構可將商業現貨資產整合到更大的指控系統中，為戰術作戰中心的態勢感知及決策支持能力提供支持。

美陸軍計劃將此次測試的數據應用於另外兩個研究領域——覆蓋範圍缺口分析及數據速率範圍，前者旨在評估LoRaWAN覆蓋範圍在哪些情況下可能受阻，後者旨在評估數據傳輸速率對LoRaWAN覆蓋範圍的影響。

三、初步認識

戰場物聯網涵蓋感測器、彈藥、武器、車輛、機器人以及作戰人員可穿戴設備等，可選擇性地收集處理信息、協作執行防禦行動和對敵人實施各種效應等。該項目的開展表明美陸軍高度重視發展機器智能和現代化通信等高技術，推動陸軍向智能化方向轉型，保持未來戰場優勢。在轉型過程中，陸軍積極尋求建立與商業界的緊密聯繫，通過充分利用商業現貨能力來縮短項目研發周期、減少研發投入，為加速項目進展及軍隊智能化轉型進程提供有力支撐，其發展思路值得關注

來源 ：美國防務世界網/圖片來自互聯網

軍事科學院軍事科學信息研究中心 申淼

編輯 ：劉偉雪

如需轉載請註明出處：「國防科技要聞」（ID：CDSTIC）

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