王少波+王偉

摘 要：針對戰(zhàn)地環(huán)境中軍事裝備的安全監(jiān)管問題，探討了野外惡劣條件下裝備管理的安全需求和對策，提出了基于軍事物聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)地裝備安全監(jiān)管體系。分析了符合該體系的戰(zhàn)地裝備安全監(jiān)管應(yīng)用系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)與功能層次，給出了基于RFID射頻識(shí)別技術(shù)、GPS全球定位系統(tǒng)、無線傳感器等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的硬件平臺(tái)構(gòu)建方案，以及基于數(shù)據(jù)采集、分析、融合、傳輸和可視化技術(shù)研發(fā)前指與基指裝備監(jiān)管控制臺(tái)軟件的設(shè)計(jì)方案。基于軍事物聯(lián)網(wǎng)對裝備進(jìn)行實(shí)時(shí)、連續(xù)、精確的分級監(jiān)管，能夠確保裝備管理的安全和高效，提高部隊(duì)的指揮決策能力。

關(guān)鍵詞：軍事物聯(lián)網(wǎng)；裝備管理；安全體系；RFID；無線傳感器

中圖分類號(hào)：TP212；TP309 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2016）10-00-05

0 引 言

近年來軍隊(duì)信息化建設(shè)快速發(fā)展，新型智能化裝備大量涌現(xiàn)，其應(yīng)用范圍從封閉的軍用專網(wǎng)擴(kuò)展到開放的移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)[1]。部隊(duì)裝備管理的難點(diǎn)正在從管理少數(shù)核心級裝備轉(zhuǎn)移到管理適用范圍更廣的普通智能裝備。新型裝備管理模式需要對在野外遂行執(zhí)勤、處突等作戰(zhàn)任務(wù)中的關(guān)鍵裝備的出入庫情況、在位應(yīng)用狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)管，并進(jìn)一步推廣到裝備的貯存、定期檢查、報(bào)修、退役等環(huán)節(jié)的信息自動(dòng)采集與管控。

在軍事裝備管理領(lǐng)域，一些研究工作探討了我軍裝備管理思想的發(fā)展演變[2]、中外裝備管理體制和模式的差異[3]。更多的研究則關(guān)注如何建設(shè)信息化裝備管理系統(tǒng)，例如基于IC卡、RFID和軍事物聯(lián)網(wǎng)等新興軟、硬件技術(shù)構(gòu)建武器裝備智能監(jiān)管系統(tǒng)及管理體系[4，5]。但由于安全問題的制約，目前我軍在戰(zhàn)地環(huán)境中的裝備管理能力還比較弱。

部隊(duì)在遂行執(zhí)勤作戰(zhàn)、反恐處突、搶險(xiǎn)救災(zāi)任務(wù)時(shí)，通常處于野外的惡劣環(huán)境中，特別是在發(fā)生了地震、水災(zāi)、強(qiáng)熱帶風(fēng)暴等災(zāi)難后，通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施可能被部分摧毀，從而導(dǎo)致無法通過固定網(wǎng)絡(luò)即時(shí)掌握前方裝備的在位情況和運(yùn)行狀態(tài)。必須借助具有移動(dòng)性、便捷性的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對所使用的重要裝備進(jìn)行實(shí)時(shí)、連續(xù)、精確的現(xiàn)場監(jiān)測與管控，以保證緊急任務(wù)或救援行動(dòng)的順利進(jìn)行。

論文研究戰(zhàn)地環(huán)境中軍事裝備的安全監(jiān)管問題。提出利用RFID無線射頻標(biāo)簽、GPS全球定位系統(tǒng)、無線傳感器等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、分析、存儲(chǔ)和傳輸，實(shí)現(xiàn)對部隊(duì)野外駐地、重點(diǎn)防范區(qū)域、災(zāi)害發(fā)生區(qū)域內(nèi)重要裝備進(jìn)行智能監(jiān)管的思想；并針對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)條件下裝備管理的安全需求，提出了基于軍事物聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)地裝備安全監(jiān)管體系。

分析了符合該體系的戰(zhàn)地裝備安全監(jiān)管應(yīng)用系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)與功能層次，給出了硬件平臺(tái)和軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案：通過集成無線傳感網(wǎng)、GPS芯片、RFID芯片以及溫度、濕度、煙霧、聲音等多種傳感器構(gòu)造裝備安全監(jiān)管硬件平臺(tái)；依托部隊(duì)內(nèi)網(wǎng)，以數(shù)據(jù)采集、分析、融合和可視化技術(shù)為核心研發(fā)監(jiān)管系統(tǒng)軟件?；谠擉w系實(shí)施網(wǎng)絡(luò)化戰(zhàn)地裝備全生命周期分級監(jiān)管，確保裝備管理的安全性與高效性，提高部隊(duì)的指揮決策能力。

1 物聯(lián)網(wǎng)及其軍事應(yīng)用

目前普遍認(rèn)可的物聯(lián)網(wǎng)概念是由國際電信聯(lián)盟ITU定義的，即通過射頻識(shí)別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感系統(tǒng)，按照約定的協(xié)議，把物與物T2T（Thing to Thing）、人與物H2T（Human to Thing）、人與人H2H（Human to Human）之間進(jìn)行智能化連接與信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)[6]。

用于軍事領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)稱為軍事物聯(lián)網(wǎng)（Military Internet of Things，MIOT），可將軍事實(shí)物通過各種軍事信息傳感系統(tǒng)與軍事信息網(wǎng)絡(luò)連接起來，進(jìn)行軍事信息交換和通信，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)[7]。軍事物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用能夠擴(kuò)大戰(zhàn)爭的時(shí)域、空域、頻域和能域，對國防建設(shè)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)最早應(yīng)用于軍事物資管理方面，隨著其與軍用網(wǎng)絡(luò)的融合與發(fā)展，軍事物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢不僅體現(xiàn)在物流領(lǐng)域，更體現(xiàn)在軍事偵察、環(huán)境監(jiān)測、無人作戰(zhàn)等方面，極大地推動(dòng)了軍事應(yīng)用系統(tǒng)向戰(zhàn)場態(tài)勢感知實(shí)時(shí)化、武器裝備智能化、指揮能力高效化、后勤保障精確化四個(gè)方向快速發(fā)展[8]。物聯(lián)網(wǎng)對軍隊(duì)信息化建設(shè)影響巨大，但要真正實(shí)現(xiàn)更廣泛的應(yīng)用，仍有很多問題亟待解決，如標(biāo)準(zhǔn)化問題、信息安全問題等[9，10]。

2 軍事物聯(lián)網(wǎng)裝備安全監(jiān)管體系

2.1 戰(zhàn)地裝備安全管理需求

信息化戰(zhàn)爭是一種以信息技術(shù)為支撐的新的戰(zhàn)爭形態(tài)，它以機(jī)械化武器裝備為載體，以信息化武器裝備為主要作戰(zhàn)手段。武器裝備的現(xiàn)代化建設(shè)對各類裝備的安全監(jiān)管提出了更高的要求。在未來戰(zhàn)爭中，信息武器高技術(shù)局部戰(zhàn)爭是整體力量的對抗。要打贏這樣的戰(zhàn)爭，不僅要奪取制空權(quán)、制海權(quán)，與此同時(shí)還要爭取到信息優(yōu)勢，將各軍兵種的各類武器裝備的軟件硬件有機(jī)融合起來，發(fā)揮整體優(yōu)勢。

基于軍事物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行裝備管理可以成倍提高裝備的應(yīng)用效能，在更高層次上實(shí)現(xiàn)任務(wù)現(xiàn)場感知的精確化、敏捷化和智能化，成為裝備的生命線。制約其發(fā)展的瓶頸之一是物聯(lián)網(wǎng)本身和軍事裝備的安全問題。即由多種裝備、無線傳感網(wǎng)和固定的軍事指揮網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的裝備監(jiān)管體系涉及到裝備認(rèn)證、訪問控制、物理安全、數(shù)據(jù)安全、系統(tǒng)安全等方面的安全問題[11，12]。

2.1.1 身份鑒別

在軍事應(yīng)用中，身份鑒別既包括對用戶身份的鑒別，也包括對軍事裝備的鑒別，基于條形碼、二維碼、物理卡、RFID標(biāo)簽等方式，具有確定裝備“身份”與記錄相關(guān)信息的功能，可用于裝備管理。

2.1.2 訪問控制

在軍事應(yīng)用環(huán)境中，對于核心區(qū)域、重要裝備的管理依賴于嚴(yán)格的訪問控制機(jī)制。例如對槍彈、軍事機(jī)密等的保管必須采取雙人雙崗、24小時(shí)監(jiān)控等措施。在機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、情況復(fù)雜的戰(zhàn)地環(huán)境下，對重要裝備和關(guān)鍵設(shè)備的管理除了防止外部非法用戶的侵入外，還必須加強(qiáng)對內(nèi)部人員非授權(quán)訪問的管理。這需要將用戶授權(quán)與身份認(rèn)證相結(jié)合，建立符合部隊(duì)管理和應(yīng)用模式的訪問控制策略。

2.1.3 物理安全

新型智能裝備種類、型號(hào)、數(shù)量的增多與小微型裝備的普及，易引發(fā)裝備丟失問題。因此，基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，利用多種智能傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測裝備及工作周邊環(huán)境的溫度、濕度、振動(dòng)、噪聲、光強(qiáng)、壓力、物體移動(dòng)、速度、方向等各物理量的變化，并依托GPS或北斗衛(wèi)星定位模塊對戰(zhàn)地裝備和人員進(jìn)行實(shí)時(shí)精確定位，能夠提高部隊(duì)對周邊環(huán)境、裝備狀態(tài)和位置感知的實(shí)時(shí)性、連續(xù)性和準(zhǔn)確性。

2.1.4 數(shù)據(jù)安全

基于物聯(lián)網(wǎng)采集監(jiān)測區(qū)域周邊裝備的狀態(tài)，會(huì)得到大量冗余甚至不可靠的數(shù)據(jù)，除采用過濾、融合手段進(jìn)行數(shù)據(jù)清理外，還需進(jìn)一步考慮數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、使用與傳輸中的安全問題。裝備管理系統(tǒng)從各節(jié)點(diǎn)采集數(shù)據(jù)后，需要通過有線網(wǎng)絡(luò)向上級單位發(fā)送，逐級匯總數(shù)據(jù)后進(jìn)行分析與進(jìn)一步上報(bào)。同時(shí)，由于裝備數(shù)據(jù)涉及編號(hào)、類型、數(shù)量等機(jī)密信息，為防止竊聽和篡改，保證數(shù)據(jù)完整性，需要采用加密手段對數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行保護(hù)。

2.1.5 系統(tǒng)安全

同其他系統(tǒng)一樣，軍事物聯(lián)網(wǎng)的安全目標(biāo)也是網(wǎng)絡(luò)的可用性、可控性以及信息的機(jī)密性、完整性、可審查性等。但由于軍事物聯(lián)網(wǎng)組成的復(fù)雜性、分布的廣泛性、形態(tài)的多樣性和節(jié)點(diǎn)資源的有限性等特征，使得其比一般系統(tǒng)更容易受到侵?jǐn)_，面臨著略讀、竊聽、哄騙、克隆、破壞、干擾、屏蔽等更加嚴(yán)峻的安全問題。其安全形態(tài)表現(xiàn)為節(jié)點(diǎn)安全、網(wǎng)絡(luò)與信息系統(tǒng)安全和信息處理安全。

2.2 戰(zhàn)地裝備安全監(jiān)管體系

針對上述軍事物聯(lián)網(wǎng)裝備安全監(jiān)管需求，提出野外移動(dòng)環(huán)境中裝備的安全監(jiān)管體系如圖1所示。該體系采用了五種對策以提高裝備監(jiān)管安全性。

2.2.1 加強(qiáng)身份鑒別

為裝備配發(fā)“身份證”，即依托無線射頻識(shí)別RFID技術(shù)對出入野外移動(dòng)環(huán)境中的關(guān)鍵裝備都加裝電子標(biāo)簽，并采用合理的方式將標(biāo)簽與裝備綁定在一起，通過對標(biāo)簽進(jìn)行掃描來完成裝備身份鑒別。當(dāng)裝備出庫時(shí)，利用RFID掃描儀可將裝備的相關(guān)信息存入數(shù)據(jù)庫，以供系統(tǒng)查詢和核對；當(dāng)裝備入庫時(shí)，掃描標(biāo)簽核銷相關(guān)記錄。裝備進(jìn)入野外戰(zhàn)地環(huán)境后，利用手持掃描儀可隨時(shí)檢查裝備的在位情況，實(shí)現(xiàn)裝備的全生命周期監(jiān)管。

2.2.2 嚴(yán)格訪問控制

在野外移動(dòng)環(huán)境下，“三鐵一器”、視頻監(jiān)控等訪問控制措施較難實(shí)施，可使用紅外線監(jiān)測、在位情況探測等技術(shù)手段代替。同時(shí)，建立基于角色的安全管理機(jī)制，裝備管理部門通過角色配置，可限制用戶只有對本級裝備信息進(jìn)行管理和查詢的權(quán)限，保證裝備信息訪問和操作的安全性。另外，引入嚴(yán)格的審計(jì)制度，利用系統(tǒng)日志對所有用戶的登錄請求和活動(dòng)進(jìn)行記錄，以支持后續(xù)的分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患。

2.2.3 監(jiān)測物理安全

為防止裝備損壞、丟失等問題發(fā)生，可利用聲、光、溫度等傳感器構(gòu)成裝備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測模塊，隨裝備發(fā)放，實(shí)時(shí)監(jiān)控裝備是否正常工作，以便及時(shí)補(bǔ)充或更新故障裝備[13]。同時(shí)可為裝備安裝GPS模塊獲得定位功能，通過GPS接收到的衛(wèi)星信號(hào)準(zhǔn)確定位，并將該定位信息存儲(chǔ)到記錄儀的存儲(chǔ)器中，通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到監(jiān)控中心，以及時(shí)獲知裝備所在位置，防止裝備丟失[14]。

2.2.4 保證數(shù)據(jù)安全

基于軍事物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)裝備安全管控體系，必須針對數(shù)據(jù)采集、處理、存儲(chǔ)、傳輸、應(yīng)用等多個(gè)環(huán)節(jié)分別采用相關(guān)安全機(jī)制，保證數(shù)據(jù)的機(jī)密性、完整性與可靠性。

（1）在數(shù)據(jù)采集階段，采用符合國、軍標(biāo)的設(shè)備與技術(shù)防止采集節(jié)點(diǎn)假冒與略讀；

（2）在數(shù)據(jù)處理階段，采用科學(xué)的數(shù)據(jù)融合技術(shù)去除相似、冗余、不可靠的信息；

（3）對于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與傳輸，需要采用密碼算法對關(guān)鍵數(shù)據(jù)實(shí)施加密，加強(qiáng)安全性；

（4）對于數(shù)據(jù)的安全應(yīng)用，可通過對不同級別的管理應(yīng)用人員進(jìn)行嚴(yán)格的認(rèn)證和授權(quán)措施來保證。

2.2.5 強(qiáng)化系統(tǒng)安全

為確保軍事物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的系統(tǒng)安全性，需要制定嚴(yán)格的、面向各級官兵的信息安全管控技術(shù)規(guī)范。由裝備管理職責(zé)部門牽頭，應(yīng)用部門參與，成立部隊(duì)內(nèi)部統(tǒng)一管理的安全認(rèn)證機(jī)構(gòu)，制定針對不同級別、不同裝備人員的嚴(yán)密的安全認(rèn)證規(guī)范。對于所研發(fā)的基于軍事物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用系統(tǒng)必須進(jìn)行嚴(yán)格的安全測試與驗(yàn)證，通過驗(yàn)證者方可獲得裝備許可證，防范由于研發(fā)和生產(chǎn)機(jī)構(gòu)急于求成而產(chǎn)生的技術(shù)漏洞，造成安全隱患，危害裝備管控系統(tǒng)本身及已有系統(tǒng)的安全[15]。

3 戰(zhàn)地裝備安全監(jiān)管體系應(yīng)用設(shè)計(jì)

基于軍事物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)地裝備安全監(jiān)管體系，提出了戰(zhàn)地裝備安全監(jiān)管系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。該系統(tǒng)由前指無線傳感網(wǎng)絡(luò)采集裝備信息，通過軍隊(duì)內(nèi)網(wǎng)實(shí)時(shí)傳輸?shù)交缚刂浦行模股霞壊块T能夠及時(shí)掌握裝備的分布和使用情況，為軍事決策提供數(shù)據(jù)支持。

3.1 戰(zhàn)地裝備安全監(jiān)管系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

戰(zhàn)地裝備安全監(jiān)管系統(tǒng)由RFID標(biāo)簽集、特定傳感器監(jiān)控節(jié)點(diǎn)、通信與數(shù)據(jù)處理軟件構(gòu)成。系統(tǒng)結(jié)合無線射頻（RFID）技術(shù)[16]、智能傳感器網(wǎng)技術(shù)[17]和有線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可在野外惡劣條件下快速構(gòu)建一個(gè)以無線自組網(wǎng)為末稍、以軍事指揮內(nèi)網(wǎng)為骨干的混合型軍事物聯(lián)網(wǎng)。系統(tǒng)通過監(jiān)控節(jié)點(diǎn)協(xié)作感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域內(nèi)特定裝備對象的信息，實(shí)現(xiàn)重要裝備自動(dòng)注冊、關(guān)鍵設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)自動(dòng)監(jiān)測、前指裝備定位、監(jiān)控和報(bào)警等多種功能。來自多個(gè)前指的數(shù)據(jù)通過軍事指揮網(wǎng)在基指匯集、加工和呈現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)對戰(zhàn)地裝備的全生命周期管理。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

利用該系統(tǒng)，可解決移動(dòng)環(huán)境下重要軍事裝備數(shù)據(jù)的安全監(jiān)管問題，實(shí)現(xiàn)裝備全時(shí)可控、可查。系統(tǒng)能滿足部隊(duì)以下裝備管理業(yè)務(wù)需求：

（1）基于RFID電子標(biāo)簽技術(shù)實(shí)現(xiàn)裝備出入前指戰(zhàn)地環(huán)境的及時(shí)登記；

（2）利用多類傳感器采集裝備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)傳送給裝備控制臺(tái)；

（3）裝備控制臺(tái)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的清洗過濾、融合處理、安全存儲(chǔ)及預(yù)警報(bào)告等；

（4）利用部隊(duì)內(nèi)網(wǎng)將前指裝備數(shù)據(jù)匯集至基指數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)裝備的實(shí)時(shí)監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)查詢和可視化管理；

（5）系統(tǒng)分級部署到總部、總隊(duì)、支隊(duì)，實(shí)現(xiàn)裝備的全生命周期自動(dòng)化管理。

3.2 戰(zhàn)地裝備安全監(jiān)管系統(tǒng)功能層次

戰(zhàn)地裝備安全監(jiān)管系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)部隊(duì)各級單位初始實(shí)力和新增實(shí)力裝備信息的采集和存儲(chǔ)、電子標(biāo)簽制作和分發(fā)、用戶角色定義和權(quán)限分配、單位目錄和裝備目錄樹結(jié)構(gòu)的建立及管理維護(hù)、裝備實(shí)力統(tǒng)計(jì)、裝備信息查詢、基于手持式讀寫設(shè)備的實(shí)力核查核對、與裝備調(diào)撥等相關(guān)的業(yè)務(wù)管理。系統(tǒng)以裝備業(yè)務(wù)管理為核心，可分為表示層、業(yè)務(wù)層、數(shù)據(jù)訪問層和物理層四層，系統(tǒng)功能層次如圖3所示。

4 戰(zhàn)地裝備安全監(jiān)管體系的應(yīng)用構(gòu)建

軍事物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)地裝備安全監(jiān)管系統(tǒng)由前指裝備監(jiān)管控制臺(tái)和基指裝備監(jiān)管中心控制臺(tái)兩部分構(gòu)成。前指裝備監(jiān)管控制臺(tái)實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)地環(huán)境下裝備的安全管控，包含裝備RFID電子標(biāo)簽管理子系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)和智能分析子系統(tǒng)?；秆b備監(jiān)管中心主要實(shí)現(xiàn)裝備的全生命周期自動(dòng)化管理和實(shí)時(shí)監(jiān)控。

4.1 軍事物聯(lián)網(wǎng)裝備監(jiān)管硬件平臺(tái)的搭建

（1）用符合GJB7377.1軍用標(biāo)準(zhǔn)的RFID標(biāo)簽、手持式和固定式RFID標(biāo)簽讀寫器作為裝備認(rèn)證管理設(shè)備；

（2）選用REB-3571LP GPS模塊作為裝備定位設(shè)備；

（3）選用CC2530 1A ZigBee無線模塊以及溫度、濕度、煙霧、聲音等傳感器作為無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備搭建戰(zhàn)地裝備監(jiān)管系統(tǒng)的硬件平臺(tái)。

4.2 前指裝備監(jiān)管控制臺(tái)的實(shí)現(xiàn)

4.2.1 標(biāo)簽管理子系統(tǒng)

裝備RFID標(biāo)簽管理子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示。標(biāo)簽管理子系統(tǒng)由RFID標(biāo)簽發(fā)行模塊、RFID標(biāo)簽識(shí)別采集模塊和RFID標(biāo)簽信息應(yīng)用模塊構(gòu)成，三者之間互相聯(lián)系，共同實(shí)現(xiàn)裝備標(biāo)簽管理功能。RFID標(biāo)簽信息應(yīng)用模塊運(yùn)行于前指監(jiān)控控制臺(tái)，是裝備管理的核心，RFID標(biāo)簽發(fā)行模塊是整個(gè)系統(tǒng)的前提，RFID標(biāo)簽識(shí)別采集模塊是實(shí)現(xiàn)管理功能的基礎(chǔ)和手段。系統(tǒng)通過手持設(shè)備（PDA）或固定讀卡設(shè)備讀取標(biāo)簽信息，通過串口（或網(wǎng)口）通信完成RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)的識(shí)別、采集和存儲(chǔ)。

裝備標(biāo)簽管理子系統(tǒng)對需要寫入裝備標(biāo)簽的裝備信息進(jìn)行定制、采集、保存，最后通過手持機(jī)或臺(tái)式機(jī)寫入標(biāo)簽，完成標(biāo)簽制作，并將標(biāo)簽的裝備信息、發(fā)卡狀態(tài)、發(fā)卡時(shí)間保存在裝備標(biāo)簽制作信息表中。該子系統(tǒng)解決裝備的身份認(rèn)證問題。

4.2.2 環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)

該環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對裝備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。系統(tǒng)由若干傳感器節(jié)點(diǎn)、具有無線接收功能的匯聚節(jié)點(diǎn)及一臺(tái)計(jì)算機(jī)構(gòu)成。無線傳感器節(jié)點(diǎn)分布于需要監(jiān)測的區(qū)域內(nèi)（例如配備了多種重要裝備的前指野戰(zhàn)帳篷）進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理和無線通信，匯聚節(jié)點(diǎn)接收與裝備綁定在一起的傳感器的數(shù)據(jù)并以有線方式將數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算機(jī)。無線傳感器環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖5所示。

無線傳感器節(jié)點(diǎn)由傳感器模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和電源管理模塊組成。

（1）傳感器模塊負(fù)責(zé)采集監(jiān)視區(qū)域的信息并完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，采集的信息包含溫度、濕度、光強(qiáng)度、聲音和大氣壓力等；

（2）數(shù)據(jù)處理模塊負(fù)責(zé)控制整個(gè)節(jié)點(diǎn)的處理操作、路由協(xié)議、同步定位、功耗管理及任務(wù)管理等；

（3）數(shù)據(jù)傳輸模塊負(fù)責(zé)與其他節(jié)點(diǎn)或匯聚節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無線通信，交換控制消息和收發(fā)采集數(shù)據(jù)；

（4）節(jié)點(diǎn)電源采用微型紐扣電池以減小節(jié)點(diǎn)體積。

4.2.3 智能分析子系統(tǒng)

智能分析子系統(tǒng)接收傳感網(wǎng)采集的應(yīng)用環(huán)境中與裝備相關(guān)的各種事件與溫度、濕度、光強(qiáng)度、聲音等參數(shù)，實(shí)時(shí)分析其變化趨勢以及異常數(shù)據(jù)產(chǎn)生的原因，并及時(shí)給出警告或適當(dāng)?shù)奶幹媒ㄗh。裝備監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)智能分析子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖6所示。

該智能分析子系統(tǒng)包含數(shù)據(jù)存儲(chǔ)統(tǒng)計(jì)、分析診斷、方案錄入、告警感知4個(gè)模塊，分別實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)、分析、診斷、建議等多種功能。該系統(tǒng)為裝備管理、環(huán)境監(jiān)測及安全管理子系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)接口，將其他子系統(tǒng)提交的重要數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)整合分析部分由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)融合算法及方案錄入子模塊組成，數(shù)據(jù)庫部分除上文提及的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫外還包含趨勢庫及異常事件處置方法庫，其中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫與趨勢庫在模塊內(nèi)建立聯(lián)系。告警感知模塊負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)聽其他系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的事故告警，并接收診斷分析模塊的處理結(jié)果。診斷分析模塊在分析到事故發(fā)生后會(huì)借助趨勢庫的數(shù)據(jù)立即對事故原因進(jìn)行分析，并在異常事件處置方法庫的協(xié)助下提供最合理的方案，經(jīng)告警感知送至顯示模塊與管理人員進(jìn)行交互。

4.3 基指裝備監(jiān)管中心控制臺(tái)的實(shí)現(xiàn)

除了戰(zhàn)地指揮部對當(dāng)前戰(zhàn)地裝備可以進(jìn)行實(shí)時(shí)智能監(jiān)管外，依托現(xiàn)有的部隊(duì)專用網(wǎng)絡(luò)，上級部門或指揮部可以對下級部門或前指采集到的裝備信息進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)管。通過將整個(gè)智能管控平臺(tái)部署在總部、總隊(duì)、支隊(duì)相關(guān)業(yè)務(wù)部門，形成多級監(jiān)測結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)便捷、高效、安全、智能的戰(zhàn)地裝備信息收集、處理和監(jiān)管平臺(tái)。基于軍隊(duì)內(nèi)網(wǎng)的裝備安全監(jiān)管系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖7所示。

前指裝備監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)通過部隊(duì)專網(wǎng)上傳到基指。由于戰(zhàn)地裝備相關(guān)的信息和參數(shù)屬于部隊(duì)作戰(zhàn)的重要秘密信息，為了確保系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的安全可靠，需要設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)陌踩驼J(rèn)證協(xié)議，在網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)對核心數(shù)據(jù)進(jìn)行加密保護(hù)。裝備管理中心控制臺(tái)是系統(tǒng)業(yè)務(wù)管理的核心，通過對裝備器材的入庫計(jì)劃、分配調(diào)撥計(jì)劃、維修計(jì)劃、退役計(jì)劃、報(bào)廢計(jì)劃和裝備電子履歷進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)裝備的全生命周期自動(dòng)化管理。

5 結(jié) 語

構(gòu)建安全監(jiān)管體系及應(yīng)用系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)裝備全生命周期自動(dòng)化管理，有效解決戰(zhàn)地裝備安全監(jiān)控和管理問題。本文主要貢獻(xiàn)包括如下幾點(diǎn)：

（1）通過分析部隊(duì)裝備安全監(jiān)管需求，提出了軍事物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)地裝備安全監(jiān)管體系，給出了針對身份鑒別、訪問控制、物理安全、數(shù)據(jù)安全和系統(tǒng)安全問題的對策。

（2）遵循上述安全監(jiān)管體系，基于軍事物聯(lián)網(wǎng)給出了由前指裝備監(jiān)管控制臺(tái)和基指裝備監(jiān)管中心控制臺(tái)兩部分構(gòu)成的戰(zhàn)地裝備安全監(jiān)管系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)方案。

（3）該系統(tǒng)能夠?yàn)椴筷?duì)各級指揮機(jī)構(gòu)提供戰(zhàn)地裝備的工作環(huán)境和運(yùn)行狀態(tài)信息，提高部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力和指揮決策能力，準(zhǔn)確把握戰(zhàn)場態(tài)勢，更好地履行職責(zé)使命。

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