智慧军营研究现状与关键技术分析

郑建明，李祎航

（吉林化工学院信息与控制工程学院，吉林吉林 132022）

0 前言

物联网的诞生，彻底改变了计算机网络现状，极大地改变了原有的模式。物联网将许多零散服务整合起来，是一种具有革命性意义的技术。其核心意思是将人-物更加精细地联合起来，达到一种智慧的状态，从而实现更精准、实时的管控[1]。信息化高速建设的今天，军营作为一个特殊的集体，更应该抓住信息化的潮流，进行向信息化、智能化的转型。传统的军营管理模式已经不能适应时代的发展，未来的军营一定是信息化、数字化、智能化、高效化的。现在物联网技术正逐步运用到军营建设中，其重要地位不言而喻。

1 研究现状

国外一些发达国家，尤其是美国在数字化营区和信息化战场方面都实现了重大突破。随着信息技术飞速发展和一些新技术不断产出，国外发达国家及时将新技术与数字化营区相结合，明显地提升了管理水平和管理效率，逐渐向数字化进行变革。随着国外智慧营区建设如火如荼地进行，国内智慧营区建设也紧随其后，积极开展数字化研究。从2012年起，按照现代营房的理念和建设要求同步开展数字营区建设。因此在之后很长一段时间内，国内数字营区建设将进入全面加速建设时期。

2 智慧军营基本体系架构

智慧营区的建设是以物联网为基础，利用各类传感器达到感知接受目的实现万物互联，其中包含众多技术和应用领域，需要一个统一的框架进行梳理和引导。根据网络通信结构和军营实际需求将智慧营区大体分为三层体系架构：感知层、网络传输层和应用层。

2.1 感知层

感知识别层涉及智慧军营的基础设施建设，主要是通过各中监控、感知、定位设备，如摄像头、传感器、条形码、射频识别和全球定位系统来识别目标物体来实现对营区重要战备装备、后勤资源、人员管控、设备维修、营区实时状况的信息实时采集。

如通过对枪支装备GPS定位技术、射频标签技术等，对枪支状态实时采集监控和位置定位，可以实现对枪支情况及时更新和更安全高效的管理。对营区周围环境装备智能传感器类实时采集越界报警等异常可疑信息。最后通过无线、有线等通信方式实时上传数据，数据上传后进行筛选过滤等智能处理达到管理平台，平台对得到数据采取下一步指示达到协同综合控制。感知层似于人体中的感觉器官，是最基础也是重要的一环，需要大量的组件进行配置。

2.2 网络传输层

网络传输层为整个系统的通讯传输平台，是承载各类数据传输的网络。通过军用卫星、短波、超短波等军用专网将信息接入系统。网络传输层可以看作个人与部队，部队与部队之间连接的桥梁。同时军用通信网络与普通民用传输网络不同，需要更高的保密性、稳定性、抗干扰性和被破坏重组性，要对信息进行分级处理，不同级别的人接触到不同级别的保密信息。

2.3 应用层

应用层主要用于应用支撑层，并用于处理各种初始数据，提供用户所需的各种应用功能，基本为使用可以实施人机交互的系统或者平台。应用层算法和软件为主体，而数据主要通过云计算进行收集和存储，深度挖掘数据，过滤掉一些无效重复信息，提升数据的可读性、有效性，提供优化后的数据。应用层服务包含可视化指挥、警卫、交通管理、监控、勤务管理、视频监控以及数据评估、模拟协同等功能的大型的信息处理中心，如图1所示。

图1 智慧军营体系架构

3 智慧营区系统设计

Browser/Server结构和Client/Server模式是当今两大主流开发体系。现在大量的程序都采用BS结构进行开发，因为BS结构维护简单、成本低、分布性强。系统软件主要由客户端，Web服务器和数据库服务器组成。主要流程是客户通过网页客户端发送请求到Web服务器，服务器对请求进行判断或者和数据库服务器进行交互最后再将数据返回到客户端进行展示。

3.1 网页客户端

客户端网页开发主要由HTML超文本链接语言、JavaScript脚本语言、CSS级联样式表技术组成，这三种语言是网页开发的基础。目前前端开发主要采用Angular、react、vue三大框架，框架对三大语言经行封装，简化了开发，让操作更简洁，使程序员更专注于业务逻辑开发，省去一些复杂烦琐的配置。三大框架中Vue框架实现双向数据绑定，有更灵活、简单API接口，相比于其他框架更轻便且易上手。

3.2 服务器端

目前，大多数网站、信息平台和公司都在使用Java应用，Java已经成为最流行的编程语言，可以使用Java为服务器端编程语言。Java在开发中主要使用三大主要框架：spring、springmvc、mybatis进行整合开发，是标准的MVC设计模式。主要将程序分为视图层、控制层、服务层和dao层。

4 智慧军营关键技术

4.1 智慧营区计算模式

智慧营区建设首先要获得营区全方面的信息，需要借助众多传感器收集的大量数据，同时再对不同对象间的数据进行融合感知，需要系统具有非常强大的计算能力和数据分析处理能力。随着传感器技术的快速发展和一些数据实时性要求较高的特点，边缘计算模式正好可以满足需要。

云计算首先通过终端设备实现对数据的收集，利用网络层传输到云端进行下一步理通过一些大型计算机和特殊算法处理，最后实现对操作对象的控制。

边缘计算指在靠近物联网中物或数据源头的网络边缘侧，融合网络、计算、存储和应用核心能力的开放平台就近提供边缘智能服务，以满足行业数字化在业务实时、业务智能、数据聚合与互操作、安全与隐私保护等方面的需求，如图2所示。

图2 “云＋边”混合型智慧营区物联网计算应用架构

4.2 感知与识别技术

感知与识别技术是整个智慧营区最底层的一环，负责采集信息。包括传感器技术、RFID、地理定位系统、遥测遥感技术来实现对营区的动态监控和安全预警。

传感器技术主要作用就是将外界信号变换为可以直接测量的信号，主要由传感器单元、处理器单元、通信单元和电源单元组成。传感器单元主要由传感器和模数转换器组成。传感器根据应用场景和功能可分为声、震动、红外、电磁、雷达、光电等探测手段。

自动识别营区中典型应用，自动识别是以计算机和通信技术相结合的一项高新技术，实现了数据自动识别、采集并由计算机进行处理，解决计算机应用中数据处理慢、出错率高的问题。经过几十年发展，已经在人们生活中得到广泛应用。目前营区常用到的技术有：条形码技术、RFID技术、有源式电子标签、无源式电子标签、半有源式电子标签、磁识别技术和生物特征识别技术。

5 结论

智慧营区是军营向数字化转型必然的趋势，未来的战争也一定是信息化的战争，谁掌握了信息，谁就掌握了战场主动权。本文主要介绍了智慧军营的体系框架和关键技术，但保密工作也是十分重要的，建设过程中要确保安全可靠的前提下进行下一步建设和探索。