作为“战场物联网”（IoBT）项目的一部分，美陆军研究实验室（ARL）研发出一种新型通信协议“远程广域网”（LoRaWAN），并于2019年4月在电气与电子工程师协会（IEEE）第五届物联网世界论坛上展示了其研究成果，即“利用LoRaWAN支持城市环境中的IoBT”。LoRaWAN因其低功耗需求及在物联网基础设施中的远距数据传输能力备受关注。
一、基本情况
在物联网中，各种设备均与网络相连，集成不同能力，并利用数据分析提取有价值的信息。随着物联网的持续发展及其作用的日益凸显，对于陆军而言，理解、预测、适应并利用战场物联网来保持并增强其竞争优势至关重要。为此，ARL于2017年成立“战场物联网合作研究联盟”（IoBT CRA）,联盟成员包括私营部门和政府部门的研究人员，旨在对陆军未来作战想定下的IoBT开展研究，目标是通过对智能传感器和制动器的进一步研究为未来IoBT的军事决策能力提供依据。IoBT由相互连通且具有自我意识、自适应和自主能力的实体或“事物”（包括传感器、小型制动器、控制组件、网络和信息源等）组成，其中每个设备都是传感器或处理器，能够与作战人员及战场环境进行复杂的互动。
2018年，ARL授予研究联盟2500万美元，开展“战场物联网演变的智能目标驱动网络研究”（IoBT REIGN），以交付搭建统一任务指挥网所需技术。项目研究周期约为10年，该笔资金用于前5年的研究工作。ARL确定了3大研究领域和一个交叉研究问题，分别是：发现、分解和调整目标驱动的异构IoBT；可实现智能服务的自主IoBT；分布式事物异步处理与分析；网络—物理安全。
二、进展情况
随着传感器等先进技术的不断发展，未来城市将被各种传感器网络所覆盖，成为智慧城市，为普通民众和政府提供诸如环境监测或交通流量优化等各种服务。为此，ARL目前正在研究利用智慧城市物联网为未来城市战中的IoBT提供能力补充。
为确保IoBT系统能在任务风险最低的情况下成功利用商业物联网资产，研究人员需要对城市环境中商业物联网协议的可靠性和互操作性开展更为深入的研究。目前，所研究的LoRaWAN具备理想条件下在距离超过10千米的物联网设备中的传输能力。同时，研究人员使用车载物联网发射器对LoRaWAN在蒙特利尔的覆盖范围进行全面测试。研究发现，LoRaWAN在蒙特利尔中央商务区的最大传输距离为5公里。在北美工业、科学及医疗915 兆赫兹频段，LoRaWAN均可在5千米距离内实现不同的数据传输率。这些发现有助于增强LoRaWAN在密集城市基础设施中的可靠性。
在LoRaWAN测试中，研究人员综合运用了ARL开发的物联网架构和一系列商用软硬件，该架构可将商业现货资产整合到更大的指控系统中，为战术作战中心的态势感知及决策支持能力提供支持。
美陆军计划将此次测试的数据应用于另外两个研究领域——覆盖范围缺口分析及数据速率范围，前者旨在评估LoRaWAN覆盖范围在哪些情况下可能受阻，后者旨在评估数据传输速率对LoRaWAN覆盖范围的影响。
三、初步认识
战场物联网涵盖传感器、弹药、武器、车辆、机器人以及作战人员可穿戴设备等，可选择性地收集处理信息、协作执行防御行动和对敌人实施各种效应等。该项目的开展表明美陆军高度重视发展机器智能和现代化通信等高技术，推动陆军向智能化方向转型，保持未来战场优势。在转型过程中，陆军积极寻求建立与商业界的紧密联系，通过充分利用商业现货能力来缩短项目研发周期、减少研发投入，为加速项目进展及军队智能化转型进程提供有力支撑，其发展思路值得关注。
来源 ：美国防务世界网/图片来自互联网
军事科学院军事科学信息研究中心 申淼
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