嵌入式系统在军事领域中的应用研究
杨雨晴 四川大学锦城学院计算机与软件学院
摘要： 随着时代的进步，市场上的新型微处理器不断地涌现出来。高新技术的迅速发展在国家军事领域得到了很好的体现。嵌入式系统已经渗透到国防的军事应用中。本文将简要讨论嵌入式系统在军事中的应用。
关键词： 嵌入式系统 军事领域 微处理器
引言
衡量一个国家是否成为了强国，最重要的是去看这个国家的国防力量如何。自从改革开放以来，随着科技水平的不断提升，武器装备和军事演练在军事领域中占据着不可动摇的地位。与此同时，嵌入式系统的发展也成为了军事领域上发展的不可或缺的一部分。“新军事革命，实际上就是一场军事信息化革命”。目前来说，不管是哪个国家，在军事领域上都有一致的观点——利用现有水平的信息技术实现对武器装备以及军事演练上的改造，利用嵌入式系统将武器人工智能化，将作战系统以及电子导航网络化。
1 嵌入式系统的发展历史
从单片机的出现和发展再到如今各式各样的嵌入式微处理器，嵌入式系统领域的发展已经逐步走向成熟。而随着时代的不断变迁，嵌入式系统的发展又主要分为以下几个阶段：
1.1 单片微型计算机阶段
第一阶段的嵌入式系统结构相对简单，正因为是单片机刚开始发展的阶段，很多因素都没有考虑完全，因此，它的功能比较单一，处理程序与数据的效率较低，内核的存储容量也很少，没有与用户进行人机交互的接口。由于这种阶段的嵌入式系统比较简便，并且价格较低，曾得到了高度的推广使用，但也因为现如今科技的迅速发展，工业上执行事务的效率要求越来越高，这种嵌入式系统已经不能满足工业上的基本需求。
一段还原设备为单管马弗炉，配带入口氢气加湿系统，入口氢气露点是-20 ℃以下的干燥氢气，在通过温度传感控制水温的热水水浴后实现加湿，加湿系统最高可将露点增加到略高于+20 ℃；二段还原设备是十八管还原炉。
1.2 微控制器阶段
这时出现了简单的嵌入式操作系统，嵌入式系统来到了微控制阶段，并且得到了一定的发展。这个阶段的位处理器是整个嵌入式操作系统的基础，并且它以嵌入式操作系统为核心，虽然微控制器阶段的系统结构还有点简单，但正因为此时的CPU可靠性高，CPU的利用率也得到了一定的提升并且功耗很低，具有了一定的兼容扩展性，它的内核小并且内核的效率高，便主要用来监控程序的运行，实现智能化控制能力。但是这个阶段的嵌入式操作系统的实时性不高，对用户需求的响应不及时，于是也逐渐开始不能满足工业上的需求。
嵌入式系统一般是由嵌入式计算机系统和执行装置组成，而嵌入式计算机系统一般又是由三个部分——硬件层、软件层、中间层组成。嵌入式系统是面向用户、产品以及应用的，它具有很强的专用性。它是将计算机技术和电子信息技术等各个行业结合在一起的产物，且它还是一个需要不断进行创新的集成系统。
1.3 片上系统阶段
由于第二阶段的嵌入式操作系统实时性不高，不能及时的处理一些程序与数据。因此，经过不断的研发，嵌入式操作系统的第三阶段诞生了。这时的嵌入式操作系统具有较强的实时性，可以及时响应用户的需求，且具有高模块化和高扩展性的特点，使该阶段能够在各种各样的微处理器上被运行。除此之外，片上系统阶段还提供了大量的程序接口，具备了很多软件开发的基本功能，从而使开发人员的应用程序开发过程中变得更加简便。
1.4 以Internet为标志的嵌入式系统阶段
“科技强军”是我国部队现如今发展的一大追求。作为一支优秀的人民军队，如何利用现如今的高科技技术去缩小与发达的资本主义国家的差距，应用嵌入式系统实现部队军事领域中的智能化成为了当今的一大重题，依靠科技的发展增强国家军事能力，全面提升军队中科技方面的建设。下面我会简述嵌入式系统在军队装备变革中的应用。
2 嵌入式系统的组成部分
2.1 简介
2.4.1 年龄、性别分布 各年龄组均有病例,年平均发病率前三位的是0~岁组(1033.51/10万)、1~岁组(545.21/10万)、2~岁组(222.11/10万),
2.2 硬件层
中间层是一个承上启下的层次，它的主要作用在于将硬件层和软件层分隔开，让系统底部的驱动能够和硬件无关联，同时也方便了开发人员，在开发人员进行编程时不必考虑到硬件的影响。
将武器装备人工智能化，就是将嵌入式系统应用与弹头上，使导弹具有智能的行为。比如导弹的自动识别系统，便是将嵌入式智能技术嵌在导弹头上，当有紧急危险来临时，导弹会向目标进行发射，在发射的过程中，导弹会自动锁定目标，发出判定以及是否向目标进行攻击。
2.3 中间层
硬件层中包括了嵌入式微处理器、嵌入式存储器以及通用的I/O接口和设备。而嵌入式微处理器则是硬件层中的核心部分，负责处理软件程序和接受外部设备信号。除此之外，嵌入式微处理器采用了冯诺依曼结构和哈佛结构，使得该处理器具有很高的可靠性，能够使整个嵌入式系统保持一定的稳定性。
狗蛋被唬着了，打个愣神儿。突然扔了手中的火铲，一屁股坐在地上哇哇地嚎哭起来。花坛里，几只受到惊吓的老鼠噗噜噜地钻进地洞里。
2.4 软件层
为了提高射击精准度，减少战场上的误伤，欧洲研发出了一种嵌入式弹药，又称作CTA埋头弹，并在战场上投入了广泛使用。它的体积小，并且不需要弹链，因此节省了弹药的存储空间，并且正因其体积小，因此提高了常规弹药的射程，同时也提高了自身的性能。采用精确的嵌入式弹药可以以最小的成本来精确的摧毁目标，降低了战争对经济上的负面影响。
3 嵌入式系统在军事上的应用
3.1 军事领域应用中的前景
随着信息时代一步一步地到来，嵌入式系统的发展来到了水深火热的阶段，此时的嵌入式系统在市场上应用广泛，并且深受开发人员的喜爱，这对嵌入式系统的发展带来了很大的机会。与此同时，这个阶段的发展也对嵌入式系统的厂商提出了其他的挑战。就目前而言，嵌入式系统网络化主要表现在两个方面，其一是嵌入式处理器集成了网络接口，其二则是嵌入式系统的设备应用于当前的网络环境之中。
3.2 弹药攻击目标精准化
嵌入式系统中的软件层包括了系统软件层和应用软件层，而系统软件层中又包括RTOS以及文件系统等模块。RTOS具有强大的实时性，可以及时的响应用户的需求。在军事领域中，RTOS的应用十分广泛，比如导弹的精准定位等，都用到了嵌入式系统中的RTOS实时操作系统。
3.3 武器装备人工智能化
1.3.2.5 心理护理 ①及时解除患者对疾病的焦虑、恐惧等不良心理活动;②加强沟通，使患者建立积极、乐观的健康心理。
除了导弹可以进行智能化以外，也可以将嵌入式系统应用在一些重大的防御系统上，当导弹等重大威胁来临时，可以将威胁拦截下来，以维护国家的安全。
3.4 作战系统无人化
无人化作战系统是一种具有智能的、自主的机械装置，是一种机械设备与电子传感设备以及嵌入式系统相结合的机器。无人化作战平台指的是无人操纵系统，根据预编程序自主作业的一种具有攻击性或防御性的平台，通常有无人机、无人驾驶车等。在军事领域中，无人机便是在此系统中运用最广泛的一部分。无人机是一种没有飞行员操纵，完全由动力驱动并且可以反复使用的航空器，它通常用来执行一些危险乏味并且具有恶劣环境情况下的一些特殊任务，这些任务包括高中侦查、目标锁定和激光排照、导弹拦截等。
由表1可以看出：5种外来相思的萌芽始期大约在2月中上旬，从萌芽至芽开放需要15 d左右，芽开放至展叶则需10 d左右，展叶开始至展叶盛期大约需要12 d；马占相思、大叶相思、厚荚相思、纹荚相思在漳浦1 a中有4次萌芽展叶现象，而卷荚相思仅有3次。大叶相思和纹荚相思的生长期长度基本相同，纹荚相思比大叶相思更早进入抽梢生长期。通过观察发现，这5个外来相思在漳浦中西林场均生长良好，且具有较强的适应性，至于出现不同次数的萌发现象，可能是气候因素决定的。
3.5 作战指挥控制自动化
随着信息技术不断提高的过程中，指挥自动化系统早已从简单的指挥作战扩展出了更多的部署。当军队在进行军事演习中，指挥控制自动化系统就是军队的“灵魂”，通常有侦察情况、电子信息对抗以及辅助决策等，对于指挥控制自动化的系统已经覆盖住了整个演习。在大量的数据中，各种各样具有高效数据处理能力的嵌入式系统平台成为了一种辅助工具。
4 总结
正因为军队对军事演练实战化的要求越来越高，对武器装备和实战模拟设备的功能完整性、便携性以及安全性的要求也越来越高。而现如今的嵌入式系统的发展越来越火热，应用的范围也较为成熟，完全能够满足军事演练实战化的需求。嵌入式系统与其他的计算机系统不同，正因为它的优点很多，因此它成为了未来军事发展的核心。
参考文献
[1]王振俊. 嵌入式智能平台在军事领域的运用及前景[A]. 中国自动化学会、上海市科协.05'中国自动化产业高峰会议暨中国企业自动化和信息化建设论坛论文集[C].中国自动化学会、上海市科协：中国自动化学会专家咨询工作委员会,2005：5.
[2]万华.ARM处理器与嵌入式系统在军事模拟领域的应用实践之研究[J].通讯世界 ,2016(24)：258-259.
[3]朱鑫鑫,黄森,冀逢锐.单片机技术在嵌入式系统扩展中的应用[J].电子技术与软件工程,2019(08)：236.
标签：嵌入式系统论文; 军事领域论文; 微处理器论文; 四川大学锦城学院计算机与软件学院论文;