专题导读
从21世纪开始,无线传感器网络(WSN)成为多学科交叉前沿研究热点,引起了世界各国的极大关注。WSN融合了传感器、嵌入式计算、交换网络、移动通信和分布式信息处理等技术,它由具有传感器模块、数据处理模块、交换路由模块和无线通信模块等大量传感器节点,通过交换传输组成多跳的自组织、自学习无线通信网络系统,把感知对象的信息发送给控制者。WSN已成为一种全新的信息获取、处理、传输和控制系统,并在军事、工业、商业、医疗、灾害预报等领域有着广阔应用前景。
WSN经历了从智能传感器、无线智能传感器到无线传感器网络的3个发展阶段。智能传感器将计算能力嵌入到传感器中,使传感器节点不仅具有数据采集能力,而且具有信息处理能力。无线智能传感器在智能传感器的基础上,增加了无线通信能力。无线传感器网络将交换网络技术引入到无线智能传感器中,使传感器在感知功能基础上还具备交换信息、协调控制功能,WSN已成为下一代互联网和通信网的重要组成部分。
中国WSN研究几乎与发达国家同步启动,国家重点基础研究发展规划(“973”计划)启动“无线传感器网络基础理论与关键技术”项目,国家发改委“中国下一代互联网工程项目”资助WSN项目,“中国未来20年技术预见研究”提出的157个技术课题中有7项直接涉及WSN,“国家中长期科学与技术发展规划纲要”中3个信息技术前沿方向,其中两个与WSN研究相关,“新一代宽带移动通信网”国家重大专项启动“短距离无线互联与无线传感器网络研发和产业化”项目,这些将推进WSN研究和开发。
本期以“无线传感器网络的关键技术及应用”为专题,从WSN标准、网络体系、关键技术、设备开发和应用等方面展开研究。中国科学院软件研究所朱红松和孙利民综述了WSN在标准发展和关键技术;东南大学胡静和沈连丰讨论了可降低WSN的能量消耗,提高网络吞吐率的分簇算法;南京邮电大学黄俊杰等利用无线网卡模块实现了网关与无线局域网的连接,可以节约能量资源和减小传输延迟;北京邮电大学李娜等讨论了WSN的网内信息压缩处理技术;湖南大学林亚平和周四望提出基于小波变换的数据压缩算法;南京大学杨盘隆和陈贵海讨论WSN与因特网的融合的热点问题,指明了技术难点;上海交通大学朱燕民等介绍了无线车辆WSN基本概念、体系结构和关键技术;北京交通大学孔勇等认为WSN适用于成本较低、数据量较少、工作时间较长的应用案例;北京交通大学张宏科等讨论IPv6与WSN结合的IPv6 / WSN,开发嵌入式IPv6微型协议栈,应用在精准农业生产中。衷心感谢论文作者把多年研究成果与我们分享,并启发我们对WSN的深入思考。