无线传感器网络是近几年来国内外研究和应用非常热门的领域,在国民经济建设和国防军事上具有十分重要的应用价值。综观计算机网络技术的发展史,应用需求始终是推动和左右全球网络技术进步的动力与源泉。早在1999年,商业周刊就将传感器网络列为21世纪最具影响的21项技术之一。2002年美国橡树岭国家实验室提出“网络就是传感器”的论断。由于无线传感器网络在国际上被认为是继互联网之后的第二大网络,在2003年美国《技术评论》杂志评出对人类未来生活产生深远影响的十大新兴技术,传感器网络被列为第一。
在现代意义上的无线传感器网络研究及其应用方面,我国与发达国家几乎同步启动,它已经成为我国信息领域位居世界前列的少数方向之一。我国发布的《国家中长期科学与技术发展规划纲要(2006—2020年)》中,为信息技术确定了三个前沿方向,其中有两项就与传感器网络直接相关,这就是智能感知和自组网技术。目前传感器网络的发展几乎呈爆炸式的趋势。
本科教育是高等教育的主体和基础,抓好本科教学是提高整个高等教育质量的重点和关键。因此,给本科生介绍和学习传感器网络的基本内容和基础技术具有非常重要的意义。
根据中国人民解放军炮兵学院的学科规划,以及军队院校本科专业发展的内容体系,我们较早地在本科学员中开设了“无线传感器网络及军事应用”的课程。我们总结本课程的前两期教学经验,结合当前传感器网络工程开发所需要的知识点,确定了本书的题材与内容。
无线传感器网络是军用网络工程专业的一门重要课程,本书主要介绍无线传感器网络的基本概念、网络结构、网络协议和算法、设计基础和测试技术等内容,结合传感器探测功能介绍一些常用的传感器类型,阐述传感器网络的开发、调试与应用,以及相关的传感器网络系统建立和调试的实验等内容,另外提供传感器网络应用方面的实例。
本教材依据网络工程专业教学大纲而编写,课时数约为50学时左右。通过本课程的学习,主要使学生掌握传感器网络设计与开发的基本技术,为今后从事无线传感器网络系统和网络化探测设备的设计开发打下良好基础。
为了便于学习,本书在编写过程中尽量做到结合实际,着重介绍物理概念,以图文结合的方式来阐述问题,文字力求通俗易懂。为了适合教学需要,各章后面均附有习题,书后附有丰富的参考文献。
本书作者的工作得到了国家自然科学基金项目(No.60773129)和安徽省优秀青年科技基金项目(No.08040106808)等的支持和资助,在此表示谢意!
感谢中国科学院电子学研究所方震博士为本书的撰写提供了素材。研究生刘綦、邢立军、胡成等人为本书的完成也做出了贡献。
本书编写过程中参考了大量文献和资料,恕不一一列举,在此对原作者深表谢意。另外,互联网是本书成文的另一个重要参考来源。由于网上许多资料无法找到出处,所以书中如有内容涉及相关人士的知识产权,请给予谅解并及时与我们联系。
感谢读者选择使用本书,欢迎您对本书内容提出批评和修改建议,我们将不胜感激。本书作者的电子邮件地址: cuixunxue@tom.com。
作者
2009年5月于合肥