1  引言

      傳感器網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)結(jié)合傳感器、協(xié)同感知、協(xié)同信息處理、無線通信與網(wǎng)絡(luò)、綜合信息服務(wù)等多種技術(shù)的綜合信息系統(tǒng)。它具有高度創(chuàng)造性、滲透性和帶動(dòng)性，不僅在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、環(huán)境、醫(yī)療等傳統(tǒng)領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用價(jià)值，還將在許多新興領(lǐng)域體現(xiàn)其優(yōu)越性，如家庭、保健、交通等。作為物物互聯(lián)的重要支撐技術(shù)之一，它也將為移動(dòng)通信帶來物物互聯(lián)的新業(yè)務(wù)，成為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與和諧社會(huì)的強(qiáng)大動(dòng)力。

　　目前，傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域尚處于發(fā)展初期，我國(guó)的科研、產(chǎn)業(yè)進(jìn)展與國(guó)際幾乎同步，大部分依托于科研成果，在部分領(lǐng)域有示范應(yīng)用。但在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的傳感器網(wǎng)絡(luò)中往往采用私有協(xié)議，尚缺乏完善的傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)體系，缺乏對(duì)如何采用現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成時(shí)無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)可循，已經(jīng)嚴(yán)重制約了技術(shù)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展。為了實(shí)現(xiàn)泛在的傳感器網(wǎng)絡(luò)，要實(shí)現(xiàn)和核心網(wǎng)絡(luò)的融合，大量關(guān)鍵技術(shù)尚需突破，標(biāo)準(zhǔn)化將對(duì)于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)所需要的互聯(lián)互通起到至關(guān)重要的作用。標(biāo)準(zhǔn)是傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的制高點(diǎn)，各國(guó)掌握核心技術(shù)的公司和研究機(jī)構(gòu)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的制定都非常重視。在目前的傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，德州儀器、微軟、英特爾、諾基亞、霍尼韋爾、西門子等跨國(guó)公司正在開展相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，我國(guó)也必須及時(shí)開展標(biāo)準(zhǔn)化工作，以避免我國(guó)傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)界再次成為產(chǎn)業(yè)鏈的最低端，淪為代工廠。所幸的是，我國(guó)傳感器網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展與國(guó)際基本同步，目前國(guó)際尚無完備的傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)體系，這為我國(guó)實(shí)質(zhì)性參與該領(lǐng)域國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作、占領(lǐng)產(chǎn)業(yè)的制高點(diǎn)提供了一次難得的歷史性機(jī)遇。

　　傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化研究將有利于鞏固現(xiàn)有技術(shù)、產(chǎn)業(yè)成果，規(guī)范、推動(dòng)產(chǎn)業(yè)有序、健康發(fā)展；通過統(tǒng)籌安排，產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合攻關(guān)，對(duì)相關(guān)技術(shù)體制進(jìn)行全面梳理，形成可行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，切入關(guān)鍵技術(shù)問題；通過“關(guān)鍵技術(shù)－標(biāo)準(zhǔn)化－應(yīng)用示范－產(chǎn)業(yè)化－商用化”的漸進(jìn)發(fā)展道路，保障傳感器網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模應(yīng)用的互聯(lián)互通，推動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)迅猛發(fā)展；有利于推動(dòng)我國(guó)實(shí)質(zhì)性參與傳感器網(wǎng)絡(luò)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作，擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)界在國(guó)際上的影響力。

      2  傳感器網(wǎng)絡(luò)國(guó)際和國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀 

　　傳感器網(wǎng)絡(luò)涉及的技術(shù)領(lǐng)域和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化組織較多，目前國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）和國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）的第一聯(lián)合技術(shù)委員會(huì)（JTC1）、國(guó)際電子和電氣工程師協(xié)會(huì)（IEEE）、國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）和互聯(lián)網(wǎng)工程師任務(wù)組（IETF）等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織都在開展傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的研究工作，但大多尚處于標(biāo)準(zhǔn)提案階段。其中，IEEE在為傳感器網(wǎng)絡(luò)提供支持的底層無線傳輸技術(shù)和傳感器接口的標(biāo)準(zhǔn)化研究等方面已取得一定進(jìn)展；ITU-T的多媒體編碼、系統(tǒng)和應(yīng)用（SG16）研究組開始進(jìn)行泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)（USN）應(yīng)用和服務(wù)的研究，SG17研究組已開展USN安全框架的研究；IETF成立低功率無線個(gè)域網(wǎng)上的IPv6（6LOWPAN）工作組，已產(chǎn)生RFC 4944（IEEE 802.15.4上的IPv6）和RFC 4919（問題陳述和目標(biāo)）。目前，公認(rèn)的可以被稱為傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的只有IEEE 802.15.4和Zigbee聯(lián)盟推出的傳輸、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，以及IEEE 1451。

　　IEEE 802.15.4定義了短距離無線通信的物理層及鏈路層規(guī)范?；贗EEE802.15.4，Zigbee制定出網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、傳輸和應(yīng)用規(guī)范。Zigbee技術(shù)具有功耗低、成本低、網(wǎng)絡(luò)容量大、時(shí)延短、安全可靠、工作頻段靈活等諸多優(yōu)點(diǎn)，目前是被普遍看好的無線個(gè)域網(wǎng)解決方案，也被很多人視為傳感器網(wǎng)絡(luò)的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。Zigbee聯(lián)盟對(duì)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議和應(yīng)用程序接口進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。盡管Zigbee技術(shù)試圖在傳感器網(wǎng)絡(luò)需求的網(wǎng)絡(luò)性能上（如功耗、成本、時(shí)延、安全等方面）可以提供一個(gè)解決方案，但從目前的應(yīng)用情況來看，在可擴(kuò)展性、能耗控制、網(wǎng)絡(luò)性能等方面還存在明顯的缺點(diǎn)。IEEE1451標(biāo)準(zhǔn)族是通過定義一套通用的通信接口，以使工業(yè)變送器（傳感器+執(zhí)行器）能夠獨(dú)立于通信網(wǎng)絡(luò)，并與現(xiàn)有的微處理器系統(tǒng)、儀器儀表和現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)相連，解決不同網(wǎng)絡(luò)之間的兼容性問題，并最終實(shí)現(xiàn)變送器到網(wǎng)絡(luò)的互換性和互操作性。

　　為了在傳感器網(wǎng)絡(luò)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定方面進(jìn)行研究與探索，2007年ISO/IEC JTC1正式成立了傳感器網(wǎng)絡(luò)研究組（SGSN）。目前有22名專家，分別來自中國(guó)、法國(guó)、日本、韓國(guó)、挪威、英國(guó)和德國(guó)，以及其他組織的聯(lián)絡(luò)員。2008年6月，在中國(guó)上海召開了第1次全體會(huì)議，對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需求、系統(tǒng)架構(gòu)、協(xié)議、接口和安全等方面的提案進(jìn)行了討論。2008年9月和2009年1月，我國(guó)分別組團(tuán)參加了在德國(guó)和澳大利亞舉辦的第2次和第3次SGSN會(huì)議，實(shí)質(zhì)性地參與了《ISO/IEC JTC1傳感器網(wǎng)絡(luò)研究組技術(shù)報(bào)告》的編寫工作，并在很多章節(jié)做出了重要的貢獻(xiàn)。 

　　我國(guó)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究首次出現(xiàn)在1999年中國(guó)科學(xué)院的《知識(shí)創(chuàng)新工程試點(diǎn)領(lǐng)域方向研究》中，幾乎與發(fā)達(dá)國(guó)家同步。國(guó)家自然科學(xué)基金委（NFSC）從2002年開始，連續(xù)資助了一系列有關(guān)傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究，此外還啟動(dòng)了“面向傳感器網(wǎng)絡(luò)的分布自分布系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)協(xié)調(diào)控制理論”和“傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件及數(shù)據(jù)管理關(guān)鍵技術(shù)研究”等重點(diǎn)項(xiàng)目。國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（“九七三”計(jì)劃）也于2006年資助了“無線傳感網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)理論及關(guān)鍵技術(shù)研究”。國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（“八六三”計(jì)劃）于2006年開始在信息技術(shù)領(lǐng)域的通信專題下資助了10余項(xiàng)探索導(dǎo)向型項(xiàng)目，研究傳感器網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)級(jí)技術(shù)；2007年啟動(dòng)了“傳感器網(wǎng)絡(luò)嵌入式芯片設(shè)計(jì)”等目標(biāo)導(dǎo)向型項(xiàng)目，進(jìn)行節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)。此外，科技部“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃也部署了相關(guān)應(yīng)用示范項(xiàng)目，以促進(jìn)傳感器網(wǎng)絡(luò)在環(huán)境監(jiān)測(cè)和精細(xì)農(nóng)業(yè)等方面的行業(yè)應(yīng)用。《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃（2006—2020年）》在重大專項(xiàng)、優(yōu)先發(fā)展主題、前沿領(lǐng)域均將傳感器網(wǎng)絡(luò)列入，其中重大專項(xiàng)“新一代寬帶移動(dòng)無線通信網(wǎng)”已將其列為重要方向。

　　這些從基礎(chǔ)研究、科技攻關(guān)、示范應(yīng)用等不同層次、不同角度開展的項(xiàng)目，帶動(dòng)和加速了我國(guó)傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的進(jìn)程。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，截至2008年底，我國(guó)申請(qǐng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)相關(guān)專利435件。可以說，上述前期探索性研究為我國(guó)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展進(jìn)行了必要的技術(shù)儲(chǔ)備，為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定工作奠定了基礎(chǔ)。

　　2006年，全國(guó)信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)成立了傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目組，組織國(guó)內(nèi)的大學(xué)、科研單位和企業(yè)開展了標(biāo)準(zhǔn)研究工作，對(duì)《傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)體系》、《傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議?！?、《傳感器網(wǎng)絡(luò)智能傳感器接口標(biāo)準(zhǔn)》和《傳感器網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)》等標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目進(jìn)行了研究。2007年底，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)正式批準(zhǔn)籌建傳感器網(wǎng)絡(luò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)工作組，組長(zhǎng)單位是中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究所，秘書處單位是中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所。目前，工作組由國(guó)內(nèi)50余家成員單位，70多位專家組成，匯集了包括國(guó)內(nèi)傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研用的各方力量，旨在整合國(guó)內(nèi)科研院所和產(chǎn)業(yè)界的優(yōu)勢(shì)力量，共同進(jìn)行傳感器網(wǎng)絡(luò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定，全面推動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。同時(shí)，依托該組織，也可將國(guó)內(nèi)相關(guān)優(yōu)勢(shì)單位聯(lián)合起來，明確分工，統(tǒng)一協(xié)調(diào)工作，積極提交國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)提案，多方進(jìn)行國(guó)際交流和溝通，促進(jìn)我國(guó)在傳感器網(wǎng)絡(luò)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作中占據(jù)重要地位。

      3  傳感器網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)體系研究

      通過對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的生產(chǎn)商、電信運(yùn)營(yíng)商、用戶等開展廣泛的調(diào)研，同時(shí)分析梳理ISO，IEC，IEEE，ISA，ITU-T和IETF及Zigbee聯(lián)盟等組織的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于已經(jīng)成熟、滿足傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求、知識(shí)產(chǎn)權(quán)開放的標(biāo)準(zhǔn)，可以直接采用或進(jìn)行裁剪。對(duì)于傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品開發(fā)與應(yīng)用有特殊需求、國(guó)內(nèi)擁有先進(jìn)技術(shù)成果和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的領(lǐng)域，則需要以自主制定為主，且保持與已有標(biāo)準(zhǔn)最大程度的兼容、銜接。根據(jù)以上原則，我們結(jié)合傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品研發(fā)和應(yīng)用需求，提出傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)體系框架（見圖1）。

圖1  傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)體系架構(gòu)

　　我們認(rèn)為，傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)當(dāng)包括基礎(chǔ)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)與應(yīng)用子集標(biāo)準(zhǔn)。基礎(chǔ)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)指通過對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)各類應(yīng)用的共性特征和技術(shù)要求進(jìn)行分類、規(guī)范，形成若干標(biāo)準(zhǔn)化的功能模塊組合；應(yīng)用子集標(biāo)準(zhǔn)指根據(jù)各傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的特點(diǎn)，描述為特定應(yīng)用要求，如網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、組網(wǎng)形式、服務(wù)質(zhì)量要求、系統(tǒng)生存時(shí)間、覆蓋范圍、業(yè)務(wù)種類等；根據(jù)具體應(yīng)用案例，將基礎(chǔ)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用子集標(biāo)準(zhǔn)中的不同模塊組合，形成最終的傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)。 

　　（1）基礎(chǔ)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)：主要包括術(shù)語、接口、通信和信息交換、協(xié)同信息處理、信息服務(wù)支持、信息安全和測(cè)試等傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品都應(yīng)遵循的標(biāo)準(zhǔn)。其中，通信和信息交換標(biāo)準(zhǔn)包括物理層，MAC層，網(wǎng)絡(luò)層和骨干網(wǎng)接入等相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)；協(xié)同信息處理標(biāo)準(zhǔn)包括能力聲明、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)描述、協(xié)同戰(zhàn)略規(guī)劃等標(biāo)準(zhǔn)；信息服務(wù)支持標(biāo)準(zhǔn)包括信息描述、信息存儲(chǔ)、標(biāo)識(shí)、目錄服務(wù)等標(biāo)準(zhǔn)；信息安全標(biāo)準(zhǔn)包括安全技術(shù)、安全維護(hù)、安全評(píng)估等標(biāo)準(zhǔn)；測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)包括一致性測(cè)試、互操作性測(cè)試和系統(tǒng)測(cè)試等標(biāo)準(zhǔn)。

　　（2）應(yīng)用子集標(biāo)準(zhǔn)：主要包括公共安全、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)、智能交通、醫(yī)療和家庭看護(hù)、智能房屋、工業(yè)監(jiān)控、太空探索、軍事和水利安全等與具體應(yīng)用相關(guān)的輪廓標(biāo)準(zhǔn)。

　　在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定過程中，應(yīng)當(dāng)走積極采用與自主制定相結(jié)合的技術(shù)路線，充分利用以上國(guó)內(nèi)外先進(jìn)成果，在此基礎(chǔ)上根據(jù)我國(guó)傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)發(fā)展與應(yīng)用的特色需求，通過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)工作組將國(guó)內(nèi)相關(guān)優(yōu)勢(shì)單位組織起來，明確分工，統(tǒng)一協(xié)調(diào)工作，開展自主標(biāo)準(zhǔn)的制定，以形成完整的自主創(chuàng)新傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)體系，為實(shí)質(zhì)性參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定奠定良好的基礎(chǔ)。

　　此外，我們將在科學(xué)研究的基礎(chǔ)上，規(guī)劃傳感器網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化工作，根據(jù)傳感器網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用密切相關(guān)的特點(diǎn)，按照技術(shù)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用子集兩個(gè)層次，提出引用現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)、裁剪現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)或制定新規(guī)范等策略，形成包括體系架構(gòu)、組網(wǎng)通信協(xié)議、接口、協(xié)同處理組件、網(wǎng)絡(luò)安全、編碼標(biāo)識(shí)、骨干網(wǎng)接入與服務(wù)等技術(shù)基礎(chǔ)規(guī)范和產(chǎn)品、應(yīng)用子集類規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)體系，并通過標(biāo)準(zhǔn)體系指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)制定工作，為今后產(chǎn)品研發(fā)和應(yīng)用開發(fā)中對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的采用提供重要的支持。

　　4  傳感器網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)架構(gòu)研究

　　從傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)可知，它是一種需要支持縱向（應(yīng)用和服務(wù)）和橫向（系統(tǒng)內(nèi)部）需求的新型系統(tǒng)?？v向上看，傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)必須能夠涵蓋所有系統(tǒng)的共性特點(diǎn)以支持各類應(yīng)用和服務(wù)；橫向上看，傳感器網(wǎng)絡(luò)本身具有可擴(kuò)展性、傳感器的廣泛性以及協(xié)議算法的不確定性等。這都對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的制定提出了很高的要求，同時(shí)也帶來了較高的難度。

　　由于系統(tǒng)架構(gòu)是進(jìn)行任何系統(tǒng)設(shè)計(jì)的首要前提，傳感器網(wǎng)絡(luò)需要一種具有框架支撐作用，且有效、可靠、可擴(kuò)展性強(qiáng)的科學(xué)系統(tǒng)架構(gòu)，可以提取許多傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用之間在元素、組件、模塊、功能等的共同性，同時(shí)也提取應(yīng)用之間的差異性，并且可以標(biāo)識(shí)傳感器網(wǎng)絡(luò)中特定的標(biāo)準(zhǔn)化需求領(lǐng)域，并且標(biāo)識(shí)任何可能應(yīng)用于傳感器網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，還可將接口、數(shù)據(jù)類型、節(jié)點(diǎn)間的鏈路、所需的各個(gè)通信層等進(jìn)行形象化表示，以及將傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化處理進(jìn)行歸檔和提供可以表示傳感器網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)模型。

　　傳感器網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用是一個(gè)不斷發(fā)展和更新的領(lǐng)域，應(yīng)用的多樣性和特定性決定了其系統(tǒng)架構(gòu)必須具備兼容性、靈活性和可擴(kuò)展性等特點(diǎn)。針對(duì)傳感節(jié)點(diǎn)類型多，感知處理模式、數(shù)據(jù)流量特征、通信環(huán)境差異大，QoS要求范圍廣等特點(diǎn)，需要對(duì)各類應(yīng)用進(jìn)行最大程度的共性抽象，以使此系統(tǒng)架構(gòu)能夠最大程度地符合傳感器網(wǎng)絡(luò)廣泛應(yīng)用的一般要求。

　　傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用類型過于廣泛，在其標(biāo)準(zhǔn)的研發(fā)、設(shè)計(jì)過程中較難有效地協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用特定性和系統(tǒng)普適性的矛盾關(guān)系。為了解決傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程中可能遇到的若干問題，需要研究建立一個(gè)科學(xué)、完整的傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)體系和系統(tǒng)架構(gòu)。這種系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)水平將決定傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程中的技術(shù)細(xì)節(jié)、應(yīng)用模式和發(fā)展趨勢(shì)。

　　目前，已有一些標(biāo)準(zhǔn)化組織和專業(yè)機(jī)構(gòu)提出了多種系統(tǒng)架構(gòu)模型，比如美國(guó)國(guó)防部體系架構(gòu)（DoDAF），英國(guó)國(guó)防部體系架構(gòu)（MoDAF），開放組織體系框架（ToGAF），結(jié)構(gòu)化信息標(biāo)準(zhǔn)推動(dòng)組織（OASIS），開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型（OSI）等，但由于各自的針對(duì)性不同，這些系統(tǒng)架構(gòu)的定義和思想并不統(tǒng)一。傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)作為一種全新的異構(gòu)信息系統(tǒng)，需要選取合適的頂層規(guī)劃原則進(jìn)行傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)。

　　經(jīng)仔細(xì)研究，我們采用了ZACHMAN框架，原因在于通過該框架，可以建立起一套完整架構(gòu)的要素。從這個(gè)要素列表來看，對(duì)基于被置入ZACHMAN要素表信息的任何框架，可以用其創(chuàng)建多種架構(gòu)。圖2給出了用于企業(yè)架構(gòu)的ZACHMAN框架的頂層描述。此框架從多個(gè)角度提出了6個(gè)問題（即什么、怎樣、哪里、誰、何時(shí)和為什么）。在每個(gè)項(xiàng)目開始時(shí)，每個(gè)問題基于項(xiàng)目執(zhí)行者的角度（比如所有者、建筑師、建造者等）、項(xiàng)目執(zhí)行者的視點(diǎn)和該架構(gòu)的思想提出若干子問題。因此，創(chuàng)建這樣一個(gè)架構(gòu)將是非常有價(jià)值的，而且在創(chuàng)建此架構(gòu)的過程中，基于每個(gè)角度的每個(gè)問題都需要進(jìn)行仔細(xì)考慮。

　　基于ZACHMAN框架，在對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)深入研究的基礎(chǔ)上，我們可以對(duì)其系統(tǒng)框架進(jìn)行抽象性描述，抽取其基本要素并描述其相互關(guān)系，建立體現(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)的參考模型，將各種不同的傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)納入到統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化框架下，并以此為出發(fā)點(diǎn)，從方法論指導(dǎo)與建立面向不同應(yīng)用的傳感器網(wǎng)絡(luò)參考架構(gòu)及系統(tǒng)模型，為實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)的規(guī)劃和建設(shè)提供參考基礎(chǔ)。

     5  結(jié)束語

　　由于應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，在傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的研發(fā)、設(shè)計(jì)過程中不可避免地會(huì)遇到網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用特定性和系統(tǒng)普適性的矛盾關(guān)系。作為必不可少的頂層設(shè)計(jì)和路線指南，標(biāo)準(zhǔn)體系和系統(tǒng)架構(gòu)的研究在傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)制定過程中占據(jù)著極為重要的地位，關(guān)乎傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)制定的方向和成敗。本文對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)體系和系統(tǒng)架構(gòu)的研究工作進(jìn)行了簡(jiǎn)單探討，指出只有在對(duì)標(biāo)準(zhǔn)體系和系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，我們才能提出引用現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)、裁剪現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)或制定新規(guī)范等策略，形成全面覆蓋基礎(chǔ)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用子集標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)體系架構(gòu)，指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)制定工作，支持產(chǎn)品研發(fā)和應(yīng)用開發(fā)中對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的采用，從而推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化和行業(yè)的應(yīng)用進(jìn)程。