Cuộc cách mạng kỹ thuật số của thế kỷ XXI đã và đang diễn ra với tốc độ và quy mô lớn hơn nhiều so với các cuộc cách mạng kỹ thuật số trước đây. Trong suốt thế kỷ XX, thế giới đã được chứng kiến hai cuộc cách mạng kỹ thuật số chính đó là: Các máy tính đã được phát triển và được ứng dụng rộng rãi trong các văn phòng và hộ gia đình; mạng Internet ra đời và phát triển đã kết nối các máy tính lại với nhau và đã làm thay đổi cơ bản cách thức mà con người tương tác với thế giới số.
Hiện nay, chúng ta đang đứng trước một cuộc cách mạng kỹ thuật số của thế kỷ XXI đó là các đối tượng thông minh kết nối thế giới số với thế giới vật lý, từ đó hình thành nên một kiến trúc mạng Internet mới trong tương lai: Kiến trúc Internet of Things (loT). Người ta đã dự đoản rằng số lượng các đối tượng thông minh sẽ tăng lên tới hàng tỷ thiết bị trong mười năm tới và sẽ có những thay đổi cơ bản trong cách thức để con người tương tác với cả thế giới số và thế giới vật lý.
Mạng cảm biến không dây là một dạng của mạng các đối tượng thông minh. Trong đó, mỗi nút cảm biến không dây bao gồm một bộ thu phát và tuyến, một bộ vi xử lý và các cảm biến dùng để đo lường và cảm nhận về thế giỏi vật lý hoặc một thiết bị truyền động để làm thay đổi thế giới vật lý. Mạng cảm biến không dây có rất nhiều ứng dụng tiềm năng như giám sát môi trường, tự động hóa tòa nhà, ngôi nhà thông minh, tự động hóa trong sản xuất nông nghiệp và công nghiệp, giảm sát tình trạng sức khỏe bệnh nhân, ứng dụng trong quân sự...
Trong suốt một thập kỷ qua, mọi nghiên cứu tập trung vào mạng cảm biển không dây đều cho rằng kiến trúc IP là không phù hợp đối với các ứng dụng của mạng cảm biến không dây. Nhiều nhà nghiên cứu đã lập luận rằng các giao thức IP là không phù hợp với các thiết bị có tài nguyên hạn chế về năng lượng, bộ nhỏ và khả năng xử lý như các nút cảm biến không đây. Kết quả là đã có nhiều giao thức mới được nghiên cứu và ứng dụng cho các mạng cảm biển không đây. Tuy nhiên, các mạng cảm biển này cần phai thông qua một Gateway để có thể giao tiếp được với mạng Internet và các mạng IP khác. Các Gateway lớp ứng dụng là rất phức tạp để thiết kế và quản lý. Đây là một trong những nhược điểm chính đối với các mạng cam biển không dây được phát triển không dựa trên nền kiến trúc IP.
Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế IETF đã rất nỗ lực trong việc chuẩn hỏa IPv6 cho các mạng củ nhân không dây công suất thấp (6LoWPAN) nói chung và các mạng cảm biến không dây nói riêng. Chuẩn mới này cho phép sử dụng IPv6 trong các mạng cảm biến không dây trên nền chuẩn truyền thông vật lý IEEE 802.15.4. Cùng với đó, một nhóm làm việc khác của IETF (RoLL) làm việc về vấn đề định tuyển qua các mạng này. Nhóm làm việc này đã thiết kế và xác định một giao thức định tuyến IP mới được gọi là giao thức định tuyến IPv6 cho các mạng tổn hao công suất thấp (RPL). Một trong những lợi ích chính của kiến trúc IP đó là các mạng cảm biến không dây có thể kết nối trực tiếp với Internet và sử dụng chuẩn kiến trúc dịch vụ Web cho các mạng này mà không cần đến các Gateway lớp ứng dụng.
Cuốn sách này giới thiệu về mạng cảm biến không dây dựa trên nền kiến trúc IP. Thông qua cuốn sách, bạn đọc có thể hiểu được cách thức để các mạng cảm biến không dây trên nền kiến trúc IPv6 có thể tương tác được với nhau và kết nối được với các mạng IP khác. Cuốn sách này được chia làm 7 chương như sau:
Chương 1: Giới thiệu về mạng cảm biến không dây.
Chương 2: Kiến trúc IP cho mạng cảm biến không dây.
Chương 3: Các giao thức lớp giao vận.
Chương 4: IPv6 cho mạng cảm biến không dây
Chương 5: Lớp thích ứng 6LoWPAN.
Chương 6: Giao thức định tuyển RPL.
Chương 7: Giao thức lớp ứng dụng CoAP.
Các tác giả hy vọng rằng cuốn sách này sẽ có ích cho nhiều bạn đọc. nhất là sinh viên các ngành Điện tử truyền thông. Đo lường, Điều khiển và Tự động hóa.
Mặc dù đã được rà soát kỹ lưỡng nhưng không tránh khỏi các thiếu sót nho Các tác giả rất mong nhận được những hồi âm góp ý từ phía bạn đọc để cuốn sách được hoàn thiện hơn trong các lần xuất bản tiếp theo. Mọi thư tử góp ý xin gửi về Khoa Công nghệ Điện tử và Truyền thông - Trưởng Đại học Công nghệ thông tin và Truyền thông Thái Nguyên - xã Quyết Thắng - thành phố Thái Nguyên,
Chúng tôi xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày 12 tháng 12 năm 2012
Các tác giả