摘要
随着水下传感设备的激增以及对能源节约的追求，低功耗水下物联网的概念得以提出。受基于射频的反向散射网络启发，低功耗水下物联网利用水声反向散射技术实现水下传感器节点低功耗、低成本通信，在如水下长期探测等水下领域有着广泛的应用前景。首先，介绍了低功耗水下物联网的原理与架构；然后，提出并分析了该架构的关键技术，如感知、通信、组网、资源分配、安全等；最后，探讨了低功耗水下物联网的未来研究方向。
关键词： 水下物联网 ; 低功耗 ; 反向散射 ; 水声网络
0 引言
在过去的十年里，物联网（IoT, internet of things）已经成为一种新兴的、有前途的技术。物联网通过连接互联网中的低功耗设备实现万物互联的愿景。物联网中有许多适用于广泛应用的解决方案。每年，数以百万计的新IoT设备被部署到智能建筑、智慧制造、车联网、智慧医疗等不同的应用领域。展望未来，全球IoT支出有望在2025年达到1.2 万亿美元，其中，中国市场规模将超过 3 000 亿美元[1]。近年来，随着全球气候变化和资源枯竭的加剧，海洋探测等水下技术开发和应用逐渐兴起[2]。IoT 技术的最新进展和人类对海洋的进一步探索使得水下的连接设备的数量激增。因此，出现了由海洋传感器、摄像机、水听器等水下设备组成的水下物联网（IoUT, internet of underwater things）的概念[3]。IoUT的结构和功能与IoT类似，是一个用于智能、互联的水下物体的全球网络，能够监控广阔的未开发水域，为水下数据采集、通信、传感和计算等技术开辟了许多新的研究方向。
目前，大多数现有的水下通信系统利用光或者声传输，