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随着电子技术和互联网技术的发展,以无线传感器网络为标志的物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮,已经引起了学术界和工业通信领域的关注。物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上延伸和扩展的网络。因此,无线传感器网络和现有的IP互联网的融合是实现物联网的关键,但已部署的传感器网络都是针对某一特定领域的特定应用需求而设计的,标准和制式各异,而且这些传感器网络由不同的组织所管理,限制了网络之间的协作处理和数据共享。因此,无线传感器网络与互联网等外部网络的互联就具有了重要的研究意义和实用价值。 在对现有互联技术和方案研究的基础上,文章针对现有方案在能源有效性、扩展性、灵活性,以及通用性方面的不足,给出了一种新的基于缓存的无线传感器网络与外部网络互联协议桥方案。协议桥通过在汇聚节点上建立一个高效的缓存系统,对实际传感器网络进行虚拟化,使得传感器节点功能信息和监测数据得以缓存在虚拟传感器中,从而提高监测数据的复用率,并提供及时的数据访问。利用虚拟传感器缓存监测数据,集成数据为中心和节点为中心两种通信方式供给多个传感器应用使用。避免了采用单纯的节点为中心通信方式带来的过多通信量,解决了多个传感器应用访问引起的传感器网络响应超时问题。另外,协议桥采用搭桥的方法提供节点为中心的通信,实现了传感器应用与实际传感器之间的直接通信。同时提供运行时服务扩展支持,使其具有了良好的服务扩展性、访问灵活性和应用通用性。 最后,设计实现了一个原型实验系统,用于验证协议桥的正确性和可行性。实验测试结果表明,基于缓存的无线传感器网络互联协议桥为外部应用提供统一服务接口的同时,实现了监测数据复用和服务动态扩展。缩短了应用服务的响应时间,减少了传感器网络的通信量,从而达到了提高服务效率和能源效率的目的。