霧計(jì)算平臺的軟件構(gòu)架分析與應(yīng)用研究.pdf

1、霧計(jì)算是在傳感網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心之間的邊緣服務(wù)器上構(gòu)建的服務(wù)和應(yīng)用，它將傳感網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心的部分功能遷移過來，并提供有限的分布式計(jì)算、存儲和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。霧計(jì)算作為物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算的媒介，能夠解決物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算結(jié)合引起的終端節(jié)點(diǎn)請求延時(shí)、云服務(wù)器存儲和計(jì)算負(fù)擔(dān)過重、網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬壓力過大等問題。霧計(jì)算是一個新穎的研究方向，目前雖然在學(xué)術(shù)界還沒有統(tǒng)一的平臺和標(biāo)準(zhǔn)，但在大數(shù)據(jù)環(huán)境下（如智慧教育、智能交通、智能電網(wǎng)等）將會有廣闊的應(yīng)用前景。
　　本

2、文主要圍繞霧計(jì)算的定義及其特征，從智能終端的異構(gòu)性入手研究了基于霧計(jì)算的平臺構(gòu)架和服務(wù)器構(gòu)建，設(shè)計(jì)了一種通用的霧計(jì)算架構(gòu)模型，并通過通用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實(shí)現(xiàn)了霧計(jì)算設(shè)計(jì)的功能，最后通過數(shù)據(jù)預(yù)處理和數(shù)據(jù)共享兩個實(shí)例驗(yàn)證了霧計(jì)算架構(gòu)模型的可用性。本文的主要研究內(nèi)容和貢獻(xiàn)如下:
　　(1)設(shè)計(jì)了一種霧計(jì)算通用架構(gòu)模型，并將霧計(jì)算部署在其中的網(wǎng)絡(luò)傳輸層，設(shè)計(jì)目的是為了實(shí)現(xiàn)提供異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換服務(wù)、數(shù)據(jù)推送服務(wù)以及數(shù)據(jù)存儲和計(jì)算服務(wù)等核心霧計(jì)算功能。

3、通過實(shí)施建議的霧計(jì)算通用架構(gòu)模型，既為終端設(shè)備提供了本地化的智能分析和反饋服務(wù)，也為云服務(wù)器提供了數(shù)據(jù)的過濾和融合等預(yù)處理計(jì)算服務(wù)。
　　(2)基于霧計(jì)算的架構(gòu)模型和功能定位，設(shè)計(jì)了一種融合ZigBee、藍(lán)牙和Wi-Fi等多種無線通信協(xié)議的智能網(wǎng)關(guān)。該智能網(wǎng)關(guān)由三個網(wǎng)關(guān)匯點(diǎn)模塊和網(wǎng)關(guān)主模塊構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)功能，解決了無線傳感網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換問題，并通過結(jié)合分布圖異常值剔除算法和分批估計(jì)數(shù)據(jù)融合算法，實(shí)現(xiàn)了傳感

4、數(shù)據(jù)中異常值剔除和有效數(shù)據(jù)融合的預(yù)處理功能。
　　通過多傳感器觀測恒溫環(huán)境溫度的實(shí)驗(yàn)測試，驗(yàn)證了該智能網(wǎng)關(guān)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)感知網(wǎng)絡(luò)接入、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換等基本網(wǎng)絡(luò)功能，而且能夠完成精度較高的異常值檢測和數(shù)據(jù)融合等基本計(jì)算功能，有效降低了感知數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)中心的存儲數(shù)量級，減輕了頻繁數(shù)據(jù)交換引發(fā)的網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力。
　　(3)本文作者進(jìn)一步把霧計(jì)算模型應(yīng)用于微課、翻轉(zhuǎn)課堂背景下的智慧云教室中，選取了極路由器作為霧計(jì)算服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享的功