普適環(huán)境中情境信息共享機(jī)制的研究.pdf

1、從分布式移動(dòng)計(jì)算進(jìn)入到無(wú)所不在的普適計(jì)算是計(jì)算發(fā)展的必然趨勢(shì)。普適計(jì)算的最終目標(biāo)是將由通信設(shè)備和計(jì)算機(jī)構(gòu)成的信息空間與人們生活和工作的物理空間融為一體,支持用戶隨時(shí)隨地并透明地獲得符合其個(gè)性化需求的信息服務(wù)。然而普適環(huán)境始終動(dòng)態(tài)變化,只有不斷根據(jù)環(huán)境的變化來(lái)進(jìn)行改變和調(diào)整才能更好的滿足用戶的需求和發(fā)揮軟件的性能。這就要求普適環(huán)境下的應(yīng)用程序必須是情境感知的,從而能夠自動(dòng)的對(duì)情境信息的變化以及情境信息的歷史進(jìn)行感知和應(yīng)用,并調(diào)整程序自身的

2、行為。普適環(huán)境的分布性,決定了必然有豐富的情境資源集成在這個(gè)環(huán)境中,情境感知平臺(tái)作為情境感知環(huán)境中各組件的交互平臺(tái),為應(yīng)用獲取情境信息提供了渠道和方法。怎樣充分利用這些分布廣泛的情境資源,使越來(lái)越多的用戶在不給系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)沉重負(fù)擔(dān)的情況下,及時(shí)地獲取這些資源是大型分布式情境感知平臺(tái)研究必須要面對(duì)的問(wèn)題。傳統(tǒng)的情境感知系統(tǒng)側(cè)重于研究情境感知技術(shù)的局部問(wèn)題,如情境數(shù)據(jù)的建模、融合和推理等,或?qū)M件移動(dòng)性的支持,而對(duì)平臺(tái)的可擴(kuò)展性研究較少,

3、很難適應(yīng)普適環(huán)境下大規(guī)模、可擴(kuò)展性的需求。因此,本文主要研究大型普適環(huán)境下的可擴(kuò)展性問(wèn)題,著力于解決情境信息共享平臺(tái)架構(gòu)和情境信息傳送的可擴(kuò)展性問(wèn)題。后者包括:位置敏感的復(fù)合情境事件訂閱方法和情境事件訂閱結(jié)果流方法傳送研究。
　　本文的研究主要分為三部分,第一部分研究建立分布式P2P平臺(tái)來(lái)為大型普適環(huán)境下的移動(dòng)應(yīng)用提供及時(shí)的、通信負(fù)擔(dān)低的情境數(shù)據(jù)共享方式;第二部分是在情境數(shù)據(jù)頻繁變化下,研究如何減少數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)接收者之間的匹配次數(shù)和

4、節(jié)省傳感器監(jiān)聽(tīng)成本;第三部分針對(duì)大量應(yīng)用訂閱情境事件,怎樣充分利用結(jié)果數(shù)據(jù)流的交集減少在公共路徑上的網(wǎng)絡(luò)帶寬消耗的問(wèn)題。具體包括:
　　1.首先在情境感知中間件context toolkit基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),將集中式P2P架構(gòu)改進(jìn)為可擴(kuò)展性強(qiáng)的分布式P2P架構(gòu)。在此基礎(chǔ)上提出了動(dòng)態(tài)注冊(cè)方法和三級(jí)訂閱方式:動(dòng)態(tài)注冊(cè)方法不僅為移動(dòng)應(yīng)用獲取周邊情境數(shù)據(jù)提供了輕量級(jí)方式,還為情境信息服務(wù)最大限度地保證“新鮮度”高的情境信息;在遠(yuǎn)程情境數(shù)據(jù)傳

5、送時(shí),三級(jí)訂閱方式能大大減少數(shù)據(jù)通信量。
　　2.給出一種位置敏感的復(fù)合情境事件訂閱機(jī)制,該機(jī)制包括位置敏感復(fù)合訂閱模型和動(dòng)態(tài)綁定方法:復(fù)合訂閱模型采用有限自動(dòng)機(jī)驗(yàn)證方法保證了原子訂閱與復(fù)合訂閱、應(yīng)用與傳感器模型之間的行為一致性;為適應(yīng)普適環(huán)境的動(dòng)態(tài)性,動(dòng)態(tài)綁定方法完成情境事件源到訂閱的自動(dòng)映射,將事件與訂閱的匹配有效地轉(zhuǎn)化為事件源與訂閱的匹配,從而減少匹配次數(shù)和提高系統(tǒng)性能。
　　3.在大規(guī)模的分布式情境數(shù)據(jù)傳送環(huán)境下,不

6、同請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的結(jié)果數(shù)據(jù)流往往包含相同的數(shù)據(jù)內(nèi)容,為了避免相同的數(shù)據(jù)在公共傳送路徑上重復(fù)傳送,本文采用了請(qǐng)求融合成組的方法以減少網(wǎng)絡(luò)帶寬的消耗。在此基礎(chǔ)上,考慮到情境數(shù)據(jù)發(fā)生的“連續(xù)性”,提出一種以情境數(shù)據(jù)發(fā)送次序?yàn)轫樞虻木€性列表存儲(chǔ)請(qǐng)求組,每個(gè)列表節(jié)點(diǎn)標(biāo)記數(shù)據(jù)范圍和對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求集,從而構(gòu)造了情境數(shù)據(jù)訪問(wèn)的局部性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,基于此存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的請(qǐng)求融合方法不僅使請(qǐng)求組的維護(hù)成本較低,更重要的是,該方法使得公共傳輸送路徑上的網(wǎng)絡(luò)帶寬節(jié)省率較高。