普適計算環(huán)境中幾個關鍵技術研究.pdf

1、隨著計算機及相關技術的深入發(fā)展，計算模式正在發(fā)生著深刻的變化，計算模式的第三個時代——普適計算(Pervasive Computing or Ubiquitous Computing)時代正在到來。普適計算強調人、計算機以及環(huán)境的相互融合，這就對傳統(tǒng)的軟件技術提出了挑戰(zhàn)，需要新型的軟件技術與之相適應。本論文旨在探討普適計算技術的理論基礎和發(fā)展趨勢，著重解決普適計算中的若干關鍵技術問題。本文在綜述了普適計算的發(fā)展現狀和研究熱點的基礎上，選

2、擇了基于RFID普適計算環(huán)境中的幾個關鍵技術問題展開深入的研究。 在基于RFID的普適計算環(huán)境中，通過給所有對象(包括設備、物品和人)附上RFID標簽，從而使物理空間中的個體和信息空間中的對象之間建立了對應關系，這為構建智能信息處理實體提供了一種切實可行的途徑。RFID技術、傳感器技術以及無線通信技術相結合，為構建普適計算基礎設施、感知周圍環(huán)境、主動地為人服務提供了重要技術支持?？梢灶A見，在不遠的將來，RFID技術將會與普適計算

3、技術相融合，對人類社會產生深遠的影響。 本文首先針對普適計算環(huán)境的需求和未來軟件的發(fā)展趨勢，提出了一種基于Kerberos認證機制的、面向服務(SOA)的軟件體系結構；針對普適計算的熱點問題——上下文感知計算，提出了一種基于本體的形式化上下文感知模型，在此基礎上給出了一種適合普適計算環(huán)境的上下文感知中間件(CAMPCE)模型；針對普適計算環(huán)境中異構信息資源的互操作、集成和動態(tài)本體維護等問題，提出了一種本體代數方法；最后給出了RF

4、ID系統(tǒng)中的一種標簽防碰撞算法。本文主要創(chuàng)新工作如下： 1．提出了一種適用于普適計算環(huán)境的軟件體系結構。將SOA思想和 Kerberos認證機制引入到普適計算軟件體系結構的設計中，在一定程度上解決了普適計算環(huán)境中任務的多樣性、動態(tài)性、運行環(huán)境的異構性和訪問的安全性等問題，為普適計算軟件設計提供了一個參考模型。 2．在普適計算環(huán)境中，建立了一個基于本體的形式化上下文模型，使用本體描述語言OWL構建普適計算環(huán)境中的上下文本體

5、，有助于在基于RFID的普適計算環(huán)境中充分利用Web世界和物理世界中的信息；提出了層次化的本體設計方案，并針對普適計算的特點，給出了一種適合普適計算的頂層通用本體結構，為普適計算環(huán)境異構數據資源的共享、重用和互操作等提供了理論和實現基礎。 3．提出了一種適合普適計算環(huán)境的上下文感知中間件CAMPCE(Context Aware Middleware for Pervasive Computing Environment)框架。該

6、上下文感知中間件采用上下文包裝器組件和上下文聚合組件等結構，隨著上下文的變化更新上下文知識庫，上下文知識庫的范圍也隨著上下文包裝組件的變化而更新，適應普適計算的動態(tài)性、設備的多樣性、可移動性以及任務的復雜性等特點。 4．首次提出了在普適計算環(huán)境中使用基于本體的代數模型。建立了一套較完整的本體代數理論體系，完善和發(fā)展了已有的本體代數理論，為普適計算環(huán)境中異構數據資源的互操作、本體管理、查詢以及本體結構的評估等提供了理論基礎。