普適環(huán)境中情境信息共享機制的研究.pdf

1、從分布式移動計算進入到無所不在的普適計算是計算發(fā)展的必然趨勢。普適計算的最終目標(biāo)是將由通信設(shè)備和計算機構(gòu)成的信息空間與人們生活和工作的物理空間融為一體,支持用戶隨時隨地并透明地獲得符合其個性化需求的信息服務(wù)。然而普適環(huán)境始終動態(tài)變化,只有不斷根據(jù)環(huán)境的變化來進行改變和調(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,從而能夠自動的對情境信息的變化以及情境信息的歷史進行感知和應(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環(huán)境中,情境感知平臺作為情境感知環(huán)境中各組件的交互平臺,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,使越來越多的用戶在不給系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)帶來沉重負(fù)擔(dān)的情況下,及時地獲取這些資源是大型分布式情境感知平臺研究必須要面對的問題。傳統(tǒng)的情境感知系統(tǒng)側(cè)重于研究情境感知技術(shù)的局部問題,如情境數(shù)據(jù)的建模、融合和推理等,或?qū)M件移動性的支持,而對平臺的可擴展性研究較少,

3、很難適應(yīng)普適環(huán)境下大規(guī)模、可擴展性的需求。因此,本文主要研究大型普適環(huán)境下的可擴展性問題,著力于解決情境信息共享平臺架構(gòu)和情境信息傳送的可擴展性問題。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平臺來為大型普適環(huán)境下的移動應(yīng)用提供及時的、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)聽成本;第三部分針對大量應(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)帶寬消耗的問題。具體包括:
　　1.首先在情境感知中間件context toolkit基礎(chǔ)上進行改進,將集中式P2P架構(gòu)改進為可擴展性強的分布式P2P架構(gòu)。在此基礎(chǔ)上提出了動態(tài)注冊方法和三級訂閱方式:動態(tài)注冊方法不僅為移動應(yīng)用獲取周邊情境數(shù)據(jù)提供了輕量級方式,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,三級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)合情境事件訂閱機制,該機制包括位置敏感復(fù)合訂閱模型和動態(tài)綁定方法:復(fù)合訂閱模型采用有限自動機驗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)境的動態(tài)性,動態(tài)綁定方法完成情境事件源到訂閱的自動映射,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、同請求對應(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)送次序為順序的線性列表存儲請求組,每個列表節(jié)點標(biāo)記數(shù)據(jù)范圍和對應(yīng)的請求集,從而構(gòu)造了情境數(shù)據(jù)訪問的局部性。實驗結(jié)果表明,基于此存儲結(jié)構(gòu)的請求融合方法不僅使請求組的維護成本較低,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。