基于角色的無線傳感網(wǎng)絡(luò)中間件研究.pdf

1、物聯(lián)網(wǎng)時代將帶來從信息化到智能化的變革，當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)、移動通訊網(wǎng)相連時，可隨時隨地全方位“感知”對方，人們的生活方式將從“感覺”跨入“感知”的階段。無線傳感網(wǎng)絡(luò)作為物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)和數(shù)據(jù)采集的主要形式，其發(fā)展越來越體現(xiàn)其重要性。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳感區(qū)域內(nèi)大量隨機部署的微型傳感節(jié)點，由于節(jié)點數(shù)量龐大，難以重新回收編譯應(yīng)用程序。在滿足QoS、能耗、實時性和異構(gòu)性等性能要求的前提下，如何方便主動地進行無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序開發(fā)，是無線傳感

2、網(wǎng)絡(luò)能夠快速發(fā)展成為實用的必要條件。中間件能夠屏蔽底層細(xì)節(jié)，利用跨層技術(shù)向應(yīng)用層提供統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)，減輕構(gòu)建應(yīng)用程序負(fù)擔(dān)。本文主要針對多應(yīng)用開發(fā)需求，研究無線傳感網(wǎng)絡(luò)中間件技術(shù)。
　　 本文首先介紹無線傳感網(wǎng)絡(luò)中間件的作用及原理，深入分析現(xiàn)有中間件存在的問題。應(yīng)用驅(qū)動的無線傳感網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點都在網(wǎng)內(nèi)承擔(dān)一定的角色，完成具體的角色職責(zé)。利用節(jié)點扮演角色的多樣性及角色職責(zé)的差異，提出了無線傳感網(wǎng)絡(luò)角色映射框架模型。在此角色映射框架基礎(chǔ)

3、上，設(shè)計并實現(xiàn)基于角色的無線傳感網(wǎng)絡(luò)中間件RobMSN。從語義和規(guī)約的形式化角度定義了角色映射的規(guī)則約束，系統(tǒng)地解決了角色映射抽象的語義沖突問題，使得角色映射的上下文充分地體現(xiàn)在中間件的角色規(guī)約中。利用RobMSN把應(yīng)用程序映射為節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中具體所承擔(dān)的角色，解決了無線傳感網(wǎng)絡(luò)中間件的跨平臺要求和應(yīng)用服務(wù)的動態(tài)性問題。
　　 其次，針對大容量角色數(shù)據(jù)包廣播開銷過大的問題，在充分分析節(jié)點廣播代價的基礎(chǔ)上，引入轉(zhuǎn)播成本，利用應(yīng)用服務(wù)

4、要求和節(jié)點環(huán)境上下文知識，提出一種基于代價分發(fā)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)角色廣播算法。在分析網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和服務(wù)要求的參數(shù)和屬性基礎(chǔ)上，討論了轉(zhuǎn)發(fā)代價的設(shè)計，從代價因素變化的角度引入成本函數(shù)，并利用轉(zhuǎn)發(fā)代價充分考察轉(zhuǎn)播數(shù)據(jù)量和能耗性能。此外從轉(zhuǎn)播率、包到達率和能量消耗等方面對算法進行性能評價和仿真。
　　 最后，在Agilla移動代理平臺上，根據(jù)角色的要求實現(xiàn)基于角色的中間件，驗證RobMSN。RobMSN中間件能極大地減輕構(gòu)建應(yīng)用程序的負(fù)擔(dān)，簡