普適計(jì)算環(huán)境中幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)及相關(guān)技術(shù)的深入發(fā)展，計(jì)算模式正在發(fā)生著深刻的變化，計(jì)算模式的第三個(gè)時(shí)代——普適計(jì)算(Pervasive Computing or Ubiquitous Computing)時(shí)代正在到來(lái)。普適計(jì)算強(qiáng)調(diào)人、計(jì)算機(jī)以及環(huán)境的相互融合，這就對(duì)傳統(tǒng)的軟件技術(shù)提出了挑戰(zhàn)，需要新型的軟件技術(shù)與之相適應(yīng)。本論文旨在探討普適計(jì)算技術(shù)的理論基礎(chǔ)和發(fā)展趨勢(shì)，著重解決普適計(jì)算中的若干關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。本文在綜述了普適計(jì)算的發(fā)展現(xiàn)狀和研究熱點(diǎn)的基礎(chǔ)上，選

2、擇了基于RFID普適計(jì)算環(huán)境中的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題展開(kāi)深入的研究。 在基于RFID的普適計(jì)算環(huán)境中，通過(guò)給所有對(duì)象(包括設(shè)備、物品和人)附上RFID標(biāo)簽，從而使物理空間中的個(gè)體和信息空間中的對(duì)象之間建立了對(duì)應(yīng)關(guān)系，這為構(gòu)建智能信息處理實(shí)體提供了一種切實(shí)可行的途徑。RFID技術(shù)、傳感器技術(shù)以及無(wú)線通信技術(shù)相結(jié)合，為構(gòu)建普適計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施、感知周圍環(huán)境、主動(dòng)地為人服務(wù)提供了重要技術(shù)支持?？梢灶A(yù)見(jiàn)，在不遠(yuǎn)的將來(lái)，RFID技術(shù)將會(huì)與普適計(jì)算

3、技術(shù)相融合，對(duì)人類社會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。 本文首先針對(duì)普適計(jì)算環(huán)境的需求和未來(lái)軟件的發(fā)展趨勢(shì)，提出了一種基于Kerberos認(rèn)證機(jī)制的、面向服務(wù)(SOA)的軟件體系結(jié)構(gòu)；針對(duì)普適計(jì)算的熱點(diǎn)問(wèn)題——上下文感知計(jì)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(chǔ)上給出了一種適合普適計(jì)算環(huán)境的上下文感知中間件(CAMPCE)模型；針對(duì)普適計(jì)算環(huán)境中異構(gòu)信息資源的互操作、集成和動(dòng)態(tài)本體維護(hù)等問(wèn)題，提出了一種本體代數(shù)方法；最后給出了RF

4、ID系統(tǒng)中的一種標(biāo)簽防碰撞算法。本文主要?jiǎng)?chuàng)新工作如下： 1．提出了一種適用于普適計(jì)算環(huán)境的軟件體系結(jié)構(gòu)。將SOA思想和 Kerberos認(rèn)證機(jī)制引入到普適計(jì)算軟件體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，在一定程度上解決了普適計(jì)算環(huán)境中任務(wù)的多樣性、動(dòng)態(tài)性、運(yùn)行環(huán)境的異構(gòu)性和訪問(wèn)的安全性等問(wèn)題，為普適計(jì)算軟件設(shè)計(jì)提供了一個(gè)參考模型。 2．在普適計(jì)算環(huán)境中，建立了一個(gè)基于本體的形式化上下文模型，使用本體描述語(yǔ)言O(shè)WL構(gòu)建普適計(jì)算環(huán)境中的上下文本體

5、，有助于在基于RFID的普適計(jì)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(shè)計(jì)方案，并針對(duì)普適計(jì)算的特點(diǎn)，給出了一種適合普適計(jì)算的頂層通用本體結(jié)構(gòu)，為普適計(jì)算環(huán)境異構(gòu)數(shù)據(jù)資源的共享、重用和互操作等提供了理論和實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)。 3．提出了一種適合普適計(jì)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(jié)構(gòu)，隨著上下文的變化更新上下文知識(shí)庫(kù)，上下文知識(shí)庫(kù)的范圍也隨著上下文包裝組件的變化而更新，適應(yīng)普適計(jì)算的動(dòng)態(tài)性、設(shè)備的多樣性、可移動(dòng)性以及任務(wù)的復(fù)雜性等特點(diǎn)。 4．首次提出了在普適計(jì)算環(huán)境中使用基于本體的代數(shù)模型。建立了一套較完整的本體代數(shù)理論體系，完善和發(fā)展了已有的本體代數(shù)理論，為普適計(jì)算環(huán)境中異構(gòu)數(shù)據(jù)資源的互操作、本體管理、查詢以及本體結(jié)構(gòu)的評(píng)估等提供了理論基礎(chǔ)。