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是將由通信設備和計算機構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。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用,并調整程序自身的

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)、網絡帶來沉重負擔的情況下,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)側重于研究情境感知技術的局部問題,如情境數(shù)據(jù)的建模、融合和推理等,或對組件移動性的支持,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和情境信息傳送的可擴展性問題。后者包括:位置敏感的復合情境事件訂閱方法和情境事件訂閱結果流方法傳送研究。
　　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)境下的移動應用提供及時的、通信負擔低的情境數(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用訂閱情境事件,怎樣充分利用結果數(shù)據(jù)流的交集減少在公共路徑上的網絡帶寬消耗的問題。具體包括:
　　1.首先在情境感知中間件context toolkit基礎上進行改進,將集中式P2P架構改進為可擴展性強的分布式P2P架構。在此基礎上提出了動態(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,還為情境信息服務最大限度地保證“新鮮度”高的情境信息;在遠程情境數(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合情境事件訂閱機制,該機制包括位置敏感復合訂閱模型和動態(tài)綁定方法:復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合訂閱、應用與傳感器模型之間的行為一致性;為適應普適環(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、同請求對應的結果數(shù)據(jù)流往往包含相同的數(shù)據(jù)內容,為了避免相同的數(shù)據(jù)在公共傳送路徑上重復傳送,本文采用了請求融合成組的方法以減少網絡帶寬的消耗。在此基礎上,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)點標記數(shù)據(jù)范圍和對應的請求集,從而構造了情境數(shù)據(jù)訪問的局部性。實驗結果表明,基于此存儲結構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絡帶寬節(jié)省率較高。