普适计算上下文感知中间件的研究与实现

论文摘要

普适计算是一种全新的计算模式,其致力于将由通信和计算构成的信息空间与人们工作生活的物理空间融为一体,支持用户“随时随地”并且“透明”地获取符合其个性化需求的信息服务。上下文感知技术是普适计算中的关键技术之一,是实现普适环境的前提和基础。中间件技术因其能够屏蔽软硬件开发和系统运行时的异构性,为上层应用提供一个统一的访问接口,而成为国内外学者的研究热点。结合这两种技术的上下文感知中间件是普适计算环境下信息获取与处理的重要支撑平台。普适计算环境下,为提供某类服务会选择特定且可能异构的感知设备,并为其设计合适的交互方式。然而,普适计算要求实现物理空间与信息空间的融合,当需要提供更丰富的服务时,新设备可能无法适应原有设备的交互方式,使得原有服务不易扩展或无法与新服务无缝结合。此外,普适计算中的上下文数据通常具有一定的冗余性,需要巨大的存储量空间,会进一步影响服务的扩展性和系统的整体性能。本文针对以上情况,主要进行了以下几方面工作:(1)对相关的普适计算与中间件技术、上下文感知计算技术进行了深入的阐述与分析,提供了本文研究的理论基础。(2)提出基于Jini的普适计算上下文感知中间件架构,突破设备和软件平台的限制,增强了服务的扩展与交互能力。(3)在中间件架构基础上,针对普适计算环境下上下文异构的特点,提出一种基于XML的上下文采集和集成方法,在保证上下文精度和新鲜度的前提下,尽量减少上下文信息的存储量,为服务交互提供统一的上下文形式,有效地屏蔽上下文信息异构,奠定了高效的普适服务的实现基础。(4)以高校新生报到和自助导游服务为应用场景,开发了一个普适计算上下文感知中间件,对上述研究成果进行验证,取得了较为理想的实验结果。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题来源及本人工作
• 1.3 本文组织
• 第二章 普适计算与中间件
• 2.1 普适计算的概念
• 2.2 普适计算的发展
• 2.3 普适计算的一些著名研究项目
• 2.4 普适计算研究的主要问题
• 2.5 普适环境框架结构
• 2.6 中间件技术
• 2.6.1 中间件的定义
• 2.6.2 中间件的分类
• 2.6.3 中间件的体系结构
• 2.6.4 普适计算中间件的架构要求
• 2.7 本章小结
• 第三章 上下文感知技术
• 3.1 上下文
• 3.1.1 上下文的定义
• 3.1.2 上下文的分类
• 3.2 上下文感知的概念
• 3.3 上下文感知的研究内容
• 3.3.1 上下文采集
• 3.3.2 上下文建模
• 3.3.3 上下文融合
• 3.4 上下文感知面临的挑战
• 3.5 本章小结
• 第四章 普适计算上下文感知中间件框架
• 4.1 Jini技术
• 4.1.1 Jini的特征
• 4.1.2 Jini的体系结构
• 4.1.3 Jini系统目标与假设
• 4.2 总体框架设计
• 4.2.1 框架结构
• 4.2.2 框架特点
• 4.3 感知层
• 4.3.1 感知设备的处理
• 4.3.2 软件组件的处理
• 4.3.3 上下文采集与集成方法
• 4.4 Jini层
• 4.4.1 服务注册
• 4.4.2 服务查找
• 4.4.3 服务签约
• 4.4.4 租借
• 4.5 本章小结
• 第五章 上下文感知中间件原型系统
• 5.1 原型系统设计思想
• 5.2 原型系统概要设计
• 5.2.1 原型系统功能
• 5.2.2 原型系统流程与结构
• 5.3 原型系统详细设计
• 5.3.1 硬件设计
• 5.3.2 软件实现
• 5.3.3 下文感知中间件实验演示
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 攻读硕士学位期间的学术论文
• 攻读硕士学位期间参加的科研项目
• 攻读硕士学位期间获得的专利申请
• 缩略词
• 图表清单
• 参考文献