普適計算環(huán)境中幾個關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著計算機及相關(guān)技術(shù)的深入發(fā)展，計算模式正在發(fā)生著深刻的變化，計算模式的第三個時代——普適計算(Pervasive Computing or Ubiquitous Computing)時代正在到來。普適計算強調(diào)人、計算機以及環(huán)境的相互融合，這就對傳統(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算技術(shù)的理論基礎(chǔ)和發(fā)展趨勢，著重解決普適計算中的若干關(guān)鍵技術(shù)問題。本文在綜述了普適計算的發(fā)展現(xiàn)狀和研究熱點的基礎(chǔ)上，選

2、擇了基于RFID普適計算環(huán)境中的幾個關(guān)鍵技術(shù)問題展開深入的研究。 在基于RFID的普適計算環(huán)境中，通過給所有對象(包括設(shè)備、物品和人)附上RFID標簽，從而使物理空間中的個體和信息空間中的對象之間建立了對應(yīng)關(guān)系，這為構(gòu)建智能信息處理實體提供了一種切實可行的途徑。RFID技術(shù)、傳感器技術(shù)以及無線通信技術(shù)相結(jié)合，為構(gòu)建普適計算基礎(chǔ)設(shè)施、感知周圍環(huán)境、主動地為人服務(wù)提供了重要技術(shù)支持?？梢灶A(yù)見，在不遠的將來，RFID技術(shù)將會與普適計算

3、技術(shù)相融合，對人類社會產(chǎn)生深遠的影響。 本文首先針對普適計算環(huán)境的需求和未來軟件的發(fā)展趨勢，提出了一種基于Kerberos認證機制的、面向服務(wù)(SOA)的軟件體系結(jié)構(gòu)；針對普適計算的熱點問題——上下文感知計算，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算環(huán)境的上下文感知中間件(CAMPCE)模型；針對普適計算環(huán)境中異構(gòu)信息資源的互操作、集成和動態(tài)本體維護等問題，提出了一種本體代數(shù)方法；最后給出了RF

4、ID系統(tǒng)中的一種標簽防碰撞算法。本文主要創(chuàng)新工作如下： 1．提出了一種適用于普適計算環(huán)境的軟件體系結(jié)構(gòu)。將SOA思想和 Kerberos認證機制引入到普適計算軟件體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，在一定程度上解決了普適計算環(huán)境中任務(wù)的多樣性、動態(tài)性、運行環(huán)境的異構(gòu)性和訪問的安全性等問題，為普適計算軟件設(shè)計提供了一個參考模型。 2．在普適計算環(huán)境中，建立了一個基于本體的形式化上下文模型，使用本體描述語言O(shè)WL構(gòu)建普適計算環(huán)境中的上下文本體

5、，有助于在基于RFID的普適計算環(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)計方案，并針對普適計算的特點，給出了一種適合普適計算的頂層通用本體結(jié)構(gòu)，為普適計算環(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現(xiàn)基礎(chǔ)。 3．提出了一種適合普適計算環(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庫，上下文知識庫的范圍也隨著上下文包裝組件的變化而更新，適應(yīng)普適計算的動態(tài)性、設(shè)備的多樣性、可移動性以及任務(wù)的復(fù)雜性等特點。 4．首次提出了在普適計算環(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)的評估等提供了理論基礎(chǔ)。