【摘要】：無(wú)線傳感網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的核心,主要解決物聯(lián)網(wǎng)中的信息感知問(wèn)題,通過(guò)散布在特定區(qū)域的成千上萬(wàn)的傳感器節(jié)點(diǎn),采集環(huán)境中各種信息并連接到互聯(lián)網(wǎng)上.然而,傳感設(shè)備所采集到的數(shù)據(jù)是實(shí)時(shí)的、數(shù)量龐大且無(wú)良好結(jié)構(gòu)的,要將采集到的數(shù)據(jù)映射到應(yīng)用系統(tǒng)的問(wèn)題域空間,就不得不編寫(xiě)大量的映射代碼.為了快速定制和開(kāi)發(fā)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),提出一種基于運(yùn)行時(shí)模型的無(wú)線傳感網(wǎng)管理方法:首先,在傳感設(shè)備管理接口基礎(chǔ)上構(gòu)造運(yùn)行時(shí)模型,并維護(hù)運(yùn)行時(shí)模型與采集到信息的數(shù)據(jù)同步;其次,基于運(yùn)行時(shí)模型,對(duì)不同傳感設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行定制、抽取和合并,實(shí)現(xiàn)通過(guò)組合模型對(duì)場(chǎng)景中不同的傳感設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理;最后,通過(guò)模型轉(zhuǎn)換,實(shí)現(xiàn)組合模型到應(yīng)用場(chǎng)景模型的映射,從而能夠面向應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā).還實(shí)現(xiàn)了基于運(yùn)行時(shí)模型的智慧社區(qū)原型系統(tǒng),并對(duì)方法的可行性和有效性進(jìn)行了驗(yàn)證.
【圖文】：

陳星等:基于運(yùn)行時(shí)模型的無(wú)線傳感網(wǎng)管理方法1699訪問(wèn)模型.元模型定義了目標(biāo)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及可管理的元素.訪問(wèn)模型聲明了元模型中管理這些元素的方法,即調(diào)用目標(biāo)系統(tǒng)的API.SM@RTgenerator在元模型和訪問(wèn)模型作為輸入的基礎(chǔ)上,能夠自動(dòng)生成維護(hù)運(yùn)行時(shí)軟件體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)施,將底層系統(tǒng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)反映到運(yùn)行時(shí)模型.如圖2所示,id為158的RFID(radiofrequencyidentificationdevice)標(biāo)簽從1434房間移動(dòng)到了1621房間;同步引擎檢測(cè)到1621房間新增了一個(gè)RFID標(biāo)簽,并自動(dòng)在id為1621的Reader元素(RFID讀取器)的關(guān)聯(lián)元素中增加一個(gè)Tag元素(RFID標(biāo)簽);同時(shí),同步引擎也檢測(cè)到id為158的RFID設(shè)備離開(kāi)了1434房間,并自動(dòng)在id為1434的Reader元素的關(guān)聯(lián)元素中刪除這個(gè)Tag元素.在之前的工作中,我們對(duì)運(yùn)行時(shí)模型的構(gòu)造方法與支撐機(jī)制進(jìn)行了深入的研究[15,16],并對(duì)傳感設(shè)備運(yùn)行時(shí)模型的構(gòu)造方法進(jìn)行了初步探討[17],本文不再贅述.Fig.2Synchronizationbetweenruntimemodelsandwirelesssensordevices圖2運(yùn)行時(shí)模型與無(wú)線傳感設(shè)備的同步3分布式運(yùn)行時(shí)模型的合并方法無(wú)線傳感網(wǎng)往往由眾多不同類型的傳感設(shè)備構(gòu)成,應(yīng)用系統(tǒng)需要根據(jù)管理目標(biāo)對(duì)不同傳感設(shè)備所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的分析和處理.例如,安保系統(tǒng)需要對(duì)區(qū)域內(nèi)所有位置感知設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控,而節(jié)能系統(tǒng)需要對(duì)區(qū)域內(nèi)所有照明設(shè)備和亮度感知設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控.這些傳感設(shè)備需要被統(tǒng)一管理起來(lái),以實(shí)現(xiàn)不同類型的復(fù)雜管理任務(wù).本文提出一種分布式運(yùn)行時(shí)模型的合并方法,在傳感設(shè)備運(yùn)行時(shí)模型的基礎(chǔ)上,以組合模型的形式對(duì)其進(jìn)行重組織,實(shí)現(xiàn)不同類型傳感設(shè)備的統(tǒng)一管理,主要工作包括模型定制和數(shù)據(jù)同步.3.1模型定制模型定制是指,針對(duì)特定的管理需求,在多個(gè)傳感設(shè)備運(yùn)行時(shí)模型中截取相應(yīng)的模型片段,將它們組合成一個(gè)新的模型,即組合模?

陳星等:基于運(yùn)行時(shí)模型的無(wú)線傳感網(wǎng)管理方法1705等位置信息的關(guān)聯(lián)關(guān)系發(fā)出險(xiǎn)情通告.例如,在寵物獨(dú)自離開(kāi)社區(qū)時(shí)發(fā)出警告:首先,構(gòu)造了RFID感知設(shè)備和居民信息系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)模型;其次,通過(guò)組合模型對(duì)目標(biāo)信息進(jìn)行了抽取和合并;最后,根據(jù)險(xiǎn)情通報(bào)的管理需求構(gòu)造應(yīng)用場(chǎng)景模型,并實(shí)現(xiàn)了組合模型到應(yīng)用場(chǎng)景模型的轉(zhuǎn)換.此外,本文還將方法與傳統(tǒng)解決方案進(jìn)行了比較,對(duì)方法的可行性和有效性進(jìn)行了評(píng)估.Fig.9Exampleofthecodegenerationbasedonmappingrules圖9基于映射規(guī)則的代碼生成示例5.1RFID感知設(shè)備與居民信息系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)模型RFID感知設(shè)備能夠確定人員與物品的位置信息,主要包含RFID讀寫(xiě)器和RFID標(biāo)簽;在社區(qū)內(nèi)的關(guān)鍵地區(qū)布置RFID讀寫(xiě)器,并為每一個(gè)目標(biāo)人員或物品發(fā)放RFID標(biāo)簽;RFID讀寫(xiě)器可以實(shí)時(shí)采集到區(qū)域內(nèi)的標(biāo)簽信息,以此能夠判斷目標(biāo)人員或物品所在的位置.圖10描述了RFID感知設(shè)備包含的主要元素及其屬性,其中:Reader描述了RFID讀寫(xiě)器的基本配置信息,并包含一個(gè)RFID標(biāo)簽的列表;Tag則描述了RFID標(biāo)簽的基本狀態(tài)信息.Reader元素與Tag元素的關(guān)聯(lián)關(guān)系,反映了Tag元素代表的RFID標(biāo)簽的位置信息.當(dāng)RFID標(biāo)簽的位置發(fā)生變化時(shí),其Tag元素相關(guān)聯(lián)的Reader元素也會(huì)改變.Fig.10Architecture-BasedmodelsofRFIDsystemandinformationsystem圖10RFID系統(tǒng)與信息系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)模型1*1*11**11**一對(duì)一一對(duì)多多對(duì)一
【作者單位】： 福州大學(xué)數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院;福建省網(wǎng)絡(luò)計(jì)算與智能信息處理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院軟件研究所;高可信軟件技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(北京大學(xué));
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(61222203,11271002,61103175) 教育部科技重點(diǎn)項(xiàng)目(212086)
【分類號(hào)】：TP212.9;TN929.5

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本文編號(hào)：2534535