面向智能汽车的情境模型及中间件研究

浙江大学计算机学院博士学位论文面向智能汽车的情境模型及中间件研究姓名：孙洁申请学位级别：博士专业：计算机科学指导教师：吴朝晖20090311面向智能汽车的情境模型及中间件研究作者：孙洁学位授予单位：浙江大学计算机学院相似文献(10条)1.学位论文王黎面向普适计算的中间件技术的研究与应用2007随着信息技术的飞速发展,21世纪的计算模式正发生着深刻的变革.从分布式移动计算进入到无所不在的普适计算是计算发展的必然趋势.普适计算指的是一种无所不在的计算.在一个普适计算的环境中,所有设备都在不停地计算着,提供面向客户的、统一的、自适应的网络服务.普适计算只是人们对未来世界的一种展望,然而伴随着它的出现,在众多领域都发生着巨大的变化.普适计算强调把计算机嵌入到环境或日常工具中去,让计算机本身从人们的实现中消失,让人们注意的中心回归到要完成的任务本身.其目标是要建立一个充满计算和通信能力的环境,同时使这个环境与人们逐渐的融合在一起.正如徐光佑教授给出的定义'[6]普适计算是信息空间与物力空间的融合,在这个融合的空间中人们可以随时随地、透明的获得数字化的服务.从技术上说,要求普适计算对环境信息具有高度的可感知性,人机交互更自然化、设备和网络的自动配置和自适应能力更强,所以普适计算的研究涵盖中间件、移动计算、人机交互、嵌入式技术、传感器、网络技术等领域.虽然设计普适计算的各种构件在不同的技术领域中存在,但要将其无缝集成为一个统一平台,则必须以中间件技术领衔.中间件就是位于操作系统和应用程序之间的软件层,它向各种应用软件提供服务,是不同的应用进程能在屏蔽掉平台差异的情况下通过网络相互通信.我们可以看出,中间件是一类软件,而非一种软件;中间件不仅仅实现互联,还要实现应用程序之间的互操作;中间件是基于分布式处理的软件,特别强调了网络通信功能.这也限定了只有用于分布式系统中才能成为中间件,同时还可以把它与支撑软件和实用软件区分开来.本文从普适计算的特点和软件结构出发,深入研究了他们对基础软件设施--中间件的需求.本文研究的目的就是希望解决现有计算机应用技术和理论与普适计算模式不匹配的矛盾,使计算机应用技术适应普适计算的要求.主要工作为:1、在简要总结介绍课题的研究背景、国内外研究现状及选题意义的基础上,详细介绍了普适计算的概念、特点和普适计算系统软件的关键问题.研究了中间件技术,并且根据普适计算的特点提出了普适计算对中间件技术的架构要求.2、对普适计算做了深入的研究,并且分析了相关领域如嵌入式操作系统、构件化技术、中间件技术所提供的技术基础,对目前普适计算领域内比较著名的AURA,Centaurus,JINI,UIC,GAIA,2K等系统做了广泛的调研.3、提出了符合普适计算特点的中间件应该具有的功能,并设计了面向普适计算的中间件的框架结构,分析了此系统架构的功能,内部结构,工作原理和工作流程等,此框架结构包括三个层次:动态绑定层、服务发现层和上下文感知层.深入详细的对这三个模块的内部结构和功能进行了分析,并定义了每个模块的接口,基本上实现了符合普适计算特点的要求.4、对此框架结构进行了性能分析.2.期刊论文徐文拴.辛运帏.卢桂章.XUWen-Shuan.XINYun-Wei.LUGui-Zhang普适计算中间件技术的研究与进展-计算机科学2007,34(11)当前,普适计算已经成为计算机科学中一个极具活力和影响力的研究领域.普适计算环境规模很大并且具有高度异构性,如网络架构的异构性、硬件平台的异构性、操作系统的异构性、应用服务的异构性等,而普适计算中间件技术可以解决异构性和跨平台特征,提供不同服务的集成应用,因此成为普适计算中的一个研究热点.基于此,本文对于目前国外关于普适计算中间件技术的研究现状做了一个总结;通过分析和比较,给出了普适计算中间件的设计原则;探讨了普适计算中间件技术的未来发展方向.3.学位论文吴斌普适计算环境下轻量级中间件平台的研究和实现2005本文从结构上可以分为理论体系、中间件平台Scud的理论模型、平台搭建和平台应用四个部分,主要工作包括:1、对普适计算做了深入的研究,并且分析了相关领域如嵌入式操作系统、构件化技术、中间件技术所提供的技术基础,对目前普适计算领域内比较著名的AURA、Centaurus、JINI、UIC、GAIA、2K等系统做了广泛的调研.2、独创性地提出把中间件技术运用于嵌入式系统,设计了基于ORB/CCM技术的面向分布式实时嵌入式软件的中间件平台Scud.3、对CCM标准进行了改进,提出了新的构件模型Z-CCM.4、在ACE/TAO/Z-CCM的系统集成、实现和裁减上做了大量编码、编译工作,完成了Scud平台的搭建和实现工作.5、设计实现了一套简单的发布/发现协议,并与Z-CCM结合,实现了构件的自动发现和上下文语义传输.6、基于Scud平台开发了一个普适移动音乐系统,取得良好的演示效果.4.期刊论文徐磊普适计算中间件技术的研究-计算机工程2004,30(20)普适计算作为新的计算模式对中间件技术有一些特殊的要求.该文从普适计算的特点出发,分析了普适计算中间件要解决的有关问题和需求,提出了构建普适中间件的4个设计原则,分析了COTS中间件技术和典型普适计算中间件的技术特点并指出了普适计算中间件技术的发展趋势.5.学位论文郑笛基于上下文感知服务的构件化中间件关键技术研究2008随着信息技术的飞速发展，21世纪的计算模式正发生着深刻的变革。从分布式移动计算进入到无所不在的普适计算是计算发展的必然趋势。普适计算的最终目标是将由通信设备和计算机构成的信息空间与人们生活和工作的物理空间融为一体，支持用户随时随地并透明地获得符合其个性化需求的信息服务。然而普适计算环境始终动态变化，只有不断根据环境的变化来进行改变和调整才能更好的满足用户的需求和发挥软件的性能。这就要求普适计算环境下的应用程序必须是上下文感知的，从而能够自动的对上下文信息的变化以及上下文信息的历史进行感知和应用，并调整程序自身的行为。因此，随着普适计算技术研究的迅速推进，上下文感知技术正逐渐成为实现普适计算目标的研究热点之一。同时，构件化技术使得软件具有良好的平台兼容性、结构开放性、规模可变性、系统可配置性以及代码重用等能力。因此，随着构件化技术的不断发展，它已经与分布式计算、嵌入式计算以及移动计算等紧密结合，并逐渐成为普适计算环境下的软件基础架构的设计与开发中的关键性技术之一。然而现有的构件化中间件关注的主要是分布式领域中的构件管理问题，对普适计算环境下上下文感知的构件适配与构件部署等问题考虑不够。而现有的上下文感知服务则缺乏对于上下文感知的构件化应用的支持。因此，本文主要研究普适计算环境下基于上下文感知的构件化中间件技术，着力于解决上下文信息的管理以及基于上下文感知的构件适配和构件部署等问题。本文的研究主要分为两大部分，第一部分研究如何建立上下文感知服务来为构件化中间件提供有效的上下文收集和管理机制。具体包括：1.在上下文感知服务的建立方面。本文首先提出了一种基于本体的层次化建模方式HOCM，与传统的上下文建模方式的比较表明，该方法能够通过在用户、设备和服务之间共享上下文信息的结构以实现语义互操作性，并能通过上下文信息的质量扩展对上下文信息质量进行管理。同时我们提出了基于规则和本体的可扩展上下文推理机制，试验结果表明，该机制能够有效地支持上下文信息的推理，并具有良好的可扩展性。在这些研究的基础上，本文提出了一种通用的上下文管理服务模型CAS，通过该模型能够对上下文信息进行管理，并及时有效地为构件化应用提供所需的上下文信息。2.在上下文信息的不一致性管理方面。在普适计算环境下，由于所获得上下文信息的不一致性，往往会导致构件不一致性的产生。因此，针对上下文不一致性的消除问题，本文在CAS模型的基础上，提出了基于上下文匹配的不一致性检测算法，并针对不一致上下文的消除提出了全丢弃消除算法、最新上下文丢弃算法、基于确定性上下文丢弁算法和基于相关性上下文丢弃算法，并对算法的性能进行了比较和分析，试验表明，这些算法能够有效达到消除上下文不一致性的目的。在这个基础上，我们还就上下文不一致性算法对上下文信息的利用效率的影响进行了进一步地讨论和分析。第二部分研究如何通过上下文感知服务来对已有的构件适配和构件部署进行扩展。3.在基于上下文感知的构件部署方面。本文针对传统的构件部署机制不考虑环境上下文变化的问题，结合CAS模型对现有的构件部署机制进行了扩展，提出了基于上下文感知的构件部署方法CACD和基于资源上下文约束的构件部署算法RRCD。实验结果表明，算法能够有效地实现普适计算环境下上下文感知的动态部署机制，并且具有较低的额外开销。4.在基于上下文感知的构件适配方面。本文针对传统的构件适配机制不考虑环境上下文变化的问题，结合CAS模型对现有的构件适配机制进行了扩展，提出了基于上下文感知的构件适配模型CACAM和基于上下文感知的构件适配算法CACA，实验结果表明，CACA算法能够有效地实现普适计算环境下上下文感知的动态部署机制，并且具有较低的额外开销。5.最后，在这两部分研究内容的基础上，本文基于面向构件的分布计算平台StarCCM，提出并实现了上下文感知的构件化中间件模型StarCACCM。试验结果表明，StarCACCM能够在普适计算环境下为上下文感知的构件化应用提供有效的支持和服务。6.学位论文刘瑶基于普适计算模式下的数字家庭关键技术研究2008新的计算模式——普适计算为应用技术界开辟了一个崭新、宽阔的研究领域。随着信息技术在全球范围的蓬勃发展，信息技术已经无孔不入。各种数字产品日益渗透到社会生活各个领域，数字家庭技术不断成熟。数字家庭是指各种家电通过不同的互连方式进行通信及数据交换，实现家用电器之间的“互联互通”，使人们足不出户就可以更加方便快捷地获取信息，从而极大提高人类居住的舒适性和娱乐性。本文研究的主题就是普适环境下的数字家庭。将“普适计算”的模式运用于数字家庭，人们可以在任何时间、任何场所，都能像呼吸一样自如地管理和监控它。本文首先概括性地介绍了普适计算的概念和普适计算的当前研究状况以及本论文想要达到的目标：基于普适计算的数字家庭。接着，对于文章中用来描述本系统的UML工具的内容、优点及扩展作了简单介绍。然后，介绍了普适计算的系统结构，提出了基于普适计算的数字家庭控制中心体系结构，并对普适计算的中间件技术作了简析。最后，本文设计了基于普适计算的数字家庭中的即插即控协议栈，并给出了该协议栈实现的部分程序。7.期刊论文丁博.王怀民.史殿习.DINGBo.WANGHuaimin.SHIDianxi普适计算中间件技术-计算机科学与探索2007,1(3)普适计算中间件通过软件基础设施重用支持上层应用的高效开发和便捷运行,是普适计算领域的研究热点.对普适计算中间件设计挑战进行了归纳,从上下文管理、中间件层自适应、面向自适应的公共服务和自适应软件体系结构支持等方面总结、阐述和分析了普适计算中间件的各项关键技术,分类介绍了主要普适计算中间件项目,给出了未来研究发展趋势.8.会议论文李骁.丁博.史殿习.王怀民普适计算中间件微内核架构的研究与实现2008普适计算环境具有的资源有限性、平台异构性和网络动态性等特点对中间件体系结构提出了挑战。针对传统中间件整体式体系结构存在的自适应和扩展困难的问题，提出了一种轻量级的微内核架构设计方法，通过内核和模块分离的方式提高中间件的适应性和可扩展性。基于这个方法，设计实现了一个普适计算中间件原型。中间件原型体系结构具有结构灵活、自适应机制轻量和扩展性较好等特点。9.学位论文李骁基于微内核的中间件自适应机制研究与实现2008中间件是普适计算环境下的重要基础软件。普适计算泛在、动态和开放的特点要求中间件有能力对自身进行调整，从而适应应用环境的变化。然而，现有普适计算中间件的自适应机制存在如下三个较突出的问题：自适应模型与实现技术或使用场景紧密相关，抽象层次较低；结构较难扩展，难以应对普适应用需求的快速增长；自适应逻辑与中间