徐映[1]2004年在《手机对智能空间的普适访问》文中研究说明随着计算技术和通信技术的发展,兼有通信和计算能力的手机将无处不在。它将为人们提供各种方便的服务,但是价格和尺寸的限制决定了手机的硬件条件很难满足用户的需求。普适计算是继主机计算、桌面计算之后发展起来的一种新的计算模式。它最本质的特点是物理集成以及自发互操作。而智能空间是普适计算的这两个本质特点的一种具体而集中的体现。它是一个嵌入了计算、通讯与感知能力的物理空间,使人们可以在工作、生活的现场方便地取计算和信息服务。理想中的普适计算模式应该是让人们可以随时随地、透明地获得数字化的信息服务。智能空间的一个重要功能称为游牧服务(Cyber Foraging)[7]指用户携带入空间的无线手持设备可以充分利用其周围基础设施中的相对较强的设备的能力。如何利用普适计算环境中将广泛分布的智能空间所拥有的丰富资源来增强用户的能力,是一个重要的课题。本文提出了在普适计算条件下电话在智能空间中的一种新的普适访问模式,即在智能空间中利用手机获得增强的个性服务。手机在智能空间进行增强的信息访问,首先需要解决的是服务发现问题,就是让移动用户知道当前环境中拥有哪些服务以便利用。本文设计实现了一种以“拉”的方式获得服务发现的人机交互接口。在服务发现技术的基础上,进一步提出了服务调用问题,服务调用涉及到的情况比较复杂,一个是对用户所处环境中的各种服务如何进行封装和处理,另一个是用户如何用手机来访问控制这些服务。通过GPRS 协议可以实现手机和智能空间中的设备的数据通信,再结合手机上的J2ME实现对整个服务调用的支撑结构,基于这个体系结构,可以完成本文提出的在智能空间中利用手机获得增强的个性服务的设想。由于手机和智能空间结合是一个跨越多个平台的信息传输问题,手机端的人机接口设计关系到整个应用的可操作性。针对这个问题本文提出了基于模块化的接口和类似RSVP的工具条菜单设计方案,用户将可以更有效的访问一些功能。总体上,本论文以手机为实验对象,设计实现了一个普适计算条件下,移动设备在智能空间获得增强服务的实例系统。
林爱民[2]2008年在《面向智能空间的普适服务系统平台研究》文中研究说明随着信息社会不断发展,计算模式正逐渐从网络计算向普适计算(Ubiquitous/Pervasive Computing)方向延伸,对生活空间的智能性也提出了更高要求,于是出现了智能空间(Smart Space)的概念。一个存在着各式各样的设备的特定的智能空间(如家庭、实验室、医院等等),可以使人与计算环境更好的融合,让人在不知不觉中享受计算环境中的服务。但是仅仅拥有设备终端,还不足以形成“无处不在、以人为本”的普适计算环境,这就需要构造适应普适计算要求的普适服务系统平台。本文首先介绍了系统构建的必要性及智能空间的相关概念;接着介绍了智能空间和普适计算的关系、智能空间的发展现状;接着总结前人的研究成果,提出了普适服务系统平台所要面对解决的可扩展性、可配置性、可管理性和上下文感知计算能力等问题。其次,从平台的构造组成(包括终端、网关、服务器)出发,分别对服务网关和智能空间的语义建模进行重点讨论。然后,在系统平台的基础上,模拟具体应用场景:智能家庭、智能实验室和智能空间服务迁移。最后对本文的工作进行总结,并对普适服务系统平台的未来做出了展望。本文的创新点在于:(1)提出并设计了一种面向智能空间的普适服务系统平台(USSP)。(2)采用ARM9+Linux+OSGi构建了智能服务网关。(3)设计并实现SSN网络的上下文感知计算体系结构(SSN_O),用于智能空间上下文信息的描述和处理。(4)在系统平台的基础上,模拟了智能空间的具体应用。
李刚[3]2008年在《基于普适计算的智能空间四级模型的研究》文中研究表明普适计算作为新兴的计算机技术逐步成为了业内研究的热门领域,在智能空间中人机和谐地交互是普适计算的一个重要分支,能充分反映普适计算的普适性、动态性和透明性等特征,为新的服务和应用的发展提供了巨大的潜力,但同时也在普适环境下数据信息通信方面和隐私保护方面带来了新的挑战。现有的智能空间模型在结构分层,模型功能设计方面存在不足,本文就是在这个基础上提出了基于普适计算的智能空间四级模型的前期理论研究。在分析普适计算的特点,现有智能空间模型的特点和不足的基础上,本文研究与模型开发相关的技术,结合智能空间信息交互的特点和模型要实现的功能,设计了面向信息环境、面向设备、面向安全校验机制和面向终极用户的智能空间四级模型,并设计相应的体系结构和功能板块。数据信息通信方面,采用在MIPv6协议下使用预测式MPLS移交切换技术的方案,通过设计网络拓扑结构、预测信息表,使用预测式MPLS移交切换算法,实现了数据包在转发、传递过程中达到了低时延、低丢包率效果。隐私保护方面,采用在面向安全校验机制层嵌入隐私保护模型的方案,设计隐私保护机制,对用户的隐私信息提供保护。随着普适计算的发展,该模型能够在不同的智能空间中得到应用,因此针对普适计算环境下智能空间四级模型的研究具有非常重要的理论和实践价值。
吴卿[4]2006年在《面向普适计算的自适应中间件模型与方法研究》文中研究指明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。微小嵌入的智能设备、多类别用户和多种类智能空间是普适计算的叁个重要组成部分。智能空间作为物理世界和信息空间的融合体,已经融入到人们的生活中并为用户提供智能化的服务和便利。 普适计算固有的内在复杂性对当前的基础软件设施提出了全新的挑战,迫切需要一种具有自适应能力的中间件基础设施。普适计算要求中间件能够根据系统内部运行情况和外部上下文状态的变化进行组成结构和行为功能的自主调整和重新配置,为上层普适应用提供自适应的服务。当前,在面向普适计算的自适应中间件研究中,存在着两个十分重要的问题:一是面向普适计算的自适应中间件模型问题;二是基于构件的自适应中间件的核心实现方法问题。对于这两个问题的研究具有非常重要的意义,迫切需要我们从理论和实践两方面加以解决。 本文针对普适计算对中间件的全新要求,重点解决上述两个问题,集中突破基于构件的中间件在设计部署和运行阶段如何实现自适应的方法难点,为普适计算应用提供自适应中间件的理论和方法支持。本文的主要工作包括以下四个方面: 1) 建立了自适应中间件模型SCUD。该模型包括了符合CCM规范的自适应实体——自适应构件和自适应智能体;具有集成AOP和反射的自适应中间件内省机制;具有基于上下文感知的自适应中间件外省机制;包含了基于扩展时序逻辑的中间件自适应语义规范CMAS,用于保证中间件实现自适应的正确安全。 2) 提出了SCUD自适应构件分配方法,实现了构件装配部署阶段的静态可配置中间件自适应。该分配方法使用在自适应中间件的构件装配部署阶段,在中间件自适应语义规范CMAS的指导下充分考虑普适计算环境中的计算资源约束需求、自适应构件之间的依赖关系以及自适应构件的容错机制,具有动态规划和前向纠错的能力。实验表明,该分配方法具有良好的性能,能够提供静态可配置的中间件自适应。 3) 提出了SCUD自适应构件组合方法,实现了构件运行阶段的动态双向中间件自适应。该组合方法使用在自适应中间件的构件运行阶段,在中间件自适应语义规范CMAS的指导下充分考虑普适计算环境中的自适应构件组合必须遵守的原则:不中断当前自适应构件间的事件通信和接口调用;不破坏其它自适应构件之间的依赖关系;保证该构件组合执行动作的整体开销最小。实验表明,该组合方法具有良好的性能,能够提供动态双向的中间件自适应。 4) 实现了基于SCUD模型及其自适应构件分配、组合方法的自适应中间件
林欣[5]2008年在《跨智能空间上下文共享研究》文中进行了进一步梳理普适计算的目标是使得人们可以随时随地访问信息,并实现计算的不可见性。智能空间是普适计算在局部物理空间中的体现。而上下文感知计算在智能空间中起着举足轻重的作用,它体现了智能空间中智能性的特征。随着普适计算技术的深入挖掘与推广,智能空间的研究与应用也将从原来的单智能空间阶段逐步扩展到跨智能空间阶段,这种转变符合普适计算中“普”的要求,即无论用户处在哪个智能空间中,都可以充分享受到计算带来的服务。在跨智能空间研究阶段,上下文感知的研究仍然十分关键。然而,对于跨智能空间的场景,上下文共享又面临着多项理论与技术上的困难,如,上下文语义匹配问题、隐私性问题和时效性问题等。本文正是基于以上背景,开展对跨智能空间场景下上下文共享的隐私性问题和时效性问题的研究工作,具体研究内容和创新点表现在以下几个方面:(1)为了更好的开展跨智能空间上下文共享的研究,首先对普适计算中智能空间、跨智能空间和上下文感知的研究现状进行梳理,在此基础上提出了一个跨智能空间上下文共享的中间架构模型,并对其中遇到的隐私性问题和时效性问题做概括性探讨。(2)跨智能空间上下文隐私性研究。选取最典型也是应用最广的一种上下文——位置信息,作为研究对象,着重研究在用户所在空间和上下文消费者不可信任的场景下,保护用户位置信息的方法。本文发现基于位置的服务(LBS)中对查询隐私保护的两大类k匿名算法(clique cloaking和non-clique cloaking)只是针对单快照查询做匿名保护,无法保护连续查询的匿名性。因此提出一种连续查询模型,该模型融合了连续查询时间间隔模型和连续性模型,并基于该连续查询模型对两类LBS中的k匿名算法分别提出了一种连续查询攻击算法。本文发现在k匿名中普遍使用的以匿名集的势作为匿名集(即k)的度量方式并不适用于连续查询,提出了一种基于熵理论的匿名性度量方式AD,实验结果证明在连续查询中,AD比k能更好的反应查询的匿名性。(3)跨智能空间上下文传播的时效性研究,提出了一种面向推理的上下文缓存置换算法CORA,利用缓存技术来降低跨智能空间中由于上下文的数量大、距离远,所造成的上下文传播的开销。CORA采用状态空间对低级上下文到高级上下文的推理进行建模,对各种上下文推理方法具有普遍适用性。在此模型基础上,CORA计算出低级上下文的访问概率和预计失效时间,获得数据的缓存价值,作为上下文缓存置换的依据,以提高缓存的命中率。实验证实,针对普适计算环境上下文数据更新率高的特点,CORA相对传统的缓存置换算法能达到较高的命中率。(4)跨智能空间上下文推理的时效性研究,针对上下文推理结果在一段时间内仍然保持“新鲜”的特点,提出推理结果重复利用效率及其计算公式。在此基础上提出一种新鲜度敏感的上下文推理实时调度算法FRSA,以推理结果重复利用效率作为判断依据结合任务的deadline进行调度,其目标是在推理器负载较重时达到较高吞吐量。本文还提出一种实时调度的启发式规则,使FRSA避免基于值函数调度复杂度过高的缺陷。实验表明,在推理器负载重时,FRSA的系统吞吐量比经典调度算法(SJF、EDF、LSF和FCFS)高出10%-30%。
方永巍[6]2007年在《智能社区中的上下文融合》文中研究说明上下文感知是普适计算的一项关键技术。智能社区就是一种典型的普适计算环境。智能社区是多个智能空间的联合,所以各个智能空间中的上下文需要融合。智能社区中的上下文融合需要跨空间地交互和访问资源。为了解决这个问题,本文以智能社区里的上下文共享和上下文融合为研究出发点,研究了基于本体的智能社区上下文建模方法;定义了智能社区中的上下文融合流程语言;研究了通过知识共享和逻辑推理来实现对多源上下文融合的方法;并设计了一个智能社区上下文融合中间件的系统架构。智能社区中的各个智能空间是相对独立的,我们对各个智能空间进行上下文本体建模时,是按照各个领域分层次组织的。上下文本体是上下文知识库的重要部分,也是上下文融合的基础。上下文融合流程语言是用于对上下文融合流程建模的,它包括了上下文融合操作及其组合。上下文融合流程语言将融合逻辑和上下文数据处理隔离开来,提高了复用性,大大简化了上下文感知应用的开发。上下文融合操作用于实现具体的上下文处理,本文使用了上下文知识共享结合逻辑推理的方法来实现,逻辑推理结合了一阶逻辑和描述逻辑。跨空间的交互和资源访问需要获取其他智能空间的上下文和上下文知识,本文设计了一个上下文共享协议,该协议屏蔽了底层的通讯操作。智能社区中的各个智能空间通过上下文融合中间件来交互并访问资源。上下文融合中间件包括了上下文知识库、上下文共享协议和上下文融合模块。本文具有如下创新意义:探讨了在智能社区中进行上下文融合的方法,提出了一个上下文融合模型。解决了智能社区中的上下文异构性、大规模、资源共享,等问题。实现了跨空间的交互和资源访问。
石唯[7]2010年在《普适环境下智能空间的建模与应用》文中研究表明随着计算机技术的发展,特别是在普适计算的概念提出后,智能化的人机交互日益成为计算模式发展的趋势。智能空间中的普适计算,其注意力往往在目前进行的任务上而并非计算系统上,某种程度上用户甚至不会察觉到计算系统的存在。这种需求特性就要求应用程序不再将用户的输入或指令作为执行任务或功能的唯一触发点和驱动力,它必须能够在用户未发出任务请求的情况下依据相应的历史信息智能地来判断接下来要进行的任务的种类和时间。基于此,为了更好的实现普适计算的透明性,智能空间与交互式上下文情境感知系统的深入交叉融合显得越来越为必要,而这一领域的研究也日益得到人们的重视。本文首先深入探讨了普适计算,智能空间和上下文感知等新兴技术,并在将叁者有机结合在一起的基础上提出了通用型普适计算智能空间(GPBIS)框架。该框架将物理空间与人的注意力密切结合起来,它的重要意义在于为各种基于特定场景的普适系统应用提供了一个可遵循的、统一的普适框架,构建了一个高级别的抽象概念模型,并对构造一般应用的普适系统提供了基础和灵活的支持。接着,在GPBIS框架的基础上,我们以大学校园为应用背景,具体实现了影式智能追踪普适校园(SLITPC)系统。与已有体系架构相比,SLITPC系统最大的创新点在于:(1)构建出一个轻型的“用户-影子”模型,这一模型集成上下文感知概念,可以在任何时间、任何地点对用户进行追踪。更重要的是,该“用户-影子”模型可以根据不同的上下文和用户偏好进行客户化配置。(2)SLITPC系统提供了一个可扩展的,分布式的资源发现机制。它将资源划分为两层结构,外层结构的结点及时检测资源的加入或离开,然后通知内层结点更新。因此,大多数结点不需要主动检测或者动态更新资源的状态列表。(3)SLITPC系统中包括一个强大的上下文推理机制。该机制使用基于本体论的方法来表现上下文,并使用贝叶斯网络来进行因果逻辑推理,这对于确定性和非确定性推理提供了良好的支持。为了更好地体现普适计算的透明性和服务性,我们在SLITPC系统中加入了协同过滤机制,用于为用户提供音乐推荐服务。该推荐系统的创新之处在于:(1)采用了歌曲和艺术家的双标准策略;(2)制定出了一个隐式的评级析取机制,用户不必手动为音乐评级打分;(3)在所得到的隐式评分信息的基础上,给出了基于中央数据库方式和分布型P2P方式的协同推荐算法,我们将这两种推荐方案有机整合在一起为用户提供高可用性的音乐推荐方案;(4)在一定程度上解决了新颖性缺乏的问题。
罗功宸[8]2006年在《普适计算多相性及个人智能环境研究》文中提出普适计算的思想从上世纪90年代初被提出后,得到了世界各大高校、研究机构及企业的重视,因此得到了迅速的发展,并成为计算技术的研究热点。然而,从现在的桌面计算模式到普适计算模式的转换,面临着诸多问题和挑战,多相性就是其中之一。面对多相性问题,现在多数的研究项目方向是对“智能空间”的研究,当智能空间的局部化智能不断扩大的时候,也就更接近与理想的普适计算环境。 普适计算思想的本质是“以用户为中心”代替“以机器为中心”的计算,所以本文从“以用户为中心”的角度出发,提出了解决多相性的另一种概念——个人智能环境。本文给出了个人智能环境的定义及其应当提供的服务。 针对个人智能环境,本文接着提出了一个应用实例——EasyDay系统,这一实例从个人用户的家庭、工作、娱乐叁方面出发,为用户提供全面的信息服务。本文从应用模型、系统功能、实现原则和实现方法四个方面对EasyDay进行阐述,并主要通过Visual C++、Embedded Visual C++及ASP网络编程实现了EasyDay原型系统。 个人智能环境和EasyDay系统是对解决普适计算的多相性问题的一个全新探索。
韩阳[9]2009年在《普适计算中基于本体的智能家庭设备的无关性研究》文中指出随着信息社会不断发展，计算模式正逐渐从网络计算向普适计算（Ubiq uitous/Pervasive Computing）方向延伸，对生活空间的智能性也提出了更高要求，于是出现了智能空间（Smart Space）的概念。一个存在着各种各样的设备的特定的智能家庭空间，可以使人与计算环境更好的融合，让人在不知不觉中享受计算环境中的服务。基于普适计算环境的智能家庭空间系统是一个分布式系统，它的硬件部分是由各种异构的智能家庭设备和网络协议组成，位于硬件平台之上的家庭网关软件平台必须能够理解在不同应用环境下设备的底层架构。在智能家庭网关的支持下，设备之间要可以相互连接、互操互控、交换信息和服务并扩展各自的基本功能，同时设备可以随时加入或者退出家庭网关联盟，智能网关无需关注设备硬件的底层细节，从而达到设备的无关性操作。通过设备无关性技术，可以使智能设备的硬件设备控制、内部计算逻辑和用户接口相分离，这种分离能够灵活地改变智能设备的交互机制而无须改变底层应用，是实现智能空间中智能设备的互操作的基础。研究表明，通过形式化的抽象方法可以将家庭智能空间中的各种异构智能设备描述为一个具有相同特征的抽象设备模型。对这些特征的抽象描述就构成了该智能设备的公共知识，知识类型包括概念、属性和关系。因此对网关平台来说，它只需要面对和处理一种设备，从而屏蔽了智能设备的差异性。本文提出了基于本体的智能家庭设备的无关性研究。对基于OSGi的智能家庭网关进行语义扩展，构建了基于本体驱动的智能家庭网关OSHG来解决设备无关性的问题。其核心设计思路表现为：首先用使用RDF(S)/OW L语言对智能家庭空间的各种设备和服务资源进行建模和统一描述，建立了基于本体的设备资源参数化模型，以屏蔽设备底层硬件的异构性，实现设备资源无关性描述；然后在此基础上构建了多个功能管理模块层：包括设备和服务注册、设备适配和协议转换、上下文感知推理、设备专家组等，这些组件可以动态加载，根据配置确认依赖关系。在此基础上阐述了基于OSHG智能家庭网关的智能家庭设备的无关性的操作模式和实现原理。在OSHG的支持下，设备之间能够互操互控，家庭网关具有设备感知能力和语义推理能力，为用户提供更为高级的服务；另外OSHG服务以Bundle的形式提供，在系统运行时动态加载，可以为将来系统的扩展和其他应用接口提供灵活的支持。文章最后给出了模型实例，验证了模型的实用性和有效性，并进行了总结和对下一步的展望。结果表明基于本体的智能家庭网关能够较好的实现设备无关性操作，并且具有设备感知和环境推理能力，为进一步的研究打下坚实的基础。
刘昀岢[10]2012年在《面向智能空间的情境感知体系结构研究》文中研究表明普适计算的最终目标是将计算设备无缝集成到人们的日常生活中,使得用户能够“随时随地”获得符合其个性化需求的信息服务。情境感知技术是普适计算研究的重要方向,其目标是使情境感知系统能够根据情境信息的变换为用户提供服务。智能空间是典型的普适计算应用领域,是人们研究普适计算的理想的试验床。智能空间的动态性、开放性、智能性等特点,决定了智能空间系统应该具备获取和处理与用户相关的各种情境信息的能力。建立情境信息模型,对智能空间中不同实体进行形式化的描述,才能便于计算机系统的处理,已经在众多研究者中形成共识。本文的主要工作包括面向智能空间应用时,使用本体描述的方法进行情境信息建模、情境推理及情境感知体系结构研究等内容。本文结合智能空间应用,分析了面向智能空间应用的情境信息,并对情境信息进行分类。采用本体的方法对情境信息进行形式化建模和描述,以便于智能空间中知识的共享和复用。智能空间中存在种类不同的情境信息,根据情境信息类型的不同,我们基于本体对情境信息进行建模,构建了包括用户、空间、时间、事件、设备和安全等核心实体在内的通用本体库,为情境感知系统的搭建打下了坚实的基础。情境推理是指智能空间系统利用当前用户及其所处环境资源的情境来获取智能空间中存在的高层语义。本文采用基于规则的情境推理机制,将情境推理分为本体推理和自定义规则推理。使用本体推理来解决本体使用过程中本体的冲突检测、表达优化、本体的融合和验证知识的正确性等问题。使用自定义规则推理则根据不同应用领域中用户自定义的推理规则对底层的情境信息进行高层抽象和映射。本文设计了基于本体的情境感知框架(OCAA),利用本体描述的方法针对智能家居环境下的应用进行情境建模,采用规则描述语言来自定义用户状态查询应用中的推理规则,验证了基于本体的智能空间情境感知技术的方法。
参考文献：
[1]. 手机对智能空间的普适访问[D]. 徐映. 清华大学. 2004
[2]. 面向智能空间的普适服务系统平台研究[D]. 林爱民. 北京交通大学. 2008
[3]. 基于普适计算的智能空间四级模型的研究[D]. 李刚. 河南理工大学. 2008
[4]. 面向普适计算的自适应中间件模型与方法研究[D]. 吴卿. 浙江大学. 2006
[5]. 跨智能空间上下文共享研究[D]. 林欣. 浙江大学. 2008
[6]. 智能社区中的上下文融合[D]. 方永巍. 上海交通大学. 2007
[7]. 普适环境下智能空间的建模与应用[D]. 石唯. 上海交通大学. 2010
[8]. 普适计算多相性及个人智能环境研究[D]. 罗功宸. 浙江大学. 2006
[9]. 普适计算中基于本体的智能家庭设备的无关性研究[D]. 韩阳. 中国海洋大学. 2009
[10]. 面向智能空间的情境感知体系结构研究[D]. 刘昀岢. 湖南师范大学. 2012
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