支持普适计算的多嵌入式软件系统研究

《支持普适计算的多嵌入式软件系统研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、支持普适计算的多嵌入式软件系统研究支持普适计算的多嵌入式软件系统研究*重庆市自然科学基金资助课题（CSTC，2004BB2144）。摘要：本文紧密结合当前最新国际研究动态，综述了普适计算的关键技术以及支持普适计算的嵌入式软件系统，重点介绍了普适环境下多个嵌入式系统协作问题的解决方案，并对今后的应用前景进行了展望。关键词：普适计算；觉察上下文计算；多嵌入式系统；智能空间5支持普适计算的多嵌入式软件系统研究1.引言随着计算机硬件设备的低功耗、小型化、微型化和高带宽网络及无线移动网络技术的不断成熟，把计算能力嵌入到各种设备中实

2、现实时处理和联网使用成为现实，并且越来越普遍。普适计算技术在现实世界的具体化使得嵌入式系统成为普适计算应用的关键。因此，将普适计算模式涉及的人机交互理论，觉察上下文理论和协作机制等理论应用于嵌入式系统中，来管理大量联网的多个嵌入式设备，为多嵌入式系统之间的数据交换、消息交互、服务发现、任务协调、任务迁移等提供系统级的支持，使多嵌入式系统通过对其他对象和用户的感知来接收、执行、协作和控制众多任务和功能，促进人与多嵌入式系统之间的交互是嵌入式软件系统需要研究的内容。对异构的多嵌入式系统的支持问题，上下文信息的数据库、多嵌入式

3、系统中透明的蕴涵式人机交互模式以及多嵌入式系统间的协作机制等相关问题的研究也正在蓬勃开展。本文综述了普适计算模式的最新研究成果，特别是察觉上下文计算理论、普适计算环境下的多嵌入式系统构架理论、多嵌入式系统协作理论的研究成果，介绍了普适环境下多嵌入式系统的应用实例－智能空间的关键技术体系。2.普适计算及其关键技术普适计算（PervasiveComputing或UbiquitousComputing）是继主机计算（MainframeComputing）和桌面计算（DesktopComputing）之后计算模式的一次新变革。普

4、适计算的思想最早由已故的前XeroxPARC首席科学家MarkWeiser在1991年提出，并开始得到广泛关注和接受，许多相关的研究计划纷纷启动，目前已成为国际上一个蓬勃发展的研究热点。普适计算是信息空间和物理空间的融合，在这个融合的空间中人们可以随时随地，透明地获得数字化的服务[1]。在普适计算时代，计算机系统中最宝贵的资源已不再是处理器、内存、磁盘、或者网络了，而是用户的注意力[2]。普适计算提出了一种新的人机交互方式——蕴涵式人机交互，它需要系统能觉察在当时的情景中与交互任务有关的上下文,并据此做出决策和自动地提供

5、相应的服务。普适计算模式下上下文将随任务而变化，而且由于工作环境是现场，其中的背景情况不但复杂而且是动态变化的，使上下文的动态性问题更加突出。普适计算涉及许多重大技术革命，从软件的角度讲，其中影响最深远的莫过于觉察上下文计算（Context-awaringComputing）。觉察上下文的计算，要求系统能觉察在当时的情景中与交互的任务有关的上下文，并据此做出决策和自动地提供相应的服务。当前的上下文信息通常可从各种传感器中获取。上下文有不同的层次:低层的和高层的[3]。从传感器直接得到的上下文通常是低层的。与各种上下文传感

6、器系统进行交互，把有关的上下文解释为所希望的格式。为了把低层的传感数据处理与高层的应用分开，需要引入中间层.它的作用是收集原始的传感器数据，把这些数据转换成应用程序能理解的格式并把它们发送到对它有兴趣的应用程序。如果要从应用程序的工作环境中访问上下文信息就需要利用被称为“上下文工具”(contextwidget)的软件模块。每个“上下文工具”5支持普适计算的多嵌入式软件系统研究有一个状态(即一组属性)和一个行为(即一组由上下文变化触发的回调函数)。“上下文工具”从传感器获得上下文信息并把它们传送到解释器或服务器用于集成。

7、解释器和服务器向要求访问的应用程序提供简单的API.这方面的研究比较典型的项目有Stick-Enotes[4],ContextToolkit[5],ContextFabric[5]。觉察上下文系统的体系结构如图1所示。5支持普适计算的多嵌入式软件系统研究图1觉察上下文系统的体系结构5支持普适计算的多嵌入式软件系统研究在觉察上下文计算方面，有利用上下文信息来进行流水线式人机交互理论的研究[6,7]；有采用Bayesian网络作为概率框架，根据来自传感器的数据，推理查询上下文变量的研究[8]；有采用KohonenSelfOr

8、ganizingMap人工神经网络的方法，用概率的有限自动机对输入的传感器数据进行标记、分类并校验的研究[9]；还有把从传感器获得上下文信息传送到解释器或服务器用于集成的“上下文工具”的研究[10-13]。这些研究中都涉及到对上下文信息的获取，表示及应用。现在，觉察上下文计算的重要性已为越来越多的研究者所认识，其本质