智能空间的软件平台及其资源管理的研究

智能空间的软件平台及其资源管理的研究

毛雁华[1]2004年在《智能空间的软件平台及其资源管理的研究》文中进行了进一步梳理智能空间是嵌入了计算、通讯与感知能力的工作或生活空间,使人们可以在工作、生活的现场方便地获取计算和信息服务,它具体而集中地体现了普适计算物理集成和自发互操作的本质特点。本文是作者在智能空间软件平台和及其资源管理上的研究总结。作者认为智能空间的研究和发展将经历叁个递进的阶段。第一阶段以建立具有智能接口的人机交互空间为目的,对象是相对独立的智能空间,强调的是空间内软件模块的通信与协调机制;第二阶段,则同时考虑普适计算中广泛存在的移动设备,它们随着用户移动,能发现周围智能空间的存在并自发地利用空间中的资源和服务以增强方式来完成用户的任务;第叁阶段则考虑整个普适计算环境,需要研究跨空间的交互以及资源管理等问题。本文以支持移动设备与空间的交互为出发点,在课题组原有的为单个的智能空间设计的软件平台——Smart Platform的基础上做了如下修改和扩充:1)基于位置信息的计算环境发现机制;2)块通讯机制;3)利用代理的异构通讯信道;4)支持移动设备的分布式资源管理。这使得Smart Platform能够更适合智能空间第二阶段发展的需要,并为开展第叁阶段的研究打下了基础。智能空间中的资源管理是实现智能空间中的自发互操作的重要途径之一。Smart Platform是一个Multi-Agent系统,以前可以通过Agent的依赖关系提供非常简单且不完整的资源管理功能。本文面向对移动设备的支持研究了单个智能空间的资源管理,设计了一套资源请求语言并在Smart Platform上设计实现了资源管理子系统。Agent可以根据该语言向系统发送资源请求。资源管理子系统会根据资源的描述,属性以及相关知识,为请求选择合适的资源。如果有需要资源管理子系统还会组合原子服务来提供复合服务。本文的还总结了基于Smart Platform的开发方法,并介绍了我们提供的一系列开发工具。这些开发工具覆盖了整个智能空间系统的设计,开发,调试与维护阶段。它们提高了Smart Platform的可用性。

刘志勇[2]2014年在《智能空间下资源管理系统构建及调度算法研究》文中研究说明智能空间是集信息化、智能化、理解和决策控制为一体的复杂系统。将智能空间技术应用到家庭环境中是未来的一个重要的趋势,通过将空间中的设备与资源进行整合与管理,最终达到方便用户的目的。其中,如何实现对设备的管理与控制将是智能空间技术能够顺利应用于家庭服务中的关键环节,因此对空间资源管理的研究具有重要的理论意义和实际价值。本文通过构建智能空间资源管理系统,意在为智能空间下的设备管理调度提供一个研究平台,为设备调度算法的设计开发提供便利,从而促进智能空间环境下资源管理与调度的研究。本文主要开展了如下工作:对资源管理系统进行了总体设计。首先分析并设计了系统的总体框架,阐明了系统的层次结构以及各层间的相互关系;进行了工作模式的划分,将其分为现实模式和仿真模式两种。而后对系统的地图显示模块进行了说明,包括地图的选取分析以及地图的构建方法。最后设计了仿真模式下用户模型的运动控制方法,并实现了用户的撞墙检测功能。设计了系统与设备间的连接和信息传输机制。详细论述了设备的连接方法和过程,包括设备ID标识的设计,设备验证的流程和ID标识分配方法。利用XML文件,设计实现了设备的初始化,并对各类设备的属性设置进行了分析与说明。最后,对系统与各设备的命令传输与控制方式进行了说明。设计了多个具体的设备调度算法。首先是简易的灯光管理算法,主要是根据用户位置与环境亮度来控制灯光设备的开关。而后给出了一个基于用户习惯的设备控制方法,其中习惯信息的获取过程为:先通过基于统计的聚类算法和基于低维聚类、高维验证的高维子空间聚类算法(SCLCHV, subspace clustering based on low dimensional clustering and high dimensional verification)提取可能的用户习惯,再通过习惯强化与淘汰机制获得准确的用户习惯信息。最后根据机器人设备的特点,设计了多机器人调度算法,包括机器人任务分配机制和消息处理机制,实现了对机器人设备的管理。阐述了系统软件实现并进行了性能测试。设计并介绍了系统人机交互界面,包括工作模式的选择、地图的选择、任务加载等。对系统的运行状况进行了多方面的测试,包括不同模式下设备的接入及命令传输测试和仿真模式下用户模型运动控制测试。对基于用户习惯的设备管理算法和多机器人调度算法进行了测试,并对结果进行了分析。

谢伟凯[3]2003年在《智能空间关键支撑技术的研究》文中研究表明普适计算(Pervasive/Ubiquitous Computing)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,其本质特征是信息空间与物理空间融合和计算对人透明。智能空间(Smart Space)是普适计算的一种具体而集中的体现,它是一个嵌入了计算、通信与感知能力的物理空间,使人们可以在工作、生活的现场透明地获取计算和信息服务。本文的研究集中在智能空间的两项关键支撑技术-智能空间软件平台和觉察上下文计算上。智能空间系统具有区别于传统分布式系统的新特征:1)背景环境是复杂、动态的物理空间,新的模块可能随时进入和离开;2)存在大量无线联网设备,而无线网的一个典型特征是暂时性故障频繁;3)系统的交互点是分布和多模态的,相关的模块间消息的时间关系要求严格;4)各种不同应用领域的模块都可能需要交互协作,同时需要考虑对遗留代码的包容性。传统的分布计算软件平台和目前报告的一些解决方案不能充分适应上述要求。本文提出并实现了Smart Platform,其特点是:1)运行环境发现机制,使外来计算设备可以自动加入软件平台的运行环境;2)松耦合的发布/订阅式模块间协调机制,模块间关联可以自发组织;3)局部-全局的两层运行环境组织策略,无线网频发的暂时故障可以在计算设备的局部运行环境层次被屏蔽掉;同时发布/订阅模型的异步性也使得模块不会因网络故障而阻塞;4)区分智能空间中的两类不同的通信需求-面向消息的和面向流的,并分别为它们提供了优化的通信层支持;5) 基于多Agent抽象模型,为整合不同应用领域的模块和遗留代码提供了有力工具。智能空间中的觉察上下文计算使得计算系统可以主动的识别和利用物理空间中的上下文,为实现计算的透明性目标提供了一种现实可行的途径。而智能空间中的上下文服务则为各种需要上下文信息的应用提供了统一的上下文信息访问点,是实现觉察上下文计算必需的一种基础服务。目前提出的若干实现方案存在两个主要不足:1)查询接口过程化(Procedural),应用需要知道上下文信息存储、分布的具体细节;2)对上下文推理问题、尤其是不确定性上下文推理问题在上下文服务中的实现方法没有给出有严格理论基础的说明。上述问题的核心是目前缺乏一个良好形式化的上下文表示和推理模型,而这个模型必须满足如下属性:1)能处理由于传感器的不可靠以及不确定的知识带来的上下文的不确定性;2)具备一阶(First-order)描述能力,这是因为上下文信息需要在实体的属性和实体间的关系层次进行描述,同时这种能力也是使上下文推理知识具有通用性的基础;3)合理的复杂度,因为应用查询上下文时希望了解的是即时的情况。本文基于一阶概率逻辑提出一个称为Context Logic的上下文表示和推理模型。一阶概率逻辑可以使我们基于严格的概率模型来描述上下文中的不确定性和作相应的推理,同时它具有一阶描述能力。但一阶概率逻辑的推理复杂度偏高,Context Logic通过引入合适的句法限制、语义假设等措施,把推理复杂度控制在可接受的范围。本文的最后一部分工作是在智能空间应用上的探索,我们结合远程教育建立了一个智能空间应用系统-智能教室,它利用智能空间思想很好的解决了目前困扰远程教育的若干问题。同时它的建立也为智能空间关键技术的研究提供了集成实验环境。

李春泉[4]2007年在《SMT产品制造网格若干关键技术研究》文中进行了进一步梳理制造网格新一代制造模式的提出,为现代制造业发展带来了新的机遇,为推动制造业信息化的快速发展起到了积极和重要的促进作用,制造网格已成为制造业发展历程中新的里程碑。随着科学技术迅速发展以及信息技术的快速推广与应用,以表面组装技术(Surface Mount Technology,SMT)为代表的现代先进电子产品制造业已经成为了现代制造业的重要分支,我国也已经成为全球SMT产品制造中心。但是,由于SMT产品制造技术新、发展快,在我国起步较晚,存在着与SMT产品制造的强势发展及重要作用不相适应的制造模式落后、区域不平衡等问题,制约了SMT产品制造业的快速发展。以制造网格为理念,结合SMT产品制造业的特点,进行网格技术的典型行业应用,成为了突破制约问题的重要途径。基于此,本文提出了SMT产品制造网格(SMT Manufacturing Grid,SMT-MG)的概念,针对SMT产品制造行业,从SMT产品制造网格的体系结构、资源描述与封装、服务管理、任务管理等多个层面,为SMT产品制造的资源共享、协同工作、动态调度建立一个公用的、统一的和标准的网格平台,为SMT产品的异地协同制造提供行之有效的支撑环境,达到降低制造成本、提高资源利用率、加快产品上市的目的。论文首先分析了SMT产品制造系统的概念、范畴及其制造过程,对比了SMT产品制造与传统制造的异同点,在此基础上,提出了SMT-MG的概念、内涵及特征,并研究了SMT-MG形成的充分条件、必要条件和稳定条件。以开放网格服务体系结构(OGSA)架构为基础,基于制造网格技术,提出并详细分析了五层SMT-MG体系结构,研究了SMT-MG的宏观与微观组织模式及其特点,分析了SMT-MG运行的运行机理、运行机制及运行流程。在分析了SMT-MG资源管理需求的基础上,提出了SMT-MG的资源管理框架,通过对SMT产品制造资源的分类,研究了SMT产品制造资源的形式化描述,分析了面向规范资源管理的SMT-MG资源模板及模板树,建立了基于资源描述框架(RDF)的SMT-MG资源描述方法,同时,着重研究了基于网络服务资源框架(WSRF)的SMT-MG资源封装技术及资源服务组模型,通过将SMT产品制造资源封装为服务,有效屏蔽了资源的异构性、复杂性和多样性,为SMT-MG提供了基础支持环境。深入研究了SMT-MG的服务管理技术,针对信息的存储与交互,研究了基于轻量目录交换格式(LDAP)的SMT-MG服务目录技术,面向SMT-MG的服务等级,研究了基于网络服务等级协商语言(WSLA)的服务等级协商(SLA)描述,建立了基于滚动合同的SLA模糊评估策略,面向服务提供者的资源预留决策问题,提出了基于SLA的SMT-MG模糊资源预留接纳控制策略。同时,建立了SMT-MG的服务监控模型,研究了基于趋势的监控触发策略,面向信息交互问题,分析了基于网络服务通知(WSN)的SMT-MG服务通知模式,研究并提出了SMT-MG智能通知代理技术,通过SMT-MG的服务管理,为SMT-MG稳定运行提供了保障。深入研究了SMT-MG中任务管理问题,建立了SMT-MG任务管理模型,对SMT-MG任务进行了形式化描述,研究并分析了面向任务提交的任务描述语言,建立了基于BOM-时间Petri网模式的SMT产品制造任务分解方法,着重研究了基于随机高级Petri网的SMT-MG资源调度请求分配与选择模型。SMT-MG任务管理技术研究为SMT产品制造任务分解与规划、资源选择与调度等难题提供了一种新的解决方案。最后,基于Globus Toolkit4网格中间件,建立了SMT-MG平台框架,分析了模块功能及相互间关系,并对本文研究内容进行了开发和实现,通过试验性验证,为SMT-MG进一步完善和推广实施奠定了较好的基础。

薛凯[5]2011年在《数字城市的实施策略与模式研究》文中进行了进一步梳理数字城市是工业时代向信息时代转变的一个基本标志,是人类社会发展和前进的历史阶段。它既有政府管理、政府服务和政府决策的社会管理发展,也有生产方式、生活方式和文化方式的经济文化变革。其目的在于应用(服务),本质是(资源)共享,即通过信息化应用与共享提升城市的“智慧化”程度,提高城市的生活质量,促进经济社会环境的全面发展与变革,实现城市的可持续发展。数字城市不是一个纯粹的理论或技术问题,而是受科技、政府和市场等多重因素影响和制约的一项复杂的系统工程。因此,本文采用跨学科的研究方法,以国内外各学界的研究成果为基础,对数字城市的理论基础与技术支撑加以整合。数字城市的基本框架与内容是:综合运用先进的信息技术,在集约环保型信息基础设施的基础之上,以“12个重点应用服务系统、5大资源管理服务中心、8个重点基础通信与信息基础设施”为中心,完成从“高起点基础设施建设”、“全面的信息资源共享”到“智能化应用服务”叁个层面的核心内容。本文力求通过这一“城市神经系统工程”的实施,实现城市管理、服务、运行的便捷、顺畅、高效,使“城市有机体”更加健康的发展。关于数字城市可持续发展层面的实施策略,在国内外的研究相对较少。因此,本文在研究国外数字城市实施策略及其启示的基础上,以数字曹妃甸为实证对象,围绕其整个实施过程,从六个方面提出数字曹妃甸的可持续发展策略,旨在为曹妃甸国际生态城提供全面、协调、可持续发展的信息服务平台和决策支持系统。数字城市的实施模式仅采用自上而下的政府推动是有局限性的,同时还要考虑企业、社区和个人叁个层面,采用自下而上的公众参与模式与政府推动模式互补,形成一种互动实施模式。数字城市的运行过程可能面临缺乏统一规划和协调、资金短缺、产业化持续发展动力不足、无序竞争等问题,因此宜采用“政府引导、企业运营、行业实践、公众参与”的模式,保障数字城市的可持续运行。

黄铁军[6]2001年在《计算、通信、消费电子、内容、社群的融合技术》文中提出计算(Computing)、通信(Communication)、消费电子(Consumer Appliance)、内容(Content)和社群(Community)的融合(简称5C融合)是信息技术发展的大趋势。在5C中,通信和消费电子处于基础设施层,内容和社群处于应用服务层,计算技术是融合的催化性技术。计算、通信、消费电子融合的结果将是宽带互联网,计算和内容融合的结果是数字媒体技术(进而是无障碍的知识获取),计算和社群融合的结果是智能社群技术(进而是虚拟社会)。宽带互联网、数字媒体和智能社群将作为信息社会的支撑,支持人类无障碍地获取所有知识,无障碍地自由交流,从而实现普遍信息服务。 本报告是作者博士后期间围绕5C融合进行的研究开发工作的总结或阶段性总结,包括六部分: · 数据广播:在广播电视网上实现数据服务。 · 交互电视:软件、多媒体技术和广播类消费电子的融合。 · Web网关:电视、手机等消费电子设备访问互联网的Web内容转换网关技术。 · 数字内容:包括数字媒体和数字图书馆。 · 智能社群:综合宽带网、人工智能、虚拟现实的新型信息服务,计算和通信融合的归宿。 · 网络教育:5C融合技术的综合应用。 数字广播是广播电视参与5C融合的核心技术,数据广播是广播电视网在视听服务的基础上扩展信息服务的关键技术,是交互电视的前奏。本报告研究比较了国际上主要的数据广播标准,并遵循DVB数据广播标准实现了一个宽带文件分发系统iDCS,能够支持即时信息直播和海量信息下载,系统已投入实际使用。 数据广播和视听广播的结合称为增强电视(enhanced TV),在增强电视基础上扩展用户和业务提供者借助上行信道发生双向交流则构成交互电视,新一代交互电视是互联网和数字电视相结合的产物。交互电视的技术核心是多媒体应用软件环境,即交互电视的通用软件平台接口标准。本报告分析比较了国际上主要的交互电视标准和相关产品,设计实现了一套以交互电视为核心的智能家庭信息中心系统。 适应多种数字化设备的Web规范和Web网关是非PC类的消费电子接入互联网的技术桥梁。在这方面,本报告研究分析了XML、XHTML、WAP WML、ATVEF、DASE、MHP等标准规范,研制开发了符合W3C XHTML规范的面向电视的Web网页转换工具和符合WAP标准的面向移动设备的Web网页转换工具,其部分转换指标优于国际先进产品,并在此基础上构建了一个手机上网的通用Web网关。 在内容方面,媒体的数字化大大方便了各种媒体信息的处理、存储、传输和应用,各种媒体以数字媒体的形式相互融合—数字媒体—成为媒体技术发展的主要方向。本报告综述了数字媒体领域几项重要标准:MHEG、MPEG、DAVIC以及互联网流媒体协议,介绍了研究组开发的基于内容的数字媒体处理平台iMedia。数字图书馆是具有丰富的结构化信息资源的高级信息系统,其最终目标是让所有的人在任何时间任何地点都可以用任何连接互联网的数字设备来访问人类所有的知识。本报告总结了作者参与我国数字图书馆的一些工作,初步提出了数字图书馆建设的技术框架。 伴随着计算、通信、消费电子的融合和宽带互联网时代的来临,互联网对人类社会的影响越来越深,在各种可能的挑战中,互联网对人际交流以及人类群体行为的影响是问题的核心。本报告提出智能社群(Intelligent Community)的概念来概括互联网空间中突破时空限

林爱民[7]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。

张小娟[8]2015年在《智慧城市系统的要素、结构及模型研究》文中研究说明智慧城市是近几年进入人们视野并受到广泛关注的城市发展的新概念、新模式,学术界也从不同视角对智慧城市的概念界定及理论模型构建进行了形态各异的探索性分析。围绕“什么是智慧城市”这一核心问题,本文从智慧城市这一概念的来源出发,结合城市发展演进的基本规律以及智慧城市的典型观点等剖析了智慧城市以及智慧城市系统的基本内涵;在此基础上,运用内容分析法中的共词分析方法以及社会网络分析方法归纳了智慧城市的主要构成维度,通过规范的理论分析,分析了智慧城市系统的要素与结构层次,并在此基础上构建了智慧城市的系统模型,最后结合本文关于智慧城市系统理论的探讨对广州智慧城市系统进行了案例分析。本文通过研究表明:(1)智慧城市是以新兴信息技术为基础,以谋求经济、社会、环境的全面可持续发展为基本方向,以信息技术的人工智能和人的智慧为重要手段,通过充分整合城市各类资源推进城市的创新运作,进而实现城市核心资源的优化配置以及城市运行发展全面优化的城市。以系统思考的方法来看,智慧城市本身就是一个完整的系统,智慧城市系统是通过新兴信息技术的智能和人的智慧在城市情境中的良好耦合,推动城市发展全面优化的城市系统形态。(2)智慧城市系统是由各类要素或子系统复合而成的复杂巨系统,它的要素主要包括战略系统、社会系统、经济系统、支撑系统和空间系统五个子系统。从结构方面来看,智慧城市系统具有特定的层次结构特征,主要体现为它具有复杂程度由低到高的物理层、活动层、战略层叁大层次。(3)智慧城市的系统模型刻画了一个完整的智慧城市系统所包含的主要构成因素,并按照一定的结构形式表达了不同构成因素之间的联系和作用方式。它通过战略系统、社会系统、经济系统、支撑系统、空间系统五大子系统以及战略层、活动层、物理层叁大层次之间的相互联系、相互作用关系,揭示了智慧城市系统形成、运行和发展的内在机制。本文主要创新点体现在:(1)探索性地研究分析了智慧城市系统的概念、要素与结构,形成了一些关于智慧城市的基本观点和理论;(2)结合规范的理论分析构建了智慧城市的系统模型,并详细地分析了系统模型中的结构关系,揭示了智慧城市系统形成、运行和发展的内在机制。(3)发展了城市系统的相关理论,创新性地从战略系统、社会系统、经济系统、支撑系统、空间系统五个方面来认识和研究城市系统。

参考文献:

[1]. 智能空间的软件平台及其资源管理的研究[D]. 毛雁华. 清华大学. 2004

[2]. 智能空间下资源管理系统构建及调度算法研究[D]. 刘志勇. 山东大学. 2014

[3]. 智能空间关键支撑技术的研究[D]. 谢伟凯. 清华大学. 2003

[4]. SMT产品制造网格若干关键技术研究[D]. 李春泉. 上海大学. 2007

[5]. 数字城市的实施策略与模式研究[D]. 薛凯. 天津大学. 2011

[6]. 计算、通信、消费电子、内容、社群的融合技术[D]. 黄铁军. 中国科学院研究生院(计算技术研究所). 2001

[7]. 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

[8]. 智慧城市系统的要素、结构及模型研究[D]. 张小娟. 华南理工大学. 2015

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智能空间的软件平台及其资源管理的研究
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