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自适应情景感知中间件的情景数据预处理模型研究与实现

作　者: 乔哲峰
导　师: 顾君忠
学　校: 华东师范大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 情景感知中间件反射机制多代理情景预处理
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着网络的发展,以及各种传感器和移动设备的普及,普适计算得到了越来越多的关注。情景感知计算已经成为计算机学科中一个极具活力的研究领域,它涵盖了中间件技术、移动计算、人机交互、嵌入式技术、传感器、网络技术,等等。而情景感知中间件技术的发展,可以很好地解决异构性、跨平台问题,为情景感知计算提供一个集成的服务应用有效平台。情景感知中间件能够抽取情景感知计算中的共性技术融合于中间件中；屏蔽情景源的异构性,增强情景信息的重用,减轻开发者的负担；提供更加准确的高级情景信息,向智能化的方向发展,提升用户体验度。然而,在现实的环境中,各种传感器以及移动设备所接触到的情景数据的信息量非常大且信息的质量也到不到保障。这对建立在情景感知中间件之上的应用如何获得高效的应用推理提出了巨大的挑战。因此,要获得高效的应用服务就需要对情景数据做预处理。统计发现,在数据挖掘与知识发现的过程中,数据预处理占到了整个工作量的60%。现实世界的数据往往是不完整的、含噪声的和不一致的,数据预处理能有效提高数据质量,获得有针对性的可用数据,不仅可以节约大量的时间和空间,而且为后续应用的开展能起到更好地决策和预测作用。基于上述的原因,本文首先提出了一种通用的自适应情景感知中间件模型(GACAM)。在此基础上,提出了一种基于反射的多代理情景数据预处理模型(RMACPM)。这是一种针对情景感知中间件的自适应的预处理模型,运用了反射机制和多代理技术,使得预处理模型在实现过程中具有自主性、动态性、智能性等特点。它实现了对通用的自适应情景感知中间件模型(GACAM)的预处理功能,从而提高了中间件对上层应用的服务效率与效果。RMACPM模型分为四个代理模块：情景过滤模块、情景转换模块、情景融合模块以及预处理监控模块。这四个代理模块分别实现了原始情景过滤、不规则情景转换、原子情景融合以及预处理控制等功能。通过这四个模块的相互协调、相互作用,共同实现了对GACAM所获取的情景数据的预处理。最后结合本人在研究所的项目实践,实现了自适应的情景感知中间件的情景数据预处理模型,并通过效果展示实现典型场景并给出了结论。

全文目录

摘要  6-8
ABSTRACT  8-11
第一章绪论  11-22
  1.1 研究背景  11-12
  1.2 国内外现状  12-18
    1.2.1 情景感知计算  12-16
    1.2.2 中间件  16-17
    1.2.3 数据预处理和情景数据预处理  17-18
  1.3 研究目的和意义  18-20
  1.4 本文的研究工作与组织结构  20-22
第二章基本理论与关键技术  22-30
  2.1 基本理论  22-27
    2.1.1 情景感知  22
    2.1.2 中间件  22-24
    2.1.3 情景数据预处理  24-27
  2.2 关键技术  27-29
    2.2.1 反射机制  27-28
    2.2.2 代理技术  28-29
  2.3 本章小结  29-30
第三章通用的自适应情景感知中间件模型  30-38
  3.1 设计原则  30-31
  3.2 结构设计  31-34
  3.3 实现原理  34-37
    3.3.1 多代理模型  34-35
    3.3.2 运行环境  35-37
  3.4 本章小结  37-38
第四章基于反射的多代理情景数据预处理模型  38-56
  4.1 设计原则  38-39
  4.2 RMACPM模型描述  39-55
    4.2.1 情景过滤模块  41-46
      4.2.1.1 情景过滤的定义  41-42
      4.2.1.2 情景过滤模块的设计与实现  42-46
    4.2.2 情景转换模块  46-49
      4.2.2.1 情景转换的定义  47
      4.2.2.2 情景转换模块的设计与实现  47-49
    4.2.3 情景融合模块  49-54
      4.2.3.1 情景融合的定义  49-50
      4.2.3.2 情景融合模块的设计与实现  50-54
    4.2.4 预处理监控模块  54-55
  4.3 RMACPM的结构特性  55
  4.4 本章小结  55-56
第五章系统实现及结果分析  56-64
  5.1 开发环境  56
  5.2 GACAM中间件系统应用功能演示  56-59
  5.3 RMACPM实现  59-61
  5.4 RMACPM重要性证明  61-63
    5.4.1 实验环境  62
    5.4.2 实验结果分析  62-63
  5.6 本章小结  63-64
第六章总结与展望  64-66
  6.1 本文工作总结  64
  6.2 后续工作及展望  64-66
参考文献  66-68
致谢  68-69
攻读硕士学位期间发表的学术论文  69

自适应情景感知中间件的情景数据预处理模型研究与实现

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