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基于WSA N的物联网软件分布式知识框架及其实现方法

更新时间：2019-12-20 11:21:31 大小：1M 上传用户：xiaohei1810 查看TA发布的资源 标签：物联网 下载积分：1分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

随着物联网的深入发展和智能传感器的出现,传统软件逐渐暴露出自身性能的不足.为满足设备自治的需求和利用边缘网络的计算资源,分析了物联网软件的特征,提出了物联网软件的分布式知识框架及其具体实现方法.通过识别物联网软件的环境逻辑并定义环境逻辑的演化规则,使环境逻辑可以嵌入底层无线节点.依靠智能传感器监控环境变化、触发软件逻辑,实现软件的正确执行.最后依据现实场景的运行情况及相关指标的分析,来说明所提方法的适用性.

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第 46卷第 1期

2019年 1月

计

算

机

科

学

Vol .46 No .1

Jan .2019

COMPU TER SCIENCE

基于 WSAN 的物联网软件分布式知识框架及其实现方法

刘正浩¹张广泉^{1 ，2}

（苏州大学计算机科学与技术学院江苏苏州 215006）

（中国科学院软件研究所计算机科学国家重点实验室北京 100190）

摘

要

随着物联网的深入发展和智能传感器的出现，传统软件逐渐暴露出自身性能的不足。为满足设备自治的需

求和利用边缘网络的计算资源，分析了物联网软件的特征，提出了物联网软件的分布式知识框架及其具体实现方法。

通过识别物联网软件的环境逻辑并定义环境逻辑的演化规则，使环境逻辑可以嵌入底层无线节点。依靠智能传感器

监控环境变化、触发软件逻辑，实现软件的正确执行。最后依据现实场景的运行情况及相关指标的分析，来说明所提

方法的适用性。

关键词物联网软件，环境逻辑，演化规则，智能传感器

中图法分类号 TP311 .52

文献标识码

DOI 10 .11896／ .issn .1002-137X .2019 .01 .023

Distributed Knowledge Framework of IOT Software Based on WSAN and Its Implementation Strategy

1 ，2

LIU Zheng-hao ZHANG Guang- uan

（School of Computer Science and Technology ，Soochow University ，Suzhou ，Jiangsu 215006 ，China）¹

（State Key Laboratory of Computer Science ，Institute of Software ，Chinese Academy of Science ，Beijing 100190 ，China）²

Abstract With the development of the IOT （Internet of things）and the emergence of intelligent sensors ，the traditional

software has gradually exposed the shortcomings of its own performance .In order to meet the needs of equipment

autonomy and utilize the computing resources of the edge network ，the characteristics of the IOT software were ana-

lyzed and a distributed knowledge framework with its implementation method was put forward .By identifying the envi-

ronmental logic and defining its evolutionary rules ，the logic was embedded in the underlying wireless nodes .Then smart

sensors monitor environmental changes and trigger related software logic for the correct software operation .Finally ，the

operation performance of the method in the environment and the analysis of the relevant indicators explain the applica -

bility of proposed method .

Keywords Internet of things software ，Environmental logic ，Evolutionary rule ，Intelligent sensor

物联网是由麻省理工学院提出的，被认为是继计算机、互

联网之后，全球信息产业的第三次经济浪潮^［1-2］。目前，物联

网还未出现一个被广泛接受的定义^［3］，其本质是实现物理世

界、信息世界和人类社会三元空间的深度融合。物联网是一

种新的应用模式，在未来智能通信领域起着中流砥柱的作

用^［4］。它是在互联网的基础上进行物理实体的扩展，使得互

转变）。这种物联网应用系统具有更高的执行效率。但由于

节点资源的有限性，传统软件实体并不能直接运行在 mote

上，因此无法满足物联网的发展需求，需要对物联网中的软件

进行深入研究。

本文旨在利用智能传感设备 mote 和元组空间概念，针对

传统软件不能适应物联网发展趋势的问题，提出一种基于

WSAN 的物联网软件分布式开发方法。为解决软件实体无

法在无线节点运行的问题，该方法抽离软件的环境逻辑并参考

元组空间设立知识库，然后利用知识库结构化的数据空间存储

环境逻辑，最后通过 mote 强大的处理能力和通信能力实现软

件的正确运行，以此有效解决软件的执行限制，适应物联网的

发展趋势。

联网获得感知、控制、执行等能力的新型网络结构。相似的概

［5-6］

念还有信息物理融合系统 CPS

、社会物联网 SIOT^［7-8］等。

随着技术的发展，物理世界出现了一种功能强大的感知

设备。这种设备拥有更强的数据处理能力和无线通信能力，

通常被称为智能传感器 mote 。除了强大的功能，mote 还提供

了编程接口，使得开发面向物联网节点的应用成为可能^［9］。

它们通过自组网和互联网建立通信，组成动态松耦合的分布

式智能系统，即物联网。新型设备的出现给物联网带来了新

的潜力和发展方向 ———物联网边缘计算时代（云端到物端的

本文第 1节介绍物联网软件的相关研究现状和元组空间

概念；第 2节分析物联网软件的定义；第 3节介绍物联网软件

的分布式知识框架和具体实现方法；第 4节结合农业物联网

到稿日期：2017-12-08 返修日期：2018-04-27

本文受江苏省自然科学基金项目（BK2011281），江苏省普通高校研究生科研创新计划

（CXLX13＿820），苏州市应用基础研究计划（SYG201241）资助。

刘正浩（1992 －），男，硕士生，主要研究方向为物联网，E-mail ：20154227020＠ stu .suda .edu .cn ；张广泉（1965 －），男，博士，教授，主要研究方向

万方数据

为网络软件工程与服务计算、物联网、CPS ，E-mail ： zhang＠ suda .edu .cn（通信作者）。

第 1期

刘正浩，等：基于 WSAN 的物联网软件分布式知识框架及其实现方法

149

场景说明框架的使用，并通过理论分析和实验仿真证明所提

可以被称为物联网软件，即分布式 web 软件是物联网软件。

因此宏观角度对物联网软件的理解过于简单宽泛，缺乏明确

的含义。

方法的优势；最后总结全文。

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