專利名稱：主動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中間件系統(tǒng)與實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，具體是指采用移動Agent技術(shù)實(shí)現(xiàn) 的支持主動傳感器網(wǎng)絡(luò)的中間件系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量低功耗、多功能的微型無線傳感器協(xié)同組織起來 的一種特殊的AdHoc網(wǎng)絡(luò)，它具有自組織、多跳路由、動態(tài)拓?fù)?、硬件資源和 電源容量有限、節(jié)點(diǎn)數(shù)目眾多而分布密集、以數(shù)據(jù)為中心等特點(diǎn)，可應(yīng)用于軍 事、環(huán)境、健康、家庭、商業(yè)等領(lǐng)域。相比于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，傳感器網(wǎng)絡(luò)具有以下 特點(diǎn)1)資源極端受限；2)無"純粹的"路由器和交換機(jī)等中間節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò) 中每一個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)承擔(dān)路由和"終端"系統(tǒng)的功能；3)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)具有"計(jì)算" 功能，采用"存儲一計(jì)算一轉(zhuǎn)發(fā)"模式，更類似于主動網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)前，傳感器網(wǎng) 絡(luò)存在多方面的應(yīng)用難點(diǎn)缺乏統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，不確定的系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟 件邊界，各類應(yīng)用系統(tǒng)或中間件系統(tǒng)都是針對某類特定應(yīng)用和特定環(huán)境的；因 此，開發(fā)傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序需要花費(fèi)很長的周期。
中間件是一類軟件，將應(yīng)用軟件所面臨的共性問題進(jìn)行提煉、抽象，在操 作系統(tǒng)之上形成一個(gè)可復(fù)用的部分。目前傳感器網(wǎng)絡(luò)涉及中間件系統(tǒng)有Mate、 Magnet0s、 TinyDB、 Cougar、 Sina、 Agilla、 Impala 、 MIRES等。這些中間 件系統(tǒng)僅提供某項(xiàng)服務(wù)，而不是通用目的的傳感器網(wǎng)絡(luò)中間件系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種主動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中間件系統(tǒng)與
實(shí)現(xiàn)方法，該中間件系統(tǒng)能運(yùn)行在資源受限的傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上，系統(tǒng)以模塊 化形式提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)管理，數(shù)據(jù)管理和任務(wù)管理功能，通過主動包提供用戶定 制網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)服務(wù)功能，能應(yīng)用在不同的傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，達(dá)到代碼共享、減 少傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序開發(fā)周期、增加傳感器網(wǎng)絡(luò)軟件健壯性的要求。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案之一是，所述主動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中間件系統(tǒng)的 組成為
1) 兩層移動Agent應(yīng)用模型，應(yīng)用層及位于應(yīng)用層下系統(tǒng)服務(wù)提供層，明 確的系統(tǒng)與應(yīng)用軟件邊界；
2) 應(yīng)用層由多個(gè)用戶定制動態(tài)Agent構(gòu)成；
3) 系統(tǒng)服務(wù)提供層包括多個(gè)系統(tǒng)agent,系統(tǒng)agent以靜態(tài)Agent形式提供 多個(gè)系統(tǒng)服務(wù)；系統(tǒng)通用目的功能大都在這層提供；
4) 一個(gè)位于網(wǎng)絡(luò)層上的移動Agent執(zhí)行環(huán)境；
5) —個(gè)位于網(wǎng)絡(luò)層上的主動分組管理器；
6) 系統(tǒng)支持主動傳感器網(wǎng)絡(luò)。 以下對本發(fā)明做出進(jìn)一步說明。
本發(fā)明根據(jù)傳感器網(wǎng)絡(luò)的"主動"本性，設(shè)計(jì)了一種支持主動傳感器網(wǎng)絡(luò) 的中間件系統(tǒng)MobCor，系統(tǒng)采用Mobile Agent技術(shù)實(shí)現(xiàn)。MobCor通過在應(yīng)用 程序和操作系統(tǒng)(Operate System OS)之間增加執(zhí)行環(huán)境(Execution Environment, EE)層，即通用目的的中間件層，更合理的包裝節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng)所 提供的服務(wù)并為傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供更一般化服務(wù)和執(zhí)行環(huán)境，減少傳感器網(wǎng) 絡(luò)應(yīng)用程序的開發(fā)周期，同時(shí)也更有效的利用了傳感器網(wǎng)絡(luò)中有限的系統(tǒng)資源。
系統(tǒng)所有系統(tǒng)和應(yīng)用服務(wù)模塊皆以移動Agent形式出現(xiàn)，可動態(tài)裝/卸載，
由移動Agent執(zhí)行環(huán)境統(tǒng)一調(diào)度運(yùn)行。網(wǎng)絡(luò)中存在兩種類型的包傳統(tǒng)包和主 動包。傳統(tǒng)包類似普通的IP包，主動包采用移動Agent形式封裝。網(wǎng)絡(luò)包經(jīng)節(jié) 點(diǎn)驅(qū)動模塊后首先被主動分組管理器處理，對傳統(tǒng)包，主動分組管理器實(shí)行"存 儲-轉(zhuǎn)發(fā)"模式；而主動包，主動分組管理器將其交給移動Agent執(zhí)行環(huán)境。移 動Agent執(zhí)行環(huán)境由代理管理器、代理引擎和元組空間構(gòu)成構(gòu)成。當(dāng)分組到達(dá) 移動Agent執(zhí)行環(huán)境后，執(zhí)行環(huán)境的代理管理器首先檢查此主動分組所攜帶的 移動Agent是否被其代理倉庫所包含，如果未被包含，將其載入到代理倉庫中， 否則根據(jù)代理中的路徑規(guī)劃數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)出去。
在本發(fā)明的系統(tǒng)中，所述移動Agent由行為、事件、條件、數(shù)據(jù)組成；所 述行為描述用戶定制的任務(wù)；所述事件和條件描述任務(wù)運(yùn)行前提和環(huán)境；所述 數(shù)據(jù)描述任務(wù)運(yùn)行的結(jié)果及中將數(shù)據(jù)。
所述兩層應(yīng)用移動Agent模型分為應(yīng)用層的用戶定制動態(tài)Agent和系統(tǒng)服務(wù) 提供層的靜態(tài)Agent;即在本發(fā)明的描述中，為區(qū)分移動Agent是否會自由遷移， 將移動Agent分為兩類靜態(tài)Agent和動態(tài)Agent。靜態(tài)Agent為不具備移動功 能的移動Agent,而動態(tài)Agent為允許自由遷移的移動Agent。由所述用戶定制 動態(tài)Agent實(shí)現(xiàn)傳感器各類應(yīng)用，可動態(tài)裝載與卸載，完成特定任務(wù)。
所述多個(gè)位于應(yīng)用層下的系統(tǒng)agent提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)管理、數(shù)據(jù)管理、分布式 任務(wù)管理在內(nèi)的三大功能；所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)管理提供一系列網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，如服務(wù)發(fā) 現(xiàn)、時(shí)鐘同步等等；數(shù)據(jù)管理提供數(shù)據(jù)保存、數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)融合等服務(wù)；任 務(wù)管理層負(fù)責(zé)任務(wù)分配、任務(wù)協(xié)同、任務(wù)遷移、任務(wù)調(diào)度、執(zhí)行環(huán)境等功能。 所有功能模塊都為動態(tài)可裝/卸載模塊，為系統(tǒng)預(yù)定義靜態(tài)Agent;由Agent執(zhí)行 環(huán)境統(tǒng)一調(diào)度運(yùn)行。
所述靜態(tài)Agent為只存在宿主機(jī)上的提供一個(gè)或多個(gè)特定功能的Agent,不 可以遷移到其它主機(jī)上。
所述移動Agent執(zhí)行環(huán)境由代理管理器、代理引擎和元組空間構(gòu)成；代理 管理器負(fù)責(zé)代理管理，代理引擎負(fù)責(zé)代理運(yùn)行調(diào)度，元組空間是代理協(xié)作的場 所，它們共同構(gòu)成了移動Agent無差別的運(yùn)行環(huán)境。
所述主動分組管理器負(fù)責(zé)識別網(wǎng)絡(luò)包，并針對網(wǎng)絡(luò)包類型做出處理。
所述系統(tǒng)支持主動傳感器網(wǎng)絡(luò)位于主動網(wǎng)絡(luò)的執(zhí)行環(huán)境層，運(yùn)行在節(jié)點(diǎn)操 作系統(tǒng)之上，提供一種標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行環(huán)境，既轉(zhuǎn)發(fā)傳統(tǒng)包，也讓符合條件的主動 包無差別的運(yùn)行；用戶或應(yīng)用程序可以通過注入計(jì)算包來完成指定任務(wù)。
本發(fā)明的技術(shù)方案之二是，所述主動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中間件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法 的步驟為
1) 首先編譯中間件系統(tǒng)，并針對具體應(yīng)用預(yù)定義相關(guān)系統(tǒng)Agent和特定 Agent,將整個(gè)系統(tǒng)燒到傳感器節(jié)點(diǎn)上；
2) 布置與網(wǎng)絡(luò)連接的網(wǎng)關(guān)，打開后臺Agent管理軟件SenorView;
3) 開始工作時(shí)，傳感器節(jié)點(diǎn)間通過自組織成無線多跳網(wǎng)絡(luò)，并把網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?信息傳回給網(wǎng)關(guān)。檢査SenorView的拓?fù)滹@示圖，了解網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況；
4) 用戶單擊SenorView上相關(guān)的移動Agent封裝模板的鏈接，啟動相應(yīng)的 移動Agent管理器，并通過移動Agent管理器，啟動相關(guān)的封裝模板；
5) 用戶定義和定制已選擇出的移動Agent封裝模板，定義和定制內(nèi)容包括 移動Agent的行為、事件、條件和運(yùn)行參數(shù)、目標(biāo)節(jié)點(diǎn)列表；
6) 用戶單擊發(fā)送按鈕，移動Agent將通過網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)派送出去；
7) 系統(tǒng)路由Agent負(fù)責(zé)封裝了移動Agent包的路由，并根據(jù)移動Agent的
目標(biāo)節(jié)點(diǎn)列表標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)包中相關(guān)的Flag位；主動分組管理器根據(jù)Flag位決定轉(zhuǎn) 發(fā)包或調(diào)入代理執(zhí)行環(huán)境中運(yùn)行；
8)當(dāng)移動Agent完成其定制的所有任務(wù)后，駐扎在源端的系統(tǒng)控制Agent 通過回收機(jī)制將結(jié)果返回給網(wǎng)關(guān)，最終由SensorView負(fù)責(zé)評估并將評估結(jié)果返 回給用戶，用戶再分配新的任務(wù)。
由以上可知，本發(fā)明為主動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中間件系統(tǒng)與實(shí)現(xiàn)方法，該中 間件系統(tǒng)能運(yùn)行在資源受限的傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上，系統(tǒng)以模塊化形式提供網(wǎng)絡(luò) 服務(wù)管理，數(shù)據(jù)管理和任務(wù)管理功能，通過主動包提供用戶定制網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)服務(wù) 功能，能應(yīng)用在不同的傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，達(dá)到代碼共享、減少傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng) 用程序開發(fā)周期、增加傳感器網(wǎng)絡(luò)軟件健壯性的要求。


圖1是本發(fā)明主動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧和功能模塊圖； 圖2是本發(fā)明的兩層移動Agent應(yīng)用模型圖； 圖3是本發(fā)明的移動Agent執(zhí)行環(huán)境內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明中移動Agent結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本發(fā)明中網(wǎng)絡(luò)包結(jié)構(gòu)圖； 圖6是本發(fā)明中系統(tǒng)實(shí)施流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明系統(tǒng)組成是
1)兩層移動Agent應(yīng)用模型，應(yīng)用層及位于應(yīng)用層下系統(tǒng)服務(wù)提供層，明 確的系統(tǒng)與應(yīng)用軟件邊界；
2) 應(yīng)用層由多個(gè)用戶定制動態(tài)Agent構(gòu)成；
3) 系統(tǒng)服務(wù)提供層包括多個(gè)系統(tǒng)agent,系統(tǒng)agent以靜態(tài)Agent形式提供 多個(gè)系統(tǒng)服務(wù)；系統(tǒng)通用目的功能大都在這層提供；
4) 一個(gè)位于網(wǎng)絡(luò)層上的移動Agent執(zhí)行環(huán)境；
5) —個(gè)位于網(wǎng)絡(luò)層上的主動分組管理器；
6) 系統(tǒng)支持主動傳感器網(wǎng)絡(luò)。
圖1為主動傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧和功能模塊映射圖，共分為三層，節(jié)點(diǎn)操作 系統(tǒng)，執(zhí)行環(huán)境和主動應(yīng)用層。節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng)提供物理設(shè)備的抽象和高協(xié)調(diào)性 的通用函數(shù)實(shí)現(xiàn)；執(zhí)行環(huán)境層即中間件層，由主動分組管理器、移動Agent執(zhí) 行環(huán)境、系統(tǒng)服務(wù)提供層構(gòu)成。系統(tǒng)服務(wù)提供層位于中間件層的頂部，采用靜 態(tài)Agent形式提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)管理、數(shù)據(jù)管理和任務(wù)管理等功能；移動Agent執(zhí) 行環(huán)境為移動Agent提供統(tǒng)一的運(yùn)行環(huán)境；主動分組管理器用于管理網(wǎng)絡(luò)包， 分辨主動包或者數(shù)據(jù)包。主動應(yīng)用層及應(yīng)用層，利用執(zhí)行環(huán)境層提供的服務(wù)構(gòu) 建主動傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。
圖2為本發(fā)明的兩層移動Agent應(yīng)用模型圖，由多個(gè)用戶定制的動態(tài)Agent 組成應(yīng)用層通過調(diào)用中間件系統(tǒng)服務(wù)層的靜態(tài)Agent所提供的服務(wù)來構(gòu)成各類 傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)包經(jīng)節(jié)點(diǎn)驅(qū)動模塊后首先被主動分組管理器處理，對數(shù) 據(jù)包主動分組管理器實(shí)行"存儲-轉(zhuǎn)發(fā)"模式；而主動包，主動分組管理器將其 交給移動Agent執(zhí)行環(huán)境。移動Agent執(zhí)行環(huán)境將執(zhí)行結(jié)果返回給系統(tǒng)服務(wù)層 或者直接返回給應(yīng)用層。
圖3是移動Agent執(zhí)行環(huán)境內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，由代理管理器、代理引擎和 元組空間構(gòu)成。代理管理器由代理倉庫、代理上下文、代理操作集組成。代理
倉庫保存了節(jié)點(diǎn)當(dāng)前所有的移動Agent，包括系統(tǒng)預(yù)定義靜態(tài)Agent和接收的動 態(tài)Agent;代理上下文保存了節(jié)點(diǎn)上各個(gè)移動Agent的執(zhí)行環(huán)境、狀態(tài)及其所需 的數(shù)據(jù)；代理操作集是代理管理器與代理引擎之間的接口。代理引擎是MobCor 的核心，控制節(jié)點(diǎn)上所有移動Agent的執(zhí)行過程，解釋其所有指令。當(dāng)前絕大 部分傳感器網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，如Tinyos，不支持動態(tài)內(nèi)存分配機(jī)制；而移動Agent 又需求動態(tài)內(nèi)存分配機(jī)制，因此它提供內(nèi)存動態(tài)分配功能。另外，代理引擎還 運(yùn)行一個(gè)簡單的時(shí)間片輪轉(zhuǎn)(round-robin)調(diào)度器，控制每個(gè)移動Agent最多可 以運(yùn)行的指令，將移動Agent置于不同的狀態(tài)，阻塞或就緒或運(yùn)行態(tài).代理引擎 也負(fù)責(zé)代理的發(fā)送和接收工作。元組空間是共享的內(nèi)存池，如同裝滿了元組的 容器，供節(jié)點(diǎn)上所有代理訪問。元組空間通常被用來實(shí)現(xiàn)代理間的通信和異步 操作，提供store, withdraw, find等原語。代理管理器、代理引擎和元組空 間構(gòu)成了 Agent的執(zhí)行環(huán)境，應(yīng)用程序只需封裝其移動Agent來執(zhí)行任務(wù)。
圖4為本發(fā)明中移動Agent結(jié)構(gòu)示意圖，由行為、事件、條件、數(shù)據(jù)組成。 行為描述了移動Agent所需執(zhí)行的任務(wù)，分成兩部分， 一部分用來保存代碼， 另一部分用來保存運(yùn)行所需參數(shù)。事件定義了代理被觸發(fā)的事件，允許為空。 條件定義了代理執(zhí)行需滿足的條件。數(shù)據(jù)段也分為兩部分， 一部分為代理本身 的屬性，如代理ID、代理的移動路徑，另一部分用于保存代理執(zhí)行所需的數(shù)據(jù)。
圖5是本發(fā)明中網(wǎng)絡(luò)包示意圖，resultID是接收移動Agent處理結(jié)果的節(jié)點(diǎn) ID; Flag為8bit的標(biāo)志域，目前8比特的Flag域中只有兩位有效， 一位用以指示 主動節(jié)點(diǎn)在不認(rèn)識handlerID域中的信息時(shí)是轉(zhuǎn)發(fā)分組還是丟棄分組還是轉(zhuǎn)發(fā) 分組，另一位用于標(biāo)明包類型，數(shù)據(jù)包或者主動包；handlerID是消息類型域， 僅對主動包有用；mobile Agent header域包含移動Agent的相關(guān)信息；Mobile
Agent為實(shí)際移動Agent段。
圖6是本發(fā)明中系統(tǒng)實(shí)施流程圖，其具體步驟包括
1) 首先編譯中間件系統(tǒng)，并針對具體應(yīng)用預(yù)定義相關(guān)系統(tǒng)Agent和特定 Agent,將整個(gè)系統(tǒng)下載到傳感器節(jié)點(diǎn)上；
2) 布置好與網(wǎng)絡(luò)連接好的網(wǎng)關(guān)，打開后臺移動Agent管理軟件SenorView;
3) 開始工作時(shí)，傳感器節(jié)點(diǎn)傳感器節(jié)點(diǎn)間通過自組織成無線多跳網(wǎng)絡(luò)，并把網(wǎng)絡(luò) 拓?fù)湫畔骰亟o網(wǎng)關(guān)。檢查SenorView的拓?fù)滹@示圖，了解網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況。
4) 用戶單擊SenorView上相關(guān)的移動Agent封裝模板的鏈接，啟動相應(yīng)的 移動Agent管理器，并通過移動Agent管理器，啟動相關(guān)的封裝模板。
5) 用戶定義和定制己選擇出的移動Agent封裝模板，定義和定制內(nèi)容包括 移動Agent的行為、事件、條件和運(yùn)行參數(shù)、目標(biāo)節(jié)點(diǎn)列表。
6) 用戶單擊發(fā)送按鈕，移動Agent將通過網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)派送出去。
7) 系統(tǒng)路由Agent負(fù)責(zé)封裝了移動Agent包的路由，并根據(jù)移動Agent的 目標(biāo)節(jié)點(diǎn)列表標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)包中相關(guān)的Flag位；主動分組管理器根據(jù)Flag位決定轉(zhuǎn) 發(fā)包或調(diào)入代理執(zhí)行環(huán)境中運(yùn)行。
8) 當(dāng)移動Agent完成其定制的所有任務(wù)后，駐扎在源端的系統(tǒng)控制Agent 通過回收機(jī)制將結(jié)果返回給網(wǎng)關(guān)，最終由SensorView負(fù)責(zé)評估并將評估結(jié)果返 回給用戶，用戶再分配新的任務(wù)。
權(quán)利要求
1.一種支持主動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通用目的中間件系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)包括1)兩層移動Agent應(yīng)用模型，應(yīng)用層及位于應(yīng)用層下系統(tǒng)服務(wù)提供層，明確的系統(tǒng)與應(yīng)用軟件邊界；2)應(yīng)用層由多個(gè)用戶定制動態(tài)Agent構(gòu)成；3)系統(tǒng)服務(wù)提供層包括多個(gè)系統(tǒng)agent，系統(tǒng)agent以靜態(tài)Agent形式提供多個(gè)系統(tǒng)服務(wù)；系統(tǒng)通用目的功能大都在這層提供；4)一個(gè)位于網(wǎng)絡(luò)層上的移動Agent執(zhí)行環(huán)境；5)一個(gè)位于網(wǎng)絡(luò)層上的主動分組管理器；6)系統(tǒng)支持主動傳感器網(wǎng)絡(luò)。
2. 根據(jù)權(quán)利l所述的支持主動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通用目的中間件系統(tǒng)，其 特征是，所述移動Agent由行為、事件、條件、數(shù)據(jù)組成；所述行為描述用戶 定制的任務(wù)；所述事件和條件描述任務(wù)運(yùn)行前提和環(huán)境；所述數(shù)據(jù)描述任務(wù)運(yùn) 行的結(jié)果及中將數(shù)據(jù)。
3. 根據(jù)權(quán)利l所述的支持主動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通用目的中間件系統(tǒng)，其 特征是，所述兩層應(yīng)用移動Agent模型分為應(yīng)用層的用戶定制動態(tài)Agent和系統(tǒng) 服務(wù)提供層的靜態(tài)Agent。
4. 根據(jù)權(quán)利l所述的支持主動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通用目的中間件系統(tǒng)，其 特征是，由所述用戶定制動態(tài)Agent實(shí)現(xiàn)傳感器各類應(yīng)用，可動態(tài)裝載與卸載， 完成特定任務(wù)；所述用戶定制動態(tài)Agent為可以自由遷移的移動Agent。
5. 根據(jù)權(quán)利1所述的支持主動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通用目的中間件系統(tǒng)，其特征是，所述多個(gè)位于應(yīng)用層下的系統(tǒng)agent提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)管理、數(shù)據(jù)管理、分 布式任務(wù)管理在內(nèi)的三大功能；所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)管理提供包括服務(wù)發(fā)現(xiàn)、時(shí)鐘同 步在內(nèi)的系列網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，所述數(shù)據(jù)管理提供數(shù)據(jù)保存和數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)融合服 務(wù)；所述任務(wù)管理層負(fù)責(zé)任務(wù)分配和任務(wù)協(xié)同、任務(wù)遷移、任務(wù)調(diào)度、執(zhí)行環(huán) 境功能；所有功能模塊都為動態(tài)可裝載與卸載模塊，為系統(tǒng)預(yù)定義靜態(tài)Agent; 由Agent執(zhí)行環(huán)境統(tǒng)一調(diào)度運(yùn)行。
6. 根據(jù)權(quán)利1所述的支持主動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通用目的中間件系統(tǒng)，其 特征是，所述靜態(tài)Agent為只存在宿主機(jī)上的提供一個(gè)或多個(gè)特定功能的Agent, 不可以遷移到其它主機(jī)上。
7. 根據(jù)權(quán)利l所述的支持主動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通用目的中間件系統(tǒng)，其 特征是，所述移動Agent執(zhí)行環(huán)境由代理管理器、代理引擎和元組空間構(gòu)成； 代理管理器負(fù)責(zé)代理管理，代理引擎負(fù)責(zé)代理運(yùn)行調(diào)度，元組空間是代理協(xié)作 的場所，它們共同構(gòu)成了移動Agent無差別的運(yùn)行環(huán)境。
8. 根據(jù)權(quán)利l所述的支持主動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通用目的中間件系統(tǒng)，其 特征是，所述主動分組管理器負(fù)責(zé)識別網(wǎng)絡(luò)包，并針對網(wǎng)絡(luò)包類型做出處理。
9. 根據(jù)權(quán)利l所述的支持主動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通用目的中間件系統(tǒng)，其 特征是，所述系統(tǒng)支持主動傳感器網(wǎng)絡(luò)位于主動網(wǎng)絡(luò)的執(zhí)行環(huán)境層，運(yùn)行在節(jié) 點(diǎn)操作系統(tǒng)之上，提供一種標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行環(huán)境，既轉(zhuǎn)發(fā)傳統(tǒng)包，也讓符合條件的 主動包無差別的運(yùn)行；用戶或應(yīng)用程序可以通過注入計(jì)算包來完成指定任務(wù)。
10. —種支持主動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通用目的中間件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法，其特征 在于，它的步驟為l)首先編譯中間件系統(tǒng)，并針對具體應(yīng)用預(yù)定義相關(guān)系統(tǒng)Agent和特定Agent,將整個(gè)系統(tǒng)燒到傳感器節(jié)點(diǎn)上；2) 布置與網(wǎng)絡(luò)連接的網(wǎng)關(guān)，打開后臺Agent管理軟件SenorView;3) 開始工作時(shí)，傳感器節(jié)點(diǎn)間通過自組織成無線多跳網(wǎng)絡(luò)，并把網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?信息傳回給網(wǎng)關(guān)。檢查SenorView的拓?fù)滹@示圖，了解網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況；4) 用戶單擊SenorView上相關(guān)的移動Agent封裝模板的鏈接，啟動相應(yīng)的 移動Agent管理器，并通過移動Agent管理器，啟動相關(guān)的封裝模板；5) 用戶定義和定制已選擇出的移動Agent封裝模板，定義和定制內(nèi)容包括 移動Agent的行為、事件、條件和運(yùn)行參數(shù)、目標(biāo)節(jié)點(diǎn)列表；6) 用戶單擊發(fā)送按鈕，移動Agent將通過網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)派送出去；7) 系統(tǒng)路由Agent負(fù)責(zé)封裝了移動Agent包的路由，并根據(jù)移動Agent的 目標(biāo)節(jié)點(diǎn)列表標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)包中相關(guān)的Flag位；主動分組管理器根據(jù)Flag位決定轉(zhuǎn) 發(fā)包或調(diào)入代理執(zhí)行環(huán)境中運(yùn)行；8) 當(dāng)移動Agent完成其定制的所有任務(wù)后，駐扎在源端的系統(tǒng)控制Agent 通過回收機(jī)制將結(jié)果返回給網(wǎng)關(guān)，最終由SensorView負(fù)責(zé)評估并將評估結(jié)果返 回給用戶，用戶再分配新的任務(wù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于中間件的主動無線傳感器平臺的設(shè)計(jì)。本發(fā)明設(shè)計(jì)一種支持主動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通用目的中間件系統(tǒng)，該中間件系統(tǒng)能運(yùn)行在資源受限的傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上，系統(tǒng)提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)管理，數(shù)據(jù)管理和任務(wù)管理功能，提供允許用戶定制網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)服務(wù)功能，允許其應(yīng)用在不同的傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，達(dá)到代碼共享、減少傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序開發(fā)周期、增加傳感器網(wǎng)絡(luò)軟件健壯性的要求。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是基于移動Agent技術(shù)的主動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通用目的中間件系統(tǒng)，系統(tǒng)包括由多個(gè)動態(tài)Agent構(gòu)成的應(yīng)用層、多個(gè)位于應(yīng)用層下的系統(tǒng)服務(wù)模塊、一個(gè)位于網(wǎng)絡(luò)層上的移動Agent執(zhí)行環(huán)境、以及一個(gè)位于網(wǎng)絡(luò)層上的主動分組管理器。
文檔編號H04L29/08GK101170573SQ20071003617
公開日2008年4月30日 申請日期2007年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月21日
發(fā)明者磊 呂, 曾凡仔, 李仁發(fā), 娟 羅 申請人:湖南大學(xué)