面向无线传感网络的发布订阅系统研究

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无线传感器网络由传感技术、通信技术和智能服务应用三大技术组成,分别完成对被测量对象的信息提取、信息传输与信息处理。信息传播是无线传感器网络的重要内容,而发布/订阅系统是一种使分布式系统中的各参与者,能以发布/订阅的方式进行交互的中间件系统,符合分散控制、动态性、自治性和松耦合等特点,可以为无线传感网络提供良好的通信与交互平台。论文研究面向无线传感器网络的发布订阅技术,研制面向无线传感网络的钱塘发布订阅系统,JTang-WSNPS (JTang Wireless Sensor Networks oriented Publish Subscribe system)。面向无线传感网络的应用中,常常采用基于“推”的方式,比如环境监控、智能农业、安全生产等。基于“推”的方式,就是系统通过处理,主动将数据发送给客户端,典型代表就是发布/订阅模式。传统的发布订阅中,事件是分布在各地的发布者离散随机性的发布事件,而无线传感网络的应用中,数据是以数据流的方式,源源不断地产生,这给传统的发布订阅带类了新的挑战。论文主要研究在面向无线传感网络的发布订阅系统中的数据流处理与信息的匹配。从很多无线传感网络中,获取到了多条数据流,通过论文提出的多数据流的处理与整合,将任务分发给数据处理服务器,由数据处理服务器将用户的订阅请求与数据进行匹配。论文的主要贡献与创新点:提出了一种约束合并策略,用于减少无线传感网络数据发送的次数,从而减少能量的消耗。服务器收集用户的订阅要求,对无线传感网络中的每个节点的每项属性求并集,将发生改变的约束条件发送给相应节点,使该节点只需要发出约束条件内的数据。提出了一种改进的滑动窗口方式,对多数据流进行整合处理策略,平衡了时间延迟与数据丢失率。论文采用改进的滑动窗口,既有固定时间段滑动窗口的特性,同时又对时间段外的数据进行抽样,保持了数据的连续性。提出了一种基于数据流的发布订阅系统匹配算法。该算法将各个订阅重叠属性归并到订阅总图中,每个属性对应的值列表按照一定顺序进行排列的,事件流则是由中心服务器分发过来的任务流。
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