【摘要】：隨著近年來移動計算技術(shù)的迅猛發(fā)展,移動終端用戶越來越多以服務(wù)的方式去共享移動終端及其周邊設(shè)備的處理能力和計算資源。目前智能手機越來越普及,計算能力、存儲能力也得到了極大增強,同時現(xiàn)在的移動通信網(wǎng)絡(luò)越來越快速,智能手機集成了大量的傳感器組件,這使得智能手機可以提供豐富的含有環(huán)境上下文信息(例如,GPS位置信息、加速傳感器信息)的Web服務(wù)。移動Web服務(wù)同時反過來也增強了移動應(yīng)用程序的能力,例如移動群智感知、實時移動健康監(jiān)測、基于位置的移動社交網(wǎng)絡(luò)和醫(yī)療定位系統(tǒng)等。雖然近年來,智能手機發(fā)展迅猛,處理器向多核化發(fā)展、RAM/ROM容量不斷增大,隨著4G/5G技術(shù)的發(fā)展,移動環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)帶寬也隨之提高,但是毫無疑問,作為移動環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者相比于傳統(tǒng)的服務(wù)器或者工作站,資源受限和電池能耗是明顯的短板。移動終端的資源受限性和移動性等特征使得面向移動計算環(huán)境的服務(wù)提供、服務(wù)發(fā)現(xiàn)場景存在著一些特殊的問題,例如移動終端資源消耗、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境變化引起的失效問題等。因此,本論文針對資源受限的移動環(huán)境,設(shè)計和實現(xiàn)了一個輕量級的面向移動環(huán)境的服務(wù)提供框架。本論文主要從三個方面對移動服務(wù)提供框架進(jìn)行了研究。針對應(yīng)用場景的不同,移動服務(wù)提供框架共分為三個模塊：CoAP協(xié)議棧模塊、基于BLE的服務(wù)廣播和發(fā)現(xiàn)模塊以及基于RSD的廣域服務(wù)發(fā)現(xiàn)模塊。CoAP協(xié)議棧模塊負(fù)責(zé)服務(wù)調(diào)用過程的數(shù)據(jù)傳輸,BLE服務(wù)廣播為鄰域內(nèi)提供服務(wù)發(fā)現(xiàn),RSD服務(wù)器實現(xiàn)了廣域內(nèi)的服務(wù)發(fā)現(xiàn)。然后,針對各模塊分別進(jìn)行了設(shè)計與實現(xiàn)。CoAP (Constrained Application Protocal)是一種應(yīng)用層的通信協(xié)議,建立在UDP (User Datagram Protocal)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與Web技術(shù)之上。在協(xié)議棧模塊中重點研究了CoAP協(xié)議的基本通信原理,同時對其雙層架構(gòu)和超時重傳機制進(jìn)行了深入探索,實現(xiàn)了一套基于REST模式的CoAP協(xié)議棧。對于鄰域內(nèi)的服務(wù)發(fā)現(xiàn),采用了低功耗藍(lán)牙協(xié)議實現(xiàn)服務(wù)的廣播和發(fā)現(xiàn)。同時,基于SpringMVC框架實現(xiàn)了遠(yuǎn)程服務(wù)目錄服務(wù)器,提供服務(wù)注冊、查詢、更新和刪除功能,實現(xiàn)了基于服務(wù)注冊機制的廣域內(nèi)的服務(wù)發(fā)現(xiàn)。最后,根據(jù)本論文所設(shè)計的面向移動環(huán)境的服務(wù)提供框架實現(xiàn)了一個原型系統(tǒng),并基于Android平臺進(jìn)行了系統(tǒng)的服務(wù)發(fā)現(xiàn)效率和性能測試。
[Abstract]:With the rapid development of mobile computing technology in recent years, more and more mobile terminal users share the processing power and computing resources of mobile terminal and its peripheral devices in a service manner. At present, smart phones are becoming more and more popular, and their computing and storage capabilities have been greatly enhanced. At the same time, the current mobile communication network is getting faster and faster, and smart phones integrate a large number of sensor components. This allows smartphones to provide rich Web services that contain environmental context information (e.g., GPS location information, acceleration sensor information). Mobile Web services, in turn, enhance the capabilities of mobile applications, such as mobile community awareness, real-time mobile health monitoring, location-based mobile social networks and medical positioning systems. Despite the rapid development of smart phones in recent years, the development of processors to multi-core, the increasing capacity of RAM/ROM, with the development of 4G/5G technology, the network bandwidth in mobile environment is also increased, but there is no doubt. As a network service provider in mobile environment, resource constraints and battery energy consumption are obviously weak compared with traditional servers or workstations. The resource limitation and mobility of mobile terminal make the service delivery for mobile computing environment. There are some special problems in service discovery scenario, such as the resource consumption of mobile terminal, the failure caused by the change of network environment, and so on. Therefore, this paper designs and implements a lightweight service providing framework for mobile environment, aiming at the resource-constrained mobile environment. This paper mainly studies the framework of mobile service provision from three aspects. According to the different application scenarios, the mobile service delivery framework is divided into three modules: the CoAP protocol stack module, BLE-based service broadcast and discovery module and RSD-based wide-area service discovery module. Coap protocol stack module is responsible for the data transmission of the service invocation process, and BLE service broadcast provides service discovery in the neighborhood. The RSD server implements service discovery in the wide area. Coap (Constrained Application Protocal) is an application layer communication protocol based on UDP (User Datagram Protocal) network protocol and Web technology. In the module of protocol stack, the basic communication principle of CoAP protocol is studied emphatically. At the same time, the double-layer architecture and retransmission mechanism of CoAP protocol are deeply explored, and a set of CoAP protocol stack based on REST mode is realized. For the service discovery in the neighborhood, the low power Bluetooth protocol is used to realize the broadcast and discovery of the service. At the same time, the remote service directory server is implemented based on SpringMVC framework, which provides the service registration, query, update and delete functions, and realizes the service discovery in the wide area based on the service registration mechanism. Finally, according to the mobile environment-oriented service providing framework designed in this paper, a prototype system is implemented, and the service discovery efficiency and performance of the system are tested based on the Android platform.
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP311.52

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本文編號：2444154