CN100461966C - 基于嵌入式移动终端设备与支撑移动协同服务的综合平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于嵌入式移动终端设备与支撑移动协同服务的综合平台，包括移动协同服务支撑平台MAS系统与嵌入式客户端两大部分，它们分别部署在无线、有线网络的服务器端和移动嵌入式终端；移动协同服务支撑平台MAS系统分为移动协同代理Agent平台管理部分和应用服务部分；移动协同代理Agent平台管理部分主要有：协调管理代理Agent、目录服务器代理Agent、知识管理代理Agent以及管理所有代理Agent的系统平台代理Agent；应用服务部分主要包括：消息代理Agent、数据库代理Agent、图形信息代理Agent、服务信息代理Agent、监控代理Agent、推理代理Agent、知识代理Agent以及客户接口代理Agent；各代理Agent具有各自的功能；移动协同服务支持平台MAS系统在信息数据、可视化图形库、规则库和知识库的支撑下，与嵌入式客户端实现信息交互。

Description

基于嵌入式移动终端设备与支撑移动协同服务的综合平台

技术领域

本发明计算技术、无线通信领域，涉及一种移动嵌入式协同服务支撑平台，特别涉及一种基于嵌入式移动终端设备与支撑移动协同服务的综合平台。

背景技术

随着移动计算技术、无线通信技术的迅速发展以及移动终端设备的日益普及，人们的生活、工作方式发生了重大的变革。人们不仅要求移动计算技术和无线通信技术能够提供随时随地访问网络任何信息、资源等服务的能力，而且还要求其能够支持多个移动用户之间彼此通过各种移动终端设备协同工作的能力。由于移动计算环境固有的频繁断接、网络带宽波动传输不稳定以及终端资源受限等特性的约束，使得移动计算环境下的群组中多个成员间的协同工作面临着更加严峻的挑战。如何实现移动群组成员间的协同工作，已成为移动计算研究中的一个热点问题。

由于国内外对移动计算环境下的协同问题的研究还处于起步阶段，虽然许多研究机构，例如IBM、Microsoft、CMU、Brunel、Cambredge，以及国内的清华大学等都在这个领域做了大量的研究工作，但对于移动群组协同原理、协同机制进行建模的研究还很少涉及。虽然也有一些关于移动协同方面的应用，但一般仅针对移动协同中某个较小的具体应用，而且系统的功能单一。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于嵌入式移动终端设备与支撑移动协同服务的综合平台，在已有研究的基础上，提出了移动协同计算的基本思想和框架，并构建了基于移动协同计算的移动协同服务支撑平台，该综合平台不仅可以支持多种异构移动服务间的相互协作，而且支持基于不同协作粒度的协作群组间及群组内成员间的相互协作。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

1.基于嵌入式移动终端设备与支撑移动协同服务的综合平台，其特征在于，该综合平台包括移动协同服务支撑平台MAS系统与嵌入式客户端两大部分，它们分别部署在无线、有线网络的服务器端和移动嵌入式终端；

移动协同服务支撑平台MAS系统分为移动协同代理Agent平台管理部分和应用服务部分；移动协同服务支持平台MAS系统是在信息数据库、可视化图形库、规则库和知识库的支撑下，与嵌入式客户端实现信息交互：

移动协同代理Agent平台管理部分主要有协调管理代理Agent、目录服务器代理Agent、知识管理代理Agent以及管理所有代理Agent的系统平台代理Agent；

应用服务部分主要包括：消息代理Agent、数据库代理Agent、图形信息代理Agent、服务信息代理Agent、监控代理Agent、推理代理Agent、知识代理Agent以及客户接口代理Agent；

协调管理代理Agent用于处理并发冲突、管理共享临界资源；

目录服务器代理Agent用于管理并维护系统平台中所有其它代理Agent的注册信息，对于移动协同代理Agent平台每创建一个代理Agent都要将该代理Agent注册到目录服务器代理Agent中；

知识管理代理Agent用于本体管理并能实现领域知识的抽取及知识的自动更新；

管理所有代理Agent的系统平台代理Agent用于管理系统平台中的所有其它代理Agent，不管哪一级代理Agent的启动都要向该管理所有代理Agent的系统平台代理Agent进行注册，如果不注册就不能与其他代理Agent通信，通过管理所有代理Agent的系统平台代理Agent了解系统的所有模块、子模块的信息；

嵌入式客户端有多个移动嵌入式客户代理Agent和移动协同代理Agent；各代理Agent具有各自的功能，多个代理Agent之间的协同，可以是多种级别的上下层通讯和管理，也可以是跨作用区域在不同设备上、不同服务内容的通讯交互。

上述所述的各代理Agent具有软件代理Agent的体系结构。

本发明的综合平台能够实现：①多个组(用户)实时协作；②移动状态下监控远程无线或有线系统协作用户状态；③计算资源的有效调度和计算的迁移；④能够实现断接持续协作机制；⑤移动协同用户(成员)、任务和动作的知识框架表示；⑥移动资源发现；⑦大流量下移动网络的拥塞与协议优化处理；⑧移动安全机制；⑨平台的开放性、系统平台无关性和应用无关性；⑩平台动态可配置等功能。该综合平台不仅获得了良好的经济效益，成为移动服务新的增值点，而且推动了移动服务的发展，为处于信息化社会的人们提供了更加自然、更加便利的彼此协作方式，极大地改变了人们的日常生活、工作方式。对我国移动通信业、服务业及有关需要移动协同技术支持的相关领域的发展都具有重要的推动作用。

附图说明

图1系统分布式的MAS组织结构图；

图2(a)系统分层结构图；

图2(b)系统逻辑功能及代理Agent部署示意图；其中的数据流描述：(1)各类代理Agent的注册信息，(2)用户的服务请求信息，(3)用户请求返回结果的结果信息，(4)MAS系统检测信息，(5)服务代理Agent对请求的处理结果，(6)协同信息的处理，(7)系统AGTENTS工作交互信息，(8)服务所需的各种库信息。其中实线双箭头表示直接双向信息流，虚线双箭头表示间接双向信息流或间接加密双向信息流，实线单箭头表示代理Agent注册信息流；

图3(a)系统逻辑功能示意图；

图4(a)是MODL本体论语言的定义描述；

图4(b)是MODL的分层模型图；

图4(c)是基于移动本体构建的平台的移动协同知识框架描述；

图4(d)可视化辅助设计平台的流程图；

图4(e)可视化辅助设计平台界面图；

图5(a)是移动计算迁移算法示意图；

图5(b)是断接持续协作算法示意图；

图6(a)是移动协同标绘模块的分层结构图；

图6(b)是具体的标绘过程示意图；

图7是TCP拥塞控制机制的研究内容与技术路线示意图；

图8(a)是基于安全sim卡的短消息认证过程；

图8(b)是改进的SSL握手协议示意图；

图8(c)是用户证流程图。

图9(a)是平台系统的平台管理模块Server包的类结构图；

图9(b)是移动嵌入式客户端模块ClientApp包的类结构图；

图9(c)是平台系统的应用服务模块中的移动娱乐子模块的类结构图；

图9(d)是可视化辅助设计平台模块的DynamicTreeDemo2类与DynamicTree类的类图。

以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。

具体实施方式

本发明对移动计算环境下的协同原理、协同机制、协同算法等进行了深入的研究，并针对移动计算终端资源受限、不可靠连接、频繁断接等与协同需求的前端计算、稳定连接、频繁通信等的矛盾问题进行了深入探讨。提出了移动协同计算的基本思想与架构，并在充分吸收协同计算与移动计算的先进思想、理念以及充分借鉴MAS、FIPA等主流分布式计算等设计思想的基础上，构建了一整套具有自主知识产权的基于嵌入式移动终端设备与支撑移动协同服务的综合平台，该平台以软件的方式实现，主要内容如下：

(1)运用移动本体建立移动协同知识框架并实现构建其可视化辅助设计平台；

首先提出了MODL本体论语言的定义描述和基于XML的具体表示形式。进而应用MODL构建了移动协同知识框架。在此基础上进一步构建了移动协同知识框架的可视化辅助平台。

(2)针对移动终端资源受限与协作前端计算的矛盾问题，设计并实现了基于非线性群决策多模型模糊控制算法的计算迁移策略；

移动协同计算迁移就是根据移动终端资源决定让移动协同任务在合适的移动资源上运行。首先获取决策计算迁移的主要因素上下文信息，例如，CPU、内存、网络带宽、电池能量等上下文信息。根据所获取的上下文信息，基于非线性群决策系统多模型模糊控制算法的计算迁移代价。

(3)充分利用协作者间的上下文信息，是有效地支持协作者之间进行协作的重要手段。针对移动协同标绘问题，构造了基于上下文感知的移动协同标绘模型；

首先给出协同标绘的分层管理结构，进而通过构建协同感知模型来实现协作信息共享和异步并发行为协同。

(4)为了保障协作交互信息的有效传输，对异构网络环境TCP/IP协议进行了优化，给出了基于TCP拥塞控制机制的TCP/IP协议优化算法。

首先针对TCP拥塞控制机制的3个阶段，在首次慢启动阶段，提出一种动态门限分段控制的TCP慢启动算法：DCCS；在拥塞避免阶段，提出综合创新的拥塞避免机制(TCPW+CS与TCPW+SACK)，在此阶段，还提出了提高TCP拥塞避免阶段的公平性算法：KIR；在快速重传和快速恢复阶段，提出了综合创新的无线移动环境中TCP机制：TCPW+SACK。

(5)为了保障平台及协作者信息的安全性，提出并实现一种移动安全加密卡加密机制。

专用移动安全加密卡是在普通的SIM卡上增加安全服务功能，该卡符合USIM卡的标准，既可以用于移动、联通的GSM手机，也可以改进后用于CDMA手机。鉴于受移动平台开放性的制约，无法在应用层调用专用加密卡，从而也无法完成直接的身份认证，所以提出了基于两阶段握手的改进的SSL协议。

在平台的构建过程中充分吸收协同计算与移动计算的先进思想、理念，并充分借鉴MAS、FIPA等主流分布式计算的设计思想，确立了以MMAS分布式组织结构、基于分层模式与知识库模式、面向对象模式相结合的多组态计算构架等为设计过程中遵循的主要原则。根据系统的功能要求和移动代理Agent的技术特点，确立了MMAS分布式组织结构。

人们为了解决更加复杂的现实问题，就对问题进行抽象，将其分成多个模块进行处理。如果一个问题域特别复杂庞大，不可预测，解决这样问题的唯一合理方式就是开发出一些功能专一的模块组件，每个组件专长于解决问题的一个特定方面。对于移动协同可信服务系统来说，采用多代理Agent技术来描述分析系统无疑是最好的选择。

对移动可信服务系统的分解使每个代理Agent使用最适当的模式来解决特定问题。出现相互依赖的问题时，系统中的一个代理Agent必须与系统中的其他代理Agent协同，以确保可以解决相互依赖的问题。如何进行高效、动态的信息共享或信息协作是协同要解决的核心问题。为了实现多代理Agent之间高效的动态信息共享及信息协作，采用移动代理Agent技术，这样便可以进行高效的信息交互。

移动代理Agent是一个能在异构网络中自主地从一台主机迁移到另一台主机，并可与其他代理Agent或资源交互的程序。它实际上是代理Agent技术与分布式计算技术的“混血儿”。移动代理Agent技术将服务请求代理Agent动态的移到服务器端执行，使此代理Agent较少依赖网络传输这一中间环节，而直接面对要访问的服务器资源，从而避免了大量数据的网络传输，降低了系统对网络带宽的一来；移动代理Agent不需要统一的调度，由用户创建的代理Agent可以异步的在不同结点上运行，待任务完成后再将结果传送给用户；为了完成某项任务，用户可以创建多个代理Agent，同时在一个或若干个结点上运行，形成并行求解的能力。

在协同过程中，代理Agent自己为完成协同目标，其产生的协同动作必须满足以下标准：

·代理Agent之间应该相互响应；

·所有代理Agent应对共同行动做出合理的自身能够完成的承诺；

·每个代理Agent应对相互之间共同的行动加以支持，付诸行动；

·协同中的每个代理Agent应该能够满足特定的环境约束。

(1)平台中协同粒度的划分

平台的移动协同分别体现在三个协同层次上：

①支撑级协同：支撑级协同指支撑组织级协同的代理Agent架构体系。

在本平台中，多个代理Agent之间的协同，可以是多种级别的上下层通讯和管理，也可以是跨作用区域在不同设备上、不同服务内容的通讯交互。申请人建立了一个本体结构，对代理Agent的自身及其属性归一化描述，也规定代理Agent的通信交互和非通信动作的约束属性及动作的内容、目标。

②成员级协同：成员级协同指多用户之间的协同。

基于移动用户的应用实际(移动用户间自主地相互协同)建构一个本体结构，来描述各类移动用户，包含用户的位置、移动特性、个人资料、活动和服务记录等各种信息，来支持各种不同的应用服务；同时，也能对用户相互间的交互动作、内容、方式等方面加以描述，使得不同位置、不同终端的用户之间能知识共享，完成各种复合交互行为。这种设计方式是移动本体的设计最佳设想，是基于移动用户的应用实际，即移动用户间自主地相互协同安排服务分解、服务调度、交互实现。

③组织级协同：组织级协同指对协同任务进行划分、分发、子任务间协调、协同规则管理等。

系统中存在很多个中介服务机构，这些中介服务机构之间进行协作，成员代理Agent需要协同服务时，可以通过中介服务机构协调或者通过高层中介服务机构与其它中介服务结构进行协调处理，继而完成业务协同。

系统采用基于分层模式与知识库模式、面向对象模式相结合的多组态计算构架。对于不同的应用场合，采用不同的分层次序。每一层解决移动协同支撑平台中的特定问题，使问题局部化。同时利用分层式体系结构良好的复用性、可扩展性，实现整个系统的集成。系统总体上共分五层，其中应用层在移动协同服务支撑平台的支撑下通过移动通信网络完成业务协同。移动协同支撑层是平台的核心，完成资源的发现、调度、协同和迁移工作；可信的基础设施为平台提供有效的安全支撑；优化的TCP/IP协议为缓解大流量下的网络拥塞提供一种有效的改进机制；系统应用层通过警务协同、娱乐、股票等应用来体现移动协同服务支撑平台的功能和作用。

整个系统包含：平台主体部分，用于服务器端的移动协同服务支撑部分；平台嵌入式客户端部分和基于平台的应用部分，此部分主要包括基于该个平台的移动娱乐、移动股票、移动警务等移动协同应用。

以下发明人给出本发明的基于嵌入式移动终端设备与支撑移动协同服务的综合平台的具体实现方式：

1.根据系统的功能要求和移动代理Agent的技术特点，申请人确立了MMAS分布式组织结构。充分利用代理Agent的自主性、协作型、分布性、移动性等优势，由多种具有不同能力特性的代理Agent组成的多代理Agent系统(MAS)为移动协同服务支撑平台的构建提供了有力的手段和支持。MMAS组织结构图如图1所示。

由图可知，平台分为两大部分，即移动协同服务支撑平台MAS系统与嵌入式客户端两大部分，分别部署在无线、有线网络的服务器端和移动嵌入式终端。其中，

嵌入式客户端包含有多个移动嵌入式客户代理Agent和移动协同代理Agent；

移动协同服务支撑平台MAS系统分为移动协同代理Agent平台管理部分和应用服务部分；

移动协同代理Agent平台管理部分主要有：协调管理代理Agent、目录服务器代理Agent、知识管理代理Agent以及管理所有代理Agent的系统平台代理Agent；

应用服务部分主要包括：消息代理Agent、数据库代理Agent、图形信息代理Agent、服务信息代理Agent、监控代理Agent、推理代理Agent、知识代理Agent以及客户接口代理Agent。

各代理Agent功能如下：

移动嵌入式客户代理Agent接收客户的各种输入信息，代表客户来实现各种服务请求并负责将服务结果信息显示输出给客户，从而支撑实现客户的各种需求；

嵌入式客户端的移动协同代理Agent完成与其他客户代理Agent、平台系统的其它代理Agent之间的协作、协调等信息处理；

协调管理代理Agent处理并非冲突、管理共享临界资源等；

目录服务器代理Agent管理并维护系统平台中所有其它代理Agent的注册信息，系统平台每创建一个代理Agent都要将该代理Agent注册到目录服务器代理Agent中；

知识管理代理Agent领域本体管理，并能实现领域知识的抽取及知识的自动更新；

系统平台代理Agent管理系统平台中的所有其它代理Agent，不管哪一级代理Agent的启动都要向该代理Agent注册，如果不注册就不能与其他代理Agent通信，因此，通过系统平台代理Agent可以了解系统的所有模块、子模块。

消息代理Agent负责管理整个平台系统的所有消息；

数据库代理Agent负责管理平台系统的数据库；

图形信息代理Agent负责管理平台系统的图形图像库；

服务信息代理Agent负责管理平台系统的、第三方提供的所有服务的信息；

监控代理Agent负责监控整个平台的运行状态，并处理平台的异常情况；

推理代理Agent负责管理平台系统的规则库，并根据代理Agent自身知识对信息进行推理；

知识代理Agent负责管理平台系统的知识库

客户接口代理Agent是为移动嵌入式客户代理Agent和移动嵌入式终端的移动协同代理Agent访问平台系统提供的访问接口。

此外，由图可知移动协同服务支持平台MAS系统是在信息数据库、可视化图形库、规则库和知识库的支撑下，与嵌入式客户端实现信息交互的。

2.系统采用基于分层模式与知识库模式、面向对象模式相结合的柔性分层组态构架。对于不同的应用场合，采用不同的分层次序。每一层解决移动协同支撑平台中的特定问题，使问题局部化。同时利用分层式体系结构良好的复用性、可扩展性，实现整个系统的集成。如图2(a)所示。

由图2(a)可知共分为5层，自底向上分别为：

有线、无线混合通信网络架构层：完成物理通信；

可信的基础设施层：实现安全、可信信息交互的支持；

优化的TCP/IP协议层：实现信息传输的优化，提高交互效率；

移动协同应用支撑层以及应用层。

其中，应用层是由第三方提供的第三方服务构成；可信的基础设施层、优化的TCP/IP协议层及移动协同应用支撑层共同构成了支撑平台。各层中对应的代理Agent分别及通信信息如图2(b)所示。

各层次可根据具体情形动态组合以适应复杂动态的移动协同环境。

3.移动协同服务支撑平台在相关支撑库与子系统的支持下，按照主要功能可以划分为三大功能部分，每一部分又有若干子功能，如图3所示，主要包括：

(1)平台管理功能部分

①异常处理：平台在运行过程中，由于异常事件和不可预知错误的发生会影响整个平台的整个功能。在平台出现异常错误或者局部功能瘫痪的情况下，异常处理代理Agent使整个系统能够继续为用户和服务商服务，能提供异常错误详细报告，在可能的情况下还可以恢复部分功能，保证系统的健壮性。

②临界资源发现：为了很好的支撑各种移动服务包括移动协同服务，平台需要能够很好的发现并支撑第三方服务。当移动用户共同关心一些服务并需要享用服务时，平台可以发现这些服务，优化这些服务的服务质量与速度。

③任务处理：负责平台复杂任务的分析与调度。在知识代理Agent、推理代理Agent的支持下，在移动协同各种辅助支撑库包括知识库、规则库、可视化模型库的支持下，平台对复杂的协同任务等的处理变得比较合理，这离不开协同调度与迁移策略的支持。当然，在协同调度与迁移策略的支持下，各相关功能代理Agent在各司其职的同时能够很好的协作，达到信息共享与信息协作，很好的为用户和服务商服务。

(2)业务支持功能部分

①服务注册认证：平台提供对服务的管理。服务商提供的服务只要满足平台的一些规范和接口标准，就能成为整个代理Agent系统的一部分。服务需要在平台注册后，才能加入整个代理Agent系统，在加入成功后便可以为移动终端用户提供服务，在需要的情况下，如需要升级的情况下，平台也要处理服务代理Agent的注销请求积善后处理。由于系统的开放性，系统还能很好的支持服务代理Agent在出现异常并重新启动后的善后恢复处理。

②客户注册认证：移动终端用户客户端在注册成功并且登陆后，就可以享受在平台注册过的、平台支撑的、服务商开发的所有服务(用户有选择服务的权利)。移动终端用户客户端在需要的时候也可以提出注销申请，平台给予处理。即在移动设备用户享受服务前，必须申请注册为合法用户。用户申请注册时，由移动设备终端向应用端提交相关内容(如客户基本信息)，用户管理模块处理请求，返回用户注册结果，如用户随机密码；用户请求注销时，删除有关用户的个人信息，更新用户数据库，返回用户注销结果；用户请求登陆时，对用户身份进行检查，并将登陆结果返回；用户请求更新个人服务列表时(如删除已选服务或增加新服务时)。

首先移动设备终端有用户个人服务列表：如果是用户要删除服务，直接选中删除即可，同时移动设备终端的个人服务列表也将得到更新，对于应用端来说，也需要更新用户个人服务列表；如果是增加新服务请求，这时需要发送系统注册服务列表给用户，用户选中服务后，随即更新个人服务列表，应用端也要相应的更新本地用户个人服务列表。

③服务流程监管：随着服务商的不同，各服务代理Agent规模与其它特征差别较大。为了很好的支持所有服务商提供的服务，平台提供屏蔽服务代理Agent具体差异的功能，对服务流程进行监管，包括各种服务信息库、资源库的建立等。

(3)数据维护功能部分

①平台实时信息采集存贮：平台在运行过程中，平台运行监控信息流、各类协同任务调度与分析信息流、协同工作信息流、各类服务代理Agent服务信息流、各类移动终设备端用户请求信息流、各种服务代理Agent状态信息流、经验知识数据流、异常情况及处理信息流等主要信息流对平台的策略优化与管理提供必要参考，需要对其中信息进行采集、加工处理、存贮，做成平台运行日志文件。

②服务注册信息维护：平台支持能够很好的支撑多样的服务，服务商提供的服务各种各样，除了服务平台的一些规范和接口标准，还有一些各自独立的特征。由于这些特色服务的存在，使得服务信息的维护更为繁杂。对于需要协同工作的服务代理Agent来说，要使得服务质量得到充分保障，就得解决较为复杂服务信息的的维护问题。

③客户信息存贮：客户信息的来源主要有两个：(1)客户基本信息，包括客户卡号、帐号、年龄等，还有服务选择列表。(2)客户实时信息，包括用户在线信息、客户网络连接状态、客户地理位置信息以及需要协同工作的小组用户协同信息等。

4.基于移动本体构建的移动协同知识框架及其可视化辅助设计平台界面如图4所示。

图4(a)是MODL本体论语言的定义描述。该定义概括以下3个方面，即：(1)描述逻辑(DL，Description Language)中的形式化语义和有效的推理支持；(2)框架系统(Frame-based System)提供基本建模原语(primitive)；(3)基于XML的标准语法符号系统DAML(DARPA Agent Markup Language)。

图4(b)是MODL的分层模型图：(1)核心MODL层：作为分层模型的基础结构，核心层只包含最基本的标准化的建模原语和语法表示，这里采用一种符合通用FIPA组织定义规范和通讯机制的原语，为应用开发人员提供通用的、易于理解的语法符号、简洁的语义描述和简单可行的通讯机制。在前一小节中基本包含了核心层的所有内容。由于它是一种通用的、最为基础的原语，建立在这个基础之上的扩展就可看成是基于基础原语的用户自定义本体论，也就能转换成其它本体论描述形式，如OWL，RDF，XML，和HTML等；(2)扩展MODL层：由于核心层是基础的通用建模原语和语法符号，本层的主要功能主要有两个方面；一是扩展和丰富建模原语，在核心层的基础之上可添加用户自定义的一些基础原语，以支持更加强大的建模功能；二是优化语法符号，丰富语法符号表示或对原有语法符号变形；(3)复杂层MODL层：在基础和扩展的原语之上，丰富和充实原语的描述及约束，力图涵盖领域内所有知识问题，提供更为复杂、贴切领域应用的描述语言。

图4(c)是基于移动本体构建的平台的移动协同知识框架描述。在使用“任务—成员--动作”的移动本体语言(MODL)描述形式中，我们采用了类似RDF的表示方式。

图4(d)可视化辅助设计平台的流程图。

图4(e)可视化辅助设计平台界面图。

5.基于非线性群决策多模型模糊控制算法的计算迁移及断接持续协作算法如图5所示。

图5(a)是移动计算迁移算法流程图。移动协同计算迁移就是根据移动终端资源决定让移动协同任务在合适的移动资源上运行。(1)获取决策计算迁移的主要因素上下文信息，例如，CPU、内存、网络带宽、电池能量等上下文信息；(2)根据所获取的上下文信息，搜索相关案例，判断是否需要重新计算迁移代价，若无匹配案例，则按指定的算法计算迁移代价并生成新的案例并存储；(3)计算迁移代价算法基于非线性群决策系统多模型模糊控制算法的计算迁移策略；(4)需要进行迁移运算时，通过移动计算环境下基于上下文的可靠资源访问方法发现计算资源。

图5(b)是断接持续协作算法流程。移动协同过程中，网络不稳定是不可避免的，为了保障在非正常断接时移动协同任务不受影响，我们设计了如图5(c)所示的断接持续协作处理机制。

6.移动协同标绘模块分层结构及标绘过程如图6所示。

图6(a)是移动协同标绘模块的分层结构图。由图6(a)可知，该模型分为协同标绘图形显示层、移动协同管理层、移动协同标绘层、上下文信息收集分发层和网络传输层。其中，移动协同管理层和移动协同标绘层是整体模块的核心，上下文信息收集分发层是他们的有力支撑，通过该层来收集本地任务相关的上下文信息，并根据一定规则将某些特定信息分发给特定的协作者。网络层是基础层，完成共享信息的传输及协作信息的安全加密等。

在本移动协同地图标绘中，充分利用计算迁移、群组广播等技术来支持移动协同工作，并采用先期校验机制来支持并发访问控制，确保标绘的一致性。(1)协同标绘图形显示层：是一个图形化人-机接口，接收增加、删除、修改等来自用户的标绘操作命令，以及用户的当前状态等上下文信息，并将这些信息以特定的格式传递给上下文信息收集与分发层。在协同标绘层完成标绘的具体操作后，以特定的图形格式将标绘情形显示给用户。(2)移动协同标绘层：协同标绘层设计主要是为了实现图标编辑的协同感知，以及标绘行为的具体实现。包括图标协同属性初始化和设置、对图标所作的标绘行为感知、协同状态设置三个部分。其中，协同属性包括标绘时间和标绘锁。设计标绘时间属性作用是当两个图标在同一地点进行标绘时决定其叠放次序。设计标绘锁属性作用是在对图标进行操作时决定是否可以进行操作，它有上锁和解锁两种状态，只有在解锁状态，才能进行标绘动作，它保证了标绘过程的并发控制和标绘数据的一致性；在地图中标绘行为主要包括增加、删除、修改、动作(旋转、闪烁、镜像等)、关联、组合等。对标绘行为的反映就是通过其对应的图标进行反映，在移动设备上反映标绘动作，实际上是通过无线网络传输图标对应的数据变化；协同状态包括显示状态和标绘状态。显示状态表示用户接受从网络上传输过来的其它用户的标绘信息，并在本机上显示。标绘状态表示用户在本机上进行标绘动作，在并发控制下完成整个标绘任务。

图6(b)是具体的标绘过程示意图。首先将标绘数据加人网络标绘命令缓存链表的末端。每隔一定的时间片，用户判断命令缓存链表是否有数据，如果有数据，则从链表头取出一个网络标绘命令，并判断当前的用户是否在进行标绘操作。如果当前用户不在进行标绘操作，则执行网络标绘命令，并将这个网络标绘命令从链表中删除；如果当前用户正在进行标绘操作，则判断生成这个网络标绘命令的用户的级别是否比本机用户的级别高，如果比本机用户级别高，则打断本机用户的标绘操作，执行网络传来的标绘命令，并将这个网络标绘命令从链表中删除；如果等于或小于本机的级别，则取网络标绘命令缓存链表的下一个命令，重复上述过程，直到链表结束。

7.基于TCP拥塞控制机制的TCP/IP协议优化算法的基本思想如图7所示。

图7是TCP拥塞控制机制的研究内容与技术路线示意图。针对TCP拥塞控制机制的3个阶段，我们在首次慢启动阶段，提出一种动态门限分段控制的TCP慢启动算法：DCCS；在拥塞避免阶段，我们提出综合创新的拥塞避免机制(TCPW+CS与TCPW+SACK)，在此阶段，还提出了提高TCP拥塞避免阶段的公平性算法：KIR；在快速重传和快速恢复阶段，我们提出了综合创新的无线移动环境中TCP机制：TCPW+SACK。

8.移动嵌入式终端还配置有移动安全加密卡，实现协同信息的安全认证，基于移动安全加密卡平台安全机制如图8所示。

图8(a)是基于安全sim卡的短消息认证过程。第一步，sim卡向群组中心计算节点发出明文认证请求，请求内容包括终端产生验证因子NC；第二步，群组中心计算节点产生一个共享密钥KS和验证因子NS，利用自己的私钥和sim卡的加密公钥对KS、NS、NC进行签名和加密，然后传给安全sim卡；(本过程需要群组中心计算节点发问第三方CA，验证移动终端的证书和法性并取得安全sim卡的加密公钥。本系统的验证原型中，没有第三方CA，认证过程由RADIUS完成)第三步，sim卡对短消息进行解密，检查NC一致后，将NS以明文传给应用接入网关。第四步，安全sim卡将协商认证结果用保护密钥加密后，放到安全sim卡和ME可共享的认证缓存区。

图8(b)是改进的SSL握手协议示意图。SSL握手协议的协商过程不发生变化，在握手协议的认证阶段，不再进行基于数字证书的双方认证，而是由ME访问认证缓存区，用保护密钥脱密认证缓存区的数据获得短消息认证结果(Ks，Ns)，然后用KS加密NS发送到通信的对方进行间接的身份认证。由于第一次身份认证是基于WPKI体系的，可以对通信双方进行基于数字证书的身份认证，只有通过认证的双方才可能拥有相同的认证结果(分别存储在自己的认证缓存区)，这样在改进的SSL握手协议中，隐含实现了通信双方的身份认证。

9.基于嵌入式移动终端设备与支撑移动协同服务的综合平台的具体实现软件包和说明，如图9所示。

图9(a)是平台系统的平台管理模块Server包的类结构图。平台通信系统模块Server包的类的详细说明如表1所示。

图9(b)是移动嵌入式客户端模块ClientApp包的类结构图。移动嵌入式客户端模块ClientApp包的类的详细说明如表2所示。

图9(c)是平台系统的应用服务模块中的移动娱乐子模块的类结构图。移动娱乐子模块的类的详细说明如表3所示。限于篇幅其它子模块暂略。

图9(d)是可视化辅助设计平台模块的DynamicTreeDemo2类与DynamicTree类的类图。DynamicTreeDemo2类与DynamicTree类的详细说明如表4所示。

附说明：

表1是系统平台的平台管理模块Server包的类的主要说明；

表2是移动嵌入式客户端模块ClientApp包的类的主要说明；

表3是系统平台的应用服务模块移动娱乐子模块ChessService包的类的主要说明；

表4是可视化辅助设计平台模块的DynamicTreeDemo2类与DynamicTree类的主要说明。

表1(a) Server的成员变量

 

序号	变量	类型	含义	备注
					1	frame	MainFrame	程序的主框架窗口	公有
2	mq	MessageQueue[]	消息队列数组(来自客户端)	静态公有
					3	s_mq	MessageQueue[]	消息队列数组(来自计算模块)	静态公有

表1(b)Server的成员函数

 

序号	方法	参数类型	返回类型	含义	备注
						1	Server	无	无	构造函数：主要功能是分配消息队列的空间，和开启线程开始分发消息	公有
2	main	String[]	Void	Main函数	静态公有

表1(c)ControlCenter的成员变量

 

序号	变量	类型	含义	备注
					1	PORT_CLlENT	static final int	监听客户端的端口	静态公有
2	PORT_SERVlCE	static final int	监听计算端的端口	静态公有
					3	ServerSocket	ClientSocket	监听的server socket对象	缺省
4	ServerSocket	ServiceSocket	监听的server socket对象	缺省

表1(d)ControlCenter的成员函数

 

序号	方法	参数类型	返回类型	含义	备注
						1	ControlCenter	MainFrame	无	构造函数	public

表1(e)Client的成员变量

 

序号	变量	类型	含义	备注
					1	s	Socket	存取消息的向量	私有
2	mf	MainFrame	框架窗口	缺省
					3	mq	MessageQueue[]	消息队列	缺省
4	br	BufferedReader	读取输入流	缺省
					5	dos	DataOutputStream	输出流	缺省

表1(f)Client的成员函数

 

序号	方法	参数类型	返回类型	含义	备注
						1	Client	ServerSocket ss，MainFrame mf		构造函数	public
2	run		void	实现一个Runnable接口，分发消息	public
						3	registe	String name，Stringpassword	void	注册用户	public
4	loginCheck	String name，String password	void	用户登录时的检查，并发送服务列表	public
						5	chooseService	String username，String service	void	选择服务	public

表1(g)MessageClass的成员变量

 

序号	变量	类型	含义	备注
					1	strRecv	String	接收到的原始的字串	缺省
2	service	String	(解析后得到的)服务名称	缺省
					3	sender	String	(解析后得到的)发送者	缺省
4	receiver	String	(解析后得到的)接收者	缺省

 

5	content	String	(解析后得到的)消息内容	缺省
					6	seperator	char	字串的分隔符	静态公有

表1(h)MessageClass的成员函数

 

序号	方法	参数类型	返回类型	含义	备注
						1	MessageClass	无	无	构造函数，并直接解析	公有
2	getSender		String	获取发送者	公有
						3	getReceiver		String	获取接收者	公有
4	getAction		String	获取服务名称	公有
						5	getContent		String	获取内容	公有

表2(a)ClientApp类的成员变量

 

序号	变量	类型	含义	备注
					1	instance	ClientApp	主程序自身	静态、私有
2	url	String	本程序监听的端口标识	公有
					3	Send_url	String	发送到服务器的Url	公有

表2(b)ClientApp类的成员函数

 

序号	方法	参数类型	返回类型	含义	备注
						1	ClientApp	无	void	构造函数：启动本程序	公有
2	destroyApp	boolean	void	终止本程序	公有
						3	pauseApp		void	暂停本程序	公有
4	quitApp		void	终止本程序的实现函数	静态、公有
						5	startApp		void	开启本程序	公有

表2(c)Room类成员变量

 

序号	变量	类型	含义	备注
					1	helpCommand	Command	帮助	私有
2	logCommand	Command	注册命令	私有
					3	regCommand	Command	登陆命令	私有
4	clientApp	ClientApp	记录主程序	私有
					5	display	Display		私有
6	player	Player	播放动画管理器	私有
					7	videoltem	ltem	一个组件	私有
8	source	String	Gif图片源	私有
					9	tc	Ticker		私有
10	Stringlteml	StringItem	文字	私有

表2(d)Room类成员函数

 

序号	方法	参数类型	返回类型	含义	备注
						1	Room	ClientApp	void	构造函数	公有
2	commandAction	Command，Displaable	void	事件监听	公有
						3	playerUpdate	Player，String，Object	void	播放器更新	公有
4	open		void	打开播放器	公有
						5	sendMessage	String	void	发送消息	公有

表2(e)Register类成员变量

 

序号	变量	类型	含义	备注
					1	si	TextField	显示错误信息	私有
2	portListener	PortListener	端口监听	私有
					3	start	Starting	记录Register的前一个画面	私有
4	cancelCommand	Command	取消注册命令	私有
					5	okCommand	Command	确定注册命令	私有
6	clientApp	ClientApp	记录主程序	私有
					7	display	Display		私有
8	USERlD	TextField	用户名	私有
					9	PWD	TextField	密码	私有
10	CONFlRM	TextField	确认密码	私有

表2(f)Register类成员函数

 

序号	方法	参数类型	返回类型	含义	备注
						1	Register	ClientApp，Starting	void	构造函数	公有
2	Run		void	用于监听端口	公有
						3	start		void		公有
4	stop		void		公有
						5	sendMessage	String	void	发送消息函数	公有

表2(g)Login类成员变量

 

序号	变量	类型	含义	备注
					1	USERID	TextField	登陆用户名	私有
2	PWD	TextField	密码	私有
					3	si	Stringltem	用于显示错误信息	私有
4	display	Display		私有
					5	clientApp	ClientApp	主程序	私有
6	SevList	List	服务列表	公有
					7	SingleList	List	五子棋单双人游戏选择	公有

 

8	start	Starting	前一画面	私有
					9	services	String[]	服务数组，构造SevList时用	私有
10	okCommand	Command	登陆命令	私有
					11	cancelCommand	Command	取消命令	私有
12	SevSelCommand	Command	服务选择命令	私有
					13	SevCancelCommand	Command	取消选择服务	私有
14	singleSelCommand	Command	单双人游戏选择	私有
					15	singleCancelCommand	Command	取消单双人游戏，退回到服务列表	私有
16	portListener         .	PortLstener	端口监听	私有

表2(h)Login类成员函数

 

序号	方法	参数类型	返回类型	含义	备注
						1	login	ClientApp，Starting	void	构造函数：	公有
2	commandAction	Command，Displayable	void	响应事件	公有
						3	makeSevList	String	void	构造服务列表	公有
4	run		void		公有
						5	start		void		公有
6	stop		void		公有
						7	sendMessage	String	void	发送消息函数	公有

表3(a)ChessService类成员变量

 

序号	变量	类型	含义	备注
					1	cr	ChessRoom	游戏大厅	静态公有
2	tp	ThreadPool	人机对战线程池	静态公有
					3	packFrame	boolean	窗口控制	公有

表3(b)ChessService类成员函数

 

序号	方法	参数类型	返回类型	含义	备注
						1	ChessService	无	void	构造函数：主要功能是开启窗口等待用户响应	公有
2	main	String[]	Void	Main函数	静态公有

表3(k)WaitForClient类成员变量

 

序号	变量	类型	含义	备注
					1	Queue	ThreadPool	人机远程对战用户列表	私有
2	room	ChessRoom	游戏大厅	私有

 

3	ss	ServerSocket	端口监听	私有
					4	mf	MainFrame	主窗口	私有

表3(L)WaitForClient类成员函数

 

序号	方法	参数类型	返回类型	含义	备注
						1	WaitForClient	ServerSocket，MainFrame，ThreadPoolChessRoom	无	构造函数	公有
2	run	无	无	监听端口，接收字符串	公有

表3(m)UserOnLine类成员变量

 

序号	变量	类型	含义	备注
					1	mf	MainFrame	主窗口	缺省
2	tp	Threadool	人机对战线程池	缺省
					3	cr	ChessRoom	游戏大厅	缺省

表3(n)UserOnLine类成员函数

 

序号	方法	参数类型	返回类型	含义	备注
						1	UserOnLine	MainFrame，ThreadPool，ChessRoom	无	构造函数	公有
2	refreshQM2C	无	void	更新人机对战的用户列表	公有
						3	refreshQM2M	无	void	更新双人对战的用户列表	公有

表4(a)DynamicTreeDemo2类成员变量

 

序号	变量	类型	含义	备注
					1	ontotext	String	本体描述	公有
2	treePanel	DynamicTree	基本JTree树	缺省
					3	ADD_COMMAND	String	节点添加命令符	静态
4	branchGroup	BranchGroup	3d图形组件体	私有
					5	CLEAR_COMMAND	String	节点清除命令符	静态
6	click	int	按键计数	私有
					7	frame	JFrame	图形界面的框架	私有
8	frame2	JFrame	本体描述输出的框架	私有
					9	GE_COMMAND	String	本体描述生成命令符	私有
10	image	lmagelcon	图标	私有

 

11	imagel	Imagelcon	图标	私有
					12	jCheckBoxl	JCheckBox	节点模式选择	私有
13	jCheckBox2	JCheckBox	节点模式选择	私有
					14	jLabel	JLabel	标签	私有
15	mCanvas	Canvas3D	3d图版	私有
					16	mUniverse	SimpleUniverse	3d图版构造环境	私有
17	REMOVE_COMMAND	String	节点删除命令符	静态
					18	rotationGroup	TransformGroup	3d图形的控制坐标系组件	私有
19	state	boolean	显示图形的类型	私有
					20	sug	BranchGroup	3d图形组件数组	私有
21	transformGroup	TransformGroup	3d图形组件的坐标组件数组	私有
					22	translationGroup	TransformGroup	3d视图的坐标组件	私有

表4(b)DynamicTreeDemo2类成员函数

 

序号	方法	参数类型	返回类型	含义	备注
						1	DynamicTreeDemo2	无	Void	构造函数	公有
2	actionPerformed	ActionEvent	Void	事件监听及处理，监听处理本体结构节点的添加、删除、清除，本体描述生成及任务树编辑	公有
						3	createCanvas	无	BranchGroup	3d图形面板组件构造，构造本体结构对应3d图形显示	公有
4	main	String	Void	运行调用DynamicTreeDemo2	静态
						5	populateTree	DynamicTree	Void	构造基础JTree树，并初始化，包含树的基本结构及基本操作	公有

Claims (4)

1.基于嵌入式移动终端设备与支撑移动协同服务的综合平台，其特征在于，该综合平台包括移动协同服务支撑平台MAS系统与嵌入式客户端两大部分，它们分别部署在无线、有线网络的服务器端和移动嵌入式终端；

移动协同服务支撑平台MAS系统分为移动协同代理Agent平台管理部分和应用服务部分；移动协同服务支持平台MAS系统是在信息数据库、可视化图形库、规则库和知识库的支撑下，与嵌入式客户端实现信息交互：

移动协同代理Agent平台管理部分主要有协调管理代理Agent、目录服务器代理Agent、知识管理代理Agent以及管理所有代理Agent的系统平台代理Agent；

应用服务部分主要包括：消息代理Agent、数据库代理Agent、图形信息代理Agent、服务信息代理Agent、监控代理Agent、推理代理Agent、知识代理Agent以及客户接口代理Agent；

协调管理代理Agent用于处理并发冲突、管理共享临界资源；

目录服务器代理Agent用于管理并维护系统平台中所有其它代理Agent的注册信息，对于移动协同代理Agent平台每创建一个代理Agent都要将该代理Agent注册到目录服务器代理Agent中；

知识管理代理Agent用于本体管理并能实现领域知识的抽取及知识的自动更新；

管理所有代理Agent的系统平台代理Agent用于管理系统平台中的所有其它代理Agent，不管哪一级代理Agent的启动都要向该管理所有代理Agent的系统平台代理Agent进行注册，如果不注册就不能与其他代理Agent通信，通过管理所有代理Agent的系统平台代理Agent了解系统的所有模块、子模块的信息；

嵌入式客户端有多个移动嵌入式客户代理Agent和移动协同代理Agent；各代理Agent具有各自的功能，多个代理Agent之间的协同，是多种级别的上下层通讯和管理，或者是跨作用区域在不同设备上、不同服务内容的通讯交互。

2.如权利要求1所述的基于嵌入式移动终端设备与支撑移动协同服务的综合平台，其特征在于，所述的各代理Agent具有软件代理Agent的体系结构。

3.如权利要求1所述的基于嵌入式移动终端设备与支撑移动协同服务的综合平台，其特征在于，所述的交互的语义是基于移动本体描述语言。

4.如权利要求1所述的基于嵌入式移动终端设备与支撑移动协同服务的综合平台，其特征在于，所述的移动嵌入式终端还配置有移动安全加密卡，所有的协同信息通过移动安全加密卡进行安全认证。

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