智能网关动态配置关键技术的研究

摘要

智能网关作为智能家居的管理中心，担负着对整个智能家居系统进行统筹管理的职责，因此如何设计并实现一个简易的家庭智能网关成为智能家居领域的关键问题。目前国内外的学者对于家庭智能网关的研究已经取得了很大进展，但仍存在以下问题：首先，家庭智能网关的研究主要停留在定制化阶段，仅仅支持特定的设备和服务，因此不具备普适性的特点；其次，智能家居系统作为典型的动态系统，其需求空间是不断变化的，这就要求服务的运行状态随着环境的变化而动态调整，目前已存在的家庭智能网关不能很好的实现系统的动态性。
　　本文针对目前家庭智能网关存在的以上不足，将DSPL(动态软件产品线)的思想与动态配置技术相结合，并将动态配置的概念引入到家庭智能网关的研究和设计之中。基于FODA(面向特征域的软件分析)方法，为家庭智能网关构建可动态配置特征模型，并在该模型的基础上结合动态配置技术设计动态配置器。同时通过在家庭智能网关的架构中加入动态配置器来实现系统的自我配置与动态重构，以此来满足用户需求的多样性与系统的动态性，提高了家庭智能网关的复用性和可扩展性，对于智能家居的发展和普及具有十分重要的意义。本文的主要工作有以下几个方面：
　　1.提出了产品线特征模型、产品特征模型以及可动态配置特征模型的概念。通过设计FDL（特征描述语言）来对产品的配置过程进行描述。通过将DSPL与特征模型相结合，设计出能够被家庭智能网关识别的可动态配置特征模型；
　　2.提出了动态配置器的设计方案。在家庭智能网关的设计中加入动态配置器，同时分别对新设备的加入、已有设备的删除、服务的开启以及服务的关闭四种环境变化情况下，设计了适用于家庭智能网关的动态配置算法；
　　3.提出了一种动态配置器的具体实现方案。通过分析适配器模式、观察者模式和简单工厂模式的原理，将其思想应用于动态配置器的实现方案中。并通过对智能家居具体案例的研究完成对本文所提出方案的可行性的验证；
　　4.对动态配置技术中的产品线特征模型建模方法、可动态配置特征模型建模方法、配置语言设计以及动态配置算法等关键技术进行了深入的研究。

目录

声明

第 1 章 绪 论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3论文主要研究内容

1.4论文组织结构

第 2 章 关键技术综述

2.1动态软件产品线

2.2动态配置技术

2.3软件设计模式

2.4小结

第 3 章 可动态配置特征模型

3.1产品线特征模型

3.2特征描述

3.3产品配置

3.4基于DSPL的动态配置技术

3.5可动态配置特征模型

3.6小结

第 4 章 动态配置器的设计

4.1设计目标

4.2设计原则

4.3动态配置流程

4.4动态配置器设计

4.5动态配置核心算法

4.6小结

第 5 章 动态配置器的实现

5.1适配器构件

5.2可动态配置特征模型模块

5.3决策器

5.4配置器

5.5小结

第 6 章 案例研究

6.1工作流程分析

6.2服务实例介绍

6.3结果与性能分析

6.4小结

结论

参考文献

致谢

附录 攻读学位期间所参与的项目