OpenIoT中基于质量驱动的传感器移动性解决方案

### OpenIoT中基于质量驱动的传感器移动性解决方案 #### 1. 匹配器的拆分与合并机制 匹配器的拆分和合并操作由协调器根据单个进程的空闲时间来发起。具体规则如下： - **拆分条件**：在最近接收到的N条消息的窗口内，如果匹配器进程的空闲时间小于给定的拆分阈值，即匹配过程在整个窗口时间跨度内都处于活跃状态（以总窗口时间的百分比表示），则触发拆分操作。当匹配器负载过高，处理传入消息耗时过长时，需要减少订阅结构。为减轻匹配器的负载，将一半的订阅结构转发到新创建的匹配器。 - **合并条件**：在最近N次发布匹配的窗口内，如果最大处理时间小于给定的合并阈值，即窗口内所有发布的处理时间都低于定义的阈值，则发起合并操作。此标准与拆分标准一样，对处理时间的突然峰值具有鲁棒性。 #### 2. QoS管理器 CUPUS架构支持基于全局数据需求的受控数据采集，但CPSP引擎缺乏进一步的智能决策机制，无法在保持所需传感覆盖范围的同时优化传感数据质量和能耗。QoS管理器组件应运而生，它为涉及内置或可穿戴传感器作为数据源的移动设备的物联网使用场景，提供基于智能QoS的监测和管理机制。 ##### 2.1 主要目标 - **上下文感知的传感覆盖和数据质量管理**：通过支持上下文感知的数据采集机制，确保最终用户接收到的传感数据满足其传感器数据需求，并达到既定的质量阈值（如准确性、传感器读数频率），同时保持能源效率。对于给定的地理区域和时间间隔，目标是从激活的传感器获取足够数量的传感器读数，以满足该区域所有活跃终端用户订阅的数据质量要求，从而有效降低能耗。 - **能源效率管理**：有效管理传感器/移动设备的能源/电池消耗，在保持特定地理区域内所需的数据质量水平（如传感器读数的频率和准确性）的同时，最大化电池寿命并最小化能耗。 ##### 2.2 主要功能 - **QoS订阅监控和管理**：聚合CUPUS订阅，确定通过CUPUS中间件集成的移动源的传感器数据采集的全局应用需求。 - **QoS发布监控和管理**：聚合监测到的传感器数据发布，并管理传感器数据采集，以在满足应用需求的同时优化能源和带宽消耗。 - **向OpenIoT平台的其余部分提供传感器数据读数**：根据报告的移动ICO电池电量，决定可用数据源的激活/停用。 QoS管理器的Web界面Qw为需要请求 - 回复交互机制的组件提供服务，可用于检索区域内的活跃移动ICO、提供区域的平均传感器读数或定义感兴趣区域的订阅。匹配此类订阅的数据存储在OpenIoT数据云中，供以后使用。 #### 3. CUPUS中间件内的交互 CUPUS组件之间的交互（Qp接口）主要包括以下几种操作： |操作|描述| | ---- | ---- | |连接和断开连接|订阅者、发布者和MB使用这两种方法。连接方法将订阅者/发布者/MB标识符添加到CPSP引擎维护的连接组件列表中，断开连接方法则将其从列表中移除。如果订阅者或MB重新连接到CPSP引擎，引擎会首先交付在其断开连接期间与他们的活跃订阅匹配的所有发布。| |发布|CPSP引擎通过订阅请求将所有接收到的订阅存储在活跃订阅列表中。当MB从移动ICO接收到发布消息时，只有在之前从CPSP引擎接收到匹配的订阅时，才会将消息转发给CPSP引擎。否则，MB会保留该发布。MB将从云代理和本地订阅者接收到的所有订阅存储在活跃订阅列表中，每个发布事件都会与存储的订阅列表进行匹配，以确定是否应将发布转发给CPSP引擎。| |宣布|当MB从其MIO之一接收到新的外部数据源宣布消息时，会向CPSP引擎发送相应的宣布消息。CPSP引擎将宣布存储在存储的宣布列表中，并与存储的活跃订阅列表进行比较。如果有感兴趣的订阅者，引擎可能会通过向MB发送相应的订阅消息来激活发布者。任何连接到MB的发布者都可以撤销其先前的宣布，此时CPSP引擎只需从存储的宣布列表中删除该宣布，并向相应的MB发送取消订阅消息。| |取消订阅|当客户端不再对某些区域的发布感兴趣时，通常会取消订阅。当CPSP引擎收到来自订阅者或MB的取消订阅消息时，需要从存储的订阅列表中删除该订阅。如果取消的订阅是对特定MB连接的发布者宣布