基于虚拟化和服务协作的认知物联网自适应服务机制研究

Due to adaptation problems such as hierarchical structure cured, dynamic heterogeneous resources, and pervasive changing service faced by current internet of things, we need a mechanism for integrating all layered services capabilities, thus forming a complete intelligent service system. The cognitive internet of things can change structure of resources, collaborative models and service attributes autonomously, has huge potential in service initiative recommendation and provision. Therefore, the project proposal draws reasoning decision mode of cognitive computing, to resolve two basic problems such as ‘maximizing resource utilization under certain costs conditions’ and ‘optimizing service capabilities under certain resource conditions’ as starting point, to research adaptive service mechanism for internet of things,and proposed four research objectives.Firstly,to construct an adaptive service model based on multi-level TCFL.Secondly,to design dynamic resource management based on resource virtualization.Thirdly, to achieve a self-service collaboration mechanism based on semantic manipulation.Fourth, to build a service verification environment for adaptive key technologies.The proposal will continue on the previous study of service in projects of cognitive networks and internet of things,the work will provide new research ideas when carried out smoothly to enhance adaptive services capabilities, and provide important theoretical basis and technical reference for in-depth and comprehensive study of cognitive internet of things.

当前物联网面临着结构分层固化、资源动态异质、服务普适多变等适应性难题，亟需一种机制对各层面的服务能力进行整合，进而形成完备的智能化服务体系。认知物联网能够自主改变系统内资源结构、协作模式和服务属性，在服务自主推荐和自主提供方面表现出巨大潜力。据此，本项目借鉴认知计算的推理决策模式，以解决物联网“成本一定条件下资源利用最大化”和“资源一定条件下服务能力最优化”两个基本问题为出发点，对认知物联网自适应服务机制展开研究，提出“四个一”的研究目标：构建一种基于多级TCFL的自适应服务模型；设计一种基于资源虚拟化技术的动态资源管理模式；实现一种基于语义操纵的自主服务协作机制；搭建一套服务自适应关键技术验证环境。本课题研究内容是前期研究“认知网络”和“物联网”在服务层面的发展和延续，该工作的顺利开展将为提升物联网自适应服务能力提供新的研究思路，为认知物联网研究的深入和完善提供重要的理论依据和技术参考。

认知物联网服务自适应的实现在底层依赖于网络设备的部署、路由协议的实现以及设备定位算法的设计，对此课题组按照研究计划中的研究内容和技术路线进行了深入研究，并取得了一系列研究成果。在本课题资助下，研究团队共发表学术研究论文17篇，其中SCI检索论文1篇，EI期刊检索论文7篇，核心期刊论文9篇。申请发明专利10项，已授权3项。项目执行期间，课题组成员参加学术交流多次，展示了研究成果。具体研究内容上，在物联网的节点优化覆盖方面，先后提出了基于改进灰狼优化的网络节点覆盖、基于改进花朵授粉算法的节点优化覆盖、基于改进差分进化算法下的网络节点部署优化策略以及基于混沌觅食算法的点部署优化算法；在物联网路由协议设计方面，提出了双层树型高能效多链路由算法、树型链式非均匀分簇混合多跳路由算法、基于最优分簇的能量异构无线传感器网络路由算法等；在物联网节点定位方面，提出了基于马鞍地形的节点定位算法、面向山区复杂地形的节点定位算法等。本课题研究成果对物联网底层服务能力实现具有一定参考价值，后期将在取得成果基础上进行相关应用推广。