霧計算平臺的軟件構架分析與應用研究.pdf

1、霧計算是在傳感網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)中心之間的邊緣服務器上構建的服務和應用，它將傳感網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)中心的部分功能遷移過來，并提供有限的分布式計算、存儲和網(wǎng)絡服務。霧計算作為物聯(lián)網(wǎng)和云計算的媒介，能夠解決物聯(lián)網(wǎng)和云計算結合引起的終端節(jié)點請求延時、云服務器存儲和計算負擔過重、網(wǎng)絡傳輸帶寬壓力過大等問題。霧計算是一個新穎的研究方向，目前雖然在學術界還沒有統(tǒng)一的平臺和標準，但在大數(shù)據(jù)環(huán)境下（如智慧教育、智能交通、智能電網(wǎng)等）將會有廣闊的應用前景。
　　本

2、文主要圍繞霧計算的定義及其特征，從智能終端的異構性入手研究了基于霧計算的平臺構架和服務器構建，設計了一種通用的霧計算架構模型，并通過通用的網(wǎng)絡設備實現(xiàn)了霧計算設計的功能，最后通過數(shù)據(jù)預處理和數(shù)據(jù)共享兩個實例驗證了霧計算架構模型的可用性。本文的主要研究內容和貢獻如下:
　　(1)設計了一種霧計算通用架構模型，并將霧計算部署在其中的網(wǎng)絡傳輸層，設計目的是為了實現(xiàn)提供異構網(wǎng)絡轉換服務、數(shù)據(jù)推送服務以及數(shù)據(jù)存儲和計算服務等核心霧計算功能。

3、通過實施建議的霧計算通用架構模型，既為終端設備提供了本地化的智能分析和反饋服務，也為云服務器提供了數(shù)據(jù)的過濾和融合等預處理計算服務。
　　(2)基于霧計算的架構模型和功能定位，設計了一種融合ZigBee、藍牙和Wi-Fi等多種無線通信協(xié)議的智能網(wǎng)關。該智能網(wǎng)關由三個網(wǎng)關匯點模塊和網(wǎng)關主模塊構成，實現(xiàn)了無線傳感器網(wǎng)絡的組網(wǎng)功能，解決了無線傳感網(wǎng)絡和互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換問題，并通過結合分布圖異常值剔除算法和分批估計數(shù)據(jù)融合算法，實現(xiàn)了傳感

4、數(shù)據(jù)中異常值剔除和有效數(shù)據(jù)融合的預處理功能。
　　通過多傳感器觀測恒溫環(huán)境溫度的實驗測試，驗證了該智能網(wǎng)關不僅能夠實現(xiàn)感知網(wǎng)絡接入、異構網(wǎng)絡轉換等基本網(wǎng)絡功能，而且能夠完成精度較高的異常值檢測和數(shù)據(jù)融合等基本計算功能，有效降低了感知數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)中心的存儲數(shù)量級，減輕了頻繁數(shù)據(jù)交換引發(fā)的網(wǎng)絡帶寬壓力。
　　(3)本文作者進一步把霧計算模型應用于微課、翻轉課堂背景下的智慧云教室中，選取了極路由器作為霧計算服務器，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享的功