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异构传感器网络的复合事件检测

摘要

复合事件检测由于对SNW (传感器网络)有着许多方面的重要应用，所以显得十分重要。但是传统的事件检测的方法认为检测事件是否发生只需要一个传感器网络就能确认。当环境中存在着许多的传感器、 人类和不同种类的物体时，会发生一个事物与另一个事物之间的相对移动和信息交换。所以应该考虑到有不同种类的和没有限制范围的异构传感器网络中的复合事件检测。因此，我们建议在这样的环境下，应用系统合作传感器网关来实现复合事件检测。在本文中，我们目前的系统为用户的应用程序提供的复合事件检测服务的由原子事件组成的，是分布式异构传感网络，传感器网络布置在不同的区域，以便应用于可以定义原子事件。复合事件检测合事 件检测合事 件 检 测合

1.介绍

复合事件检测技术在SNW (传感器网络)上有许多种类的应用和服务。在一个真实的世界中基于遥感数据检测到的事件信息是至关重要的，以便开发人员可以开发传感器的各方面的应用。例如，火灾报警程序需要温度和烟雾密度方面的数据采集。红外射线传感器采集到的数据可应用于安全方面的应用程序，比如辨别是客人或是小偷。事件是否发生由原子事件的组合来判断。原子事件由传感器元件、 临界值和事件间的联系确定。 就比如温度小于30摄氏度可以用P（x）来表示。与此同时，复合事件表示原子的结合事件就像逻辑运算符 P1(x)U P2 (x) 一样的组合。如果数据是匹配的原子事件如果数据是匹配的原子事件如果数据是匹配的原的原

传统的事件检测方法提出事件检测框架使用事件树 [1]， 容错的事件检测[2]或减少通知时间为实时应用 [3] 等等。虽然这些方法假设所有的事件都是在一个传感器网络检测到的。当环境中存在着许多传感器、 人和不同种类的物体时，会发生一个与另一个之间相对移动和信息交换。所以应考虑到有不同种类的和没有限制范围的异构传感器网络的复合事件检测。为了满足这些要求，我们建议事件检测系统的是在不同传感器网关之间的组合。使用这种系统、 我们可以提供更多的传感器服务应用（如图一）。例如，当用户去购物，他可以通过移动设备从传感网络上得到许多信息，比如超市商品大减价促销和超市附近的停车状况怎么样。此外，在同一时间，他可以通过传感网络知道家里的灯有没有关，或者家里其它电器的状态，或者孩子有没有回家，或者家里有没有遭到小偷的光顾。正如我所描述的，通过使用我们的系统用户可以获得无论什么他们想要的信息，通过使用我们的传感网络都会变得十分的容易。如果数据是匹配的原子事件如果数据是匹配的原子事件如果数据是匹配的原子的

图1，应用程序

在本文中我们提出复合事件检测系统是通过使用传感器网关之间的组合实现的。我们目前为用户提供服务的由原子事件组成的复合事件检测系统应用程序是多个异构传感网络组成的，传感器网络布置在不同的区域，以便应用于可以定义原子事件。本文的其余部分是由以下部分组成。第二节概述系统需求和模型。第三节描述了事件检测算法和通信模型。我们提供的系统原型是在第四节。最后在第5节中给出结论。一一一一一一一一一一一

2.事件检测系统

我们的系统假设在各种传感器设备或用户自由移动和共存的异构传感器网络上的事件检测。在本节中,我们定义详细的系统需求和系统的模式。rsquo; 一一一一一一一

2.1.要求

机动性︰ 无论用户在哪里、 用户都应该能够远程执行传感器网络发现和检测事件服务、，因为系统假设用户和传感器设备间是自由移动的。因此即使执行事件检测服务的用户离开事件发生的位置，系统还应该自主对事件使用的适当的路由协议。rsquo; 如果数据是匹配的原子事件如果数据是匹配的原子事件如果数据是匹配的原子

可扩展性 ︰ 这个系统被设计不仅仅是为了检测一个传感器网络上的事件还要包括许多异构传感器网络上的事件。所以发现和检测传感器网络上事件的系统还需要能够应用于不论什么规模和数量的异构传感器网络。如果数据是匹配的原子事件如果数据是匹配的原子事件如果数据是匹配的原子

网络独立性：现在统一的传感器网络通信协议标准是不存在的，在不同的传感器网络中使用不同的通信协议，就像每个无线个域网的独特通信协议都需要供应商的支持。 每个供应商支持的传感器网络中使用不同的协议。所以系统需要能够对供应商提供的任何类型的传感器网络进行发现和事件检测服务如果数据是匹配的原子事件如果数据是匹配的原子事件如果数据是匹配的原子

2.2 系统模型一一一一一一一

A.通信一一一一一一一

我们采用PUCC (P2P 通用计算协议) [4] [5]、 以满足上述要求。协议是由 PUCC 提供。该协议的目的是发展和标准化数字融合技术，现有异构设备或网络可以通过连接 P2P 覆盖网络相互通信。通过使用由 JAVA 编码的 PUCC 协议，各种种类的PUCC协议 Api，如设备发现(例如，事件检测) 或执行服务。如果数据是匹配的原子事件如果数据是匹配的原子事件如果数据是匹配的原子

B要素

用户设备：这个设备由于采用PUCC协议所以也被视为PUCC节点。因此，用户的应用程序可以用任何用户喜欢的PUCC协议提供的api方法来执行传感器网络发现和检测事件服务。

传感器网关：该装置的作用是用来管理许多异构传感器网络。从传感器网络收集传感数据并存储到数据库、 并提供关于传感器的服务，如复合事件检测或提供的数据。另外这种装置需要基于以数据为中心来设计，为了隐藏改变拓扑或传感装置的移动 (或崩溃)和继续提供服务。此设备由于采取 PUCC 协议所以也被视为 PUCC 节点，以便用户设备可以使用PUCC协议Api的方法。如果数据是匹配的原子事件如果数据是匹配的原子事件如果数据是匹

传感器装置︰这个小装置的定义是实现与其他传感器设备或传感器网关之间的通信功能，现实世界数据的量化，就像温度和湿度。如果数据是匹配的原子事件如果数据是匹配的原子事件如果数据是匹配的原子

PUCC 节点︰ 这个元素表示设备采用PUCC协议和节点形式在P2P覆盖网络的基础上邻居设备之间的关系。此外,他们有自己的设备信息描述的元数据。如果数据是匹配的原子事件如果

元数据：这个元数据是用XML编写的，元数据用于描述 PUCC 节点的信息。在此文件中包含以下三个元素。'规格'元素的声明信息，如设备，生产信息和能力的模型。状态信息，比如电源或操作模式描述在'状态变量'元素中。最后，'服务清单'元素被描述为设备提供的一组服务。对于一个设备的子设备，该设备的元数据包括子设备的所有元数据信息。如果一些设备发生变化，根据发生的变化元数据会进行更新。

C.系统 是匹配的原子事件如果数据是匹配的原子事件如果数据是匹配的原子

我们建立的系统模型如图 2 所示。在这个系统中，P2P 覆盖网络由在PUCC 节点之间的邻居关系和传感器网络之间的信息发送和接收组成的。如果要查找传感器网络中的指定的区域，用户要查询包含关于位置的搜索条件的广播消息,。其他搜索条件就像服务或设备状态可以顺便覆盖在搜索的信息中。当一个节点收到查询消息时，该节点需要审查条件在自身属性的元数据中是否匹配。它们是否适用于自己的性质，节点发送回一个其中包括它的元数据的响应消息。匹配的原子事件如果数据是匹配的原子事件如果数据是匹配的原子事件如果数据是匹配的原子事件如果数据是匹配的原子

用户可以通过接收元数据来发现传感器网络中的指定的区域。此外，多倍的复合事件可以使用元数据来进行定义，用户可以用指定的节点来检测复合事件，通过发送服务调用信息。这些机制是系统真正具有流动性，这是系统的主要需求之一。如果数据匹配的原子事件如果数据是匹配的原子事件如

图2，系统

3.事件检测说明

3.1.检测算法一一一一一一一

在注册表阶段中，用户选择任何 PUCC 节点之一，并调用服务'创建复合设备'。用户可以获取包含在复合中的反馈消息URI。该复合设备是可以检测到用户定义事件的虚拟设备。然后用户定义基于设备元数据创建的复合事件，提前获得在指定的区域和发送订阅到所选节点的消息。当一个传感器网关接收的消息时，网关为复合事件执行解析和创建事件树，复合事件包含的信息来自于我们开发的PUCC节点库。事件树是由复合事件，原子事件，逻辑运算符和组成的、 原子事件、 逻辑运算符和每个对应的根、 叶和节点。然后检查所有叶，如果在传感器网络网关管理检测，到然后用户定义复合与基于设备元数据用户创建的事件已提前获得在指定的区域和发送订阅到所选节点的消息。当传感器网关接收的消息时，网关执行解析和创建事件树的载的复合事件消息中通过为我们开发的 PUCC 传感器网关使用库。事件树组成的复合事件、 原子事件、 逻辑运算符组成的。它们分别对应根、 叶和节点。然后检查所有叶，如果在传感器网络网关管理中检测到原子事件，它是注册网关检测到的事件。在这情况下，原子事件应该在其他的传感器网络网关管理中也被检测到，传感器网关发送包含原子事件网关的订阅消息。( 网关收到订阅消息被视为发送消息的网关的子网关) 是匹

第二，我们提到的聚集阶段。如果传感数据从传感器网络上发送，传感器网关需要检查数据是否满足任何原子的事件。如果数据是匹配的原子事件，然后使用事件树检测原子事件和复合事件是否有关系。在从一个子网关接收到事件的通知消息时，按相同的方式检测每一次的复合事件。 是一一一一一一一一一一一一一一匹配的原子事件如果数据是匹配的原子事件如果数据是匹配的原子

图3，事件检测算法

3.2.通信模型

在这一小节中，我们描述了实现我们的系统策略的主要的通信方法。

设备搜寻方法 ︰要在传感器设备或传感器网络上进行搜寻，我们的系统使用PUCC协议的搜寻。由于这种方法，用户节点可以发送广播的查询信息，就是关于包含位置的搜索条件，就像GPS 坐标和获得要求的信息。此方法包含发现消息和发现响应消息。用户可以在发现消息中包含搜索条件和广播它到 P2P 覆盖网络的PUCC 节点上。当接收到的消息描述的条件匹配的自己的元数据，则设备回复发现响应消息并包含自身的元数据。、

服务调用方法 ︰创建新的复合设备来执行服务，采用PUCC协议的调用方法。此方法包含调用消息和调用的响应消息。根据获得的元数据，用户设置执行的节点名称和可用的服务 URI 和调用消息发送到目标节点的 P2P 覆盖网络上。当接收到的消息的条件匹配的描述自己的元数据，设备发现后回复响应的消息，其中包括了设备本身的元数据。

订阅方法︰要订阅新的复合设备或其他节点来获取事件信息，使用订阅 PUCC协议的方法。这种方法提供订阅和订阅的响应消息。根据获得的元数据，用户设置目标节点名称和其设备的 URI。然后发送订阅消息到P2P 覆盖网络的目标节点上，一个节点收到订阅的消息发送回响应消息通知订阅成功与否。此外，取消订阅也是使用类似的方法。

通知方法︰为了通知事件的发生，我们的系统的通知方法是应用 PUCC的协议。此方法假定可为应用于以下两种情况。第一种情况使用者订阅的设备的状态发生变化。第二种情况是不能进行事件检测，由于设备被移动导致的。这些情况下，虽然可以被检测到，应用程序获取这些信息通过传感器网关的PUCC库函数。因此可以根据这些信息，事件检测应用程序立即能够处理这个问题，因运动或传感器设备故障等不再进行事件检测。

4.执行情况

4.1 原型的细节

所有的应用程序或库等JAVA工具构成了我们的系统，以便该系统在任何特定的平台都具有独立性。我们在图 4 中显示实现系统的概述，并描述了该系统。

该系统由用户设备、传感器网关、 传感器设备一起组成。用户设备和传感器网关由于使用 PUCC 协议，都可以在 P2P 覆盖网络下作为PUCC 节点。Mote/Mica2 和 NEC tokin传感器设备被采用为传感器设备，这些传感器设备所使用的传感器网关支持独特的通信协议。然而，这些设备由于不支持 PUCC 协议，所以无法参与P2P 覆盖网络。相反的，传感器网关提供了一个功能，PUCC协议和现有的传感器协议之间的转换。所以这个设备是作为一个虚拟的 PUCC 节点，代替由于限制内存或处理器而不能是由PUCC协议的传感器设备。因此异构传感器网络作为连接和通讯的PUCC节点，PUCC覆盖网络中PUCC节点可以无缝的相互通信。一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一

图4，原型系统

4.2 传感器网关

图 4 显示了传感器网关的概述。这个网关由PUCC 协议，应用程序、库为传感器网关、 数据库、 数据采集软件组成。数据采集软件是由每个供应商提供的产品。现在，我们提到库的主要的功能是为支持复合事件检测的传感器网关。

分析器︰ 此函数的作用是解析复合事件并创建事件树。此函数还提供复合事件是否发得确定的结果生或者不使用事件树。

事件通知︰此函数的作用是在事件发生或传感器网络成分发生变化时为应用程序提供信息。 是匹配的原子事件如果数据是匹配的原子事件如果数据是匹配的原子

事件登记和撤销登记：此函数的作用是确定从传感器网络上发送的原始数据数据是否和原子事件相匹配。SQL数据库被应用于我们的系统。它的功能是隐蔽从应用程序发送到存储过程中的原子事件，被写在pl/pgsql和寄存器的数据库，以便使用原始数据检测原子事件。

吊销也在提供的功能之中。用户可以在储存过程中随时撤销注册。

5.结论

我们现在的复合事件检测系统为用户提供使用复合事件检测技术服务的应用程序，为了使应用程序可以定义原子事件所以使用原子事件分类异构传感器网络以及在不同的区域发现传感器网络。 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一

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