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A middleware for cooperating mobile embedded systems

Autor :Stefan Schemmer
Herkunft :OvGU Magdeburg, Fakultät für Informatik
Datum :12.10.2004
 
Dokumente :
Dataobject from HALCoRe_document_00006791
 
Typ :Dissertation
Format :Text
Kurzfassung :Die Kooperation mobiler eingebetteter Systeme eröffnet ein Spektrum neuer, vielversprechender Anwendungen in Gebieten wie der industriellen Automatisierung, Logistik, Telematik, und Team Robotik. Solche Applikationen unterliegen aufgrund der physikalischen Interaktionen zwischen den mobilen Systemen und ihrer Umwelt Echtzeitanforderungen. Eine zeitlich vorhersagbare Kooperation ist allerdings nicht ohne weiteres zu erreichen. Zum einen hängen die Ausführungszeiten lokaler Aufgaben und die Zuverlässigkeit des Kommunikationsmediums von der dynamisch sich ändernden Umwelt ab und können daher kaum vorhergesagt werden. Zum anderen besteht ein inhärenter Tradeoff zwischen einer effizienten Kooperation einerseits und der Autonomie der kooperierenden Systeme andererseits. Die Abhängigkeiten unter den Aktionen der mobilen Systeme können zu komplexen Interaktionen zur Laufzeit und damit zu einem schwer analysier- und vorhersagbaren Verhalten führen. In dieser Arbeit wird eine Middleware vorgestellt, die Anwendungsentwickler bei der Lösung der oben genannten Probleme unterstützt. Auf den beiden unteren Schichten bietet sie Dienste zur zeitlich vorhersagbaren Multicast-Kommunikation und Ausführung lokaler Aufgaben. Beide Dienste greifen dabei nicht auf Worst-Case-Annahmen zurück. Um den inhärenten Tradeoff zwischen Kooperation und Autonomie aufzulösen und ein zeitlich vorhersagbares Verhalten auch auf der Ebene der kooperativen Anwendung zu erreichen, stellen die beiden oberen Schichten der Middleware koordinierte, gemeinsame Sichten für die Applikation zur Verfügung. Auf Grundlage dieser gemeinsamen Sichten entscheiden die mobilen Systeme lokal über ihr Verhalten, so dass auf der Applikationsebene eine Koordinierung zur Laufzeit nicht erforderlich ist. Die gemeinsamen Sichten beziehen sich auf applikationsunabhängige Aspekte des Kontrollsystems, wie etwa die Gruppenmitgliedschaft, und eher applikationsspezifische Aspekte des kontrollierten Systems, wie etwa die Position und Geschwindigkeit der mobilen Systeme. Zwei Applikationenszenarien dienten als Leitfaden des Designs und wurden prototypisch realisiert. Im ersten Szenario koordiniert eine Gruppe mobiler Systeme ihre Geschwindigkeiten, um einen kollisionsfreien und effizienten Zugriff auf eine räumliche Ressource zu realisieren, im zweiten fusionieren die Systeme ihre Sensordaten, um eine vollständigere und genauere Wahrnehmung ihrer Umgebung zu erreichen. Während der erste Prototyp demonstriert wie sich basierend auf gemeinsamen Sichten ein koordiniertes Verhalten auch mit lokalen Entscheidungen auf der Applikationsebene erreichen lässt, verdeutlicht der zweite Prototyp wie ein zeitlich vorhersagbares Verhalten auch unter hohen und variable Lasten erreicht werden kann.
Schlagwörter :mobile embedded systems, wireless communication, real-time systems, real-time scheduling, communication protocols, cooperation
reliability and fault-tolerance, middleware
Rechte :Dieses Dokument ist urheberrechtlich geschützt.
Größe :225 S.
 
Erstellt am :24.04.2009 - 08:14:51
Letzte Änderung :22.04.2010 - 08:08:27
MyCoRe ID :HALCoRe_document_00006791
Statische URL :http://edoc.bibliothek.uni-halle.de/servlets/DocumentServlet?id=6791