Einsatz von XML zur Kontextspeicherung in
einem agentenbasierten ubiquitären System
Faruk Bagci, Jan Petzold, Wolfgang Trumler und Theo Ungerer
Lehrstuhl für Systemnahe Informatik und Kommunikationssysteme,
Universität Augsburg
Workshop XMIDX, Berlin 2003
GLIEDERUNG
• Motivation
• Eigenschaften und Anforderungen an eine Kontext-Modellierung
• Kontextmodellierung
• Anwendung in einem agentenbasierten ubiquitären System
• Zusammenfassung und Ausblick
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01_MOTIVATION
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• Ubiquitäre Systeme:
• ubiquitär = allgegenwärtig = überall verbreitet
• Computer werden „unsichtbar“, hinter Alltagsgegenständen verborgen
• Erweiterung der eingebetteten Systeme
• Viele kleine, oftmals tragbare, in Geräten versteckte Mikroprozessoren
• Ubiquitäre (allgegenwärtige) Systeme reagieren selbständig auf ihre Umwelt
• Umgebungswissen wird durch Sensoren erfasst
• Berücksichtigung der Umgebung durch Erfassung, Interpretation,
Speicherung und Verbindung von Sensorendaten
02_EIGENSCHAFTEN VON KONTEXTEN
• Kontext:
• beschreibt den Zustand, der durch Auswertung von Informationen
über die Umgebung eines Benutzers oder Systems entsteht
• Eigenschaften:
• verschiedene Wertigkeiten, z.B. binär, diskret, kontinuierlich, Intervall
• zeit- und ortsabhängig
• dynamisch
• untereinander korreliert
• zu komplexeren Kontexten zusammensetzbar
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02_ANFORDERUNGEN AN EINE KONTEXT-MODELLIERUNG
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• Austauschbarkeit zwischen verschiedenen vorher noch nicht
bekannten Geräten, deshalb Aufbau auf einer Standarddarstellung
• Dezentrale Darstellung und Speicherung von Kontextinformationen
• Weiterverarbeitung auf verschiedenartigen Geräten
• Sprachunabhängiger Zugriff, da heterogene Hard- und Software
• Trotzdem hochstehende Such- und Manipulationsmöglichkeiten nötig
03_KONTEXTMODELLIERUNG
Gegeben sei eine Menge von Bezeichnern L sowie eine Menge von
Zuständen S. Gesucht ist die Menge der Kontexte C.
Ein Kontext c  C kann dann eine der folgenden Formen haben:
• Einfacher Kontext:
c := (L; S)
• Zusammengesetzter Kontext:
c := (L; (L; S)+)
• Komplexer Kontext:
c := (L;C+)
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03_KONTEXTMODELLIERUNG
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Beispiele:
• Einfacher Kontext:
Stromkontext
=
(Strom, an)
• Zusammengesetzter Kontext:
Lichtkontext
=
(Licht,
(Strom, an),
(Leistung, 60))
• Komplexer Kontext:
Raumkontext
=
(Raum,
(Licht, (Strom, an),
(Leistung, 60)),
(Radio, (Strom, an),
(Lautstärke, 12),
(Sender, 3)))
03_KONTEXTMODELLIERUNG
XML-basierte Umsetzung:
<room name="Raum">
<device name="Licht">
<function name="Strom" value="an"/>
<function name="Leistung" value="60"/>
</device>
<device name="Radio">
<function name="Strom" value="an"/>
<function name="Lautst¨arke" value="12"/>
<function name="Sender" value="3"/>
</device>
</room>
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04_AGENTENBASIERTES UBIQUITÄRES SYSTEM
• Einsatz der XML-basierten Kontextmodellierung in einem agentenbasierten ubiquitären System
• System zur Objektverfolgung in Räumen eines ubiquitär vernetzten
Gebäudes
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04_AGENTENBASIERTES UBIQUITÄRES SYSTEM
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04_IMPLEMENTIERUNG
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• Ausgangsbasis: Mobiles Agentensystem JMessengers
• Java-basiertes System, das ursprünglich für das verteilte Rechnen
in heterogenen Rechnernetzen entworfen wurde
• Leichtgewichtige Agenten ermöglichen einen sehr schnellen
Transport der lokalen Daten von einem Rechner zum nächsten
• JMessengers-System wurde für den Einsatz in ubiquitären
Systemen erweitert
• Agenten transportieren XML-modellierte Kontextinformation von
Rechner zu Rechner
04_OPTIMIERUNG
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• Als Java-basierte Lösung für das Lesen, Modifizieren und Zurückschreiben der XMLInformationen wurde das JDOM Softwarepaket verwendet
• Zugriff auf XML-Datei dauert auf mobilen Geräten (wie PDAs) zu lange
Optimierung:
• Agent verfügt über vordefinierte Methoden, die den Zugriff auf die XML-Datei ermöglichen
• Beim ersten Eintritt des Agenten in den Raum wird die XML-Information in eine Datenstruktur
transferiert
• Datenstruktur definiert ein Abbild des in der XML-Datei festgehaltenen Raumkontexts
• Agent kennt Kontext der Person und passt den Raumkontext entsprechend an
• Aktualisierung wird in die zugehörige XML-Datei geschrieben
04_EVALUIERUNG UND ERFAHRUNGEN
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• Gebäudesystem wurde bisher auf einem Simulator realisiert
• Tests mit mobilen und stationären Geräten
• Objekterkennung und -verfolgung mittels Infrarot (IrDA) und Übertragung der
Agenten- und Kontextinformationen mittels Bluetooth
 XML-Darstellung und -Zugriff stellen keinen Engpass dar
 Lesezugriffe auf Kontextinformationen können mittels der speziellen
Datenstruktur, die sich im Speicher befindet, effizient ausgeführt werden
 Nur Kontextänderungen lösen einen Schreibzugriff auf die zugehörige
XML-Datei aus
05_ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK
• Vorschlag einer XML-basierten Kontextmodellierung
• Implementierung im mobilen Agentensystem JMessengers
• Anwendung auf die Objektverfolgung in Räumen eines ubiquitär-vernetzten
Gebäudes
• Gewählte XML-basierte Kontextmodellierung eignet sich sehr gut für
ubiquitäre Systeme
 Nächster Schritt ist eine prototypische Umsetzung des Systems
innerhalb des Institutsgebäudes an der Universität Augsburg
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Foliensätze