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近年来,物联网及其应用发展迅速,它使得人和物品能够在任何时间、任何地点与任何其他的人或物品相连接,借助于物联网,人们可以观察到带有发生时间和位置标记的事件,进而希望观察到满足某种时间和空间约束关系的多个事件形成的复杂事件,这使得用于检测分布式事件的发布/订阅系统的研究热点转到对时空事件的表达和检测。当前已有的发布/订阅系统表达复杂订阅的能力有限,没有完整的检测时空事件的解决方案,不能适应实际物联网应用的需要,因此,需要设计、开发高效的订阅/事件匹配算法用于快速、准确地处理物联网应用产生的大量时空事件。另外,一些特定场景所需的服务,如用户动态位置提醒服务、商家基于位置的促销服务等等,只涉及比较简单的空间关系,而且场景中的客户所持有的智能终端其本身也具有一定的处理能力,针对这些场景的优化处理,可以缩短用户请求的处理延迟,大大改善用户体验。
本文在调研了多种应用需求的基础上,提出了能够表达事件丰富的时序关系、空间关系、逻辑关系以及事件实例关系的复合订阅语言。定义了五种事件消费语义,并给出了复合订阅语言每种操作符的语义说明。给出了针对上述复合订阅语言的匹配算法,算法中引入了时间事件机制使得匹配结构可以高效的完成带有时序关系的复杂事件的检测,引入了订阅变量机制和事件失效机制使得匹配结构能够正确处理同时带有时空关系的复杂事件。基于上述关键算法,论文构建了OPS4ST系统标准版。另外,论文还分析了一些特定的物联网应用场景,针对这些场景,设计了优化方案,即,通过客户端安全区域管理组件和服务器端空间索引组件的相互配合,提高了空间事件检测的处理速度,并减轻了服务器的事件检测负载。上述优化方案已实现到OPS4ST系统,形成了OPS4ST系统优化版。通过实验展示了OPS4ST标准版匹配算法的性能以及面向特定场景时OPS4ST优化版的处理能力。