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

2//15 GLIEDERUNG Motivation Eigenschaften und Anforderungen an eine Kontext-Modellierung Kontextmodellierung Anwendung in einem agentenbasierten ubiquitären System Zusammenfassung und Ausblick

3//15 01_ MOTIVATION 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

4//15 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

5//15 02_ ANFORDERUNGEN AN EINE KONTEXT-MODELLIERUNG 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

6//15 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 + )

7//15 03_ KONTEXTMODELLIERUNG 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)))

8//15 03_ KONTEXTMODELLIERUNG XML-basierte Umsetzung:

9//15 04_ AGENTENBASIERTES UBIQUITÄRES SYSTEM Einsatz der XML-basierten Kontextmodellierung in einem agenten- basierten ubiquitären System System zur Objektverfolgung in Räumen eines ubiquitär vernetzten Gebäudes

10//15 04_ AGENTENBASIERTES UBIQUITÄRES SYSTEM

11//15 04_ AGENTENBASIERTES UBIQUITÄRES SYSTEM

12//15 04_ IMPLEMENTIERUNG 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

13//15 04_ OPTIMIERUNG Als Java-basierte Lösung für das Lesen, Modifizieren und Zurückschreiben der XML- Informationen 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

14//15 04_ EVALUIERUNG UND ERFAHRUNGEN 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

15//15 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