[发明专利]一种基于统一建模语言的传感网软件建模平台开发方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在传感网软件建模平台开发过程中，结合智能体和遗传算法的思想，使用统一建模语言构建适合传感网软件开发的模型，再通过遗传算法优化所创建的模型，并构建基于此模型的建模平台。此技术属于计算机网络、人工智能和传感网的交叉技术领域。

背景技术

传感网技术是21世纪三大重要研究技术之一。无线传感网络技术是典型的具有交叉学科性质的军民两用战略高技术，可以广泛应用于国防军事、国家安全、环境科学、交通管理、灾害预测、医疗卫生、制造业、城市信息化建设等领域。传感网是由许许多多功能相同或不同的无线传感器节点组成，每一个传感器节点由数据采集模块(传感器、A/D转换器)、数据处理和控制模块(微处理器、存储器)、通信模块(无线收发器)和供电模块(电池、DC/AC能量转换器)等组成。近期微电子机械加工技术的发展为传感器的微型化提供了可能，微处理技术的发展促进了传感器的智能化，通过射频通信技术的融合促进了无线传感器及其网络的诞生。传统的传感器正逐步实现微型化、智能化、信息化、网络化，正经历着一个从传统传感器到智能传感器，再到嵌入式Web传感器的内涵不断丰富的发展过程。

传感网的现实意义在于以互联网为代表的计算机网络技术是二十世纪计算机科学的一项伟大成果，它给人们的生活带来了深刻的变化，然而在目前，网络功能再强大，网络世界再丰富，也终究是虚拟的，它与人们所生活的现实世界还是相隔的，在网络世界中，很难感知现实世界，很多事情还是不可能的，时代呼唤着新的网络技术。传感网络正是在这样的背景下应运而生的全新网络技术，它综合了传感器、低功耗、通讯以及微机电等等技术，可以预见，在不久的将来，传感网络将给人们的生活方式带来革命性的变化。

传感网软件的开发尚处于初级阶段，尽管已经有了较完善的操作系统，开发语言，但是针对于大型的传感网软件开发，仍旧缺少一个便于设计使用的开发平台。本专利的意义就在于辅助传感网软件的开发设计。将智能体思想与统一建模语言结合起来，利用统一建模语言2.0的新特性，扩展统一建模语言，使其成为支持智能体的基于智能体的统一建模语言，来辅助传感网软件的设计。利用统一建模语言的说明，可视化和编制文档的特性，可以把程序员从复杂的框架设计中解放出来，使其可以专注于软件功能的实现，并让设计人员可以从一个较高的抽象角度来理解软件的体系结构，易于客户理解，方便设计人员之间对设计模型的交流。

目前针对传感网开发的软件工程研究虽仍处于起步阶段，但涉及开发方法、安全、路由、存活性、自组织性、体系结构、维护、更新等多个方面。模型驱动开发是软件开发方法中很重要的一种开发方法，具有诸多优点，很适合传感网软件的开发。现今软件开发的主要问题之一就是:许多项目太急于着手编程，并且将太多的精力放在编写代码上。造成这种现象的一部分原因是许多管理者缺乏对软件开发过程的理解，所以当他们的编程团队没有产生代码时，就变得非常焦虑不安。另外，与建立系统抽象模型的工作相比，编程人员感到编程工作更有把握。而且，在许多情况下，长期以来，业界根据代码行数而不是解决方案来衡量一个程序员的水平，这种习惯也制造了好多这样的问题。

UML（Unified Modeling Language）是用来对软件密集系统进行可视化建模的一种语言。统一建模语言为面向对象开发系统的产品进行说明、可视化、和编制文档的一种标准语言。统一建模语言贯穿于软件开发周期中的每一个阶段，被对象管理组织采纳作为业界标准。统一建模语言最适用于数据建模，业务建模，对象建模，组件建模。

智能体可定义为“一个能够根据它对其环境的感知，主动采取决策和行为的软件实体”。智能体的关键属性主要有自主性、交互性、适应性、智能性、协同 性、移动性等，自主性表示没有外部直接干涉能够根据自身经验进行行动；交互性表示与环境及其它智能体交流；适应性表示在某种程度上能够响应其它智能体或 环境；智能性是由知识所形式化的状态与其它智能体使用符号语言交互；协同性是指智能体能在多智能体系统环境中协同工作，以执行和完成一些相互受益的复杂任务；移动性表示能够将自己从一个环境转移到另一个环境。事实上,很难看到一个智能体具有上述各种特性，一般认为，前三项是必需的。

上面已经介绍了统一建模语言的内容，基于智能体的统一建模语言简单的说就是面向智能体的统一建模语言。对多智能体系统的研究通常被定义为面向对象系统的扩展。然而由于这个定义过于简单，当人们尝试使用面向对象设计工具来描述多智能体系统的一些与众不同的特性时常常捉襟见肘。因此基于智能体的统一建模语言应运而生。

发明内容