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基于智能移动平台的情景感知技术研究

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计算机应用与软件

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3 应用实例及其分析

本节将通过一个智能校园的例子,来说明为在校学生提供情景感知服务的。通过学生手持的移动设备来感知校园周围环境并为学生提供上课提醒、教室空/满状态查询、路线规划等情景感知服务。

的地理位置信息,当两个地理位置信息相同时,才可以得到最后的推理结果。此外,也可以通过人为的修改冲突规则解决此类问题。

实际数据1.学生A在Classroom101推出抽象数据1.学生A在教室推出推出3.1 系统建立

本系统使用的移动平台为Google公司的Android2.3移动平台,关系数据库主要放在Android平台提供的SQLite数据库中。为了有良好的扩展性,规则库和服务数据库都以XML形式配置在系统中,为了方便添加新的服务和规则。环境信息都是通过智能手机自带的传感器采集得到的。

在本系统中,智能校园本体模型中一共建立了265条规则,106项服务,基本覆盖了智能校园所必须的实体。如一个学生的位置在教室,现在的时间为上课时间,此教室的电脑的状态为开着,可以推断出学生现在的状态在上课。推理规则在XML的定义见表2:

表2 为一条推理规则的XML定义表

2.现在时间上午8:343.电脑B在Classroom107推出2.现在为上课时间3.电脑B在教室学生A在上课推出推出4.电脑B状态为开推出4.电脑B状态为开图2 规则推理冲突图

在移动平台提供的服务数据库,也是通过XML文件配置

完成的,例如在早上8点到早上10点的时间段内,应该为用户A在101上课提供的上课提醒服务的XML定义见表3:

表3 为一条服务的XML定义表

UserA 08:00 10:00 classroom101 AttendClass

Student,Time,ClassTime Computer,Position,Classroom Computer,State,Open

Student,State,AttendClass

规则中之间的为推理条件,之间的为推理结果。

在对规则的推理过程中,要为系统提供冲突检测机制。由于在制定规则的过程中,规则为抽象数据类型,在实际的数据向抽象数据转化中,会有些数据在转化成抽象数据中,发生一些冲突。如对表2的规则进行解析时,会发生冲突的情况,见图2。通过图2可以看出对于一个学生A在Classroom101可以推出学生在教室,时间8:34可以推出现在为上课时间,但是Classroom107教室的电脑状态为开可以推出教室中的电脑为开着。通过这几条规则也可以推出学生在上课。换言之,Classroom107的电脑状态为开和学生A在Classroom101中,就可以推出学生在上课,这显然是错误的。

为了解决这类问题,在实际数据采集后,加入数据比较机制来解决此类问题。如,对与此条规则,不但推理过程要符合XML文件中的推理规则,而且还要比较实际数据中的人和地点

3.2 结果分析

通过对本系统的265条规则,106项服务进行验证,该实验结果表明推理规则能够达到预期的目的,并能为用户提供正确的服务。选取两条推理规则结果演示见图2。

利用智能校园系统的案例分别对推理正确率和推理时间方面进行验证,由于只有在推理正确的基础上才可以得到可靠的服务,而且如果推理正确便可以得到可靠的服务。对于系统要提供及时的服务,推理时间也是一个非常重要的指标。

对于推理正确率来说,设推理规则总数为Total,得到的推理正确数为Correct,推理正确率为η?Correct。分别建立

Total规则库容量总数Total为50,100,150,200条规则的规则库,分别在规则库不同的总量下验证推理正确率均为100%。可以说明规则在冲突检测机制和人为修改冲突规则,可以有效避免一些逻辑错误的发生。

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推出

计算机应用与软件

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参 考 文 献

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[3] Wang Xiaohang, Dong Jinsong,Chin C Y,et al.Semantic Space:An

Infrastructure for Smart Spaces[J]. IEEE Pervasive Computing,2004, 3(3): 32-39.

[4] 徐光祐,史元春,谢伟凯.普适计算[J].计算机学报,2003(9):1042-1050. [5] Chakravarty Amiya K,Werner Adrian S.Telecom service provider

portal:Revenue sharing and outsourcing[J].European Journal of Operational Research,2011,215(1):289-300.

[6] 种玉珍,吴晓,倪红波,王海鹏.上下文推理技术在智能家庭中的研究与

应用[J]计算机工程,2009(7).

[7] Mike Tissenbaum,James D.Slotta,A new framework for smart classroom

research:Co-designing CSCL2009:91-93.

[8] 童恩栋.物联网情景感知技术研究[J].计算机科学,2011,38(4):9-16. [9] 莫同,李伟平,吴中海,褚伟杰. 一种情境感知服务系统框架[J]计算机学

报,2010(33)

curriculum,research

and

technology

图2为推理结果图

对于规则推理时间来说,分别计算从规则总量Total为50,100,150,200,250条中推导出一条正确规则所用的时间,见图3。通过实验数据可以看出虽然随着规则总量不断的提供,推理时间也在提高,但是仍然控制在毫秒级别,对提供即时的服务是可以接受的。在智能校园环境中所有的即时服务都控制在秒级别,而规则推理控制在毫秒基别是完全可以满足用户需求的。

图3 推理数目和推理时间的关系

4 结束语

情景感知服务以快速、即时、个性的方式改善的人们的生活,它必将成为人们未来生活不可缺少的部分。本文对基于移动平台中对智能空间的情景感知服务进行了基本推理规则的、提供及时可靠服务的研究,并通过在智能校园中的情景感知系统为用户提供可靠服务的案例,从实验数据中可以很好的进行规则推理和为用户提供即时的情景感知服务。此外,虽然规则推导正确率可以达到100%,但有些规则是通过人为的修改而完善的,下一步要使系统可以完全的、自动的避免逻辑错误的发生。

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联系方式:

本文负责人姓名:张烁; 手机:13453114290;

E-mail:zhangshuo3073605@163.com 作者简介:

张烁,硕士研究生,主要研究领域:人工智能,普适计算。 段富,教授,硕士生导师,主要研究领域:智能优化算法及应用,人工智能,普适计算,软件理论与算法等。

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计算机应用与软件63应用实例及其分析本节将通过一个智能校园的例子,来说明为在校学生提供情景感知服务的。通过学生手持的移动设备来感知校园周围环境并为学生提供上课提醒、教室空/满状态查询、路线规划等情景感知服务。的地理位置信息,当两个地理位置信息相同时,才可以得到最后的推理结果。此外,也可以通过人为
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