一種基于群智感知環(huán)境下的位置信息采集框架的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及群智感知環(huán)境下的位置信息采集領(lǐng)域，尤其是指一種基于群智感知環(huán)境下的位置信息采集框架。
【背景技術(shù)】
[0002]群智感知通過感知個(gè)體的信息而挖掘群體信息并反作用于個(gè)體或群體，是個(gè)體和群體的合作與共贏，主題是“感知”和“挖掘”，感知層由個(gè)體與攜帶的智能設(shè)備組成，挖掘?qū)佑珊笈_數(shù)據(jù)服務(wù)器提供支持，傳感器和應(yīng)用程序完成數(shù)據(jù)的采集與群體感知結(jié)果的反饋。隨著當(dāng)前可穿戴式設(shè)備的火熱興起，現(xiàn)代化社會生活的快節(jié)奏化，社交軟件集中于位置服務(wù)，人們的日常出行生活會產(chǎn)生大量的位置數(shù)據(jù)信息。而隨著物聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，無線Wif1、GPS等設(shè)備大量部署于各大城市中，人類手持移動設(shè)備，與地理位置產(chǎn)生了大量的數(shù)字指紋。如此背景下，我們可以快速、大量地收集到用戶產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。這些時(shí)空數(shù)據(jù)與人們每天的生活和地理位置有著密切的關(guān)系，所以人們的生活風(fēng)格和規(guī)律(生活模式)能夠從其位置歷史中發(fā)現(xiàn)出來。因此，對于這些時(shí)空數(shù)據(jù)所蘊(yùn)藏信息的挖掘，具有很大的實(shí)際價(jià)值意義。這就需要有一個(gè)高效的位置信息采集框架。
[0003]由于可移動設(shè)備的能源及資源是有限的，因此能源及資源是非常寶貴的，需要最大化使用效率，降低單元能耗及資源使用。對于連續(xù)位置信息的采集，需要定期(一定時(shí)間間隔或行程間隔)采集當(dāng)前位置數(shù)據(jù)，這就需要極大程度進(jìn)行能耗優(yōu)化，以及對存儲空間的合理利用；同時(shí)，要將產(chǎn)生的這些定位數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器，這需要在網(wǎng)絡(luò)可用情況下才可進(jìn)行，這就需要實(shí)時(shí)監(jiān)測當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)連通性。對于位置數(shù)據(jù)的采集方式，當(dāng)前有多種定位方式，不同方式能耗不同，不同環(huán)境下可用定位方式也不同，這就需要一個(gè)自適應(yīng)的定位模式。然而，當(dāng)前尚無人提出一個(gè)完整的基于群智感知環(huán)境下的高性能位置采集框架，大多數(shù)只是對采集到的時(shí)空數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，卻忽視了在采集這些時(shí)空數(shù)據(jù)時(shí)的能耗及資源使用問題。
[0004]—般在進(jìn)行位置信息采集時(shí)，采集模塊未進(jìn)行縱向劃分，位置數(shù)據(jù)采集服務(wù)與數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)糅合在一起，位置數(shù)據(jù)采集服務(wù)任務(wù)會引起傳輸服務(wù)的任務(wù)阻塞；對于位置數(shù)據(jù)的定位采集方式，未能以可配置方式動態(tài)適應(yīng)調(diào)整；對于采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，未能以多元化形式進(jìn)行適配處理；對于采集傳輸過程中所依賴的環(huán)境狀態(tài)檢測，在每次處理時(shí)都需要重復(fù)進(jìn)行。對于能源、資源受限的移動設(shè)備來說，一個(gè)高性能的采集框架，可以提高能源、資源利用率。
[0005]綜上所述，當(dāng)前基于群智感知環(huán)境下的位置信息數(shù)據(jù)采集需要一個(gè)高性能的體系架構(gòu)，需要從對移動設(shè)備的能源消耗、資源占用方面以及采集模式的自適應(yīng)方面來著手構(gòu)建一個(gè)有效的通用型框架。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于針對移動設(shè)備的能源、資源有限問題，提出一種基于群智感知環(huán)境下的通用型高性能位置信息采集框架，該框架通過RPC調(diào)用，將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)器，可適用于所有基于位置服務(wù)的數(shù)據(jù)采集。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案為:一種基于群智感知環(huán)境下的位置信息采集框架，通過縱向切分，將采集系統(tǒng)劃分為三個(gè)模塊，每個(gè)模塊由內(nèi)部執(zhí)行器來保證其正常運(yùn)行，執(zhí)行器內(nèi)部有多種服務(wù)來支撐模塊功能。所述位置信息采集框架解耦有以下豐吳塊:
[0008]位置信息采集模塊，主要負(fù)責(zé)對當(dāng)前所處地理位置的經(jīng)瑋度數(shù)據(jù)進(jìn)行定位采集。其中，所述位置信息采集模塊的核心執(zhí)行器有位置信息采集器?？紤]到定位方式的多元化，需要實(shí)現(xiàn)不同場景下的不同定位方式切換。因此，在進(jìn)行定位時(shí)，需要獲取當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。目前定位方式有三種:GPS定位、基站定位和Wifi定位，這三種定位方式所對應(yīng)的場景各不同，且定位精度、速度均存在差異。任何搭載有GPS模塊的移動設(shè)備都可以GPS定位方式進(jìn)行定位，該種定位方式精度較高，最高可達(dá)米分辨度，但速度較慢，通常需要耗費(fèi)1、2分鐘；基站定位僅適用于移動設(shè)備可與移動通信商基站進(jìn)行通信的情況，該種定位方式精度中等，在幾米到幾十米不等，實(shí)際精度取決于所在地區(qū)基站塔的部署情況，定位速度較快，可達(dá)秒級；Wifi定位僅適用于可移動設(shè)備連接到Wifi的情況，由于全球數(shù)據(jù)庫變化較大，該種定位方式精度相對偏差較大，定位速度較快，可達(dá)秒級。如果在每次進(jìn)行定位之前，都進(jìn)行環(huán)境檢測，這會帶來資源、能源的過多消耗。因此，有兩個(gè)服務(wù)來使該執(zhí)行器正常運(yùn)行:網(wǎng)絡(luò)環(huán)境監(jiān)測服務(wù)和位置數(shù)據(jù)采集服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境決定定位模式，也影響著所采集到的定位數(shù)據(jù)的精度、采集速度以及采集能耗。由于用戶所處網(wǎng)絡(luò)環(huán)境變化不會出現(xiàn)頻繁短時(shí)間的波動，不需要頻繁密集式監(jiān)測，可使其間隔一段時(shí)間進(jìn)行一次監(jiān)測任務(wù)，這樣可以降低能源、資源的消耗。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境檢測服務(wù)在后臺不間斷運(yùn)行，該服務(wù)中以定時(shí)器來保證網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的輪詢更新周期，在定時(shí)器到達(dá)預(yù)設(shè)間隔時(shí)，進(jìn)行一次環(huán)境監(jiān)測任務(wù)，并同步維護(hù)更新當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)環(huán)境狀態(tài)。對于當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的檢測，通過直接調(diào)用移動設(shè)備系統(tǒng)(如Android)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境接口來實(shí)現(xiàn)。位置數(shù)據(jù)采集服務(wù)以異步方式工作，首先獲取當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)環(huán)境狀態(tài)，然后根據(jù)所配置的自定義采集方式，生成當(dāng)前實(shí)際定位采集模式。GPS定位、Wifi定位及基站定位可通過調(diào)用移動設(shè)備系統(tǒng)的相應(yīng)接口來實(shí)現(xiàn)。對于單一方式的定位，直接采取當(dāng)前定位結(jié)果；對于混雜方式的定位，通過最優(yōu)位置算法，來聚合出當(dāng)前定位結(jié)果。對于采集到的位置信息數(shù)據(jù)，只需要調(diào)用位置數(shù)據(jù)處理執(zhí)行器所提供的接口來傳給該執(zhí)行器，讓該執(zhí)行器來對位置數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
[0009]環(huán)境監(jiān)測模塊，主要負(fù)責(zé)對當(dāng)前依賴環(huán)境的監(jiān)測，包括對網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)以及能量狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測并更新。其中，所述環(huán)境監(jiān)測模塊的核心執(zhí)行器有環(huán)境監(jiān)測器。在網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)處于連通及非連通的狀態(tài)下，直接決定采集到的數(shù)據(jù)是否可發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)器。在移動設(shè)備能源等級較低的情況下，需要對采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行本地化處理，防止因能源低設(shè)備關(guān)閉所造成的數(shù)據(jù)丟失。這兩個(gè)環(huán)境狀態(tài)對采集到的位置數(shù)據(jù)的處理起著比較重要的影響作用。因此，有兩個(gè)服務(wù)來使該執(zhí)行器正常運(yùn)行:網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)測服務(wù)和能量狀態(tài)監(jiān)測服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的可用性以及能量等級狀態(tài)，決定對于采集到的位置數(shù)據(jù)的處理方式。由于數(shù)據(jù)的采集發(fā)送比較頻繁，因此對這兩個(gè)環(huán)境狀態(tài)比較敏感，需要知道當(dāng)前實(shí)時(shí)狀態(tài)標(biāo)識，這就需要對這些狀態(tài)標(biāo)識進(jìn)行靈敏處理。網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)測服務(wù)和能量狀態(tài)監(jiān)測服務(wù)均在后臺保持不間斷運(yùn)行，以計(jì)時(shí)器來保證在一定的間隔進(jìn)行監(jiān)測任務(wù)。對于網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的監(jiān)測，通過調(diào)用移動設(shè)備系統(tǒng)的網(wǎng)卡狀態(tài)接口來獲取當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)可用性；對于能量狀態(tài)的監(jiān)測，通過調(diào)用移動設(shè)備系統(tǒng)的電源狀態(tài)接口來獲取當(dāng)前電源狀態(tài)。獲取到狀態(tài)數(shù)據(jù)后，及時(shí)同步更新當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)標(biāo)識以及能量等級狀態(tài)標(biāo)識。這兩個(gè)服務(wù)之間互相獨(dú)立運(yùn)行，不會產(chǎn)生阻塞，能夠?qū)崿F(xiàn)靈敏監(jiān)測。
[0010]位置數(shù)據(jù)處理模塊，主要負(fù)責(zé)對采集到的定位數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的存儲及傳輸處理。其中，所述位置數(shù)據(jù)處理模塊的核心執(zhí)行器有位置數(shù)據(jù)處理器。在該執(zhí)行器中，對應(yīng)的服務(wù)遵循所規(guī)范的接口標(biāo)準(zhǔn)，以方便自定義拓展。通過一個(gè)xml配置文件來指定當(dāng)前執(zhí)行器中的有效服務(wù)，可通過配置所指定的服務(wù)來實(shí)現(xiàn)自定義擴(kuò)展。執(zhí)行器運(yùn)行時(shí)，首先加載該配置文件，然后運(yùn)行配置中所指定的服務(wù)。該版本的發(fā)明中，主要實(shí)現(xiàn)采集到的位置數(shù)據(jù)的本地存儲服務(wù)以及傳輸?shù)竭h(yuǎn)程服務(wù)器服務(wù)。當(dāng)前設(shè)備環(huán)境的狀態(tài)，決定著位置數(shù)據(jù)的存儲以及傳輸處理方式。有兩個(gè)服務(wù)來使該執(zhí)行器正常運(yùn)行:數(shù)據(jù)處理服務(wù)和數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，數(shù)據(jù)存儲服務(wù)主要負(fù)責(zé)對采集到的定位數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲處理，數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)主要負(fù)責(zé)對存儲的定位數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸處理，包括以下兩種情況:
[0011]I)在網(wǎng)絡(luò)不可用情況下，位置數(shù)據(jù)不可傳輸?shù)竭h(yuǎn)程服務(wù)器，數(shù)據(jù)處理服務(wù)會對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲處理。首先將采集到的數(shù)據(jù)通過隊(duì)尾放入數(shù)據(jù)隊(duì)列中，并更新當(dāng)前滿狀態(tài)標(biāo)識。如果當(dāng)前數(shù)據(jù)隊(duì)列中位置數(shù)據(jù)單元未達(dá)到最大閾值，則當(dāng)前滿狀態(tài)標(biāo)識為非滿狀態(tài)；如果當(dāng)前數(shù)據(jù)隊(duì)列中位置數(shù)據(jù)單元達(dá)到閾值，則為滿狀態(tài)。接下來根據(jù)該標(biāo)識位來做出相應(yīng)響應(yīng)處理。如果是非滿狀態(tài)，則不作任何處理。如果是滿狀態(tài)，則將當(dāng)前隊(duì)列中所有位置數(shù)據(jù)單元以位置數(shù)據(jù)日志塊方式進(jìn)行存儲，并設(shè)置當(dāng)前滿狀態(tài)標(biāo)識為非滿狀態(tài)。數(shù)據(jù)隊(duì)列的閾值根據(jù)采集頻率而定，默認(rèn)設(shè)置為每日可采集的數(shù)據(jù)單元總數(shù)；
[0012]2)在網(wǎng)絡(luò)可用情況下，位置數(shù)據(jù)可傳輸?shù)竭h(yuǎn)程服務(wù)器，數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)會對存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸處理，同時(shí)數(shù)據(jù)處理服務(wù)也會對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲處理。數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)對數(shù)據(jù)的傳輸方式取決于所存儲的位置數(shù)據(jù)數(shù)量及存儲模式。在位置數(shù)據(jù)處理服務(wù)中，對于采集到的數(shù)據(jù)處理方式同網(wǎng)絡(luò)不可用情況下一致。在位置數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)中，通