可穿戴計算的ConexAware

可穿戴計算的

ContextAware哈爾濱工業(yè)大學(xué)

楊孝宗

一.Context和ContextAware1.Context1994.美國哥倫比亞大學(xué).SchilitBillN. “附近的人、物、位置、標(biāo)識”1997.美國.BrownPeterJ. “用戶周圍人的位置、標(biāo)識、時間、季 節(jié)、溫度等”1998.美國.RyanNick. “用戶的位置、環(huán)境、身份、時間”

比較認可的：

2000.美國. “Context是一種信息輸入，該信息可以是任一種描述與用戶及其應(yīng)用相關(guān)的環(huán)境實體的信息，包括人物、地點、時間、物體等?！?/p>

特定的Context類型：位置、身份、時間、活動.可回答：Who,What,When,Where.還可做其他信息的Context信息源 例如：知道人的身份----

可知：地址，電話號，E-mail，出生日期，好友列表，與其他人關(guān)系2.Context分類

按傳感器分類：底層Context： 位置、方向、聲場、靜態(tài)數(shù)據(jù)，用戶Context記錄.高層Context： （借助多傳感器，底層傳感器）用戶行為，情感，趨向.按移動相關(guān)性分類：主動Context：影響移動應(yīng)用的行為被動Context：對移動應(yīng)用影響不大的行為

3.ContextAware2000.美國.“ContextAware是一種應(yīng)用系統(tǒng)，該應(yīng)用系統(tǒng)利用Context向用戶主動提供與用戶任務(wù)相關(guān)的信息和服務(wù)?！?/p>

4.ContextAware研究中的問題Context的獲取來自非傳統(tǒng)設(shè)備 Context很少來自鍵盤鼠標(biāo)如：移動設(shè)備：在室外GPS獲位置信息.在室內(nèi)Video獲圖像Context必須被抽象出來如GPS可獲得坐標(biāo).導(dǎo)游需要抽象成高層信息：街道，建筑名稱等等。Context可能從多重分布不同類的資源中得到室內(nèi)用戶位置跟蹤----收集多個傳感器信息有的傳感器信息不確定性Context是動態(tài)的環(huán)境的變化必須能被實時發(fā)現(xiàn)、應(yīng)用數(shù)據(jù)的隱蔽性問題What: 什么樣的信息可以被收集Who : 誰可以訪問這些信息How : 多大的信息可以存儲，用戶如何 選擇可用數(shù)據(jù)5.ContextAware的特點提高人機交互互效率，更好好理解用戶效效率提高新型應(yīng)用用和服務(wù)，隱隱含人機交互互優(yōu)化信息供應(yīng)應(yīng)，自動過濾濾無關(guān)信息，，解決信息泛泛濫，信息缺缺乏二.可穿戴計算的的ContextAware體系結(jié)構(gòu)1.可穿戴計算的的ContextAware應(yīng)用主動提醒服務(wù)務(wù)基于位置的信信息查詢服務(wù)務(wù)查詢位置相關(guān)關(guān)的信息如飛機維修中中：根據(jù)維修修部位提供維維修示例，技技術(shù)手冊定位導(dǎo)航服務(wù)務(wù)由定位，得出出電子地圖中中用戶的位置置、明確目標(biāo)標(biāo)，生成最佳佳航線信息收集服務(wù)務(wù)通過各種傳感感設(shè)備和計算算機采集各種種信息，并可可完成處理、、存儲、傳輸輸２.可穿戴計算的的ContextAware體系結(jié)構(gòu)物理傳感器層層邏輯傳感器層層Context層應(yīng)用層三.可穿戴計算的的ContextAware的應(yīng)用1.應(yīng)用方式以應(yīng)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)可分分為兩類Client----Server方式無線自組網(wǎng)方方式(1)Client-Server方式(2)無線自自組網(wǎng)方式網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間的的組網(wǎng)----無線自組網(wǎng)絡(luò)（移移動網(wǎng)）無主中心節(jié)點點節(jié)點自身即為為路由器解決共享無線線信道的控制制問題多跳式訪問穿戴機間互通通信息穿戴機間互通通信息2.應(yīng)用方式以服服務(wù)內(nèi)容主要要可分為三類類基本服務(wù)推斷服務(wù)基于Agent服務(wù)（1）基本本服務(wù)定位服務(wù)：GPS、雙星、電子羅羅盤、加速度度儀人體生理檢測測維修系統(tǒng)中，，零件的位置置環(huán)境監(jiān)測上下級及同伴伴間的互通（2）推斷斷服務(wù)推斷某一活動動的困難程度度某一位老人的的生理活動量量不同形式的匹匹配（位置、、行為、技巧巧水平）故障點在哪里里（3）基于Agent的服務(wù)通知Agent例如.一個用戶通過過了所希望的的工作，通知知他。提醒Agent例如.一個用戶有可可能錯過一個個重要會議，，事先及時提提醒他。建議Agent例如.建議一個用戶戶他有條件，，并且是希望望參加的活動動。3.應(yīng)用方式按數(shù)數(shù)據(jù)改變的時時間率，可分分為如下三種種：（1）緩慢變化的的過程（procedure）例如：輔助維維修系統(tǒng)，大大量的緩慢變變化的信息描描述其操作過過程。典型要求約10頁文字和圖解解。中心信息的改改變一周一次（2）工作定單(workorder)例如：加工或或維修者接到到任務(wù)清單.描述任務(wù)：圖圖解、文本。。數(shù)據(jù)一天改變變一次，1小時改變1次。（3）交互式式服務(wù)（collabration）例如：一個幫幫助柜臺的有有經(jīng)驗的咨詢詢員.通過聲、圖、、文及時為多人提提供幫助。數(shù)據(jù)在1分1分地改變，有有時1秒1秒地改變例如.軍用系統(tǒng)更為典型4.兩個典型的可可穿戴計算的的應(yīng)用（1）輔助維修修系統(tǒng)如:CMU的Vuman.現(xiàn)場維修，遠遠程維修（2）軍用系統(tǒng)統(tǒng)如:美國的““21世紀(jì)陸地勇士士系統(tǒng)”特種作戰(zhàn)，多多角度發(fā)射體現(xiàn)了上述的的應(yīng)用方式，，Context Aware系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。。四.可穿戴計算機機挑戰(zhàn)PC機“凡有助于縮縮小人機隔閡閡的技術(shù)和產(chǎn)產(chǎn)品都將具有有極強的生命命力”（汪成為院士士為第一屆可可穿戴計算機機技術(shù)會議論論文集所作序序言）可穿戴計算技技術(shù)適應(yīng)了社社會發(fā)展的需需求，它突出出了“人機合合一，以人為為本”的特點點，縮小了人人機隔閡。因因此，它得到到了飛速的發(fā)發(fā)展。1.人機關(guān)系的演演變50年代：小型機，中、、大型機輸入：按鈕，，穿孔紙帶輸出：指示燈燈，打孔輸出出紙帶操作：按鈕，，開關(guān)，雙手手70-90年代：PC機，巨型機輸入：鍵盤，，鼠標(biāo)，語言言，攝像，網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)（有線））輸出：顯示器器，打印機，，網(wǎng)絡(luò)（有線線）操作：鍵盤，，鼠標(biāo)，雙手手2000年以來：可穿戴計算，，普適計算輸入：語言，，圖像，文字字，操作鈕，，無線自組網(wǎng)網(wǎng)輸出：語言，，圖像，文字字，無線自組組網(wǎng)2.需求引導(dǎo)著變變革社會的需求３.技術(shù)推推動變變革技術(shù)的的進步步加速速了可可穿戴戴計算算機的的發(fā)展展,也加速速了PC機霸主主地位位的垮垮臺。。(1)無線自自組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)系系統(tǒng)技技術(shù)（（多跳跳網(wǎng)））解決了了：無處不不在網(wǎng)絡(luò)拓拓撲結(jié)結(jié)構(gòu)變變化通信機機制變變化等問題題(2)Soc技術(shù)解決了了：計計算機機各設(shè)設(shè)備模模塊的的微小化化低功耗耗等等問題題(3)數(shù)據(jù)庫庫管理理技術(shù)術(shù)解決了了：移移動狀狀態(tài)下下的數(shù)數(shù)據(jù)管管理(4)高效能能源技技術(shù)（（例如如聚合合鋰電電池））解決了了：系系統(tǒng)的的自主主性、、可移移動性性(5)多種高高速率率強繞繞射能能力無無線通通信設(shè)設(shè)備解決了了：無無線網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通通信(6)高精度度微小小型衛(wèi)衛(wèi)星定定位技技術(shù)解決了了：精精確定定位問問題(7)高性能能多媒媒體設(shè)設(shè)備技技術(shù)解決了了：緊緊密的的人機機交互互問題題(8)嵌入式式系統(tǒng)統(tǒng)軟件件技術(shù)術(shù)解決了了：高高性能能、實實時系系統(tǒng)的的實現(xiàn)現(xiàn)4.種種跡跡象表表明這這種變變革正正在發(fā)發(fā)生（1））手機機的微微小型型化、、高性性能趨趨勢手機，，必將將很快快的問問世（2））軍用用穿戴戴計算算機的的快速速發(fā)展展，大大量應(yīng)應(yīng)用（3））無線線上網(wǎng)網(wǎng)技術(shù)術(shù)的發(fā)發(fā)展和和普