可穿戴計算介紹

可穿戴計算的

ContextAware一.Context和ContextAware1.Context1994.美國哥倫比亞大學(xué).SchilitBillN. “附近的人、物、位置、標識”1997.美國.BrownPeterJ. “用戶周圍人的位置、標識、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.Anind.K.Dey “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。”

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.Anind.K.Dey“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.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

提高人機交互效率，更好理解用戶效率提高新型應(yīng)用和服務(wù)，隱含人機交互優(yōu)化信息供應(yīng)，自動過濾無關(guān)信息，解決信息泛濫，信息缺乏

二.可穿戴計算的

ContextAware體系結(jié)構(gòu)

1.可穿戴計算的ContextAware應(yīng)用

主動提醒服務(wù)基于位置的信息查詢服務(wù)查詢位置相關(guān)的信息 如飛機維修中：根據(jù)維修部位提供維修示例，技術(shù)手冊定位導(dǎo)航服務(wù)由定位，得出電子地圖中用戶的位置、明確目標，生成最佳航線信息收集服務(wù)通過各種傳感設(shè)備和計算機采集各種信息，并可完成處理、存儲、傳輸２.

可穿戴計算的

ContextAware體系結(jié)構(gòu)物理傳感器層邏輯傳感器層Context層應(yīng)用層

三.可穿戴計算的

ContextAware的應(yīng)用1.

應(yīng)用方式以應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)可分為兩類Client----Server方式無線自組網(wǎng)方式

(1)Client-Server方式

(2)無線自組網(wǎng)方式

網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間的組網(wǎng)----無線自組網(wǎng)絡(luò)（移動網(wǎng)）無主中心節(jié)點節(jié)點自身即為路由器解決共享無線信道的控制問題多跳式訪問穿戴機間互通信息

穿戴機間互通信息2.應(yīng)用方式以服務(wù)內(nèi)容主要可分為三類

基本服務(wù)推斷服務(wù)基于Agent服務(wù)

（1）基本服務(wù)定位服務(wù)： GPS、雙星、電子羅盤、加速度儀人體生理檢測維修系統(tǒng)中，零件的位置環(huán)境監(jiān)測上下級及同伴間的互通

（2）推斷服務(wù)推斷某一活動的困難程度某一位老人的生理活動量不同形式的匹配（位置、行為、技巧水平）故障點在哪里

（3）基于Agent的服務(wù)通知Agent例如.一個用戶通過了所希望的工作，通知他。

提醒Agent例如.一個用戶有可能錯過一個重要會議，事先及時提醒他。建議Agent例如.建議一個用戶他有條件，并且是希望參加的活動。

3.應(yīng)用方式按數(shù)據(jù)改變的時間率，可分為如下三種：

（1）緩慢變化的過程（procedure）例如：輔助維修系統(tǒng)，大量的緩慢變化的信息描述其操作過程。典型要求

約10頁文字和圖解。中心信息的改變

一周一次（2）工作定單(workorder)例如：加工或維修者接到任務(wù)清單.描述任務(wù)：圖解、文本。數(shù)據(jù)一天改變一次，1小時改變1次。（3）交互式服務(wù)（collabration）例如：一個幫助柜臺的有經(jīng)驗的咨詢員.通過聲、圖、文

及時為多人提供幫助。數(shù)據(jù)在1分1分地改變，有時1秒1秒地改變例如.軍用系統(tǒng)

更為典型

4.兩個典型的可穿戴計算的應(yīng)用

（1）輔助維修系統(tǒng)如:CMU的Vuman.現(xiàn)場維修，遠程維修（2）軍用系統(tǒng)如:美國的“21世紀陸地勇士系統(tǒng)” 特種作戰(zhàn)，多角度發(fā)射 體現(xiàn)了上述的應(yīng)用方式，

Context Aware系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。四.可穿戴計算機挑戰(zhàn)PC機

“凡有助于縮小人機隔閡的技術(shù)和產(chǎn)品都將具有極強的生命力”

（汪成為院士為第一屆可穿戴計算機技術(shù)會議論文集所作序言）

可穿戴計算技術(shù)適應(yīng)了社會發(fā)展的需求，它突出了“人機合一，以人為本”的特點，縮小了人機隔閡。因此，它得到了飛速的發(fā)展。

1.人機關(guān)系的演變50年代：小型機，中、大型機輸入：按鈕，穿孔紙帶輸出：指示燈，打孔輸出紙帶操作：按鈕，開關(guān)，雙手70-90年代：PC機，巨型機輸入：鍵盤，鼠標，語言，攝像，網(wǎng)絡(luò)（有線）輸出：顯示器，打印機，網(wǎng)絡(luò)（有線）操作：鍵盤，鼠標，雙手2000年以來：可穿戴計算，普適計算

輸入：語言，圖像，文字，操作鈕，無線自組網(wǎng)輸出：語言，圖像，文字，無線自組網(wǎng)

2.需求引導(dǎo)著變革

社會的需求３.技術(shù)推動變革

技術(shù)的進步加速了可穿戴計算機的發(fā)展,也加速了PC機霸主地位的垮臺。(1)

無線自組網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù)（多跳網(wǎng)）解決了：無處不在網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)變化通信機制變化

等問題(2)

Soc技術(shù)解決了：計算機各設(shè)備模塊的微小化低功耗等問題(3)

數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)解決了：移動狀態(tài)下的數(shù)據(jù)管理(4)

高效能源技術(shù)（例如聚合鋰電池）解決了：系統(tǒng)的自主性、可移動性(5)

多種高速率強繞射能力無線通信設(shè)備解決了：無線網(wǎng)絡(luò)通信(6)

高精度微小型衛(wèi)星定位技術(shù)解決了：精確定位問題(7)

高性能多媒體設(shè)備技術(shù)解決了：緊密的人機交互問題(8)

嵌入式系統(tǒng)軟件技術(shù)解決了：高性能、實時系統(tǒng)的實現(xiàn)

4.種種跡象表明這種變革正在發(fā)生 （1）手機的微小型化、高性能趨勢