一種應用于移動終端傳感器感知信息的無縫時空接入方法
【專利說明】一種應用于移動終端傳感器感知信息的無縫時空接入方法
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技術領域
[0002]本發明屬于物聯網領域，具體涉及移動終端傳感器感知信息的無縫時空接入方法。
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【背景技術】
[0004]地理條件的限制和人口規模的不斷擴張，使人類面臨著多種應急突發情景，例如:自然災害、事故災難、社會安全、環境污染，這些突發事件往往造成巨大的人員傷亡和財產損失。相比于其它任何攜帶傳感器的設備，移動終端設備，如手機、平板電腦，具有獨特的普及性、廣域性和移動性。移動終端設備搭載的主流傳感器包括:聲傳感器、光傳感器、觸摸傳感器、重力傳感器、加速度傳感器、方向傳感器、陀螺儀、距離傳感器、磁傳感器、和攝像頭，利用這些傳感器可以隨時隨地感知多種物理參量，如加速度、磁場強度、方位角和三軸角加速度，也能隨時隨地獲取圖像、視頻。隨著人群的移動，通過手機，能感知城市、鄉村、甚至大山深處的環境參量，為災害預警、災害評估、以及公共安全提供及時的、關鍵的測量參數。然而，移動終端傳感器觀測數據如果不和時間、空間位置信息結合，無法應用于災害預警、災害評估和公共安全事件處理；手機終端的計算能力有限，感知的數據的空間范圍小，如果不將大量手機感知數據集中起來，難以形成有效的、科學的災害預警、災害評估和公共安全應急處理方法。
[0005]已有科學家利用手機感知信息，預測和評估地震、滑坡、空氣或水質污染等災害事件。意大利國家地球物理和火山研宄所的研宄人員正在研宄利用和手機相同的MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)加速計，收集地震期間強烈運動的數據量，通過接入地理位置信息創建出城市的地震網絡。斯坦福大學的研宄人員最近也在探索在地震監測網絡中使用MEMS技術的方法，而且甚至開始創建一個志愿者組建的國際網絡。2014年8月24日，美國舊金山灣區發生6.0級地震，有學者根據手機信號，研宄地震區域及其周邊居民地震發生時是否驚醒，分析地震對居民的影響。美國阿拉巴馬漢茨維爾大學大氣科學系的研宄人員在Monte Sano State Park公園成功地利用類似于手機里的傳感器，觀測到活動滑坡體的移動，嘗試預測可能的滑坡。不僅僅是自然災害，人為突發事件，如危害公共安全事件、工廠污水排放、亂扔建筑垃圾，也能通過手機的拍照或拍攝視頻，收集到確鑿的證據，為應急處理和行政執法提供關鍵依據。
[0006]然而，移動終端設備種類多，不同類型的移動終端攜帶傳感器的數量和種類都不同，即使是同一種類的傳感器，如三維加速度計，不同移動終端的同種傳感器的性能存在差異。傳感器感知數據的精度和傳感器的性能相關的，要分析和利用大量異構移動終端的傳感器數據，不僅需要獲取感知數據，而且，必須獲取傳感器的屬性信息。現階段，移動終端設備的傳感器感知信息在產生時沒有與時間和位置結合起來，在面對城市應急事件處理與相應時，造成大量感知信息難以被使用或根本無法利用。
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【發明內容】
[0008]本發明所要解決的技術問題是克服現在技術存在的困難，提出一種移動終端傳感器感知信息無縫時空接入方法，本發明方法可以將移動終端設備所攜帶傳感器感知的信息與時間和位置信息實時結合，再反饋應用。
[0009]本發明采用的技術方案是:
一種應用于移動終端傳感器感知信息的無縫時空接入方法，包括如下步驟:建立移動終端感知信息時空關聯元數據模型:移動終端感知信息元數據模型包括非成像信息時空關聯元數據模型、圖像信息時空關聯數據模型、視頻信息時空關聯元數據模型，以上元數據模型包括文件標識符、時空信息、傳感器數據、移動終端設備屬性類、事件信息，文件標識符由提取移動終端設備屬性中的設備串號和時空信息中的時間信息組成；由元數據模型獲取感知信息:移動終端用戶利用傳感器感知圖像信息、視頻信息、非成像信息的傳感器數據，當傳感器感知結果生成時，自動讀取移動終端的系統時間以及開啟定位獲得移動終端地理位置信息，獲取事件信息，提取移動終端設備串號信息和時空信息中的時間信息生成文件標識符，將獲得的以上信息保存至移動終端；感知信息的封裝與上傳:將獲取的感知信息以文件標識符為關聯標識，按其所屬類型符合的移動終端感知信息元數據模型進行關聯封裝成一體，經封裝后的數據通過HTTP傳輸協議上傳至指定服務器；感知信息的統一管理:服務器接收到數據后進行管理和WEB發布。
[0010]所述非成像信息的建立元數據模型、封裝、上傳的步驟具體如下:建立非成像信息時空關聯元數據模型:非成像信息時空關聯元數據模型的時空信息包括數據采集時間、數據采集地理位置，傳感器數據包括設置于傳感器標識信息類的設備名稱、設備供應商、設備版本號、物理意義、傳感器精度、最大觀測范圍、數據采樣時間間隔、測量值、數據量綱，文件標識符由移動終端設備串號信息和數據采集時間組成；由非成像信息時空關聯元數據模型獲取感知信息:當傳感器感知非成像信息結果生成時，自動讀取移動終端的系統時間以及開啟定位獲得數據采集時間、數據采信地理位置，獲取事件信息，提取移動終端設備串號和數據采集時間生成文件標識符，將獲得以上信息保存至移動終端；非成像信息的封裝與上傳:將移動終端設備屬性類封裝為JSON文件1，將i組傳感器標識信息類分別封裝為JSON文件2、3、…、i+1，i為非成像傳感器的個數，將JSON文件1、2、…、i+Ι同文件標識符、事件信息封裝入JSON文件(i+2)，完成非成像信息元數據的封裝，將JSON文件(i+2)以HTTP協議上傳至指定服務器，完成非成像信息元數據的上傳。
[0011]所述圖像信息的建立元數據模型、封裝、上傳的步驟具體如下:建立圖像信息時空關聯元數據模型:時空信息包括圖像創建時間、圖像創建地理位置，傳感器數據包括圖像數據、圖像EXIF信息，文件標識符由移動終端設備串號和圖像創建時間組成；由圖像信息時空關聯元數據模型獲取感知信息:當傳感器感知圖像信息結果生成時，自動讀取移動終端的系統時間以及開啟定位獲得圖像創建時間、圖像創建地理位置，獲取事件信息，提取移動終端設備串號信息和圖像創建時間生成文件標識符，將獲得的以上信息保存至移動終端；圖像信息的封裝與上傳:將字符串類型的移動終端設備屬性、文件標識符、事件信息封裝入JSON文件，將圖像數據、EXIF信息、時空信息封裝入圖像文件，用文件標識符給圖像文件命名，最后將JSON文件和圖像文件以HTTP協議上傳至指定服務器。
[0012]所述視頻信息的建立元數據模型、封裝、上傳的步驟具體如下:建立視頻信息時空關聯元數據模型:時空信息包括視頻起始時間、視頻結束時間、視頻起始地理位置、視頻結束地理位置，傳感器數據包括視頻大小、視頻數據、視頻編碼信息，文件標識符由設備串號和視頻終止時間組成；由視頻信息時空關聯元數據模型獲取感知信息:當傳感器感知視頻信息結果生成時，自動讀取移動終端的系統時間以及開啟定位獲得視頻起始時間、視頻結束時間、視頻起始地理位置、視頻結束地理位置，獲取事件信息，提取移動終端設備串號信息和圖像創建時間生成文件標識符，將獲得以上信息保存至移動終端；視頻信息的封裝與上傳:將移動終端設備屬性裝入JSON文件1，將傳感器數據中的視頻數據單獨存儲為一個視頻文件，將JSON文件I和其它字符類型的元數據屬性信息裝入JSON文件2 JSON文件2生成以后，采用文件標識符給視頻文件命名，最后將JSON文件2和視頻文件以HTTP協議上傳至指定服務器
所述感知信息的統一管理包括如下步驟:服務器接收到數據后，根據數據包中文件格式判斷該數據類型選擇數據解析方式:非成像信息數據包，直接解析出JSON文件包含的各項信息；圖像數據包，解析出圖像數據中的EXIF信息，同時解析JSON文件，將圖像和JSON文件解析結果分類存儲；視頻數據包，先存儲視頻文件，然后