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體的信息而挖掘群體信息并反作用于個體或群體，是個體和群體的合作與共贏，主題是“感知”和“挖掘”，感知層由個體與攜帶的智能設(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，對于這些時空數(shù)據(jù)所蘊藏信息的挖掘，具有很大的實際價值意義。這就需要有一個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行能耗優(yōu)化，以及對存儲空間的合理利用；同時，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)可用情況下才可進行，這就需要實時監(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，這就需要一個自適應(yīng)的定位模式。然而，當(dāng)前尚無人提出一個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)只是對采集到的時空數(shù)據(jù)進行分析，卻忽視了在采集這些時空數(shù)據(jù)時的能耗及資源使用問題。
[0004]—般在進行位置信息采集時，采集模塊未進行縱向劃分，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)進行處理，未能以多元化形式進行適配處理；對于采集傳輸過程中所依賴的環(huán)境狀態(tài)檢測，在每次處理時都需要重復(fù)進行。對于能源、資源受限的移動設(shè)備來說，一個高性能的采集框架，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)劃分為三個模塊，每個模塊由內(nèi)部執(zhí)行器來保證其正常運行，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，主要負責(zé)對當(dāng)前所處地理位置的經(jīng)瑋度數(shù)據(jù)進行定位采集。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，需要實現(xiàn)不同場景下的不同定位方式切換。因此，在進行定位時，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定位方式進行定位，該種定位方式精度較高，最高可達米分辨度，但速度較慢，通常需要耗費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，可達秒級。如果在每次進行定位之前，都進行環(huán)境檢測，這會帶來資源、能源的過多消耗。因此，有兩個服務(wù)來使該執(zhí)行器正常運行: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)頻繁短時間的波動，不需要頻繁密集式監(jiān)測，可使其間隔一段時間進行一次監(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)在后臺不間斷運行，該服務(wù)中以定時器來保證網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的輪詢更新周期，在定時器到達預(yù)設(shè)間隔時，進行一次環(huán)境監(jiān)測任務(wù)，并同步維護更新當(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)進行處理。
[0009]環(huán)境監(jiān)測模塊，主要負責(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)進行實時監(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，有兩個服務(wù)來使該執(zhí)行器正常運行: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，因此對這兩個環(huán)境狀態(tài)比較敏感，需要知道當(dāng)前實時狀態(tài)標識，這就需要對這些狀態(tài)標識進行靈敏處理。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行，以計時器來保證在一定的間隔進行監(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，及時同步更新當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)標識以及能量等級狀態(tài)標識。這兩個服務(wù)之間互相獨立運行，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，主要負責(zé)對采集到的定位數(shù)據(jù)進行相應(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)范的接口標準，以方便自定義拓展。通過一個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)來實現(xiàn)自定義擴展。執(zhí)行器運行時，首先加載該配置文件，然后運行配置中所指定的服務(wù)。該版本的發(fā)明中，主要實現(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。有兩個服務(wù)來使該執(zhí)行器正常運行: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)主要負責(zé)對采集到的定位數(shù)據(jù)進行存儲處理，數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)主要負責(zé)對存儲的定位數(shù)據(jù)進行傳輸處理，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)進行存儲處理。首先將采集到的數(shù)據(jù)通過隊尾放入數(shù)據(jù)隊列中，并更新當(dāng)前滿狀態(tài)標識。如果當(dāng)前數(shù)據(jù)隊列中位置數(shù)據(jù)單元未達到最大閾值，則當(dāng)前滿狀態(tài)標識為非滿狀態(tài)；如果當(dāng)前數(shù)據(jù)隊列中位置數(shù)據(jù)單元達到閾值，則為滿狀態(tài)。接下來根據(jù)該標識位來做出相應(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)日志塊方式進行存儲，并設(shè)置當(dāng)前滿狀態(tài)標識為非滿狀態(tài)。數(shù)據(jù)隊列的閾值根據(jù)采集頻率而定，默認設(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程服務(wù)器，數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)會對存儲的數(shù)據(jù)進行傳輸處理，同時數(shù)據(jù)處理服務(wù)也會對采集到的數(shù)據(jù)進行存儲處理。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