面向可穿戴計算工業(yè)應用的車間上下文感知關鍵技術研究.pdf

1、可穿戴計算是一種新的計算模式,它從計算概念、交互模式、人機關系、功能和使用等方面都不同于傳統(tǒng)的桌面計算和移動計算模式。它強調(diào)一種“以人為本,人機合一”的理念,基于它的計算機系統(tǒng)能夠增強人們對外部世界的感知能力和對人們的行為進行輔助。
　　 近年來,隨著集成電路技術、無線通信技術、傳感器技術以及材料科學等發(fā)展與進步,可穿戴計算機在工業(yè)、醫(yī)療和國防安全等領域的研究和應用獲得了快速發(fā)展,相關產(chǎn)品已進入系列化和實用化的階段。在這些可穿戴

2、計算的研究和應用中,上下文感知獲得了廣泛關注。然而,它還存在較多的困難和挑戰(zhàn),缺乏相關關鍵技術支持,主要表現(xiàn)在提供上下文信息的基礎設施不完善和不統(tǒng)一,上下文信息缺乏統(tǒng)一有效的語義描述方式以及缺乏分發(fā)利用、存儲、演化和推理等機制,不能為快速構建上下文感知應用提供支持。
　　 有鑒于此,本文以可穿戴計算機在工業(yè)車間中的應用為背景,以前期相關研究提出的“知曉車間”(Aware Workshop,AW)概念為基礎,提出了知曉車間上下文感

3、知應用模型(Aware Workshop Context-Aware Application Model,AWCAAM),并圍繞其進行上下文感知關鍵技術研究,主要工作概括如下:
　　 1)深入分析研究了車間中的上下文信息,對其特點進行了歸納總結(jié),并對其進行了定義和分類,建立了知曉車間領域本體表示模型,并使用RDF/RDFS、OWL,來描述和表示上下文信息。
　　 2)綜合專用可穿戴計算機系統(tǒng)、無線局域網(wǎng)、無線傳感網(wǎng)以及無

4、線個人區(qū)域網(wǎng),搭建了一個具體的知曉車間實驗環(huán)境,為獲取上下文信息提供必要的物理基礎。
　　 3)以面向服務和分層的思想設計并實現(xiàn)了AWCAAM,它由上下文傳感層、上下文服務層和上下文應用層組成,主要完成上下文信息的傳感、采集、表示、分發(fā)利用、存儲、演化和推理等功能。其中,重點對上下文服務層加以研究,它主要包括基礎平臺awOSCd、提供發(fā)布/訂閱和請求/應答服務接口的上下文提供者、上下文推理機awReasoner、上下文數(shù)據(jù)庫aw

5、Database以及服務管理器,并分別對它們進行了設計、實現(xiàn)、測試以及評估分析。
　　 4)以知曉車間實驗環(huán)境為基礎,利用WiFi位置定位原理,設計并實現(xiàn)了AWCAAM中的位置上下文服務,并對其進行了測試與對比分析評估,展現(xiàn)了AWCAAM中上下文提供者實現(xiàn)的全過程,為其它上下文服務的實現(xiàn)提供了參考。
　　 本課題提出的AWCAAM解決了可穿戴計算在工業(yè)車間上下文感知應用中的關鍵技術問題,為快速構建車間上下文感知應用提供了