一種應(yīng)用于移動(dòng)終端傳感器感知信息的無(wú)縫時(shí)空接入方法
【專利說(shuō)明】一種應(yīng)用于移動(dòng)終端傳感器感知信息的無(wú)縫時(shí)空接入方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明屬于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，具體涉及移動(dòng)終端傳感器感知信息的無(wú)縫時(shí)空接入方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]地理?xiàng)l件的限制和人口規(guī)模的不斷擴(kuò)張，使人類面臨著多種應(yīng)急突發(fā)情景，例如:自然災(zāi)害、事故災(zāi)難、社會(huì)安全、環(huán)境污染，這些突發(fā)事件往往造成巨大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。相比于其它任何攜帶傳感器的設(shè)備，移動(dòng)終端設(shè)備，如手機(jī)、平板電腦，具有獨(dú)特的普及性、廣域性和移動(dòng)性。移動(dòng)終端設(shè)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(shí)隨地感知多種物理參量，如加速度、磁場(chǎng)強(qiáng)度、方位角和三軸角加速度，也能隨時(shí)隨地獲取圖像、視頻。隨著人群的移動(dòng)，通過(guò)手機(jī)，能感知城市、鄉(xiāng)村、甚至大山深處的環(huán)境參量，為災(zāi)害預(yù)警、災(zāi)害評(píng)估、以及公共安全提供及時(shí)的、關(guān)鍵的測(cè)量參數(shù)。然而，移動(dòng)終端傳感器觀測(cè)數(shù)據(jù)如果不和時(shí)間、空間位置信息結(jié)合，無(wú)法應(yīng)用于災(zāi)害預(yù)警、災(zāi)害評(píng)估和公共安全事件處理；手機(jī)終端的計(jì)算能力有限，感知的數(shù)據(jù)的空間范圍小，如果不將大量手機(jī)感知數(shù)據(jù)集中起來(lái)，難以形成有效的、科學(xué)的災(zāi)害預(yù)警、災(zāi)害評(píng)估和公共安全應(yīng)急處理方法。
[0005]已有科學(xué)家利用手機(jī)感知信息，預(yù)測(cè)和評(píng)估地震、滑坡、空氣或水質(zhì)污染等災(zāi)害事件。意大利國(guó)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(jī)相同的MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)加速計(jì)，收集地震期間強(qiáng)烈運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)量，通過(guò)接入地理位置信息創(chuàng)建出城市的地震網(wǎng)絡(luò)。斯坦福大學(xué)的研宄人員最近也在探索在地震監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中使用MEMS技術(shù)的方法，而且甚至開(kāi)始創(chuàng)建一個(gè)志愿者組建的國(guó)際網(wǎng)絡(luò)。2014年8月24日，美國(guó)舊金山灣區(qū)發(fā)生6.0級(jí)地震，有學(xué)者根據(jù)手機(jī)信號(hào)，研宄地震區(qū)域及其周邊居民地震發(fā)生時(shí)是否驚醒，分析地震對(duì)居民的影響。美國(guó)阿拉巴馬漢茨維爾大學(xué)大氣科學(xué)系的研宄人員在Monte Sano State Park公園成功地利用類似于手機(jī)里的傳感器，觀測(cè)到活動(dòng)滑坡體的移動(dòng)，嘗試預(yù)測(cè)可能的滑坡。不僅僅是自然災(zāi)害，人為突發(fā)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(guò)手機(jī)的拍照或拍攝視頻，收集到確鑿的證據(jù)，為應(yīng)急處理和行政執(zhí)法提供關(guān)鍵依據(jù)。
[0006]然而，移動(dòng)終端設(shè)備種類多，不同類型的移動(dòng)終端攜帶傳感器的數(shù)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(jì)，不同移動(dòng)終端的同種傳感器的性能存在差異。傳感器感知數(shù)據(jù)的精度和傳感器的性能相關(guān)的，要分析和利用大量異構(gòu)移動(dòng)終端的傳感器數(shù)據(jù)，不僅需要獲取感知數(shù)據(jù)，而且，必須獲取傳感器的屬性信息。現(xiàn)階段，移動(dòng)終端設(shè)備的傳感器感知信息在產(chǎn)生時(shí)沒(méi)有與時(shí)間和位置結(jié)合起來(lái)，在面對(duì)城市應(yīng)急事件處理與相應(yīng)時(shí)，造成大量感知信息難以被使用或根本無(wú)法利用。
[0007]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)在技術(shù)存在的困難，提出一種移動(dòng)終端傳感器感知信息無(wú)縫時(shí)空接入方法，本發(fā)明方法可以將移動(dòng)終端設(shè)備所攜帶傳感器感知的信息與時(shí)間和位置信息實(shí)時(shí)結(jié)合，再反饋應(yīng)用。
[0009]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種應(yīng)用于移動(dòng)終端傳感器感知信息的無(wú)縫時(shí)空接入方法，包括如下步驟:建立移動(dòng)終端感知信息時(shí)空關(guān)聯(lián)元數(shù)據(jù)模型:移動(dòng)終端感知信息元數(shù)據(jù)模型包括非成像信息時(shí)空關(guān)聯(lián)元數(shù)據(jù)模型、圖像信息時(shí)空關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)模型、視頻信息時(shí)空關(guān)聯(lián)元數(shù)據(jù)模型，以上元數(shù)據(jù)模型包括文件標(biāo)識(shí)符、時(shí)空信息、傳感器數(shù)據(jù)、移動(dòng)終端設(shè)備屬性類、事件信息，文件標(biāo)識(shí)符由提取移動(dòng)終端設(shè)備屬性中的設(shè)備串號(hào)和時(shí)空信息中的時(shí)間信息組成；由元數(shù)據(jù)模型獲取感知信息:移動(dòng)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(shù)據(jù)，當(dāng)傳感器感知結(jié)果生成時(shí)，自動(dòng)讀取移動(dòng)終端的系統(tǒng)時(shí)間以及開(kāi)啟定位獲得移動(dòng)終端地理位置信息，獲取事件信息，提取移動(dòng)終端設(shè)備串號(hào)信息和時(shí)空信息中的時(shí)間信息生成文件標(biāo)識(shí)符，將獲得的以上信息保存至移動(dòng)終端；感知信息的封裝與上傳:將獲取的感知信息以文件標(biāo)識(shí)符為關(guān)聯(lián)標(biāo)識(shí)，按其所屬類型符合的移動(dòng)終端感知信息元數(shù)據(jù)模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)封裝成一體，經(jīng)封裝后的數(shù)據(jù)通過(guò)HTTP傳輸協(xié)議上傳至指定服務(wù)器；感知信息的統(tǒng)一管理:服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)后進(jìn)行管理和WEB發(fā)布。
[0010]所述非成像信息的建立元數(shù)據(jù)模型、封裝、上傳的步驟具體如下:建立非成像信息時(shí)空關(guān)聯(lián)元數(shù)據(jù)模型:非成像信息時(shí)空關(guān)聯(lián)元數(shù)據(jù)模型的時(shí)空信息包括數(shù)據(jù)采集時(shí)間、數(shù)據(jù)采集地理位置，傳感器數(shù)據(jù)包括設(shè)置于傳感器標(biāo)識(shí)信息類的設(shè)備名稱、設(shè)備供應(yīng)商、設(shè)備版本號(hào)、物理意義、傳感器精度、最大觀測(cè)范圍、數(shù)據(jù)采樣時(shí)間間隔、測(cè)量值、數(shù)據(jù)量綱，文件標(biāo)識(shí)符由移動(dòng)終端設(shè)備串號(hào)信息和數(shù)據(jù)采集時(shí)間組成；由非成像信息時(shí)空關(guān)聯(lián)元數(shù)據(jù)模型獲取感知信息:當(dāng)傳感器感知非成像信息結(jié)果生成時(shí)，自動(dòng)讀取移動(dòng)終端的系統(tǒng)時(shí)間以及開(kāi)啟定位獲得數(shù)據(jù)采集時(shí)間、數(shù)據(jù)采信地理位置，獲取事件信息，提取移動(dòng)終端設(shè)備串號(hào)和數(shù)據(jù)采集時(shí)間生成文件標(biāo)識(shí)符，將獲得以上信息保存至移動(dòng)終端；非成像信息的封裝與上傳:將移動(dòng)終端設(shè)備屬性類封裝為JSON文件1，將i組傳感器標(biāo)識(shí)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(gè)數(shù)，將JSON文件1、2、…、i+Ι同文件標(biāo)識(shí)符、事件信息封裝入JSON文件(i+2)，完成非成像信息元數(shù)據(jù)的封裝，將JSON文件(i+2)以HTTP協(xié)議上傳至指定服務(wù)器，完成非成像信息元數(shù)據(jù)的上傳。
[0011]所述圖像信息的建立元數(shù)據(jù)模型、封裝、上傳的步驟具體如下:建立圖像信息時(shí)空關(guān)聯(lián)元數(shù)據(jù)模型:時(shí)空信息包括圖像創(chuàng)建時(shí)間、圖像創(chuàng)建地理位置，傳感器數(shù)據(jù)包括圖像數(shù)據(jù)、圖像EXIF信息，文件標(biāo)識(shí)符由移動(dòng)終端設(shè)備串號(hào)和圖像創(chuàng)建時(shí)間組成；由圖像信息時(shí)空關(guān)聯(lián)元數(shù)據(jù)模型獲取感知信息:當(dāng)傳感器感知圖像信息結(jié)果生成時(shí)，自動(dòng)讀取移動(dòng)終端的系統(tǒng)時(shí)間以及開(kāi)啟定位獲得圖像創(chuàng)建時(shí)間、圖像創(chuàng)建地理位置，獲取事件信息，提取移動(dòng)終端設(shè)備串號(hào)信息和圖像創(chuàng)建時(shí)間生成文件標(biāo)識(shí)符，將獲得的以上信息保存至移動(dòng)終端；圖像信息的封裝與上傳:將字符串類型的移動(dòng)終端設(shè)備屬性、文件標(biāo)識(shí)符、事件信息封裝入JSON文件，將圖像數(shù)據(jù)、EXIF信息、時(shí)空信息封裝入圖像文件，用文件標(biāo)識(shí)符給圖像文件命名，最后將JSON文件和圖像文件以HTTP協(xié)議上傳至指定服務(wù)器。
[0012]所述視頻信息的建立元數(shù)據(jù)模型、封裝、上傳的步驟具體如下:建立視頻信息時(shí)空關(guān)聯(lián)元數(shù)據(jù)模型:時(shí)空信息包括視頻起始時(shí)間、視頻結(jié)束時(shí)間、視頻起始地理位置、視頻結(jié)束地理位置，傳感器數(shù)據(jù)包括視頻大小、視頻數(shù)據(jù)、視頻編碼信息，文件標(biāo)識(shí)符由設(shè)備串號(hào)和視頻終止時(shí)間組成；由視頻信息時(shí)空關(guān)聯(lián)元數(shù)據(jù)模型獲取感知信息:當(dāng)傳感器感知視頻信息結(jié)果生成時(shí)，自動(dòng)讀取移動(dòng)終端的系統(tǒng)時(shí)間以及開(kāi)啟定位獲得視頻起始時(shí)間、視頻結(jié)束時(shí)間、視頻起始地理位置、視頻結(jié)束地理位置，獲取事件信息，提取移動(dòng)終端設(shè)備串號(hào)信息和圖像創(chuàng)建時(shí)間生成文件標(biāo)識(shí)符，將獲得以上信息保存至移動(dòng)終端；視頻信息的封裝與上傳:將移動(dòng)終端設(shè)備屬性裝入JSON文件1，將傳感器數(shù)據(jù)中的視頻數(shù)據(jù)單獨(dú)存儲(chǔ)為一個(gè)視頻文件，將JSON文件I和其它字符類型的元數(shù)據(jù)屬性信息裝入JSON文件2 JSON文件2生成以后，采用文件標(biāo)識(shí)符給視頻文件命名，最后將JSON文件2和視頻文件以HTTP協(xié)議上傳至指定服務(wù)器
所述感知信息的統(tǒng)一管理包括如下步驟:服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)后，根據(jù)數(shù)據(jù)包中文件格式判斷該數(shù)據(jù)類型選擇數(shù)據(jù)解析方式:非成像信息數(shù)據(jù)包，直接解析出JSON文件包含的各項(xiàng)信息；圖像數(shù)據(jù)包，解析出圖像數(shù)據(jù)中的EXIF信息，同時(shí)解析JSON文件，將圖像和JSON文件解析結(jié)果分類存儲(chǔ)；視頻數(shù)據(jù)包，先存儲(chǔ)視頻文件，然后