基于空间变换的智慧家庭情景建模与服务映射

摘要

随着普适计算环境的日益发展,越来越多的情景感知应用进入到人们的生活当中。从车载导航仪,到智慧楼宇系统,情景感知应用都为人们带来便捷与财富。一般地,情景感知系统能够根据用户所在环境的特征,用户的个人需求,提供个性地,人性化地服务。正因情景感知的这一特点,使得情景感知应用受到人们广泛青睐,同时也成为计算机研究领域中的一大热点。
　　在构建情景感知应用的过程中,情景模型的构建和情景感知系统结构的设计是两个十分基础且关键的环节,直接决定应用的整体工作效率。而面对现实中各式各样的应用背景,一个通用的情景模型和系统架构将会使情景感知应用得到更大范围地普及。因此,研究情景模型及相应的推理过程,开发通用的情景感知系统架构,对于情景感知计算研究领域来说有着十分重要的意义。
　　本文为了解决上述两个问题,首先回顾了关于情景建模,情景推理和情景系统架构方面的国内外研究现状,然后对这些情景感知应用进行分析,抽象出一般情景感知应用的工作流程,归纳总结出基于空间变换的理论框架。在这一理论框架的基础之上,本文又提出了一套新的情景模型以及对应的情景推理算法。该模型根据情景感知应用的特点,将情景分为两层结构,分别面向服务及数据,使情景的设计更具有针对性,同时也降低了情景模型的复杂度。此外,该模型还利用模糊理论和概率论处理情景的不确定性,使得情景感知更为灵活。继建立模型之后,本文设计出一套基于空间变换的情景感知系统结构,该系统具有分布式结构特征,能够并行地推理感知情景。最后,为验证模型的正确性,推理算法的有效性和系统的可靠性,一个以智慧家庭为背景的基于空间变换的情景感知原型系统被开发出来。经过对原型系统运行结果的分析,可以证明基于空间变换的情景模型具有低复杂度、高灵活度的特点,基于空间变换的情景感知系统有着较高的效率以及可扩展性。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 与课题相关的国内外研究现状

1.3 本文研究内容及章节安排

第2章 基于空间变换的情景感知模型

2.1 空间变换理论框架

2.2 情景的层次分类

2.3 对不确定情景信息的处理

2.4 数据、情景和服务建模

2.5 推理规则建模

2.6 推理算法

2.7 推理算法有效性证明

2.8 本章小结

第3章 基于空间变换的情景感知系统结构

3.1 情景感知系统各部分功能介绍

3.2 情景推理引擎结构与各模块并行同步策略

3.3 情景查询流程

3.4 本章小结

第4章 基于空间变换的智慧家庭情景感知系统设计与实现

4.1 原型系统功能介绍

4.2 推理规则的设计

4.3 原型系统的实现与算法验证

4.4 对于基于空间变换情景模型和系统结构的分析评价

4.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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致谢