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面向智慧家庭情境感知的物联网信息融合技术研究

作　者: 荆艳艳
导　师: 李全龙
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: 智慧家庭系统物联网情境感知数据融合中间件
分类号: TP202
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着微电子技术及通信技术的迅猛发展，使得传统的以计算机为中心的计算模式慢慢转变为以人为中心的普适计算模式。于是逐渐提出了物联网的概念，它允许人们通过不同的终端，如手机、PDA、电脑等随时、随需地接入物联网中，以便随需接收周围环境信息。家庭是人类生活不可缺少的组成部分，如何能提供一个更加舒适、自在的家庭环境来更好的迎合人们对家庭要求，正是物联网发挥其作用的一个用武之地，而如何处理来自部署在家庭中物联网的大量的变化的环境数据，使得来自多种传感器或多个数据源的数据能最真实、实时的反映这种变化则成为关键中的关键，数据的融合则是必不可少的一个环节。虽然目前研究数据融合的文章很多，但面向家庭环境的数据融合与其他环境中的数据融合有很大的不同。不仅要客观的反映家庭环境的变化，还要考虑环境中人的影响，这也为数据融合提出了一些新问题。在此应用需求下，本文提出了面向家庭的数据融合方法来解决这一问题。首先，从整个系统出发，对以“智慧魔盒”为中心的智慧家庭系统给出总体技术框架，并在此阐述了在一个智慧家庭中可能部署的各种设备、传感器，如何将这上述设备组成智慧家庭系统，并在此给出中间件的体系结构。其次，在对整体架构分析的基础上，为了要实现家庭的智慧化，首先要能够准确地感知家庭环境，这种感知正是建立在家庭中数据收集的基础上的。本节将家庭中能够收集到的数据进行分类，并分析他们每一类各自的特点，根据这些特点给出处理方法。单个或多个数据源的数据就描述了家庭中的某些状态，我们将这些状态称为事件，所以在此定义这些事件，并定义事件的触发条件、及如何对这条规则进行匹配，以便知道发生了这个或那个事件。针对本系统是应用于家庭这一特点，所以充分考虑了人的影响因素，并给出了如何获得用户喜好值（如温度值、光线值等）及通过自学习更新它的办法。最后，描述了连接底层传感器与应用层接口的中间件模块的实现，并介绍了中间件的架构和它所实现的功能。通过这一模块可以对从传感器获取的数据进行转换与融合，并可以通过它对家庭中的硬件设备进行配置，对用户的喜好值进行设置及修改。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-17
  1.1 课题背景  9-10
    1.1.1 课题来源  9
    1.1.2 课题研究目的及意义  9-10
  1.2 与课题相关的国内外研究综述  10-14
    1.2.1 情境感知的研究现状与分析  10-12
    1.2.2 信息融合技术的研究现状及分析  12-14
    1.2.3 情境感知中间件的研究现状及分析  14
  1.3 本文的主要研究内容  14-17
    1.3.1 智慧家庭中情境感知总体技术框架  15
    1.3.2 智慧家庭系统中数据融合的模型与算法  15-16
    1.3.3 智慧家庭物联网数据融合中间件的设计与实现  16
    1.3.4 论文结构  16-17
第2章智慧家庭中情境感知总体技术框架  17-26
  2.1 智慧家庭的基本组成结构  17-19
  2.2 智慧魔盒系统体系结构  19-23
  2.3 中间件体系结构  23-24
  2.4 本章小结  24-26
第3章智慧家庭中数据融合的模型与算法  26-57
  3.1 数据的收集及处理  26-36
    3.1.1 数据的收集  26-30
    3.1.2 数据的处理  30-36
  3.2 事件触发的判断  36-49
    3.2.1 事件定义  36-41
    3.2.2 事件规则的匹配与执行过程  41-49
  3.3 用户喜好值的获取与更新  49-54
  3.4 系统反应  54-56
  3.5 本章小结  56-57
第4章智慧家庭物联网数据融合中间件的设计与实现  57-70
  4.1 系统总体设计  57-59
  4.2 系统详细设计及实现  59-69
    4.2.1 数据采集及处理模块  59-63
    4.2.2 规则推理模块  63-66
    4.2.3 用户喜好获得与更新模块  66-69
  4.3 本章小结  69-70
结论  70-71
参考文献  71-77
致谢  77

面向智慧家庭情境感知的物联网信息融合技术研究

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