一种显式地进行计算环境描述的方法技术

本发明专利技术公开了一种显式地进行计算环境描述的方法。本发明专利技术在运行时基于用户的动作组织环境数据作为上下文的方法，为此，首先部署能对环境要素进行感知和影响的基础设施，以及感知用户动作的服务，之后将上下文生成器部署进系统并投入运行，当动作变化时，上下文会被重新组织。并在此基础上提出了将上下文作为主动性软件实体的软件方法。这样的软件实体可以主动地更新环境数据、判断需求是否满足、提供环境服务。本发明专利技术能够降低开发难度、提高软件的灵活性和可复用性、提高运行效率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了。本专利技术在运行时基于用户的动作组织环境数据作为上下文的方法，为此，首先部署能对环境要素进行感知和影响的基础设施，以及感知用户动作的服务，之后将上下文生成器部署进系统并投入运行，当动作变化时，上下文会被重新组织。并在此基础上提出了将上下文作为主动性软件实体的软件方法。这样的软件实体可以主动地更新环境数据、判断需求是否满足、提供环境服务。本专利技术能够降低开发难度、提高软件的灵活性和可复用性、提高运行效率。【专利说明】
本专利技术涉及，特别涉及了基于动作将环境数据组织为上下文，并把上下文构建为主动性软件实体提供服务的方法。
技术介绍
随着Internet的广泛普及、无线通讯技术的迅速发展以及新型计算设备的层出不穷，现代软件系统发展的趋势之一是实现人机物的融合，计算被融入环境中，可透明地、随时随地地为用户提供服务。这类系统的重要特征之一是需要感知用户的环境，并为之提供服务，即具有上下文感知的能力。为支持环境数据的收集和使用，国内外研究人员致力于上下文感知软件方法研究，出现了一批上下文感知应用支持平台和开发方法，以收集环境基础数据，维护这些数据，并进一步地基于这些数据提供环境相关的服务。现有的上下文感知工作中，上下文通常被理解为和应用相关的一些环境要素的集合，其范围在开发时由开发者给定，在运行时虽然环境要素的属性数值会变化(如温度的具体数值)，参与处理的上下文范围本身是固定的。同时，上下文是被动的数据，由应用进行读取和处理。这样的理解方式对于计算系统的开发和运行可能带来一些问题: 1、开发时的开放性、灵活性不好。由于环境是复杂、动态、多变的，用户需求和运行环境等要素的变化是经常发生的， 且其发生的时间通常是在软件系统运行的过程之中，难以由开发者在开发时完整、准确地确定上下文的范围以及应用逻辑。2、运行时可能导致效率问题。在应用运行的特定阶段，系统可能并不需要关注所有相关的环境要素。随着环境数据规模的增加，系统可能出现效率问题并进而使得应用不可用。 申请人:认为，导致上述问题的主要原因是传统工作对于上下文这一概念的理解有失偏颇，上下文与用户动作被分开不符合上下文的本质。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供，该方法依据运行时用户的特定动作对于环境的需求动态地组织上下文，在动作变化时，上下文会被重新组织。进一步地，该方法的上下文是一个具有主动性的软件实体，可实现主动性地更新环境数据、检查需求是否被满足、提供环境服务。为实现上述目的，本专利技术的显式地进行计算环境描述的方法，包括如下步骤: 1)部署能对环境要素进行感知和影响的基础设施； 2)部署能感知用户动作的服务； 3)为每个用户的每个动作类型需求定义一个环境模式； 4)将上下文生成器部署进系统并投入运行； 5)在系统运行时，根据用户动作的环境模式得到环境要素类型的集合，并在由动作位置确定的场景中对这些环境要素进行实例化，再由上下文生成器把相关的环境要素实例加入上下文，以作为主动性的软件实体提供服务。上述步骤I)中的环境要素描述为〈Feature, loc, value〉,其中Feature表示环境要素的类型、1c表示环境要素的位置、value表示环境要素的数值，环境要素被按照位置组织为场景(spot);部署的环境基础设施分为两类:用以感知环境的传感器和用于影响环境的设备；对于传感器，系统需提供获得数据的接口 ；对于设备，系统需提供控制设备状态(如灯的开关)的接口，对于每个传感器或设备的部署包含以下步骤: 11)给定该传感器或设备的位置， 12)定义该传感器或设备能够感知或影响环境要素的类型。上述步骤2)中，感知用户动作的服务包括感知动作类型和感知动作位置两类。上述步骤3)所述的环境模式由环境约束集合形式存在，每个环境约束描述为〈Feature, JudgeFun, threshold〉，其中Feature表示该约束相关环境要素的类型、JudgeFun表示一个判定函数、threshold表示环境约束的阈值；环境模式定义了该动作关注的环境要素类型以及对于每个环境要素的约束；系统维护映射表，可由用户id以及动作类型得到该动作的环境模式。上述步骤4)中，上下文生成器按以下步骤执行: 41)读入动作的类型和位置， 42)由动作的位置得到场景， 43)由该用户的动作类型得到环境模式， 44)对于环境模式进行实例化，即:遍历环境模式中的每条环境约束，判断步骤42)得到的场景中是否包含一个环境要素，其类型与该约束中环境要素类型是否相同，如存在，转入步骤45a)如不存在，转入45b)； 45a)将该环境要素加入上下文，并回到步骤44)以遍历下一条环境约束，完成遍历后进入步骤46)； 45b)提醒环境开发者需在该场景中加入此类型环境要素，并回到步骤44)以遍历下一条环境约束，完成遍历后进入步骤46)； 46)得到生成的上下文。上述步骤5)的具体步骤为: 51)通过传感器接口获得环境要素值的更新； 52)调用判定函数判断环境约束是否被满足； 53)如果环境约束不被满足，则提供服务，进入以下分支之一； 54a)如环境要素可被设备调节，则触发调节环境要素的动作； 54b)如环境要素不可被设备调节，则触发给予用户建议的动作。本专利技术以用户动作为切入点，提出一套行之有效的组织环境数据成为上下文的方法，并将上下文设计为主动性软件实体，从而更好地指导上下文感知的设计和开发。具体优点为: 1、开发过程中关注分离，有效降低开发难度， 2、软件系统耦合度降低，复用性好， 3、在运行时只考虑环境的一个子集，有助于运行效率提高。【专利附图】【附图说明】图1:上下文生成算法流程图， 图2:上下文主体结构图， 图3:系统流程图， 图4:关键概念的类图， 图5:支撑平台结构图。【具体实施方式】以下结合附图是对本专利技术作进一步详细说明。1、硬件环境 1)用以感知环境要素状态的传感器 2)用以影响环境或者用户的设备 3)用以识别用户动作类型和动作位置的传感器 4)至少一台计算机作为服务器用以收集、处理环境信息，触发服务 2、应用场景 本专利技术提出的技术可用于开发和管理对于人机物融合有较强需求的计算系统。典型的场景是:用户在环境要素可被计算系统感知、影响的物理环境中进行各种有着不同环境需求的动作(如看书时关心光线强度，睡觉时关心噪音、出门时关心天气)，计算系统感知动作之后能按照该动作对于环境的需求组织环境要素的一个子集作为上下文，检测环境需求是否得到满足，并提供服务。以完成人、计算系统、环境之间的沟通。3、技术描述 以下结合附图对本专利技术作进一步详述。一个基于本专利技术提出的显式描述计算环境的方法开发的软件平台框架如图5所示。该平台需要部署有上下文感知硬件(包括传感器和设备)的环境基础设施作为支撑，其软件部分有以下三个层次: O数据接入层:该层提供一组对于硬件的封装，以接收传感器的数据、改变设备的状态。该层的软件实体有三类，分别为:动作识别服务、环境要素探测器、执行器。动作识别服务接收传感器的数据，通过识别算法，得到用户动作类型和动作位置。环境要素探测器封装了感知环境要素状态的传感器，对于每种类型的传感器，需要给本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显式地进行计算环境描述的方法，其特征在于包括如下步骤：1）部署能对环境要素进行感知和影响的基础设施；2）部署能感知用户动作的服务；3）为每个用户的每个动作类型需求定义一个环境模式；4）将上下文生成器部署进系统并投入运行；5）在系统运行时，根据用户动作的环境模式得到环境要素类型的集合，并在由动作位置确定的场景中对这些环境要素进行实例化，再由上下文生成器把相关的环境要素实例加入上下文，以作为主动性的软件实体提供服务。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕建，李晅松，陶先平，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：