淺談上下文感知技術(shù)及其應(yīng)用

李曉翠　郭　姝　邢　艷

【摘 要】上下文感知是指系統(tǒng)能夠有效地利用上下文信息(如用戶位置,時(shí)間,環(huán)境參數(shù),鄰近的設(shè)備和人員,用戶活動等)進(jìn)行對未來事情的推斷。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和移動技術(shù)的快速發(fā)展 ,當(dāng)人們之間互相作用的時(shí)候 ,他們之間隱含的使用上下文信息來推斷和解釋他們的實(shí)際情形。本文主要就上下文感知技術(shù)及其在現(xiàn)代生活中的重要地位進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】上下文 感知技術(shù) 上下文感知技術(shù)的應(yīng)用

1 、引言

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和移動技術(shù)的快速發(fā)展,當(dāng)人們之間互相作用的時(shí)候,他們之間隱含的使用上下文信息來推斷和解釋他們的實(shí)際情形。本文主要就上下文感知技術(shù)及其在現(xiàn)代生活中的重要地位進(jìn)行了分析。例如:當(dāng)老師或?qū)W生進(jìn)入教室時(shí),可以將資源有限且處理能力低下的移動設(shè)備(如手機(jī))的應(yīng)用程序動態(tài)遷移到附近的資源豐富且處理能力強(qiáng)大的靜態(tài)計(jì)算機(jī)上。然而,這種信息的遷移既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。因?yàn)闆]有為這些設(shè)備提供全局性的控制和協(xié)調(diào)機(jī)制。上下文是能夠用來描述一個(gè)實(shí)體環(huán)境的任何信息 ,這些信息能夠用來描述一個(gè)實(shí)體確定的一方面。實(shí)體可以是一個(gè)人、地點(diǎn)和被認(rèn)為在用戶和應(yīng)用程序之間交互作用的對象,還包括用戶和應(yīng)用程序本身。如果一個(gè)系統(tǒng)能夠使用上下文來適配它的行為到用戶的事務(wù),那么這個(gè)系統(tǒng)就被認(rèn)為是上下文感知。上下文感知系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵要點(diǎn)就是上下文信息的處理和提供 。

2 、上下文信息提供技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)、移動計(jì)算以及傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,計(jì)算變得無處不在。1991年美國的馬克?維瑟2博士于提出了普適計(jì)算,這種計(jì)算模式的最終目標(biāo)是將由通信和計(jì)算機(jī)構(gòu)成的信息空間與人們生活和工作的物理空間融為一體,支持用戶“隨時(shí)隨地”并“透明”地獲得符合其個(gè)性化需求的信息服務(wù)。普適計(jì)算模式要求計(jì)算設(shè)備能夠感知用戶所處的上下文及其變化,并做出相應(yīng)的動作。研究人員把這種能感知用戶上下文信息進(jìn)而調(diào)整系統(tǒng)行為的技術(shù)稱為上下文感知技術(shù)。

大家比較公認(rèn)的第一個(gè)上下文感知應(yīng)用項(xiàng)目是1992年Schilit.B和上下文感知系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵要點(diǎn)就是上下文信息的處理和提供。當(dāng)今有許多的研究項(xiàng)目已經(jīng)處理了關(guān)于這方面的問題。但是大多數(shù)的僅僅是關(guān)于像藍(lán)牙或單獨(dú)設(shè)備等局部環(huán)境。然而 ,在一個(gè)廣闊范圍的環(huán)境中采用上下文感知系統(tǒng) ,像 GSM 和 UM TS等移動網(wǎng)絡(luò) ,提出一個(gè)全新的系統(tǒng)適配和上下文提供和管理的要求。此外 ,移動網(wǎng)絡(luò)是由如用戶 ,網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商 ,增值系統(tǒng)提供商和內(nèi)容提供商等獨(dú)立角色相互作用為特征的。因此 ,上下文感知系統(tǒng)要在一個(gè)交互作用的方式下實(shí)現(xiàn)。這篇論文主要討論移動網(wǎng)絡(luò)中上下文感知系統(tǒng)的一些挑戰(zhàn)并通過上下文感知消息系統(tǒng)示例了它的實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)使用上下文信息提供相關(guān)的信息或者系統(tǒng)給用戶的時(shí)候 ,就叫這個(gè)系統(tǒng)是上下文感知系統(tǒng),上下文信息主要由上下文信息系統(tǒng)來提供,CIS可以發(fā)現(xiàn)、測量、解釋和結(jié)合實(shí)體信息和各實(shí)體間的特征關(guān)系的系統(tǒng) ,是上下文感知系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。CAS采取了可用的上下文信息。用戶想要提供上下文感知系統(tǒng)不但要關(guān)心系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) ,還必須要關(guān)心怎樣創(chuàng)建或怎樣獲取相關(guān)的上下文信息。為了創(chuàng)建或獲取上下文信息 ,在上下文信息提供中的所有步驟都要能夠完成。上下文信息提供是一個(gè)復(fù)雜過程 ,其中主要包括 :上下文感知 ,上下文提煉和上下文分發(fā)。把從這些上下文資源捕獲數(shù)據(jù)的過程稱為感知。感知通常可以分為感知上下文和感知上下文的改變。然而 ,感知僅僅提供的是上下文的原始素材 ,這些原始素材是被認(rèn)為是低級的上下文信息,并且經(jīng)常不能夠被CAS請求所理解。通常,要執(zhí)行一次或幾次精煉過程來獲得各個(gè)CAS所要求的高級上下文信息;在精煉過程之后,上下文信息必須傳送到各個(gè)需要這個(gè)信息的CAS上 ,這個(gè)過程稱為分發(fā)。

3 、上下文感知的應(yīng)用

隨著移動網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的不斷發(fā)展 ,它使得移動用戶能夠在任何時(shí)候、任何地點(diǎn)使用多媒體系統(tǒng)進(jìn)行通信。移動即時(shí)消息來自于最近通信業(yè)界最成功的兩個(gè)應(yīng)用的結(jié)合點(diǎn):固定網(wǎng)絡(luò)中的桌面即時(shí)消息和移動網(wǎng)絡(luò)中的短消息系統(tǒng),它使得移動用戶能夠在任何時(shí)候、任何地點(diǎn)使用多媒體系統(tǒng)進(jìn)行通信。如果能夠在即時(shí)消息系統(tǒng)中使用上下文信息,那么這樣即時(shí)消息系統(tǒng)就可以根據(jù)上下文信息的改變自動適配用戶的需要 ,這就是上下文感知消息系統(tǒng)。CAMS主要在移動用戶間進(jìn)行提供用戶到用戶或用戶到一組用戶間的通信 ,它根據(jù)所感知的上下文信息和上下文信息的改變適配用戶的需要。用戶通過CAMS服務(wù)器定制 CAMS 以獲得對系統(tǒng)的使用權(quán)力。CAMS中所使用的上下文信息由上下文信息系統(tǒng) C IS來感知并傳送給 CAMS。C IS 從上下文信息所有者獲得原始的上下文信息并進(jìn)行處理。

上下文感知系統(tǒng)中的核心過程就是上下文信息的提供。在移動通信系統(tǒng)里 ,上下文信息的提取時(shí)一件很難的事情。各種各樣的上下文感知系統(tǒng)提供者,上下文信息提供者,上下文信息所有者,上下文感知系統(tǒng)使用者等等 ,這些要參與到上下文信息的提供和上下文感知系統(tǒng)中去 ,并且這些參與者之間也要相互協(xié)作。上下文信息提供要能夠適合大范圍覆蓋的移動網(wǎng)絡(luò)。

4、結(jié)論

智能交互是計(jì)算發(fā)展的必然趨勢和本質(zhì)要求之一,而上下文感知是提高計(jì)算智能性的核心技術(shù).筆者就上下文感知技術(shù)及其在現(xiàn)在信息時(shí)代中的重要地位列舉其應(yīng)用。在包括多種運(yùn)營商和多種參與者的移動網(wǎng)絡(luò)中的上下文信息提供是一個(gè)非常復(fù)雜的過程 ,因此上下文感知系統(tǒng)的使用也是很復(fù)雜的。為了便于在這樣的環(huán)境下上下文感知系統(tǒng)和上下文信息的提供 ,筆者提出了一個(gè)適當(dāng)?shù)钠矫婵蚣軄砻枋隽松舷挛母兄到y(tǒng)在移動網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用 ,并通過使用上下文感知消息系統(tǒng)來具體描述和說明了上下文感知系統(tǒng)在移動網(wǎng)絡(luò)中和移動協(xié)同標(biāo)繪模型的應(yīng)用。在將來的信息更加豐富的時(shí)代,上下文感知技術(shù)將占有越來越重要的地位,研究上下文感知技術(shù),對于未來智能信息的發(fā)展起著舉足輕重的作用。

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