面向RFID應(yīng)用的情境感知計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、計(jì)算技術(shù)、通信技術(shù)、傳感技術(shù)等新科技的飛速發(fā)展,使物聯(lián)網(wǎng)(The Internet ofThings)正在成為現(xiàn)實(shí)。射頻識別技術(shù)(Radio Frequency Identification,RFID)作為物聯(lián)網(wǎng)的重要支撐技術(shù),受到了廣泛關(guān)注。以高速發(fā)展的RFID技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化為核心,推廣其在物流與供應(yīng)鏈、交通、醫(yī)療衛(wèi)生乃至更廣闊領(lǐng)域的應(yīng)用,是打造無所不在的物聯(lián)網(wǎng)的必然途徑。當(dāng)前RFID應(yīng)用存在的問題是自動(dòng)化、智能化程度較低,并沒有將R

2、FID技術(shù)的潛能完全發(fā)揮出來。這一問題存在的深層次因?yàn)闉?(1)缺乏對RFID應(yīng)用中各種信息進(jìn)行有效表示的模型；(2)現(xiàn)有RFID信息不確定性推理模型的表達(dá)能力有限,推理準(zhǔn)確性有待進(jìn)一步提高；(3)缺乏對RFID數(shù)據(jù)進(jìn)行高層處理的框架。
　　 構(gòu)建情境感知的RFID應(yīng)用,對解決現(xiàn)有RFID應(yīng)用在自動(dòng)化和智能化等方面的不足將起著一定積極作用。RFID技術(shù)作為感知情境的主要手段之一,實(shí)時(shí)感知環(huán)境中出現(xiàn)的對象并對其進(jìn)行跟蹤；情境感知汁

3、算則將環(huán)境中各個(gè)對象(計(jì)算設(shè)備、用戶、機(jī)器、物等對象)以及物理環(huán)境自身智能地連接起來,實(shí)現(xiàn)信息的實(shí)時(shí)擴(kuò)展,通過信息融合、信息推理使得環(huán)境中的各個(gè)對象具有了認(rèn)知能力,并可以根據(jù)這些信息進(jìn)行交流、活動(dòng),最終實(shí)現(xiàn)機(jī)器與機(jī)器之間的“對話”,物與物之間的“對話”,最大限度地減少業(yè)務(wù)操作中的人工干預(yù),提升自動(dòng)化、智能化水平。為了實(shí)現(xiàn)面向RFID應(yīng)用的情境感知計(jì)算,本文從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了研究討論:
　　 (1)定義了RFID應(yīng)用中的情境信息

4、,針對其特點(diǎn),對面向RFID應(yīng)用的情境模型的表達(dá)能力、可驗(yàn)證能力、可擴(kuò)展能力、存儲與查詢效率等方面提出了要求。根據(jù)這幾方面的要求,對六類情境模型的適用性進(jìn)行比較,通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析驗(yàn)證。最終得出面向?qū)ο蟮那榫衬Ｐ褪沁m用于RFID應(yīng)用的情境建模機(jī)制,并以物流與供應(yīng)鏈領(lǐng)域中的RFID應(yīng)用為例進(jìn)行了建模。所建立的模型能夠清晰的表達(dá)實(shí)體關(guān)系、時(shí)序信息,支持信息的驗(yàn)證與擴(kuò)展,通過Hibernate技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)情境信息的快速存儲與查詢。
　　

5、 (2)針對已有對象追蹤追溯不確定性推理方法的不足,提出了面向RFID應(yīng)用的基于隱半馬爾可夫模型的追蹤追溯不確定性情境推理方法。提供的對象追蹤追溯推理包括對象當(dāng)前位置解釋、對象將來位置預(yù)測以及確定最佳位置序列等。構(gòu)建的隱半馬爾可夫模型具有更強(qiáng)的表達(dá)力,能夠表達(dá)對象在各位置的駐留時(shí)間概率,能夠表達(dá)對象在某一位置駐留時(shí)間為固定長度的情況等。通過實(shí)驗(yàn)證明了具有更強(qiáng)表達(dá)力的基于隱半馬爾可夫模型的情境推理方法比基于隱馬爾可夫模型的情境推理方法具有

6、更高的推理準(zhǔn)確性,更適合于對RFID應(yīng)用中的不確定性情境進(jìn)行推理。
　　 (3)闡述了面向RFID應(yīng)用的情境感知服務(wù)框架的設(shè)計(jì)理念。根據(jù)設(shè)計(jì)理念的要求,提出了用于建立面向RFID應(yīng)用的情境感知服務(wù)框架的可配置、可重構(gòu)組件模型,總結(jié)了基于該組件模型進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)的流程。提出了面向RFID應(yīng)用的情境感知服務(wù)框架的體系結(jié)構(gòu),并進(jìn)行了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。通過實(shí)驗(yàn)證明了采用所提出的組件模型并不會對系統(tǒng)的性能有較大影響。這一情境感知服務(wù)框架與其它已有的

7、情境感知服務(wù)框架的不同之處在于:它是面向RFID應(yīng)用的；它是與現(xiàn)有的RFID體系框架兼容的；它具有靈活性、擴(kuò)展性、布署時(shí)可配置、運(yùn)行時(shí)可重構(gòu)的特點(diǎn)。
　　 (4)在以上工作的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)和開發(fā)了一個(gè)情境感知的應(yīng)用-智能銷售環(huán)境。描述了該智能銷售環(huán)境中的區(qū)域劃分、設(shè)備部署以及所實(shí)現(xiàn)的主動(dòng)情境感知與被動(dòng)情境感知；并通過該應(yīng)用檢驗(yàn)了面向RFID應(yīng)用的情境感知服務(wù)框架的各項(xiàng)特征,充分體現(xiàn)了使用情境感知計(jì)算后給RFID應(yīng)用所帶來的自動(dòng)性、