基于無線藍牙技術的校園應急處理ＩＤＳＳ的實現

[收稿日期] 2009-02-08

[基金項目]上海市高校科技創新項目(08A315)。

[作者簡介]賈鐵軍(1957-)，男，遼寧人，上海電機學院電子信息學院副院長，教授、碩士生導師，主要研究方向:人工智能及網絡安全。

[摘 要] 世界各國都非常重視應急體系建設和應急管理工作，無線藍牙網絡技術的發展與應用不僅使校園的信息化辦公、多媒體教學和校園管理更加快捷方便，同時也提高了安全應急管理“準確快速反應”能力。本文提出一項基于無線藍牙技術與智能決策支持系統結合的新技術和新應用實現方法，對于校園信息化建設和應急管理具有重要現實意義。

[關鍵詞] 藍牙技術;校園應急處理;IDSS;實現方法

doi:10.3969/j.issn.1673-0194.2009.18.028

[中圖分類號] TP18

[文獻標識碼] A

[文章編號] 1673-0194(2009)18-0090-03

1引 言

無線藍牙技術利用高速跳頻(FH，Frequency Hopping)和時分多址(TDMA，Time Divesion Muli-access)等先進技術，將多臺各種數字化設備網狀鏈接成無線網絡系統。藍牙技術是網絡中各種外設接口的統一橋梁，利用藍牙網絡技術和數據庫技術，可以實現信息化辦公、多媒體教學、校園管理和應急處理等功能[1] 。它以一種無線數據與語音通信的開放性全球規范移動技術和標準，使不同的無線移動通信設備，在近距離范圍內進行互用和互操作，實現快速高效的通信、數據共享、Internet接入、無線免提、同步資料、影像傳輸等功能。

決策支持系統(DSS，Decision Support System)是以計算機技術、仿真技術和信息技術為手段，解決非結構化決策問題的人機系統。智能決策支持系統( IDSS，Intelligence Decision Supporting System)是人工智能(AI，Artificial Intelligence) 和DSS相結合，利用專家系統(ES，Expert System)邏輯推理來幫助解決復雜決策問題的輔助決策系統。由于IDSS能充分利用人類的各種知識，因此，在對決策問題的輸入、機器描述、決策過程的推理、問題求解與輸出等方面都有創新之處，特別適合“準確快速”地處理校園應急管理問題[2] 。

校園突發事件及各種預案種類繁多，情況復雜多變，因此，必須建立并應用新型的“校園應急處理IDSS”，以提高“準確快速反應”能力?；跓o線藍牙技術與智能決策支持系統結合的新技術和新應用實現方法，對于校園信息化建設和應急管理具有重要現實意義。

2 基于無線藍牙技術的校園應急IDSS的功能結構

2.1無線藍牙系統的功能結構

無線藍牙技術的主要特點是:具有很強的移植性，可應用于多種通信系統，引入身份識別技術后可以靈活實現漫游;以無線接口代替有線電纜，可以隨時異地連接;功耗低輻射小;集成電路應用簡單，成本低易實現。藍牙系統可分為4 個功能模塊: 無線射頻模塊、鏈路控制單元、鏈路管理單元和軟件功能單元 [3] 。

無線藍牙射頻模塊。藍牙系統采用二進制GFSK工作方式和TDD時分雙工方式。藍牙無線發射機以FM調制方式，降低設備復雜性，其有效通信范圍可達上百米。

鏈路控制(硬件)單元。藍牙的鏈路控制硬件單元包括3個集成器件:連接控制器、基帶處理器和射頻傳輸/接收器，并使用單獨調諧件。由基帶鏈路控制器處理基帶協議和其他一些低層常規協議。藍牙基帶協議是電路交換與分組交換的結合，以時分雙工實現全雙工傳輸[5] 。

鏈路管理(軟件)單元。LMP (鏈路管理器協議) 用于對鏈路的設置和控制。鏈路管理(LM)軟件模塊攜帶鏈路的數據設置、鑒權、鏈路硬件配置等協議。LM能夠發現其他遠端LM并通過LMP進行通信。LM的服務包括: 接收和發送數據、設備號請求、鏈路地址查詢、建立連接、鑒權、協商并建立連接方式、確定分組的幀類型、設置監聽方式、設置保持方式等。

軟件功能單元。藍牙的通訊協議為層次結構，其底層為各類應用，高層則因其具體應用不同而有所不同，主要分為計算機背景和非計算機背景兩種方式，前者通過主機控制接口HCI實現高低層連接，后者則不需要HCI。層次結構使其設備具有最大的通用性和靈活性。

當藍牙設備進行點對點和一對多點通信時，系統以特定方式組成一個微微網(Piconet)。微微網由主設備和從設備構成。藍牙設備在主從網絡和分散式網絡中，既可作主設備又可作從設備，還可同時為主設備或從設備。藍牙設備無基站，不同的微微網之間的跳頻各自獨立、互相連接，構成更大范圍的散射網絡，從而實現數據傳輸[3] (如圖1所示)。

2.2 校園應急處理IDSS的功能結構

建立“校園應急處理IDSS”的主要目的是實現突發事件信息的采集、傳輸、存儲、處理、分析、預案確定及啟動全過程的信息化、智能化和網絡化。促進校園突發事件以最佳方式“又好又快”地得到處理，確保師生員工生命安全、社會和學校的穩定與和諧。

“校園應急處理IDSS”充分利用現代智能技術、網絡技術和多媒體技術，以資源數據庫、方法庫和知識庫為基礎，以地理信息系統、數據分析系統、信息表示系統為手段，實現對突發事件數據的收集、分析、應急指揮的輔助決策、應急資源的組織、協調和管理控制等指揮功能。該系統在面對突發事件時，能夠為指揮者和相關人員提供各種通訊和信息服務，提供決策依據、分析手段、指揮命令實施部署和監督方法，能及時、有效地調集各種資源，實施災情控制和醫療救治工作，減輕突發事件對師生安全造成威脅，用最有效的控制手段和較小的資源投入，將損失控制在最小范圍內[2，4] 。

“校園應急處理IDSS”主要包括8個功能模塊:提供監控及智能預警子系統、校園突發事件應對處理預案子系統、突發事件分析及事態預測子系統、以往處理對策和最佳措施子系統、管理對策的有關政策及人事物安排子系統、智能提供地理信息等各種數據資源子系統、通訊援助與調度信息子系統、事后處理方案子系統等。

3 基于無線藍牙技術的校園應急IDSS的實現

3.1 無線藍牙的數據傳輸

由于校園危急事件具有突發性、危害性、信息不對稱性和事態發展不確定性等特點，使得校園危急事件的現場管理具有很大難度。圖像信息是一種非常重要的信息載體，具有直觀精練、內容豐富、簡單實用等其他諸如文字、音頻、視頻等信息無法比擬的優勢?；跓o線藍牙技術的校園應急處理IDSS，利用通訊援助與調度信息子系統，并將多媒體數據庫SQL Server 2008等新技術與藍牙無線傳輸技術結合，可以快速存儲、查詢和傳送各種急需的圖像信息，實現對特定人群更好更快地獲取安全信息。其中的數據庫主要由3類數據組成，即基礎信息數據、安全信息數據、地理信息數據，利用這3類數據可以分別建立相應的數據庫[2，5] 。

3.2 藍牙技術與校園應急處理IDSS的結合

基于無線藍牙技術的校園應急處理IDSS的建立，主要通過建立“監測、預警、應急”一體化的智能應急決策方案，構建一套快速的監測系統;結合藍牙等網絡技術，以多樣化、可擴展的信息渠道提供應急處理信息資源;基于數據倉庫和數據挖掘技術，創建相關行業的數據分析和預警模型，實現智能監測與預警聯動;融合智能技術和數據庫技術，實現各種業務數據的顯示界面集成;以業界主流和開放的技術標準和設計模式，提供開放的、平臺級的應用編程接口和管理工具，以滿足用戶快速拓展、實施和維護系統。在傳統3庫DSS的基礎上增設知識庫與推理機，并在人機對話子系統加入自然語言處理系統，再插入問題處理系統構成IDSS結構[6] ，如圖2所示。

在此基礎上，將藍牙技術與校園應急處理IDSS的結合，構建成完整的“基于藍牙技術的校園應急處理IDSS”，如圖3所示。

利用新系統，可以借鑒發生過的校園危急事件提前制定相應的預案，并制作好相關信息、電子導向圖、語音提示以及視頻幫助信息等。一旦緊急事件發生，即可借助藍牙無線傳輸技術將這些重要的信息數據傳遞到受困者手機上，使其以最佳方式快速脫離險境。

4結語

“基于藍牙技術的校園應急處理IDSS”的特點可總結為“六化”，即研發新型化、技術智能化、機制創新化、應用現代化、應急管理科學化、實現方法創新化，并體現了“六新”，即新技術、新機制、新模式、新結構、新方法、新應用。其創新之處還包括:創建分布式可逐級監測與處理突發事件信息網絡，實現對突發事件的評估與智能預警;利用視頻設備、通訊系統、數據庫系統、地理信息系統等，為領導和專家及時提供屏幕顯示和信息服務(含現場變化情況)，并提供各種智能化輔助決策信息;創建具有實時監測、科學預測、及時有效發布和動態反饋評估等功能的系統，實現對突發事件應急處理的智能決策支持;系統對應急資源科學調度，保證對特定突發事件應急處理所需資源的配置;及時發布救助、善后處理工作信息和建議預案;通過現場實時跟蹤與處理信息，對重大事故處理的新聞發布和報告等。

主要參考文獻

[1] 高佳.藍牙技術在高等學校多媒體教學中的應用[J].高校理科研究，2008(3):81-83.

[2] 賈鐵軍，王堅.校園社區應急處理IDSS的分析與設計[J].上海電機學院學報，2008，11(1):40-43.

[3] 梅龍寶，焦立.基于Bluetooth的網絡教育應用[J].現代遠距離教育，2007(4):68-70.

[4] 董振壽.高校建設平安校園的對策思考[J].集美大學學報，2008，11(3):116-120.

[5] 徐小濤，熊華，等.藍牙技術標準的最新發展[J].標準與規范，2008(9):44-47.

[6] 中國科學院計算技術研究所智能計算機科學開放實驗室智能決策系統開發平臺IDSDP研究[J].計算機研究與發展，2006(8):2-6.