移動互聯網時代協同感知技術研究

王越

（中國人民武裝警察部隊警種學院，北京 102200）

移動互聯網時代協同感知技術研究

王越

（中國人民武裝警察部隊警種學院，北京 102200）

本文研究了協同感知的相關概念及技術，具體包括：移動協同感知技術、基于位置的服務（LBS）、移動社交網絡。然后對開發環境Android平臺的基本知識進行了研究，最后對谷歌地圖的可視化技術進行研究。

移動協同感知技術；LBS；移動社交網絡

移動通信和互聯網的結合使人類進入移動互聯網時代，人們的生產方式和生活方式乃至整個社會領域都發生了深刻的變革。本文主要研究了協同感知的基本概念及相關技術，包括移動協同感知技術、基于位置的服務、移動社交網絡。然后對開發環境Android平臺的基本知識進行了研究，最后研究了基于谷歌地圖的態勢可視化技術。

1 移動協同感知技術

移動互聯網時代的移動感知技術得以迅猛發展是因為它有著與眾不同的工作模式，這種技術無論在何時何地都可以立即工作。這幾年來，隨著計算機技術和通信技術的蓬勃發展特別是對3G、4G通信技術的研究和應用，為移動協同感知技術的發展提供了非常大的空間［1］。移動協同中協同成員位置不固定且有了更多的自主性，他們所面臨的環境和狀況更加具有多樣性，因此，協同成員之間如何利用各種渠道來進行溝通，并且協商出解決問題的辦法，這些都是在研究移動協同感知技術過程中要考慮的相關內容［2］。

到現在為止，對移動協同感知技術的研究已經到達了一定的程度，有許多不同的技術研究方案被提出，但是最終還是沒有達成統一的開發意見。對于解決方案的統一化的研究一直未有實質性的進展。從這個角度來說，移動協同感知技術在各個領域中仍處于起步的階段。因此在本文先對移動協同感知的概念進行了初步的介紹，對移動協同感知的應用范圍做出一個明確的界定。

隨著時代的發展，傳統感知技術逐漸衍生出一個新的技術領域——移動協同感知技術。移動協同感知技術是傳統感知技術延伸出的一個新興領域，它的產生和推動既是技術發展的必然，又是對人們工作方式的一種改變。未來的工作是移動協同感知工作，具體包括兩個方面：一方面，移動協同感知工作是指正在工作的人相對于同事或者客戶處在不同的地方；另一方面，移動協同感知工作在工作的時候位置可能是隨時變化的。移動協同感知技術大致可以分為基于事件的移動協同感知技術和基于任務的移動協同感知技術。其中基于任務的移動協同感知技術包括三個方面的內容：①攜帶移動電話/便攜式計算機設備的個人有可能是在幾個不同的地方進行工作；②協同工作在一起的人在物理空間上是分開的，并且其物理位置可能不斷變化；③最重要的一點是這些協作成員為了達到一個共同的目的而共同完成一項任務。

為更好地理解移動協同感知，這里將移動協同感知技術與傳統移動協同概念進行對比區分（如圖1）。移動協同感知技術，目的是通過向人們提供面向任務的優秀協同平臺，保證人們可以在不同終端不同位置使用，而且可多人共同完成同一個任務而不需要在同一位置。

圖1 傳統感知協作概念模型（左）與移動感知協作概念模型（右）

移動協同感知具有很多傳統協同感知所沒有的獨特性質：①可以保持協同的不間斷性，能夠保證對無線網絡資源的合理利用，能夠提供給應用系統自適應的網絡連接機制，保證網絡環境的暢通無阻；②能夠使協同群組成員明確任務，知道其他成員當前的工作狀況，并使協同用戶具有群體之間協作存在和感知的能力；③可提供各種可靠的數據信息處理能力和存儲能力的合作；④可同時支持同步和異步兩種協同合作模式，隨時隨地提供群體協同能力。

2 基于位置的服務

隨著通信技術的迅速發展以及智能終端的大力普及，基于位置的服務（LBS）這項技術也越來越受到人們的關注。如何獲取當前的位置信息呢？在早期的時候可以使用LBS系統來進行緊急定位，它可以在短時間內迅速找出求助者身處的位置，從而可以實施搶救措施。這種類型的系統有很多，例如美國的E119系統和歐洲的E112系統。LBS技術已經被廣泛運用到各個領域中，比如，開車的人可以利用自己手機中的GPS功能來定位離自己距離最近的加油站，也可以在手機中輸入自己想到達的目的地，從而GPS會為您顯示到達目的地所需要經過的行車線路［6］。在旅游或者是觀賞許多名藏品的時候，游客可以打開語音導游器，這個導游器可以感知到游客現在身處的位置，并對游客感興趣的藏品或建筑物向游客進行詳細的講解。

LBS技術是與其他網絡服務不同的一種服務，其自身具有一個與眾不同的特點，就是它對上下文具有感知性，除此之外，當上下文內容變化時，它能夠迅速地感應到并且發生相應的變化，它具有非常強的適應性。此處所說的上下文是指一些信息，這些信息是用來描述某個實體的。

LBS的應用范圍非常廣泛，在安全領域、查找位置、交通領域、導航等多種不同領域中都有涉及。

例如，用戶在日常生活中經常會問一些類似于這樣的問題：“我現在身處的位置”、“在我周圍有些什么人”等問題。LBS就可以對這些問題進行及時的回答。

用戶在使用該功能時，首先通過無線網關聯入互聯網，然后用戶可以向LBS程序發出請求，LBS通過定位裝置獲取用戶的位置信息，再對用戶的請求進行分析，最后通過前端服務器向移動用戶提供基于用戶時下位置的定制信息或經由第三方供應商取得相關服務。

LBS和傳統的GIS服務還是有許多相似的地方，但是其實這兩種服務在本質上還是存在區別的。GIS較LBS來說能夠提供更多的專業服務：GIS由于在計算地理位置信息時運用了較多的計算資源，從而比較適合向專業技術人員提供基于地理位置的位置數據方面的分析和處理。而LBS則更加大眾和普遍化，適合對一般用戶所提供的地理位置數據信息進行分析和處理，并且LBS所提供的基于位置的服務必須運行在資源有限的移動終端上。LBS服務提供商的特點有：①移動性：無論移動終端在任何地點都可以為其提供服務；②實時性：支持實時查詢動態信息；③高性能：通過快速處理用戶的查詢請求以避免長時間等待；④高可靠性：保證系統能夠長時間穩定運行；⑤可擴展性：能夠支持大規模用戶和數據；⑥互操作性：LBS通常需要和其他電子商務服務進行集成，需要良好的互操作性；⑦安全性：保護服務提供商的數據和用戶的隱私；⑧開放性：支持多種公告協議和標準。

3 移動社交網絡

移動社交網絡源自于傳統社會性網絡服務，但是這兩種服務還是有區別的，傳統的移動社交網絡主要關注的是用網站將擁有共同興趣愛好的人都放到一起，用戶通過電腦終端進行信息的交流和交換，任何與用戶相關聯的人都可以通過該服務來了解用戶的動態。現在社交領域中已經出現了許多的網站用于人與人之間的信息交流活動，比如說人人、微博、Facebook等等。但是社交網絡則是建立在社會的真實關系上，更多地依賴于一些移動設備上的應用軟件，如手機QQ等；社交網絡的目的在于利用便捷通信設備中更為靈活的溝通方式吸引用戶，使得用戶能夠充分發揮移動通信技術的優勢，從而滿足用戶的多樣需求。

移動社交網絡按照經營者類別劃分為四種，主要有：①基于傳統社交的移動社交網站：以Facebook和人人網客戶端等傳統社交網站為代表。②用于手機的社交網絡：典型的有小米公司通過移動平臺開發的手機即時通訊應用——米聊。③運營商開發的移動社交網絡，其中的代表有中國聯通的“新天堂”和移動社區“139”等，特點是通信運營商控制著重要的通信資源和最大的移動用戶數量，如果他們能夠有很好的創新，在開發成功的移動社交網絡方面具有很大的優勢。④互聯網企業開發的基于服務的移動社區產品：如微博、微信等。

目前有一種新型的社交網絡正在興起，即基于位置的社交網絡LBSNS（Location Based Social Networking Service），也稱為位置社交服務。如微信的水印相機、百度地圖的定位功能等。這類網絡將用戶的位置信息與其狀態連接在一起，社交活動與位置有很大的關系，完美融合了LBS和SNS。

4 Android開發平臺

Android是一種基于Linux的自由并且開放源代碼的操作系統，主要使用于移動設備，如智能手機和平板電腦，由Google公司和開放手機聯盟領導及開發。該平臺由操作系統、中間件、用戶界面和應用軟件組成。

Android平臺特性有：①應用程序框架支持組件的重用與替換：這樣我們可以刪除系統中不喜歡的應用程序，并安裝我們喜歡的應用程序。②針對移動設備而優化過的Dalvik虛擬機，利用Linux kernel來具體實現某些潛在功能。③基于開源的WebKit引擎開發的內部集成瀏覽器：內置的瀏覽器意味著WAP應用時代即將結束，真正的移動互聯網時代已經來臨。④優化的圖形庫：提供了優化后的圖形系統，該系統由包括一個自定義的2D圖形庫和一個遵照OpenGL ES 1.0的3D圖形庫組成。Android系統強大的圖形庫給游戲開發帶來了福音：3G最為重要的應用顯現在手機上網和手機游戲上。⑤結構化數據存儲：通過使用SQLite實現結構化數據存儲。⑥多媒體支持：對某些通用的音頻、視頻和靜態印象文件格式提供支持（H.264、MPEG4、MP3、AAC、JPG、AMR、PNG、GIF）。⑦依賴于硬件：實現GSM電話、EDGE、藍牙、3G和Wi-Fi、照相機、GPS、指南針和加速計技術。⑧開發環境非常豐富：包括一個設備模擬器、內存和效率調優工具、調適工具、內存及性能分析圖表和一個Eclipse的插件。Google提供的Android開發包SDK包含大量的類庫和開發工具，并且能針對Eclipse的可視化開發出插件ADT。Android平臺架構如下：Android平臺下層結構的核心為嵌入式Linux操作系統，中間是Google為Android開發的Libraries（函數庫）以及Android Runtime（核心庫、Dalvik虛擬機），上層為Application Framework（應用程序框架）。由此來開發各種不同的手機應用程序。Android會附帶一部分核心的應用程序，包括一個短信程序、email客戶端、日歷、地圖、通訊錄、瀏覽器等等。全部的應用程序都由Java語言編輯完成的。開發人員擁有訪問框架APIs全部的權限，應用的系統結構設計對各組件之間的重用進行了簡化；任何應用都允許分發自己的組件，任何應用同時也可以使用所分發的組件。這樣的機制對用戶來說同樣適用，他們也允許替換組件。隱藏在每個APP后面的是一整套服務和系統。

Android系統有兩個優點：一是開放性：Android系統突破了iPhone等只能添加為數不多的固定軟件的枷鎖，通過提供一個對第三方軟件完全開放的平臺從而使得開發者在為其開發程序時擁有更大的自由度。二是服務免費：Android操作系統與Windows Mobile、Symbian等廠商不同，它免費向開發人員提供服務，從而給開發者帶來了極大的便利。CoSense的開發就是基于Android系統。

5 谷歌地圖和地圖標注

谷歌地圖（Google Maps）是Google公司提供的電子地圖服務，包括局部詳細的衛星照片。谷歌地圖能提供矢量地圖、俯視圖、地形視圖等三種視圖，這種功能有助于使地圖信息的態勢展示更貼近現實。Google為應用開發者提供的Maps編程API——谷歌地圖API可以允許開發者不必建立自己的地圖服務器，只需要將谷歌地圖數據嵌入到設計的網站之中，就能夠實現嵌入谷歌地圖的地圖類服務應用，并借助于谷歌地圖的地圖數據為使用者提供基于位置的服務。谷歌地圖API允許開發者將地圖數據嵌入到Web應用中，并允許開發者使用JavaScript腳本進行地圖類應用的開發拓展，比如響應用戶的點擊動作，同時顯示包含內容信息的氣泡類提示窗口；比如給地圖添加標注和折線或者其他的地圖圖層覆蓋物和地圖。開發者基于谷歌專門為開發者提供的地圖API可以開發出各種有趣的地圖應用，并能夠將不同地圖圖層加載到應用中，如Google“掃街”形成的街道視圖、根據海拔高度繪制的高山或植被地形圖、衛星影像等，從而使使用者能夠打造個性化的地圖應用站點。

［1］W.Reinhard，J.Schweitzer，G.Volksen.CSCW Tools：Con?ceptsand architectures［J］.IEEEComputer，2012：28-36.

［2］趙亮.面向位置服務的移動對象并發查詢處理技術［D］.長沙：國防科學技術大學，2010.

Research on Collaborative Awareness Technology in M obile Internet Era

Wang Yue
（China people?s Armed Police Force Police Academy，Beijing102200）

This paper studies the related concepts and technologies of collaborative awareness，including:mobile cooperative sensing technology，location-based services（LBS），mobile social networks.Then the basic knowledge of the development environment Android platform is studied，and the visualization technology of Google map is studied in the end.

mobile cooperative sensing technology;LBS;mobile social networks

TP301

A

1003-5168（2015）05-0009-3

2015-4-20

王越（1976-），博士，副教授，研究方向：發展戰略。