移動互聯(lián)網(wǎng)時代協(xié)同感知技術(shù)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(lián)網(wǎng)時代協(xié)同感知技術(shù)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(xié)同感知的相關(guān)概念及技術(shù)，具體包括：移動協(xié)同感知技術(shù)、基于位置的服務(wù)（LBS）、移動社交網(wǎng)絡(luò)。然后對開發(fā)環(huán)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(shù)進行研究。

移動協(xié)同感知技術(shù)；LBS；移動社交網(wǎng)絡(luò)

移動通信和互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合使人類進入移動互聯(lián)網(wǎng)時代，人們的生產(chǎn)方式和生活方式乃至整個社會領(lǐng)域都發(fā)生了深刻的變革。本文主要研究了協(xié)同感知的基本概念及相關(guān)技術(shù)，包括移動協(xié)同感知技術(shù)、基于位置的服務(wù)、移動社交網(wǎng)絡(luò)。然后對開發(fā)環(huán)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(tài)勢可視化技術(shù)。

1 移動協(xié)同感知技術(shù)

移動互聯(lián)網(wǎng)時代的移動感知技術(shù)得以迅猛發(fā)展是因為它有著與眾不同的工作模式，這種技術(shù)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(shù)和通信技術(shù)的蓬勃發(fā)展特別是對3G、4G通信技術(shù)的研究和應(yīng)用，為移動協(xié)同感知技術(shù)的發(fā)展提供了非常大的空間［1］。移動協(xié)同中協(xié)同成員位置不固定且有了更多的自主性，他們所面臨的環(huán)境和狀況更加具有多樣性，因此，協(xié)同成員之間如何利用各種渠道來進行溝通，并且協(xié)商出解決問題的辦法，這些都是在研究移動協(xié)同感知技術(shù)過程中要考慮的相關(guān)內(nèi)容［2］。

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

隨著時代的發(fā)展，傳統(tǒng)感知技術(shù)逐漸衍生出一個新的技術(shù)領(lǐng)域——移動協(xié)同感知技術(shù)。移動協(xié)同感知技術(shù)是傳統(tǒng)感知技術(shù)延伸出的一個新興領(lǐng)域，它的產(chǎn)生和推動既是技術(shù)發(fā)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(xié)同感知工作，具體包括兩個方面：一方面，移動協(xié)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(xié)同感知工作在工作的時候位置可能是隨時變化的。移動協(xié)同感知技術(shù)大致可以分為基于事件的移動協(xié)同感知技術(shù)和基于任務(wù)的移動協(xié)同感知技術(shù)。其中基于任務(wù)的移動協(xié)同感知技術(shù)包括三個方面的內(nèi)容：①攜帶移動電話/便攜式計算機設(shè)備的個人有可能是在幾個不同的地方進行工作；②協(xié)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(xié)作成員為了達到一個共同的目的而共同完成一項任務(wù)。

為更好地理解移動協(xié)同感知，這里將移動協(xié)同感知技術(shù)與傳統(tǒng)移動協(xié)同概念進行對比區(qū)分（如圖1）。移動協(xié)同感知技術(shù)，目的是通過向人們提供面向任務(wù)的優(yōu)秀協(xié)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(wù)而不需要在同一位置。

圖1 傳統(tǒng)感知協(xié)作概念模型（左）與移動感知協(xié)作概念模型（右）

移動協(xié)同感知具有很多傳統(tǒng)協(xié)同感知所沒有的獨特性質(zhì)：①可以保持協(xié)同的不間斷性，能夠保證對無線網(wǎng)絡(luò)資源的合理利用，能夠提供給應(yīng)用系統(tǒng)自適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)連接機制，保證網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的暢通無阻；②能夠使協(xié)同群組成員明確任務(wù)，知道其他成員當前的工作狀況，并使協(xié)同用戶具有群體之間協(xié)作存在和感知的能力；③可提供各種可靠的數(shù)據(jù)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(xié)同合作模式，隨時隨地提供群體協(xié)同能力。

2 基于位置的服務(wù)

隨著通信技術(shù)的迅速發(fā)展以及智能終端的大力普及，基于位置的服務(wù)（LBS）這項技術(shù)也越來越受到人們的關(guān)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(tǒng)來進行緊急定位，它可以在短時間內(nèi)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(tǒng)有很多，例如美國的E119系統(tǒng)和歐洲的E112系統(tǒng)。LBS技術(shù)已經(jīng)被廣泛運用到各個領(lǐng)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(jīng)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(dǎo)游器，這個導(dǎo)游器可以感知到游客現(xiàn)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(shù)是與其他網(wǎng)絡(luò)服務(wù)不同的一種服務(wù)，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(nèi)容變化時，它能夠迅速地感應(yīng)到并且發(fā)生相應(yīng)的變化，它具有非常強的適應(yīng)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(yīng)用范圍非常廣泛，在安全領(lǐng)域、查找位置、交通領(lǐng)域、導(dǎo)航等多種不同領(lǐng)域中都有涉及。

例如，用戶在日常生活中經(jīng)常會問一些類似于這樣的問題：“我現(xiàn)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(wǎng)關(guān)聯(lián)入互聯(lián)網(wǎng)，然后用戶可以向LBS程序發(fā)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(wù)器向移動用戶提供基于用戶時下位置的定制信息或經(jīng)由第三方供應(yīng)商取得相關(guān)服務(wù)。

LBS和傳統(tǒng)的GIS服務(wù)還是有許多相似的地方，但是其實這兩種服務(wù)在本質(zhì)上還是存在區(qū)別的。GIS較LBS來說能夠提供更多的專業(yè)服務(wù)：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?qū)I(yè)技術(shù)人員提供基于地理位置的位置數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)信息進行分析和處理，并且LBS所提供的基于位置的服務(wù)必須運行在資源有限的移動終端上。LBS服務(wù)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(wù)；②實時性：支持實時查詢動態(tài)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(tǒng)能夠長時間穩(wěn)定運行；⑤可擴展性：能夠支持大規(guī)模用戶和數(shù)據(jù)；⑥互操作性：LBS通常需要和其他電子商務(wù)服務(wù)進行集成，需要良好的互操作性；⑦安全性：保護服務(wù)提供商的數(shù)據(jù)和用戶的隱私；⑧開放性：支持多種公告協(xié)議和標準。

3 移動社交網(wǎng)絡(luò)

移動社交網(wǎng)絡(luò)源自于傳統(tǒng)社會性網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，但是這兩種服務(wù)還是有區(qū)別的，傳統(tǒng)的移動社交網(wǎng)絡(luò)主要關(guān)注的是用網(wǎng)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(guān)聯(lián)的人都可以通過該服務(wù)來了解用戶的動態(tài)。現(xiàn)在社交領(lǐng)域中已經(jīng)出現(xiàn)了許多的網(wǎng)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(wǎng)絡(luò)則是建立在社會的真實關(guān)系上，更多地依賴于一些移動設(shè)備上的應(yīng)用軟件，如手機QQ等；社交網(wǎng)絡(luò)的目的在于利用便捷通信設(shè)備中更為靈活的溝通方式吸引用戶，使得用戶能夠充分發(fā)揮移動通信技術(shù)的優(yōu)勢，從而滿足用戶的多樣需求。

移動社交網(wǎng)絡(luò)按照經(jīng)營者類別劃分為四種，主要有：①基于傳統(tǒng)社交的移動社交網(wǎng)站：以Facebook和人人網(wǎng)客戶端等傳統(tǒng)社交網(wǎng)站為代表。②用于手機的社交網(wǎng)絡(luò)：典型的有小米公司通過移動平臺開發(fā)的手機即時通訊應(yīng)用——米聊。③運營商開發(fā)的移動社交網(wǎng)絡(luò)，其中的代表有中國聯(lián)通的“新天堂”和移動社區(qū)“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(shù)量，如果他們能夠有很好的創(chuàng)新，在開發(fā)成功的移動社交網(wǎng)絡(luò)方面具有很大的優(yōu)勢。④互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)開發(fā)的基于服務(wù)的移動社區(qū)產(chǎn)品：如微博、微信等。

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

4 Android開發(fā)平臺

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

Android平臺特性有：①應(yīng)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(tǒng)中不喜歡的應(yīng)用程序，并安裝我們喜歡的應(yīng)用程序。②針對移動設(shè)備而優(yōu)化過的Dalvik虛擬機，利用Linux kernel來具體實現(xiàn)某些潛在功能。③基于開源的WebKit引擎開發(fā)的內(nèi)部集成瀏覽器：內(nèi)置的瀏覽器意味著WAP應(yīng)用時代即將結(jié)束，真正的移動互聯(lián)網(wǎng)時代已經(jīng)來臨。④優(yōu)化的圖形庫：提供了優(yōu)化后的圖形系統(tǒng)，該系統(tǒng)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(tǒng)強大的圖形庫給游戲開發(fā)帶來了福音：3G最為重要的應(yīng)用顯現(xiàn)在手機上網(wǎng)和手機游戲上。⑤結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲：通過使用SQLite實現(xiàn)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲。⑥多媒體支持：對某些通用的音頻、視頻和靜態(tài)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(xiàn)GSM電話、EDGE、藍牙、3G和Wi-Fi、照相機、GPS、指南針和加速計技術(shù)。⑧開發(fā)環(huán)境非常豐富：包括一個設(shè)備模擬器、內(nèi)存和效率調(diào)優(yōu)工具、調(diào)適工具、內(nèi)存及性能分析圖表和一個Eclipse的插件。Google提供的Android開發(fā)包SDK包含大量的類庫和開發(fā)工具，并且能針對Eclipse的可視化開發(fā)出插件ADT。Android平臺架構(gòu)如下：Android平臺下層結(jié)構(gòu)的核心為嵌入式Linux操作系統(tǒng)，中間是Google為Android開發(fā)的Libraries（函數(shù)庫）以及Android Runtime（核心庫、Dalvik虛擬機），上層為Application Framework（應(yīng)用程序框架）。由此來開發(fā)各種不同的手機應(yīng)用程序。Android會附帶一部分核心的應(yīng)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(yīng)用程序都由Java語言編輯完成的。開發(fā)人員擁有訪問框架APIs全部的權(quán)限，應(yīng)用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計對各組件之間的重用進行了簡化；任何應(yīng)用都允許分發(fā)自己的組件，任何應(yīng)用同時也可以使用所分發(fā)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(wù)和系統(tǒng)。

Android系統(tǒng)有兩個優(yōu)點：一是開放性：Android系統(tǒng)突破了iPhone等只能添加為數(shù)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(fā)者在為其開發(fā)程序時擁有更大的自由度。二是服務(wù)免費：Android操作系統(tǒng)與Windows Mobile、Symbian等廠商不同，它免費向開發(fā)人員提供服務(wù)，從而給開發(fā)者帶來了極大的便利。CoSense的開發(fā)就是基于Android系統(tǒng)。

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(wù)，包括局部詳細的衛(wèi)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(tài)勢展示更貼近現(xiàn)實。Google為應(yīng)用開發(fā)者提供的Maps編程API——谷歌地圖API可以允許開發(fā)者不必建立自己的地圖服務(wù)器，只需要將谷歌地圖數(shù)據(jù)嵌入到設(shè)計的網(wǎng)站之中，就能夠?qū)崿F(xiàn)嵌入谷歌地圖的地圖類服務(wù)應(yīng)用，并借助于谷歌地圖的地圖數(shù)據(jù)為使用者提供基于位置的服務(wù)。谷歌地圖API允許開發(fā)者將地圖數(shù)據(jù)嵌入到Web應(yīng)用中，并允許開發(fā)者使用JavaScript腳本進行地圖類應(yīng)用的開發(fā)拓展，比如響應(yīng)用戶的點擊動作，同時顯示包含內(nèi)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(fā)者基于谷歌專門為開發(fā)者提供的地圖API可以開發(fā)出各種有趣的地圖應(yīng)用，并能夠?qū)⒉煌貓D圖層加載到應(yīng)用中，如Google“掃街”形成的街道視圖、根據(jù)海拔高度繪制的高山或植被地形圖、衛(wèi)星影像等，從而使使用者能夠打造個性化的地圖應(yīng)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(wù)的移動對象并發(fā)查詢處理技術(shù)［D］.長沙：國防科學技術(shù)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(fā)展戰(zhàn)略。