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可穿戴计算机信息捕获及处理系统的研究与实现

陈浩  
【摘要】: 可穿戴计算机信息捕获及处理系统将实现这样的目的,将人们在物理空间的活动通过可穿戴传感器移植到计算空间,并在物理空间和计算空间建立起映射关系,使得可穿戴用户在物理空间的活动能让计算机系统感知、理解、预判,并在恰当的时候给予用户及时的协助。 首先,论文分析了在可穿戴计算环境下的穿戴者和可穿戴计算机系统的特征,以及利用可穿戴计算机执行信息捕获及处理的需求。在此基础上,从总体建立了信息捕获及处理系统的三层结构模型,即用户层、中间层、数据层。 然后,论文重点探讨了系统三层结构模型的实现。对于用户层,分析了在可穿戴计算环境中的人机交互方式,系统用例以及系统用户层的模型及实现过程;作为系统核心层的中间层,结合可穿戴计算机硬件平台的约束条件和系统的需求,详细讨论了系统中间层模型的建立,并阐述了其实现过程;对于系统数据层,根据系统产生的数据类型以及数据的对后续研究的支持,阐述了系统数据库和知识库的设计。 最后,为了检验系统的功能设计了两个现场信息捕获实验,实验表明,本系统在执行现场信息捕获、用户路径跟踪、数据检索、系统协助等方面满足需求。论文最后对系统做了压力测试和内存泄漏测试,结果表明,本系统在可穿戴计算机硬件平台上具有良好性能表现和长时间运行。 本论文做出了下面三方面的贡献: 1.希望提出基于可穿戴计算机硬件平台的三层软件架构模式,并将该模式应用具有灵活性、可扩展的可穿戴计算机的信息捕获与处理应用系统。 2.采用动态聚类分析的K-Means方法将用户的姿态、位置日志记录进行分析并形成用户的知识库,通过比较用户姿态、位置的新输入信息和知识库信息,实现系统的初级上下文感知功能。 3.设计并开发出运行于可穿戴计算机上的现场信息捕获及处理系统。 该系统层次架构合理、各层以模块方式组合而成,整个系统具有灵活性、可伸缩性、易于扩展,对可穿戴计算机的软件开发具有参考意义。


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