移动互联网时代协同感知技术研究

王越

（中国人民武装警察部队警种学院，北京 102200）

移动互联网时代协同感知技术研究

王越

（中国人民武装警察部队警种学院，北京 102200）

本文研究了协同感知的相关概念及技术，具体包括：移动协同感知技术、基于位置的服务（LBS）、移动社交网络。然后对开发环境Android平台的基本知识进行了研究，最后对谷歌地图的可视化技术进行研究。

移动协同感知技术；LBS；移动社交网络

移动通信和互联网的结合使人类进入移动互联网时代，人们的生产方式和生活方式乃至整个社会领域都发生了深刻的变革。本文主要研究了协同感知的基本概念及相关技术，包括移动协同感知技术、基于位置的服务、移动社交网络。然后对开发环境Android平台的基本知识进行了研究，最后研究了基于谷歌地图的态势可视化技术。

1 移动协同感知技术

移动互联网时代的移动感知技术得以迅猛发展是因为它有着与众不同的工作模式，这种技术无论在何时何地都可以立即工作。这几年来，随着计算机技术和通信技术的蓬勃发展特别是对3G、4G通信技术的研究和应用，为移动协同感知技术的发展提供了非常大的空间［1］。移动协同中协同成员位置不固定且有了更多的自主性，他们所面临的环境和状况更加具有多样性，因此，协同成员之间如何利用各种渠道来进行沟通，并且协商出解决问题的办法，这些都是在研究移动协同感知技术过程中要考虑的相关内容［2］。

到现在为止，对移动协同感知技术的研究已经到达了一定的程度，有许多不同的技术研究方案被提出，但是最终还是没有达成统一的开发意见。对于解决方案的统一化的研究一直未有实质性的进展。从这个角度来说，移动协同感知技术在各个领域中仍处于起步的阶段。因此在本文先对移动协同感知的概念进行了初步的介绍，对移动协同感知的应用范围做出一个明确的界定。

随着时代的发展，传统感知技术逐渐衍生出一个新的技术领域——移动协同感知技术。移动协同感知技术是传统感知技术延伸出的一个新兴领域，它的产生和推动既是技术发展的必然，又是对人们工作方式的一种改变。未来的工作是移动协同感知工作，具体包括两个方面：一方面，移动协同感知工作是指正在工作的人相对于同事或者客户处在不同的地方；另一方面，移动协同感知工作在工作的时候位置可能是随时变化的。移动协同感知技术大致可以分为基于事件的移动协同感知技术和基于任务的移动协同感知技术。其中基于任务的移动协同感知技术包括三个方面的内容：①携带移动电话/便携式计算机设备的个人有可能是在几个不同的地方进行工作；②协同工作在一起的人在物理空间上是分开的，并且其物理位置可能不断变化；③最重要的一点是这些协作成员为了达到一个共同的目的而共同完成一项任务。

为更好地理解移动协同感知，这里将移动协同感知技术与传统移动协同概念进行对比区分（如图1）。移动协同感知技术，目的是通过向人们提供面向任务的优秀协同平台，保证人们可以在不同终端不同位置使用，而且可多人共同完成同一个任务而不需要在同一位置。

图1 传统感知协作概念模型（左）与移动感知协作概念模型（右）

移动协同感知具有很多传统协同感知所没有的独特性质：①可以保持协同的不间断性，能够保证对无线网络资源的合理利用，能够提供给应用系统自适应的网络连接机制，保证网络环境的畅通无阻；②能够使协同群组成员明确任务，知道其他成员当前的工作状况，并使协同用户具有群体之间协作存在和感知的能力；③可提供各种可靠的数据信息处理能力和存储能力的合作；④可同时支持同步和异步两种协同合作模式，随时随地提供群体协同能力。

2 基于位置的服务

随着通信技术的迅速发展以及智能终端的大力普及，基于位置的服务（LBS）这项技术也越来越受到人们的关注。如何获取当前的位置信息呢？在早期的时候可以使用LBS系统来进行紧急定位，它可以在短时间内迅速找出求助者身处的位置，从而可以实施抢救措施。这种类型的系统有很多，例如美国的E119系统和欧洲的E112系统。LBS技术已经被广泛运用到各个领域中，比如，开车的人可以利用自己手机中的GPS功能来定位离自己距离最近的加油站，也可以在手机中输入自己想到达的目的地，从而GPS会为您显示到达目的地所需要经过的行车线路［6］。在旅游或者是观赏许多名藏品的时候，游客可以打开语音导游器，这个导游器可以感知到游客现在身处的位置，并对游客感兴趣的藏品或建筑物向游客进行详细的讲解。

LBS技术是与其他网络服务不同的一种服务，其自身具有一个与众不同的特点，就是它对上下文具有感知性，除此之外，当上下文内容变化时，它能够迅速地感应到并且发生相应的变化，它具有非常强的适应性。此处所说的上下文是指一些信息，这些信息是用来描述某个实体的。

LBS的应用范围非常广泛，在安全领域、查找位置、交通领域、导航等多种不同领域中都有涉及。

例如，用户在日常生活中经常会问一些类似于这样的问题：“我现在身处的位置”、“在我周围有些什么人”等问题。LBS就可以对这些问题进行及时的回答。

用户在使用该功能时，首先通过无线网关联入互联网，然后用户可以向LBS程序发出请求，LBS通过定位装置获取用户的位置信息，再对用户的请求进行分析，最后通过前端服务器向移动用户提供基于用户时下位置的定制信息或经由第三方供应商取得相关服务。

LBS和传统的GIS服务还是有许多相似的地方，但是其实这两种服务在本质上还是存在区别的。GIS较LBS来说能够提供更多的专业服务：GIS由于在计算地理位置信息时运用了较多的计算资源，从而比较适合向专业技术人员提供基于地理位置的位置数据方面的分析和处理。而LBS则更加大众和普遍化，适合对一般用户所提供的地理位置数据信息进行分析和处理，并且LBS所提供的基于位置的服务必须运行在资源有限的移动终端上。LBS服务提供商的特点有：①移动性：无论移动终端在任何地点都可以为其提供服务；②实时性：支持实时查询动态信息；③高性能：通过快速处理用户的查询请求以避免长时间等待；④高可靠性：保证系统能够长时间稳定运行；⑤可扩展性：能够支持大规模用户和数据；⑥互操作性：LBS通常需要和其他电子商务服务进行集成，需要良好的互操作性；⑦安全性：保护服务提供商的数据和用户的隐私；⑧开放性：支持多种公告协议和标准。

3 移动社交网络

移动社交网络源自于传统社会性网络服务，但是这两种服务还是有区别的，传统的移动社交网络主要关注的是用网站将拥有共同兴趣爱好的人都放到一起，用户通过电脑终端进行信息的交流和交换，任何与用户相关联的人都可以通过该服务来了解用户的动态。现在社交领域中已经出现了许多的网站用于人与人之间的信息交流活动，比如说人人、微博、Facebook等等。但是社交网络则是建立在社会的真实关系上，更多地依赖于一些移动设备上的应用软件，如手机QQ等；社交网络的目的在于利用便捷通信设备中更为灵活的沟通方式吸引用户，使得用户能够充分发挥移动通信技术的优势，从而满足用户的多样需求。

移动社交网络按照经营者类别划分为四种，主要有：①基于传统社交的移动社交网站：以Facebook和人人网客户端等传统社交网站为代表。②用于手机的社交网络：典型的有小米公司通过移动平台开发的手机即时通讯应用——米聊。③运营商开发的移动社交网络，其中的代表有中国联通的“新天堂”和移动社区“139”等，特点是通信运营商控制着重要的通信资源和最大的移动用户数量，如果他们能够有很好的创新，在开发成功的移动社交网络方面具有很大的优势。④互联网企业开发的基于服务的移动社区产品：如微博、微信等。

目前有一种新型的社交网络正在兴起，即基于位置的社交网络LBSNS（Location Based Social Networking Service），也称为位置社交服务。如微信的水印相机、百度地图的定位功能等。这类网络将用户的位置信息与其状态连接在一起，社交活动与位置有很大的关系，完美融合了LBS和SNS。

4 Android开发平台

Android是一种基于Linux的自由并且开放源代码的操作系统，主要使用于移动设备，如智能手机和平板电脑，由Google公司和开放手机联盟领导及开发。该平台由操作系统、中间件、用户界面和应用软件组成。

Android平台特性有：①应用程序框架支持组件的重用与替换：这样我们可以删除系统中不喜欢的应用程序，并安装我们喜欢的应用程序。②针对移动设备而优化过的Dalvik虚拟机，利用Linux kernel来具体实现某些潜在功能。③基于开源的WebKit引擎开发的内部集成浏览器：内置的浏览器意味着WAP应用时代即将结束，真正的移动互联网时代已经来临。④优化的图形库：提供了优化后的图形系统，该系统由包括一个自定义的2D图形库和一个遵照OpenGL ES 1.0的3D图形库组成。Android系统强大的图形库给游戏开发带来了福音：3G最为重要的应用显现在手机上网和手机游戏上。⑤结构化数据存储：通过使用SQLite实现结构化数据存储。⑥多媒体支持：对某些通用的音频、视频和静态印象文件格式提供支持（H.264、MPEG4、MP3、AAC、JPG、AMR、PNG、GIF）。⑦依赖于硬件：实现GSM电话、EDGE、蓝牙、3G和Wi-Fi、照相机、GPS、指南针和加速计技术。⑧开发环境非常丰富：包括一个设备模拟器、内存和效率调优工具、调适工具、内存及性能分析图表和一个Eclipse的插件。Google提供的Android开发包SDK包含大量的类库和开发工具，并且能针对Eclipse的可视化开发出插件ADT。Android平台架构如下：Android平台下层结构的核心为嵌入式Linux操作系统，中间是Google为Android开发的Libraries（函数库）以及Android Runtime（核心库、Dalvik虚拟机），上层为Application Framework（应用程序框架）。由此来开发各种不同的手机应用程序。Android会附带一部分核心的应用程序，包括一个短信程序、email客户端、日历、地图、通讯录、浏览器等等。全部的应用程序都由Java语言编辑完成的。开发人员拥有访问框架APIs全部的权限，应用的系统结构设计对各组件之间的重用进行了简化；任何应用都允许分发自己的组件，任何应用同时也可以使用所分发的组件。这样的机制对用户来说同样适用，他们也允许替换组件。隐藏在每个APP后面的是一整套服务和系统。

Android系统有两个优点：一是开放性：Android系统突破了iPhone等只能添加为数不多的固定软件的枷锁，通过提供一个对第三方软件完全开放的平台从而使得开发者在为其开发程序时拥有更大的自由度。二是服务免费：Android操作系统与Windows Mobile、Symbian等厂商不同，它免费向开发人员提供服务，从而给开发者带来了极大的便利。CoSense的开发就是基于Android系统。

5 谷歌地图和地图标注

谷歌地图（Google Maps）是Google公司提供的电子地图服务，包括局部详细的卫星照片。谷歌地图能提供矢量地图、俯视图、地形视图等三种视图，这种功能有助于使地图信息的态势展示更贴近现实。Google为应用开发者提供的Maps编程API——谷歌地图API可以允许开发者不必建立自己的地图服务器，只需要将谷歌地图数据嵌入到设计的网站之中，就能够实现嵌入谷歌地图的地图类服务应用，并借助于谷歌地图的地图数据为使用者提供基于位置的服务。谷歌地图API允许开发者将地图数据嵌入到Web应用中，并允许开发者使用JavaScript脚本进行地图类应用的开发拓展，比如响应用户的点击动作，同时显示包含内容信息的气泡类提示窗口；比如给地图添加标注和折线或者其他的地图图层覆盖物和地图。开发者基于谷歌专门为开发者提供的地图API可以开发出各种有趣的地图应用，并能够将不同地图图层加载到应用中，如Google“扫街”形成的街道视图、根据海拔高度绘制的高山或植被地形图、卫星影像等，从而使使用者能够打造个性化的地图应用站点。

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

［2］赵亮.面向位置服务的移动对象并发查询处理技术［D］.长沙：国防科学技术大学，2010.

Research on Collaborative Awareness Technology in M obile Internet Era

Wang Yue
（China peopleƳs 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：发展战略。