[發明專利]一種普適計算環境上下文一致性檢測調度系統及方法

有效

• 申請號: 201410358442.3
• 申請日: 2014-07-25
• 公開（公告）號: CN104123469A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 許暢;馬曉星;呂建;奚旺
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 張蘇沛

技術領域

本發明涉及普適計算，傳感器，機器學習，軟件工程等領域，尤其涉及針對普適計算環境下的上下文一致性檢測領域。

背景技術

當今計算機傳感技術得到了廣泛的發展，越來越多的應用程序依賴于環境上下文信息來提供更好的服務，例如智能家居系統，智能手機上的各種基于位置的服務應用(地圖、點評類應用)等。這類應用統稱為上下文感知應用。然而，傳感器通常會有誤差，這就導致了應用所使用的上下文信息不一定準確，需要進一步的驗證才能被應用所使用。

目前傳統的上下文驗證方法是首先使用一致性約束來指定環境上下文應該滿足的屬性，這些約束通常可以用一階邏輯語言描述；然后在環境上下文發生任何變化時，相應的一致性約束會被檢測，如果一致性約束被違背，則意味著一致性錯誤的產生，需要進行及時的一致性錯誤修復。然而，這種傳統的方法通常會遇到許多錯報問題。許多檢測出來的一致性錯誤，其實不是真的由于環境信息的不準確導致的，而是由于一致性檢測的時機不恰當導致。現實世界的一個變化，可能在會引發多個傳感器的數值變化，在所有的變化都被更新之前，上下文信息可能處于一個臨時的不一致狀態，從而導致這個一致性錯誤被檢測到。通常當后續的上下文變化全部生效之后，這個一致性錯誤就會消失。這些一致性錯誤會在很短的時間內消失，實際上屬于錯報。傳統的方法會立即修復檢測到的一致性錯誤，因此這些錯報也會被當成正常的一致性錯誤來修復，于是就可能引發問題。一方面，如果這些原本正常的環境上下文信息被當成環境噪聲而刪除，那么應用就無法得到最新的環境信息；另一方面，應用可能針對當前的錯誤采取異常處理機制，從而將應用轉入一個異常狀態。這些都會影響應用的正常運行，因此需要盡可能避免這些錯報檢測到，或者至少壓縮這類錯報的數量。

發明內容

本發明的主要目的是提供一種針對普適計算環境下的上下文一致性檢測調度方法，這種方法能自動識別可能導致錯報的環境上下文變化模式，從而提升一致性錯誤檢測的準確度。在實際檢測時，這種方法自動識別上下文變化過程中的錯報模式，從而選擇恰當的實際進行一致性檢測，提升檢測效果。本方法的模式學習過程、一致性錯誤調度過程都是全自動的，在初始化后即不需要用戶(程序員)的干涉。

本發明通過以下技術方案實現：

一種針對普適計算環境下的上下文一致性檢測調度方法。所述方法包括一個模式識別模塊和一個一致性檢測調度模塊。

所述上下文感知應用是指在普適計算環境下，根據環境信息自動為用戶提供針對性服務的應用程序。

所述環境上下文信息是指上下文感知應用使用的任何一個環境信息，包括各種傳感器數據、應用內部狀態以及用戶資料等各種信息。上下文信息根據其類型可以歸入不同的上下文集合中。

所述上下文集合指的是同一類型的上下文信息組成的集合，上下文集合中的上下文信息通常有類似的結構。上下文集合有自己的有效性時限，超時的上下文將自動被刪除。一個應用可以使用多種上下文信息，因而會有不同的上下文集合，這些集合會被統一地建模為一個上下文池。

所述上下文變化由一個三元組來形式化的建模，包括(T，C，E)，T代表變化的類型，可以是增加(Add)，刪除(Del)或者修改(Upd)；C為這個變化作用的上下文集合；E為具體的上下文信息值。

所述一致性約束限定上下文信息必須滿足的條件，通常由應用語義以及物理規律限定。這類約束一般使用一階邏輯語言進行描述。約束中的全稱量詞和存在性量詞應該對應應用的某一個上下文集合。

所述上下文一致性錯誤檢測是指，在環境上下文信息發生任何變化的時候，檢測預先定義的基于一階邏輯的一致性約束，從而驗證環境信息的準確性。如果約束被違背(真值評估為假)，那么就檢測到一個一致性錯誤。

所述上下文一致性錯誤修復是指，在一致性錯誤被檢測出來之后，這些錯誤需要被自動修復，使得上下文信息重新滿足一致性約束的要求。修復的方法通常包括刪除部分上下文信息或者采取應用自定義的異常恢復機制。

所述一致性錯誤檢測的錯報是指，部分被檢測出來的一致性錯誤其實并不是由于環境上下文信息不準確導致的，而是由于不恰當的一致性檢測而導致。這類一致性錯誤事實上不需要任何修復就會很快消失，然而傳統的檢測方法會無法判斷檢測到的一致性錯誤是不是錯報，因此一律會進行修復，這反而會對應用產生不好的影響。

所述一致性錯誤檢測的調度是指，在一致性檢測過程中，當環境上下文發生變化時，有選擇地進行一致性錯誤檢測，從而避免一致性錯誤檢測的錯報，提高檢測效果。