一种应用于移动终端传感器感知信息的无缝时空接入方法
【专利说明】一种应用于移动终端传感器感知信息的无缝时空接入方法
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技术领域
[0002]本发明属于物联网领域，具体涉及移动终端传感器感知信息的无缝时空接入方法。
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【背景技术】
[0004]地理条件的限制和人口规模的不断扩张，使人类面临着多种应急突发情景，例如:自然灾害、事故灾难、社会安全、环境污染，这些突发事件往往造成巨大的人员伤亡和财产损失。相比于其它任何携带传感器的设备，移动终端设备，如手机、平板电脑，具有独特的普及性、广域性和移动性。移动终端设备搭载的主流传感器包括:声传感器、光传感器、触摸传感器、重力传感器、加速度传感器、方向传感器、陀螺仪、距离传感器、磁传感器、和摄像头，利用这些传感器可以随时随地感知多种物理参量，如加速度、磁场强度、方位角和三轴角加速度，也能随时随地获取图像、视频。随着人群的移动，通过手机，能感知城市、乡村、甚至大山深处的环境参量，为灾害预警、灾害评估、以及公共安全提供及时的、关键的测量参数。然而，移动终端传感器观测数据如果不和时间、空间位置信息结合，无法应用于灾害预警、灾害评估和公共安全事件处理；手机终端的计算能力有限，感知的数据的空间范围小，如果不将大量手机感知数据集中起来，难以形成有效的、科学的灾害预警、灾害评估和公共安全应急处理方法。
[0005]已有科学家利用手机感知信息，预测和评估地震、滑坡、空气或水质污染等灾害事件。意大利国家地球物理和火山研宄所的研宄人员正在研宄利用和手机相同的MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)加速计，收集地震期间强烈运动的数据量，通过接入地理位置信息创建出城市的地震网络。斯坦福大学的研宄人员最近也在探索在地震监测网络中使用MEMS技术的方法，而且甚至开始创建一个志愿者组建的国际网络。2014年8月24日，美国旧金山湾区发生6.0级地震，有学者根据手机信号，研宄地震区域及其周边居民地震发生时是否惊醒，分析地震对居民的影响。美国阿拉巴马汉茨维尔大学大气科学系的研宄人员在Monte Sano State Park公园成功地利用类似于手机里的传感器，观测到活动滑坡体的移动，尝试预测可能的滑坡。不仅仅是自然灾害，人为突发事件，如危害公共安全事件、工厂污水排放、乱扔建筑垃圾，也能通过手机的拍照或拍摄视频，收集到确凿的证据，为应急处理和行政执法提供关键依据。
[0006]然而，移动终端设备种类多，不同类型的移动终端携带传感器的数量和种类都不同，即使是同一种类的传感器，如三维加速度计，不同移动终端的同种传感器的性能存在差异。传感器感知数据的精度和传感器的性能相关的，要分析和利用大量异构移动终端的传感器数据，不仅需要获取感知数据，而且，必须获取传感器的属性信息。现阶段，移动终端设备的传感器感知信息在产生时没有与时间和位置结合起来，在面对城市应急事件处理与相应时，造成大量感知信息难以被使用或根本无法利用。
[0007]
【发明内容】
[0008]本发明所要解决的技术问题是克服现在技术存在的困难，提出一种移动终端传感器感知信息无缝时空接入方法，本发明方法可以将移动终端设备所携带传感器感知的信息与时间和位置信息实时结合，再反馈应用。
[0009]本发明采用的技术方案是:
一种应用于移动终端传感器感知信息的无缝时空接入方法，包括如下步骤:建立移动终端感知信息时空关联元数据模型:移动终端感知信息元数据模型包括非成像信息时空关联元数据模型、图像信息时空关联数据模型、视频信息时空关联元数据模型，以上元数据模型包括文件标识符、时空信息、传感器数据、移动终端设备属性类、事件信息，文件标识符由提取移动终端设备属性中的设备串号和时空信息中的时间信息组成；由元数据模型获取感知信息:移动终端用户利用传感器感知图像信息、视频信息、非成像信息的传感器数据，当传感器感知结果生成时，自动读取移动终端的系统时间以及开启定位获得移动终端地理位置信息，获取事件信息，提取移动终端设备串号信息和时空信息中的时间信息生成文件标识符，将获得的以上信息保存至移动终端；感知信息的封装与上传:将获取的感知信息以文件标识符为关联标识，按其所属类型符合的移动终端感知信息元数据模型进行关联封装成一体，经封装后的数据通过HTTP传输协议上传至指定服务器；感知信息的统一管理:服务器接收到数据后进行管理和WEB发布。
[0010]所述非成像信息的建立元数据模型、封装、上传的步骤具体如下:建立非成像信息时空关联元数据模型:非成像信息时空关联元数据模型的时空信息包括数据采集时间、数据采集地理位置，传感器数据包括设置于传感器标识信息类的设备名称、设备供应商、设备版本号、物理意义、传感器精度、最大观测范围、数据采样时间间隔、测量值、数据量纲，文件标识符由移动终端设备串号信息和数据采集时间组成；由非成像信息时空关联元数据模型获取感知信息:当传感器感知非成像信息结果生成时，自动读取移动终端的系统时间以及开启定位获得数据采集时间、数据采信地理位置，获取事件信息，提取移动终端设备串号和数据采集时间生成文件标识符，将获得以上信息保存至移动终端；非成像信息的封装与上传:将移动终端设备属性类封装为JSON文件1，将i组传感器标识信息类分别封装为JSON文件2、3、…、i+1，i为非成像传感器的个数，将JSON文件1、2、…、i+Ι同文件标识符、事件信息封装入JSON文件(i+2)，完成非成像信息元数据的封装，将JSON文件(i+2)以HTTP协议上传至指定服务器，完成非成像信息元数据的上传。
[0011]所述图像信息的建立元数据模型、封装、上传的步骤具体如下:建立图像信息时空关联元数据模型:时空信息包括图像创建时间、图像创建地理位置，传感器数据包括图像数据、图像EXIF信息，文件标识符由移动终端设备串号和图像创建时间组成；由图像信息时空关联元数据模型获取感知信息:当传感器感知图像信息结果生成时，自动读取移动终端的系统时间以及开启定位获得图像创建时间、图像创建地理位置，获取事件信息，提取移动终端设备串号信息和图像创建时间生成文件标识符，将获得的以上信息保存至移动终端；图像信息的封装与上传:将字符串类型的移动终端设备属性、文件标识符、事件信息封装入JSON文件，将图像数据、EXIF信息、时空信息封装入图像文件，用文件标识符给图像文件命名，最后将JSON文件和图像文件以HTTP协议上传至指定服务器。
[0012]所述视频信息的建立元数据模型、封装、上传的步骤具体如下:建立视频信息时空关联元数据模型:时空信息包括视频起始时间、视频结束时间、视频起始地理位置、视频结束地理位置，传感器数据包括视频大小、视频数据、视频编码信息，文件标识符由设备串号和视频终止时间组成；由视频信息时空关联元数据模型获取感知信息:当传感器感知视频信息结果生成时，自动读取移动终端的系统时间以及开启定位获得视频起始时间、视频结束时间、视频起始地理位置、视频结束地理位置，获取事件信息，提取移动终端设备串号信息和图像创建时间生成文件标识符，将获得以上信息保存至移动终端；视频信息的封装与上传:将移动终端设备属性装入JSON文件1，将传感器数据中的视频数据单独存储为一个视频文件，将JSON文件I和其它字符类型的元数据属性信息装入JSON文件2 JSON文件2生成以后，采用文件标识符给视频文件命名，最后将JSON文件2和视频文件以HTTP协议上传至指定服务器
所述感知信息的统一管理包括如下步骤:服务器接收到数据后，根据数据包中文件格式判断该数据类型选择数据解析方式:非成像信息数据包，直接解析出JSON文件包含的各项信息；图像数据包，解析出图像数据中的EXIF信息，同时解析JSON文件，将图像和JSON文件解析结果分类存储；视频数据包，先存储视频文件，然后