[发明专利]一种普适计算环境上下文一致性检测调度系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及普适计算，传感器，机器学习，软件工程等领域，尤其涉及针对普适计算环境下的上下文一致性检测领域。

背景技术

当今计算机传感技术得到了广泛的发展，越来越多的应用程序依赖于环境上下文信息来提供更好的服务，例如智能家居系统，智能手机上的各种基于位置的服务应用(地图、点评类应用)等。这类应用统称为上下文感知应用。然而，传感器通常会有误差，这就导致了应用所使用的上下文信息不一定准确，需要进一步的验证才能被应用所使用。

目前传统的上下文验证方法是首先使用一致性约束来指定环境上下文应该满足的属性，这些约束通常可以用一阶逻辑语言描述；然后在环境上下文发生任何变化时，相应的一致性约束会被检测，如果一致性约束被违背，则意味着一致性错误的产生，需要进行及时的一致性错误修复。然而，这种传统的方法通常会遇到许多错报问题。许多检测出来的一致性错误，其实不是真的由于环境信息的不准确导致的，而是由于一致性检测的时机不恰当导致。现实世界的一个变化，可能在会引发多个传感器的数值变化，在所有的变化都被更新之前，上下文信息可能处于一个临时的不一致状态，从而导致这个一致性错误被检测到。通常当后续的上下文变化全部生效之后，这个一致性错误就会消失。这些一致性错误会在很短的时间内消失，实际上属于错报。传统的方法会立即修复检测到的一致性错误，因此这些错报也会被当成正常的一致性错误来修复，于是就可能引发问题。一方面，如果这些原本正常的环境上下文信息被当成环境噪声而删除，那么应用就无法得到最新的环境信息；另一方面，应用可能针对当前的错误采取异常处理机制，从而将应用转入一个异常状态。这些都会影响应用的正常运行，因此需要尽可能避免这些错报检测到，或者至少压缩这类错报的数量。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种针对普适计算环境下的上下文一致性检测调度方法，这种方法能自动识别可能导致错报的环境上下文变化模式，从而提升一致性错误检测的准确度。在实际检测时，这种方法自动识别上下文变化过程中的错报模式，从而选择恰当的实际进行一致性检测，提升检测效果。本方法的模式学习过程、一致性错误调度过程都是全自动的，在初始化后即不需要用户(程序员)的干涉。

本发明通过以下技术方案实现：

一种针对普适计算环境下的上下文一致性检测调度方法。所述方法包括一个模式识别模块和一个一致性检测调度模块。

所述上下文感知应用是指在普适计算环境下，根据环境信息自动为用户提供针对性服务的应用程序。

所述环境上下文信息是指上下文感知应用使用的任何一个环境信息，包括各种传感器数据、应用内部状态以及用户资料等各种信息。上下文信息根据其类型可以归入不同的上下文集合中。

所述上下文集合指的是同一类型的上下文信息组成的集合，上下文集合中的上下文信息通常有类似的结构。上下文集合有自己的有效性时限，超时的上下文将自动被删除。一个应用可以使用多种上下文信息，因而会有不同的上下文集合，这些集合会被统一地建模为一个上下文池。

所述上下文变化由一个三元组来形式化的建模，包括(T，C，E)，T代表变化的类型，可以是增加(Add)，删除(Del)或者修改(Upd)；C为这个变化作用的上下文集合；E为具体的上下文信息值。

所述一致性约束限定上下文信息必须满足的条件，通常由应用语义以及物理规律限定。这类约束一般使用一阶逻辑语言进行描述。约束中的全称量词和存在性量词应该对应应用的某一个上下文集合。

所述上下文一致性错误检测是指，在环境上下文信息发生任何变化的时候，检测预先定义的基于一阶逻辑的一致性约束，从而验证环境信息的准确性。如果约束被违背(真值评估为假)，那么就检测到一个一致性错误。

所述上下文一致性错误修复是指，在一致性错误被检测出来之后，这些错误需要被自动修复，使得上下文信息重新满足一致性约束的要求。修复的方法通常包括删除部分上下文信息或者采取应用自定义的异常恢复机制。

所述一致性错误检测的错报是指，部分被检测出来的一致性错误其实并不是由于环境上下文信息不准确导致的，而是由于不恰当的一致性检测而导致。这类一致性错误事实上不需要任何修复就会很快消失，然而传统的检测方法会无法判断检测到的一致性错误是不是错报，因此一律会进行修复，这反而会对应用产生不好的影响。

所述一致性错误检测的调度是指，在一致性检测过程中，当环境上下文发生变化时，有选择地进行一致性错误检测，从而避免一致性错误检测的错报，提高检测效果。