[发明专利]一种基于群智感知环境下的位置信息采集框架

权利要求书

1.一种基于群智感知环境下的位置信息采集框架，其特征在于，所述位置信息采集框架通过纵向切分，解耦有以下模块：

位置信息采集模块，主要负责对当前所处地理位置的经纬度数据进行定位采集，其中，所述位置信息采集模块的核心执行器有位置信息采集器，考虑到定位方式的多元化，需要实现不同场景下的不同定位方式切换，在进行定位时，需要获取当前网络环境，定位方式有三种：GPS定位、基站定位和Wifi定位，这三种定位方式所对应的场景各不同，搭载有GPS模块的移动设备都能够以GPS定位方式进行定位，基站定位仅适用于移动设备可与移动通信商基站进行通信的情况，Wifi定位仅适用于可移动设备连接到Wifi的情况，如果在每次进行定位之前，都进行环境检测，这会带来资源、能源的过多消耗，因此，有两个服务来使该执行器正常运行：网络环境监测服务和位置数据采集服务，网络环境决定定位模式，也影响着所采集到的定位数据的精度、采集速度以及采集能耗；网络环境检测服务在后台不间断运行，该服务中以定时器来保证网络环境的轮询更新周期，在定时器到达预设间隔时，进行一次环境监测任务，并同步维护更新当前网络环境状态，对于当前网络环境的检测，通过直接调用移动设备系统的网络环境接口来实现；位置数据采集服务以异步方式工作，首先获取当前网络环境状态，然后根据所配置的自定义采集方式，生成当前实际定位采集模式，GPS定位、Wifi定位及基站定位可通过调用移动设备系统的相应接口来实现；对于单一方式的定位，直接采取当前定位结果；对于混杂方式的定位，通过最优位置算法，来聚合出当前定位结果；对于采集到的位置信息数据，只需要调用位置数据处理执行器所提供的接口来传给该执行器，让该执行器来对位置数据进行处理；

环境监测模块，主要负责对当前依赖环境的监测，包括对网络状态以及能量状态进行实时监测并更新，其中，所述环境监测模块的核心执行器有环境监测器，在网络状态处于连通及非连通的状态下，直接决定采集到的数据是否可发送到远程服务器，在移动设备能源等级低的情况下，需要对采集系统数据进行本地化处理，防止因能源低设备关闭所造成的数据丢失，这两个环境状态对采集到的位置数据的处理起着重要的影响作用，因此，有两个服务来使该执行器正常运行：网络状态监测服务和能量状态监测服务，网络状态的可用性以及能量等级状态，决定对于采集到的位置数据的处理方式，由于数据的采集发送比较频繁，因此对这两个环境状态比较敏感，需要知道当前实时状态标识，这就需要对这些状态标识进行处理，网络状态监测服务和能量状态监测服务均在后台保持不间断运行，以计时器来保证在设定的间隔进行监测任务，对于网络状态的监测，通过调用移动设备系统的网卡状态接口来获取当前网络状态可用性；对于能量状态的监测，通过调用移动设备系统的电源状态接口来获取当前电源状态；获取到状态数据后，及时同步更新当前网络状态标识以及能量等级状态标识，这两个服务之间互相独立运行；

位置数据处理模块，主要负责对采集到的定位数据进行相应的存储及传输处理，其中，所述位置数据处理模块的核心执行器有位置数据处理器，在该执行器中，对应的服务遵循所规范的接口标准，以方便自定义拓展；通过一个xml配置文件来指定当前执行器中的有效服务，可通过配置所指定的服务来实现自定义扩展；执行器运行时，首先加载该配置文件，然后运行配置中所指定的服务，主要实现采集到的位置数据的本地存储服务以及传输到远程服务器服务；当前设备环境的状态，决定着位置数据的存储以及传输处理方式；有两个服务来使该执行器正常运行：数据处理服务和数据传输服务，数据处理服务主要负责对采集到的定位数据进行存储处理，数据传输服务主要负责对存储的定位数据进行传输处理，包括以下两种情况：

1)在网络不可用情况下，位置数据不可传输到远程服务器，数据处理服务会对采集到的数据进行存储处理；首先将采集到的数据通过队尾放入数据队列中，并更新当前满状态标识，如果当前数据队列中位置数据单元未达到最大阈值，则当前满状态标识为非满状态，如果当前数据队列中位置数据单元达到阈值，则为满状态，接下来根据该标识位来做出相应响应处理，如果是非满状态，则不作任何处理，如果是满状态，则将当前队列中所有位置数据单元以位置数据日志块方式进行存储，并设置当前满状态标识为非满状态，数据队列的阈值根据采集频率而定，默认设置为每日可采集的数据单元总数；

2)在网络可用情况下，位置数据可传输到远程服务器，数据传输服务会对存储的数据进行传输处理，同时数据处理服务也会对采集到的数据进行存储处理；数据传输服务对数据的传输方式取决于所存储的位置数据数量及存储模式，在位置数据处理服务中，对于采集到的数据处理方式同网络不可用情况下一致；在位置数据传输服务中，通过多线程来实现多元处理；数据块线程负责处理位置数据日志块的数据，数据单元线程负责处理数据单元记录的数据；首先，服务检测当前是否存在位置数据块，如果存在，则同时启动两个线程；如果不存在，则只启动数据单元线程，服务中以一个xml配置文件来维护当前位置数据日志块的产生顺序，每次新产生一个位置数据日志块，便在该配置文件尾部添加该日志块名称的子节点；数据块线程加载数据时，每次总是加载该配置文件中的第一个子节点的日志块数据，在网络可用情况下，数据传输成功后，从本地删除该数据日志块，释放出其所占用的本地存储资源，并对配置文件进行维护更新，删除该日志块子节点，否则，不作任何处理；之后继续重复该处理操作；数据单元线程加载数据时，每次总是从数据队列的队首取出位置数据记录，在网络可用情况下，进行数据传输，如果传输失败则尝试三次重传，否则进行回滚操作；如果网络不可用，则进行回滚操作，将数据记录插回队首，之后继续重复该处理操作；所有的数据加载后，转换成JsonArray形式进行发送；数据传输服务中，对于数据的传输方式，根据当前数据的数量来自适应处理，有三种传输方式，三种传输方式的处理方式各有差异，快速传输方式会以多线程来处理，同时启动多个数据单元线程和数据块线程，每个线程执行完后经过短暂休眠后继续工作；中速传输方式也会以多线程来处理，同时启动多个数据单元线程，每个线程执行完后经过设定休眠后继续工作，该种方式线程数会少于快速传输方式，且休眠期要大于快速传输方式；慢速传输方式会以单线程方式来处理，只启动一个数据单元线程，线程执行完后经过设定休眠后继续工作，该种方式休眠期比中速传输方式大。

2.根据权利要求1所述的一种基于群智感知环境下的位置信息采集框架，其特征在于：在运行时，所述位置信息采集框架会根据当前网络状态及环境的不同而做出不同的响应，如下：

1)网络状态变化

当网络服务状态发生变化时，传输执行器需要对采集到的数据做出传输响应修改，对此种变化的响应分为对位置数据单元的异步传输处理和对位置数据日志的异步传输处理：

1.1)对位置数据单元的处理

根据当前网络状态，对采集到的位置数据做出相应存储或发送相应处理，如下：

1.1.1)对位置数据的存储，有两种处理方法：

①保存到数据队列中；

②保存到数据日志中；

1.1.2)对位置数据的传输，有三种传输方式：

①慢速传输，此种传输方式适用于在数据队列中的位置数据单元数量低于阈值30％时；

②中速传输，此种传输方式适用于在数据队列中的位置数据单元数量高于阈值30％且低于阈值时；

③快速传输，此种传输方式适用于已经产生位置数据日志时；

1.2)对位置数据日志的处理

数据日志无需做存储处理，只需做出相应传输处理即可，对于数据日志的处理，采取快速传输方式；

2)网络环境变化

对于位置信息的采集方式，取决于当前网络环境，主要有三种方式：GPS定位、WIFI定位、基站定位；

三种方式采集速度、采集精度以及能耗均不同，因此需要根据网络环境的变化，做出相应的自适应采集模式切换，如下：

2.1)当所处环境无网络连接时，仅可使用GPS定位，会采用单一GPS定位模式；

2.2)当所处环境是移动网络时，可使用GPS定位和基站定位，若无特殊指定，优先采用基站定位及GPS定位混合模式；

2.3)当所处环境是WIFI时，三种定位方式均可使用，若无特殊指定，优先采用三种定位混合模式。