智能信息设备(PPT-52页)

第5章智能信息设备内容提要不断膨胀的数字世界充满了智能设备，作为感知识别层最“智能”的信息获取手段，智能设备集中体现了多样化的特征。本章既回顾了传统的个人计算机和PDA，也展望新时代智能设备，并就智能设备的运行平台展开一定论述。•第4章拓展了位置信息的定义并介绍了常见的定位系统•本章重点介绍智能设备，涉及传统智能设备（个人计算机/PDA）以及新时代的智能设备，并对智能设备的运行平台做一定介绍。本章以介绍性为主，力图呈现感知识别层信息获取手段多样化的特点。内容回顾5.1智能设备概述5.2智能设备运行平台*5.3智能设备发展新趋势我们对智能设备并不陌生，计算机就是传统的智能设备。除了传统的智能设备，新时代的智能设备又提供了哪些新的应用场景呢？本章内容5.1智能设备：产生背景信息技术的高速发展和广泛应用，改变了传统的生产、生活方式，给人类社会的发展带来了深刻影响。适计算与分布式网络技术把计算嵌入到环境中，实现了自然的人机交互，营造了以人为本的信息服务新环境，是信息技术发展的趋势。传统智能设备：个人计算机计算机是一种能够按照指令对各种数据和信息进行自动加工和处理的电子设备。它是诞生最早的智能设备，至今大部分个人计算机仍然采用冯•诺依曼结构。输入设备信息输入运算器存储器控制器信息输出输出设备数据信息流向控制信息流向PDA(PersonalDigitalAssistant)是“个人数字助理”的简称，也可称为掌上电脑；具有体积小，重量轻，便携等特点。其原先设计的用途是为辅助个人生活琐事，故早期的PDA类似电子记事本，内建行事历、联系人、工作、记事等基本软件，所以只要内建这四种功能体积又小(差不多手掌大小)，就可称为PDA。PDA可细分为电子词典、掌上计算机、手持计算机设备和个人通讯助理机四大类。传统智能设备：个人数字助理未来PDA将会与现今的产品完全不同，PDA的尺寸会变得更小，同时会将多种产品功能全部加以整合，更可个性化设定功能。PDA在未来有无穷的发展。弱桌面计算机所有的功能都可在PDA上使用，将节省大量空间，并提供更多方便。PDA是最有潜力的智能设备之一。传统智能设备：个人数字助理（续）新时代智能设备物联网实现了信息空间和物理空间的融合，营造了以人为本的信息服务新环境。这种计算中心由计算机向人的迁移，引发了智能设备的飞速发展，多种多样的智能设备应运而生。智能车载设备智能数字标牌智能医疗设备智能家电智能手机新时代智能设备：车载设备智能车载设备智能数字标牌智能医疗设备智能家电智能手机汽车电子占轿车成本30%，在高档车还达到60%！提前3秒预警能有效避免交通事故发生；提前1.5秒提醒驾驶员能防止90%事故；提前0.5秒刹车能减少50%的碰撞能量。智能车载设备配合和智能流量管理系统可以大幅度提高交通效率。远程车载信息服务系统智能车载设备智能数字标牌智能医疗设备智能家电智能手机未来智能车载设备智能车载设备智能数字标牌智能医疗设备智能家电智能手机辅助驾驶员驾驶汽车•准确地判断车与障碍物之间的距离•及时发出警报或自动刹车避让提供人性化服务•识别驾驶员驾驶的情绪和疲劳程度•根据驾驶者的身体和心理状况选择不同的驾驶模式•将旅途没有播放完的视频切换到手机或家里中的电脑、电视上继续观看新时代智能设备：数字标牌智能车载设备智能数字标牌智能医疗设备智能家电智能手机数字标牌（DigitalSignage)是一种全新的媒体概念，指的是在大型商场、超市、酒店大堂、饭店、影院及其他人流汇聚的公共场所，通过大屏幕终端显示设备，发布商业、财经和娱乐信息的多媒体专业视听系统。智能数字标牌智能车载设备智能数字标牌智能医疗设备智能家电智能手机•顾客可以通过自助购物车完成商品的选购过程•通过商业管理信息系统，实现商家与顾客的互动3D数字标牌智能车载设备智能数字标牌智能医疗设备智能家电智能手机•3D数字标牌曾是人们心目中类似科幻般的未来科技。•上海世博会法国馆去年推出了全球第一个真正实现全3D实时互动体验的参展方虚拟展馆物联网在健康监护中应用智能车载设备智能数字标牌智能医疗设备智能家电智能手机网络化数字医疗设备智能车载设备智能数字标牌智能医疗设备智能家电智能手机智能医疗设备智能车载设备智能数字标牌智能医疗设备智能家电智能手机新时代智能设备：智能电视智能车载设备智能数字标牌智能医疗设备智能家电智能手机•传统的电视广播正在迅速向多数据流、网络优化模式转换，通过提供社交网络、3D游戏和流视频等数字娱乐服务，为消费者提供全新的电视体验。•像智能手机改变手机体验那样智能电视正在改变电视体验•用户可用基于语音、手势和触摸功能的全新电视界面改善观看体验新时代智能设备：智能手机作业：比较三种主流的手机操作系统。思考：你还能想出哪些新的手机APP(如超级课程表)•智能手机像个人电脑一样具有独立的操作系统，可以由用户自行安装软件、游戏等第三方服务商提供的程序，通过此类程序来扩展手机的功能，并可以通过移动通讯网络实现无线网络接入。•智能手机是由掌上电脑演变而来的，一种安装了嵌入式操作系统的手机•智能手机操作系统有：•可穿戴计算技术体现出“以人为本，人机合一”和“无处不在的计算”的理念，有力地支持着“从人围着计算机转，转向计算机围着人转”这一计算机演变的重要趋势。•可穿戴计算系统与人类紧密结合成一个整体，能够拓展人的视觉、听觉，增强人的大脑记忆和应对外界环境变化的能力，代表着计算机的一个重要的发展趋势。•可穿戴设备，是采用感知、识别、无线通信、云服务等新一代信息技术以实现用户互动、生活娱乐、医疗保健等功能的可以穿戴的移动智能终端。可穿戴计算•可穿戴设备苹果智能手表349美元•可穿戴设备ebble智能手表和三星GalaxyNote智能手表小米手环79元•可穿戴设备谷歌会说话的鞋子NFC戒指BrainLink意念头箍儿童卫士手表199元1599元289元•可穿戴设备推荐阅读：1、=2779389158022CCF热门专题：可穿戴计算2、观看百度BigTalk的MIT教授的演讲“可穿戴设备与大数据”作业：1、你还能找出什么新颖的可穿戴设备？（图片或视频）2、现有市场上的智能手环有哪些？比较它们的价格、性能等等。3、思考下现在的可穿戴设备为什么没有得到大范围的应用？(电池续航能力、隐私保护、个人定制）•机器人学(robotics)是一个涉及计算机科学、人工智能方法、智能控制、精密机械、信息传感技术、生物工程的交叉学科•通过网络控制的智能机器人正在向我们展示出对世界超强的感知能力与智能处理能力•智能机器人可以在物联网的环境保护、防灾救灾、安全保卫、航空航天、军事，以及工业、农业、医疗卫生等领域的应用中发挥重要的作用，必将成为物联网的重要成员机器人•工业机器人•农业机器人29•服务机器人•医用机器人•微机器人与微操作机器人•仿人机器人•特种机器人：救援机器人、危险环境工作的机器人与探险机器人•军用机器人•利用无人机对建筑物结构安全性数据的移动采集•利用海底爬行机器人实现海底环境数据的移动采集5.1智能设备概述5.2智能设备运行平台*5.3智能设备发展新趋势物联网环境中设备具有硬件平台异构，高度动态和随时移动的特点，需要建立多层适应性活动资源空间模型，以实现可平滑过渡的层次化智能设备自适应管理运行平台本章内容5.2智能设备运行平台物理环境中所有的设备都具有自己的服务功能，中间层将发现的设备的服务进行组合，通过协议解析和归一化，为上层应用提供统一的借口。物联网设备的智能性就体现在异构的设备构成的系统具有情境感知，任务迁移，智能协作和多通道交互的特点。情境感知物联网设备的智能性情境感知任务迁移智能协作多通道交互情境感知应用可捕获、分析多个对象之间的关系并作出响应。情境感知过程涉及：情境信息的收集，情境建模以及基于情境模型的普适应用。情境感知建模的研究可以分为基于本体的方法和基于逻辑的方法两类。基于本体的方法采用本体方法描述物联网中各类对象以及它们之间的关系基于逻辑的方法情境感知接口包含上下文信息元组，动作元组，推导上下文和基于逻辑的情境表达式。任务迁移物联网设备的智能性情境感知任务迁移智能协作多通道交互无缝迁移平台的整体框架采用客户端/服务器模式，如图所示任务迁移（续）物联网设备的智能性情境感知任务迁移智能协作多通道交互•服务端主要提供组件下载，迁移任务的缓存管理以及应用迁移相关数据的存储；应用端为无缝迁移平台的核心，实现任务的中断和恢复。•应用端采用三层设计：应用层，迁移管理层和基础服务层。应用层实现支持任务迁移应用软件，在编程模型基础上开发具体的应用程序；迁移管理层控制应用端有关任务迁移的流程；基础服务层提供在OSGi规范基础上拓展的服务。另外，情境管理作为第三方组件，根据用户信息或环境变化等变化，决定是否发起应用迁移。智能协作物联网设备的智能性情境感知任务迁移智能协作多通道交互设备协作是指通过协调不同设备提供的服务，整合已有的可用服务的功能，构造功能更为丰富的新的组合服务。在物联网系统中，用户任务的执行可以随着用户位置的变化从一个节点迁移到另一个节点上。协同调度接口协同自组织协同调度服务会话管理设备资源管理异步方法同步方法服务方式管理策略管理接口设备发现设备位置设备资源多通道交互物联网设备的智能性情境感知任务迁移智能协作多通道交互多通道交互是指使用多种通道与计算机通信的一种人机交互方式，其中“通道”指用户表达意图，执行动作或感知反馈信息的通信方法。国内外对于多通道交互的研究是从多个侧面展开的。其中，多通道界面的心理学基础问题，软件体系结构，多通道信息整合模型和算法，网络多通道用户界面以及多通道软件的实际应用是重点。目前，多通道信息整合技术研究方面的主要模型有：面向任务的多通道界面结构模型，分层整合模型和基于概率的指称整合模型。多通道交互（续）物联网设备的智能性情境感知任务迁移智能协作多通道交互语音手写其它上下文信息交互管理模块情境感知模块上下文感知模块识别多通道输入模块用户解释解释解释解释解释融合声音图像文本其他输出多通道输出模块输出管理模块多通道融合任务处理模块其它模块5.1智能设备概述5.2智能设备运行平台*5.3智能设备发展新趋势随着物联网的诞生和发展，智能设备有了新的理解和定位，呈现出更深入的智能化，更透彻的感知和更全面的互联互通三大新趋势。本章内容5.3智能设备发展新趋势更深入的智能化：使用数据挖掘和分析工具、科学模型和运算系统处理复杂的数据分析、汇总和计算，整合分析海量的跨地域、跨行业的信息，以支持决策和行动。更全面的互联互通：将个人电子设备、组织和政府信息系统中储存的信息交互和共享，实时监控环境和业务状况。更透彻的感知：利用任何可以随时随地感知、测量、捕获和传递信息的设备、系统或流程，便于立即采取应对措施和进行长期规划。5.3智能设备发展新趋势更深入的智能化：物联网中设备融入了更深入的智能化，包含了两层意思：横向智能化和纵向智能化。纵向智能化是传统意义上的智能化，即在个体设备性能上的提升，利用硬件设备更多样的功能和更强大的处理能力来实现设备的智能化。横向智能化即在智能化的广度上做提升，让没有处理能力的简单设备也融入整个智能系统中，通过给其他智能设备提供更加丰富的信息，并执行其他智能设备做出的反馈和决策实现自身的智能化。更深入的智能化纵向智能化横向智能化5.3智能设备发展新趋势更全面的互联互通：所有设备自由互联互通，通过互联网实现更广范围的互联互通。形成一个数量庞大、功能完备的设备群。5.3智能设备发展新趋势更透彻的感知：更透彻的感知是物理网向物理世界延伸的基础，这样的感知同样分为两个层面：主动感知和被动感知。主动感知即传统意义上的感知，通过分布在物理环境中的各种各样的传感器设备来感知复杂多变的物理世界。被动感知指除了设备主动感知环境的信息和状态外，设备会自动向周围广播自身的功能和状态，以便与其他新加入环境的设备进行更好的协作。设备可以被动获取环境中其设备发来的信息，包括它们的功能和