CN102821163B - 面向自闭症患者的3d云端服务系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种面向自闭症患者的3D云端服务系统，具体地说是基于开源云计算和3D虚拟现实技术面向自闭症患者的3D云端服务系统。其包括云管理服务器及与所述云管理服务器相连的集中存储器，所述云管理服务器能向自闭症患者提供所需的3D虚拟数字环境，自闭症患者能通过云管理服务器的3D虚拟数字环境进行交流，并能通过3D虚拟数字环境进行所需的现实事件操作，云管理服务器对每个自闭症患者建立个人档案，并将每个自闭症患者在3D虚拟数字环境中的动作进行记录，并将所述记录的信息存储于集中存储器内，含记录信息的个人档案能自动转发到协议医院。本发明能为自闭症患者提供个性化服务，适应范围广，安全可靠。

Description

面向自闭症患者的3D云端服务系统

技术领域

本发明涉及一种云端服务系统，尤其是一种面向自闭症患者的3D云端服务系统，具体地说是基于开源云计算和3D虚拟现实技术面向自闭症患者的3D云端服务系统。

背景技术

自闭症是一种儿童脑功能的失常，是一种广泛性发展障碍，以严重的、广泛的社会相互影响和沟通机能的损害以及刻板的行为、兴趣和活动为特征的精神疾病。从它被人认识开始，一直被许多专家和父母所困惑。

随着诊断技术的完善和人们对儿童自闭症认识的普及和提高，越来越多的自闭症儿童被发现，但由于自闭症病因复杂，目前仍然没有非常有针对性的治疗方案。现阶段，行为干预和特殊教育训练等方法是最为有效的自闭症矫治方法，但对于自闭症患者及其家庭，乃至专门的矫治机构来说，这方面的知识和辅助资源甚为稀少，而且即使有一些国内外的经典教材，对于非专业人员来说，学习和运用也极为不方便，无法真正掌握。对于普通家庭，去专业矫治机构治疗一方面有许多不方便，如出行、工作等等，更重要的是高昂的矫治费用是绝大多数的家庭无法承受。

自闭症患者只有早发现、早介入、早治疗，才有可能收到良好的矫治效果。由于自闭症病症的特殊性，患者具有较强的行为能力，且都存在一定程度的自残和暴力倾向，如若自闭症患者在儿童时期没有得到良好的矫治，待到进入青春期或成年，将给家庭带来极大的生活和精神负担，给社会带来极大的安全问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种面向自闭症患者的3D云端服务系统，其能为自闭症患者提供个性化服务，适应范围广，安全可靠。

按照本发明提供的技术方案，所述面向自闭症患者的3D云端服务系统，包括云管理服务器及与所述云管理服务器相连的集中存储器，所述云管理服务器能向自闭症患者提供所需的3D虚拟数字环境，自闭症患者能通过云管理服务器的3D虚拟数字环境进行交流，并能通过3D虚拟数字环境进行所需的现实事件操作，云管理服务器对每个自闭症患者建立个人档案，并将每个自闭症患者在3D虚拟数字环境中的动作进行记录，并将所述记录的信息存储于集中存储器内对应的个人档案中。所述云管理服务器能将集中存储器内存储的记录信息传输到医院服务系统内。

所述云管理服务器采用开源云计算平台及虚拟现实技术来构造3D虚拟数字世界。

所述云管理服务器将根据个人档案提供个性化3D虚拟数字环境给对应的自闭症患者，并能把对应的个性化3D虚拟数字环境存储于云管理服务器的数据库内。

本发明的优点：通过云管理服务器提供的3D虚拟数字环境能够为自闭症患者提供逼真的交流平台，并能为自闭症患者提供一个所需要的模拟现实世界，自闭症患者能够在模拟的现实世界中进行操作、动作及体会相关的环境，云管理服务器对自闭症患者在3D虚拟数字环境中的动作记录并存储分析，为医疗干预提供最原始的资料；适应范围广，安全可靠。

附图说明

图1为本发明的系统框图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

云计算是一种通过网络统一组织和灵活调用各种ICT信息资源，实现大规模计算的信息处理方式。云计算利用分布式计算和虚拟资源管理等技术，通过网络将分散的ICT（包括计算与存储、应用运行平台、软件等）集中起来形成共享的资源池，并以动态按需和可度量的方式向用户提供服务。用户可以使用各种形式的终端（如PC、平板电脑、智能手机甚至智能电视等）通过网络获取ICT资源服务。

虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR），又译为临境，灵境等。从应用上看它是一种综合计算机图形技术、多媒体技术、人机交互技术、网络技术、立体显示技术及仿真技术等多种科学技术综合发展起来的计算机领域的最新技术，也是力学、数学、光学、机构运动学等各种学科的综合应用。这种计算机领域最新技术的特点在于以模仿的方式为用户创造一种虚拟的环境，通过视、听、触等感知行为使得用户产生一种沉浸于虚拟环境的感觉，并与虚拟环境相互作用从而引起虚拟环境的实时变化。它在自闭症患者的干预中具有良好的适用性。

如图1所示：为了能够对自闭症患者的医疗干预提供最基础的原始资料，本发明包括云管理服务器及与所述云管理服务器相连的集中存储器，所述云管理服务器能向自闭症患者提供所需的3D虚拟数字环境，自闭症患者能通过云管理服务器的3D虚拟数字环境进行交流，并能通过3D虚拟数字环境进行所需的现实事件操作，云管理服务器对每个自闭症患者建立个人档案，并将每个自闭症患者在3D虚拟数字环境中的动作进行记录，并将所述记录的信息存储于集中存储器内。

所述云管理服务器能将集中存储器内存储的记录信息传输到医院服务系统内，医院服务系统能根据记录信息对自闭症患者的病症进行分析。所述云管理服务器采用开源云计算平台及虚拟现实技术来构造3D虚拟数字世界。所述云管理服务器的数据库是根据自闭症患者个人档案提供所需3D虚拟数字环境的数据库，并能把针对不同自闭症患者建立的3D虚拟数字环境保持在云管理服务器的数据库内。

针对自闭症患者的一些病症表现，云管理服务器提供的3D虚拟数字环境能够方便不同的自闭症患者之间进行沟通交流，即若干自闭症患者通过3D虚拟数字环境进行沟通交流，同时，云管理服务器能够将自闭症患者之间交流的动作和语言等信息存储下来，然后将上述信息存储在每个自闭症患者对应的个人档案里，通过上述记录信息分析判断自闭症患者的心里及相关变化。医院人员也可以云管理服务器提取不同自闭症患者的档案信息。

云管理服务器的云管理员能够针对不同的自闭症患者提供不同的3D虚拟数字环境，即针对不同的自闭症患者提供不同的个性化服务，比如存在暴力倾向的自闭症患者，云管理员根据自闭症患者的个人档案信息引导自闭症患者进入一些温情的3D虚拟数字环境中，通过让自闭症患者在逼真的3D虚拟数字环境中动作和体会，来调节自闭症患者的情绪。同时，云管理服务器提供的3D虚拟数字环境能够让自闭症患者真正参与，提高自闭症患者的动手及实践能力。当然，自闭症患者进入参数3D虚拟数字环境时，需要配置相关的3D虚拟设备，相关的3D虚拟设备为本技术领域人员所熟知，比如头盔式三维立体显示器、数据头套、数据衣服等，此处不再一一列举。

一般来说，一个完整的3D虚拟数字环境由虚拟环境、以高性能计算机为核心的虚拟环境处理器、以头盔显示器为核心的视觉系统、以语音识别、声音合成与声音定位为核心的听觉系统、以方位跟踪器、数据手套和数据衣为主体的身体方位姿态跟踪设备，以及味觉、嗅觉、触觉与力觉反馈系统等功能单元构成。虚拟环境处理器是VR系统的心脏，完成虚拟世界的产生和处理功能。输入设备给VR系统提供来自用户的输入，并允许用户在虚拟环境中改变自己的位置、视线方向和视野，也允许改变虚拟环境中虚拟物体的位置和方向。而输出设备是由VR系统把虚拟环境综合产生的各种感官信息输出给用户，使用户产生一种身临其境的逼真感。

本发明在搭建3D云端服务系统时，可以采用下述几种开源云计算平台与虚拟现实技术结合完成；以下是五种主要开源云计算平台特征与性能比较如下表：

每一种平台有自己的目标、平台、实现语言、基本架构；利用每一种平台可以建立相应的商用云计算系统。本发明实施例中利用3D虚拟现实技术根据自闭症样本数据库按照自闭症患者自身的节奏开发多种3D安全、逼真的虚拟数字环境，以满足对不同自闭症患者进行医疗干预的要求。

本发明的3D云端服务系统需要安全运行，其系统安全方案的目标为：支撑和保障系统合业务的安全稳定运行，防治信息网络瘫痪、防止应用系统破坏、防止业务数据丢失、防止卫生信息泄密、防止终端病毒感染、防止有害信息传播、防止恶意渗透攻击，以确保信息系统安全稳定运行，确保业务数据安全。

安全方案设计原则

1、应用支持完整性：SSL VPN（解决远程用户访问敏感公司数据最简单最安全的解决技术）系统需要拥有完整而强大的应用支持性，不仅能够支持现在正在使用的所有应用，还必须能与其他将来所有可能会运用到的应用无缝结合。

2、稳定可靠性：整个系统的SSL VPN网络支撑着重要业务系统，需要具有高稳定可靠性来保证整个信息平台的畅通运行。

3、快速性：对于接入人员来说，最重要的是得到速度上的保证，能够快速的接入并使用各种应用，顺利的开展业务。

4、易用性：人员的IT水平不高，而且接入的环境各异，VPN系统需要最大的保证易用性，让人人都能很快上手，方便的使用。

5、安全性：VPN系统需要全方位的保障整个系统、网络传输、用户接入的安全性，从而保障整个系统安全畅通的使用。

安全设计方案

1）、数据强加密：设备使用基于应用层的SSL VPN协议进行数据加密处理，在客户终端与SSL设备之间构建一条旁人无法破译的专有通道，保证数据在传输中的绝对安全性。

2）、安全发布应用，访问便利：使用SSL VPN对内网应用进行发布，并根据组织原有的Internet线路通过浏览器内置的SSL协议构建在单点接入用户和内部的应用系统之间架设一条安全的通道。

3）、细致权限划分：SSL VPN通过“角色”的设置，进行用户、用户组、应用资源的绑定，并可通过基于时间的客户端检查授权规则赋予用户、用户组不同时间的不用应用的访问权限，实现基于用户、用户组、时间、应用的细致权限划分。

4）、安全桌面技术：可指定部分或全部对数据安全性要求较高的应用必须置于安全桌面中访问。当客户端登录SSL VPN后，该应用将置于通过虚拟技术在客户端生成的一个封闭式安全桌面使用，应用在与服务器所交互数据将被强加密处理。在使用时该安全桌面中的数据不可拷贝到默认桌面中，不可通过网络与局域网主机或外网进行通讯，不可通过USB等外设拷贝出去。当用户退出SSL VPN中，所有安全桌面中数据将一并销毁，将通过SSL VPN访问应用的各种数据彻底清理出本机，保证了应用访问过程中与SSL VPN退出后数据的安全性。

5）、融合多种加速技术：SSL VPN结合了多种加速技术，分别从数据削减、线路优化、传输提速三方面全面的提升数据传输速度。通过流缓存技术、B/S、C/S压缩将削减冗余数据，通过HTP快速传输协议针对丢包延时现象进行线路优化，通过基于码流特征的数据优化技术在保证数据实时性和完整性的前提下大幅降低数据传输量、提升传输速度，使用多线路技术、Web优化、WebCache、资源负载均衡、IP服务加速进行数据传输的提速，打造“最快速”的SSL VPN应用访问。

6）、多种认证方式相结合：针对单一用户名/密码认证的安全强度不足的问题，SSL VPN支持多种认证方式“与”、“或”方式相结合，包括短信认证、CA认证、LDAP、RADIUS、动态令牌卡的多种方式，加强了认证的安全性。

7）、客户端安全检查：SSL VPN支持客户端的安全检测策略，通过检查终端的操作系统、注册表、进程、文件、接入线路的IP、接入线路的时间、登录IP等各项信息对客户端进行全面检测，并进行允许/不允许接入SSLVPN或授予不同的应用访问权限的操作。从源头对终端接入带来的安全风险进行控制，保障了总部的安全。

8）、终端易用性：SSL VPN通过浏览器就能实现对内网资源的访问，无需安装客户端软件。并支持B/S和C/S应用的单点登录，用户通过认证并登录到SSL VPN后，直接可以打开相应的资源进行内网应用的访问，不需要再反复的输入用户名密码，大大降低在终端上访问内网办公的复杂程度。

3D资产数据加密方案采用:在基于身份的密码体制（IBC）中，用户的身份信息即代表用户的公钥（如用户的ID号）。利用可信的第三方私钥生成中心（PKG）产生用户的私钥。发送方利用对方的公钥进行加密，接收方根据自己的私钥可以解密。基于身份的密码体制（IBC）可以去除基于公钥基础设施（PKI）中公钥证书所带来的诸如证书更新、撤销、输等管理问题。IBC是基于传统的PKI基础上发展而来，主要简化在具体安全应用在大量数字证书的交换问题，使安全应用更加易于部署和使用。IBC的基础技术包括数据加密、数字签名、数据完整性机制、数字信封，用户识别，用户认证等。

本发明通过云管理服务器提供的3D虚拟数字环境能够为自闭症患者提供逼真的交流平台，并能为自闭症患者提供一个所需要的模拟现实世界，自闭症患者能够在模拟的现实世界中进行操作、动作及体会相关的环境，云管理服务器对自闭症患者在3D虚拟数字环境中的动作记录并存储分析，为医疗干预提供最原始的资料；适应范围广，安全可靠。

Claims (1)

1.一种面向自闭症患者的3D云端服务系统，其特征是：包括云管理服务器及与所述云管理服务器相连的集中存储器，所述云管理服务器能向自闭症患者提供所需的3D虚拟数字环境，自闭症患者能通过云管理服务器的3D虚拟数字环境进行交流，并能通过3D虚拟数字环境进行所需的现实事件操作，云管理服务器对每个自闭症患者建立个人档案，并将每个自闭症患者在3D虚拟数字环境中的动作进行记录，并将所述记录的信息存储于集中存储器内对应的个人档案中；

所述云管理服务器能将集中存储器内存储的记录信息传输到医院服务系统内；

所述云管理服务器采用开源云计算平台及虚拟现实技术来构造3D虚拟数字世界；

所述云管理服务器将根据个人档案提供个性化3D虚拟数字环境给对应的自闭症患者，并能把对应的个性化3D虚拟数字环境存储于云管理服务器的数据库内。