CN104581639B - 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 - Google Patents

Abstract

本发明公开了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，步骤为：建立移动终端感知信息时空关联元数据模型: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；获取感知信息：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，将信息保存至移动终端；将获取感知信息以文件标识符为关联标识，按其所属类型符合的元数据模型进行关联封装，经封装后的数据通过HTTP传输协议上传至指定服务器；本发明方法可以将感知深入到地球和各个角落，实现更大范围的感知。

Description

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

技术领域

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。

背景技术

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。

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究所的研究人员正在研究利用和手机相同的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。斯坦福大学的研究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，研究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究人员在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。

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。

发明内容

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。

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。

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+1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。

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。

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1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，然后解析出JSON文件包含的各项信息，将视频文件和JSON文件解析结果分类存储；

感知信息的发布包括如下步骤：服务器从存储的数据文件中提取出图像信息、视频信息、非成像传感信息及其对应的时间、位置进行发布。

所述事件信息是用户通过移动终端设置的事件信息输入界面进行输入事件信息后，事件信息与传感器数据、文件标识符、时空信息、移动终端设备属性类按其对应元数据模型一并封装。

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，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，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对应于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。

本发明的优点是：

1、本发明通过移动终端传感器获取感知信息，将有助于人人参与数据感知，随时随地参与感知，通过人的移动性，可以将感知深入到地球和各个角落，实现更大范围的感知；

2、本发明通过移动终端传感器获取感知信息，同时，启动时间和空间位置获取模块，将感知信息与时间和地理位置关联，赋予感知数据时空标签，能被应用到更广泛的领域，满足智慧城市建设的需求；

3、本发明将移动终端传感器感知结果与传感器属性封装结合，有助于对感知数据的可靠性进行评估，为后期的数据分析提供重要参考；

4、本发明在移动终端传感器感知信息时空关联元数据模型中，增加了事件描述信息，通过移动终端向用户提供事件信息输入界面，用户能将与感知信息关联的事件与感知信息一起上报给服务器。事件描述信息将极大提升对灾害和公共安全领域应急事件的响应速度。

附图说明

图1是本发明移动终端感知信息时空关联接入架构图；

图2是本发明三种元数据结构归纳图表；

图3是本发明非成像信息元数据结构示意图；

图4是本发明图像信息元数据结构示意图；

图5是本发明视频信息元数据结构示意图；

图6是本发明时空信息获取流程图；

图7是本发明事件信息获取流程图；

图8是本发明非成像信息元数据获取流程图；

图9是本发明非成像信息的封装与上传流程图；

图10是本发明图像信息元数据获取流程图；

图11是本发明图像信息的封装与上传流程图；

图12是本发明视频信息时空关联元数据的获取流程图；

图13是本发明视频信息的封装与上传流程图；

图14是本发明移动终端感知信息统一管理的流程图；

图15是本发明感知信息元数据WEB发布流程图；

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

按附图1所示的移动终端感知信息时空关联接入架构，展开本发明的实施方案。本架构包括：移动终端感知信息时空关联元数据模型建立，移动终端感知信息分类获取，移动终端感知信息分类封装与上传，移动终端感知信息统一管理，移动终端感知信息统一WEB发布。创建移动终端传感器感知信息时空关联元数据模型，统一描述不同类型移动终端同种传感器的属性、观测信息和观测时间与地点。在元数据模型指导下，将移动终端传感器感知信息与时间、地理位置进行关联获取，传感器生成感知信息时，启动时间和地理位置获取模块，获取时间和位置信息。采用统一数据格式，按照元数据模型，对获取的数据进行封装。采用标准的传输协议上传封装数据。在服务器端，对接收到的数据进行解析、分类存储、并统一管理，而且，在WEB上实时发布移动终端的感知信息。附图1对移动设备端应用的开发以及服务器端数据管理平台的搭建具有指导意义。

移动终端传感器感知信息时空关联元数据模型，统一描述了移动终端传感器的基本属性、观测能力、物理意义和感知结果，以及感知结果产生的时间和地理位置，而且，增加了与感知结果关联的事件元数据，使得不同移动终端设备的传感器信息能集中统一管理和共享，异构移动终端设备能高效率地接入服务器，实现即插即用，也使得移动终端设备能相互传递数据，实现互联互通，满足灾害预警、灾害评估和公共安全应急处理的需求。所创建的元数据模型是数据的获取、封装、和管理的理论基础。

移动终端感知信息分类获取，即在移动终端按照元数据模型的数据结构获取各项属性，该过程分为两步，首先，移动终端用户利用设备所携带摄像头或非成像传感器主动感知不同物理量，这些物理量可能为图像数据、视频数据或非成像传感器数据。其次，当传感器感知结果生成时，自动读取移动终端的系统时间，并开启地理位置获取功能模块，获得地理位置信息，同时，提供事件输入接口，供用户选择性输入与感知信息关联的事件。

移动终端感知信息分类封装与上传，主要采用JSON数据交换格式，根据元数据模型，将获取到的时空关联感知信息、移动终端传感器的属性信息和传感器的感知结果进行封装，通过HTTP传输协议上传数据至服务器。JSON格式的开放性和标准性使得异构移动终端能以统一的格式向服务器上传数据，不仅屏蔽了移动终端及其传感器的差异性，实现了移动终端动态感知，数据动态接入，而且，数据在移动终端之间、服务器之间、移动终端和服务器之间可以互联互通。

移动终端时空关联感知信息的统一管理，是指服务器根据JSON格式标准对移动终端上传数据进行解析、分类，并在服务器端建立适合大规模数据存储和管理的数据库，管理大量、互异的移动终端传感器感知信息。分类存储便于数据检索和利用，实现数据共享。

移动终端传感器时空关联感知信息WEB发布，基于GIS，实时、动态展示各种移动终端传感器感知信息。服务器从上传的数据文件中提取出图像信息，视频信息，非成像传感信息及其对应的时间、位置和事件信息。在电子地图上根据位置信息对数据进行标注，标注时采用不同的图标分别表示图像、视频和非成像感知信息。非成像数据提供表格或文本框进行显示，图像和视频则提供表格或文本边框显示特征信息，同时，提供图像和视频的下载链接。

本发明元数据模型具体描述如下：

移动终端传感器感知信息时空关联元数据模型，移动终端设备以手机和平板电脑为主，将其感知到的信息分为三大类，即非成像信息，图像信息，视频信息。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，以上元数据模型归纳为如图2所示，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。

通过建立元数据模型，可以完整地描述这三类信息，三种类型的感知信息分别对应三种元数据模型，分别是：非成像信息时空关联元数据模型、图像信息时空关联元数据模型、视频信息时空关联元数据模型。以下结合图3、图4、图5、图2详细介绍三种元数据模型。

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主要描述了移动终端设备搭载的传感器的物理属性和观测数据，这里的非成像传感器既包括已有的非成像传感器，例如加速度传感器、陀螺仪，也包括移动设备未来可能搭载的非成像传感器。非成像信息元数据模型结构见附图3，包含文件标识符、事件信息、时空信息、传感器数据、设备属性，时空信息包括数据采集时间、数据采集地理位置，传感器数据由传感器标识信息类体现。其中，文件标识符由设备串号和数据采集时间组成，唯一确定了某次感知信息，在后续封装操作中作为元数据内部不同数据包之间相互关联的标识和依据。事件信息是由用户输入的文本信息，用于对感知结果进行补充说明和描述。传感器标识信息类用以描述非成像传感器的基本特征信息和观测值，包括：非成像传感器生产厂商信息、观测能力、物理意义、量纲和测量值。移动终端设备属性描述了本次信息感知所使用的设备的属性，包括：设备串号，设备存储容量，设备数据传输协议，通信网络类型，非成像传感器个数。以上所述的元数据模型，实现了感知信息从设备级别到传感器级别、从感知结果到感知背景的完整描述。虽然，不同移动设备所搭载的非成像传感器的个数和种类不尽相同，但是，以上非成像信息时空关联元数据模型适用于所有移动设备的非成像信息的描述。

需要说明的是：由于移动终端里包含不止一个非成像传感器，为便于描述故将各传感器对应的测量值和传感器属性分别封装为传感器标识信息，因此，有多少个非成像传感器，则对应有多少个传感器标识信息。由于传感器类型未定，所以单纯给出测量值是没有意义的，必须要说明数据采集所用的传感器种类，数据量纲及数据可靠性，因此采用传感器标识信息而非单纯的测量值可以完整地描述非成像感知结果。

图像信息时空关联元数据模型：图像信息时空关联元数据模型描述移动设备获取的图像、图像属性及图像拍摄背景参数。该模型数据结构见附图4，同样包括图像文件标识符、事件信息、时空信息、传感器数据、设备属性，图像信息的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。图像文件标识符由设备串号和图像创建时间组成。图像文件标识符、事件信息的作用与非成像信息元数据模型中对应属性的定义相同。图像的EXIF信息在图像拍摄时随图像数据自动生成，它记录了数码照片的属性信息和拍摄参数。移动终端设备属性描述了与本次与图像信息感知相关的设备级属性，包含：设备串号，设备存储能力，设备数据传输协议，通信网络类型，图像传感器信息。

视频信息时空关联元数据模型：视频信息时空关联元数据模型描述移动设备拍摄视频及其属性信息，其数据结构见附图5，包括文件标识符、事件信息、时空信息、传感器数据、设备属性，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，视频文件标识符由设备串号和视频终止时间组成，视频起始和终止点的时空信息能反映视频录制期间地理位置的变化，为灾害预警、灾害评估和公共安全事务提供更准确的时间和空间信息。本模型中移动终端设备属性类与图像信息元数据模型中移动终端设备属性类完全一样。

采用本发明方法对非成像信息、图像信息、视频信息进行移动终端传感器感知信息无缝时空接入的信息获取、封装的具体过程。

第一实施例：非成像信息的获取、封装和上传方案

非成像信息的获取：根据附图3中的非成像信息元数据模型，一次完整的非成像信息的感知需要移动终端获取以下信息：文件标识符、数据采集时空信息、移动终端设备属性、传感器标识信息、事件信息，由于每一种非成像传感器都对应有传感器标识信息，故需获取i组传感器标识信息，其中i为设备所携带的非成像传感器个数。附图8是在移动终端获取信息的具体方案,用户的触发是整个非成像信息获取过程的起点。一旦移动终端用户主动感知非成像信息，则通过检测移动设备所搭载的全部非成像传感器的种类，获取移动设备传感器列表、总个数以及各个传感器的属性，本实施例传感器属性信息由生产厂商信息、物理意义、传感器精度、最大观测范围、数据量纲组成，生产厂商信息包括设备名称、设备供应商、设备版本号。同时，获取移动终端设备属性和传感器观测值。传感器观测值即为测量值，获取传感器观测值之前，设定数据采集频率，即传感器自动感知、时空关联和传输数据至服务器的频率。获得i个非成像传感器各自的设备名称、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、数量量纲以及传感器感知的测量值后，将以上数据打包成i组传感器标识信息做为非成像信息元数据模型的传感器数据。当传感器数据生成时，自动启动时空信息获取模块确定并获得数据采集时间、数据采集地理位置，并提取数据采集时间信息和移动终端设备属性中的设备串号生成文件标识符，完成非成像信息时空关联元数据的采集。进行感知操作的传感器可以通过自定义方式和非自定义方式两种方式选取，自定义方式允许用户选择移动终端部分传感器进行工作，以适应不同的应用需求，并减少数据传输负担；非自定义方式则开启移动终端所有传感器进行感知。

非成像信息的封装与上传：根据非成像信息元数据模型获取到的非成像信息元数据的各项属性均是字符流，考虑到JSON数据格式在文本信息交换中的通用性和简易性，本实施方案中采用JSON格式完整地封装移动设备某次获取的非成像信息元数据。JSON文件中，各个属性的数据层次和级别按元数据模型确定,封装及上传具体流程见附图9，初始化JSON文件1和JSON文件2、3、…、i+1,将移动终端设备属性以键值对形式封装入JSON文件1，以对应元数据模型中的移动终端设备属性类；假设手机包含i个不同的非成像传感器，将i组传感器标识信息属性键值对分别封装入JSON文件2、3、…、i+1,以对应元数据模型中的传感器标识信息类，将该i+1个子文件再同文件标识符和事件信息文本封装入第i+2个JSON文件（i+2），便完成了整个非成像信息元数据的封装。将JSON文件（i+2）写入HTTP协议实体部分，根据IP地址上传至指定服务器，即完成了整个非成像信息元数据的上传。

第二实施例：图像信息获取、封装和上传方案

图像信息的获取：根据附图4中的图像信息元数据模型，一次完整的图像信息的感知需要移动终端获取以下信息：图像文件标识符、移动终端设备属性类、图像时空信息、图像数据、图像EXIF信息、事件信息。附图10是在移动终端获取这些信息的具体方案，用户利用移动终端设备拍摄图像后，保存图像数据，同时所保存的图像文件数据头部已自动写入了图像EXIF信息。EXIF信息包含了大量的图像属性、拍摄背景参数，可以提取其中的信息也可加入其它信息，本发明中图像Exif信息包括影像分辨率、图像高度、图像宽度、曝光时间、焦距、图像格式。将图像数据和图像EXIF信息打包成图像信息元数据模型中的传感器数据，当图像传感器数据生成时，自动读取移动终端的系统时间，并开启地理位置获取功能模块，获取图像创建时间、图像创建地理位置所构成的时空信息，以及获得外部输入的事件信息。与附图8中一样，设备串号和时间信息获取以后，生成图像文件标识符，完成图像信息元数据的获取。

图像信息的封装和上传：获取到的图像信息元数据包含字符流以及图像文件，为便于编解码，时空信息封装入EXIF信息以后将图像文件单独上传，其余字符信息则按JSON格式统一封装并上传。其封装上传的流程见附图11，图像信息的封装分两条主线同时进行。一方面，将字符串类型的移动终端设备属性封装入JSON文件1，将JSON文件1、图像文件标识符和事件信息封装入JSON文件2。另一方面，获得图像文件EXIF信息操作权限，将图像时间信息及地理位置信息写入EXIF信息并保存，以获得更高的数据安全性。通过以上步骤，图像元数据模型中的图像数据、EXIF信息以及时空信息被封装入图像文件，其余属性则封装入JSON文件。用图像文件标识符给图像文件命名，文件标识符由“设备串号+时间信息”组成，唯一确定了某台设备的某一次信息感知，这样即可保证同属一次图像信息感知的JSON文件和图像文件相互唯一关联，以方便服务器端进行分类存储。最后将JSON文件2、图像文件以HTTP协议上传至指定服务器。

第三实施例：视频信息获取、封装和上传方案

视频信息的获取：根据附图5中的视频信息元数据模型，一次完整的视频信息的感知需要移动终端获取文件标识符、移动终端设备属性、时空信息、传感器数据、设备属性的信息，附图12是在移动终端获取这些属性信息的具体方案,视频拍摄获取包括视频大小、视频数据、视频编码信息的传感器数据。同时一旦用户触发视频拍摄，则启动时空信息获取模块，得到视频起点对应的时空信息，即视频起始时间和视频起始地理位置，视频录制结束时，再启动一次时空信息获取模块，得到视频终点对应的时空信息，即视频结束时间和视频结束地理位置。获得外部输入的事件信息，并且提取视频终点时间信息和设备串号生成视频文件标识符。

视频信息的封装和上传：视频信息的封装需考虑到传感器数据的视频数据无法添加入JSON文件的问题，故采取的方案为：将视频信息元数据中除传感器数据中的视频数据以外的所有字符信息封装入JSON文件，视频数据单独编码为一个视频文件，利用文件标识符关联该JSON文件和视频文件以后，再一同上传至服务器。其具体封装和上传流程见附图13，初始化JSON文件1，将移动终端设备属性以键值对形式封装入JSON文件1，将传感器数据中的视频数据单独编码为一个视频文件。JSON子文件1对应于视频信息元数据模型中的移动终端设备属性类，将JSON文件1和其余字符类属性键值对封装入JSON文件2，此时生成的JSON文件2包含了除视频数据以外的所有元数据属性信息，包括：文件标识符、事件信息、时空信息、移动设备属性，视频大小、视频编码信息。JSON文件2生成以后，采用视频文件标识符给视频文件命名，以保证同属一次视频信息感知的JSON文件和视频文件相互唯一关联。利用HTTP协议同时上传JSON文件2和视频文件。

本发明以上三种不同感知信息经过各自封装后,由移动终端统一管理和发布。具体流程如下：

移动终端感知信息统一管理：服务器端接收到感知信息元数据以后，需进行数据解析、分类、存储，其流程见附图14，服务器接收到数据以后，首先根据数据包中文件格式，判断该数据包是三种感知数据中的哪一类。对于非成像信息数据包，直接提取出JSON文件，参照附图9，逆向解析出各项属性信息并存入本地计算机的数据库中；对于图像数据包，需要进行两类解析，一方面利用EXIF解析工具解析图像头文件中的包含各项分类信息，包括图像EXIF信息、时空信息，另一方面解析出数据包中JSON文件的各项信息，并分类存储。对于视频数据包，存储视频文件，参照附图13，逆向解析出JSON文件中包含的各属性信息，并分类存储。

感知信息元数据Web发布：感知信息经解析、存储以后，还需要进行实时的动态展示和发布。流程图见附图15 ，信息发布时，调用百度地图API，标注显示各感知信息对应的地理位置，地图中每一个标注点均对应一次信息的感知。某标注点被点击以后，判断该点对应的信息类型，若为非成像信息，则直接在网页上显示出各传感感知数据的具体值；若为图像或视频类型，则给出图像和视频的观看及下载链接。

本发明信息处理装置，该信息处理装置应用于移动终端传感器感知信息无缝时空接入方法中，包括信息感知模块、时空信息和事件信息获取模块、信息封装模块、信息管理模块、信息发布模块。

元数据模型的建立是移动终端感知信息接入的理论基础，而移动终端感知信息的获取则是整个接入过程的实际起点。由于三种类型的感知信息元数据都包含时空信息和事件信息，并且时空信息和事件信息的获取在感知结果生成时由设备自动启动。时空信息获取模块见附图6所示，一旦感知数据生成，则启开百度定位服务，按GPS模块，移动网络，基站的优先次序获取设备位置信息，同时获取设备系统时间，并将信息临时保存在移动终端，等待和其余数据打包封装。事件信息获取模块见附图7所示，感知结果生成后，为用户提供数据预览和事件输入接口，用户根据数据特征及其具体应用决定是否输入事件信息，最后，在移动终端临时保存信息，等待封装。

本发明还有一个实施例，该实施例中事件信息输入功能可不列出。以非成像信息为例进行说明。具体步骤如下：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，提取移动终端设备串号信息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+1同文件标识符封装入JSON文件（i+2），完成非成像信息元数据的封装，将JSON文件（i+2）写入HTTP协议上传至指定服务器，完成非成像信息元数据的上传。本发明以上实施方案中，由于三类信息数据特征、应用场合不同，非成像信息、图像信息、视频信息在移动端分类获取、封装和上传，但在服务器统一管理和发布，故接下来按非成像信息的获取、封装和上传，图像信息的获取、封装和上传，视频信息的获取、封装和上传，移动终端感知信息统一管理，移动终端感知信息统一WEB发布展开。

本发明创建具有时间和位置信息标签的移动终端设备传感器感知信息元数据模型，为通过通信网络，集成各种类型移动终端设备的多种传感器感知信息，服务于灾害预警与评估、公共安全事务。提供传感器感知信息时空关联获取方法，传感器时空关联感知信息封装方法，传感器信息上传服务器方法，和传感器感知信息WEB集成管理方法，为智慧城市的建立，提供更具广泛性、实时性和真实性的时空信息获取方法。

本发明的创新之处在于：

1、移动终端传感器感知信息时空关联获取方法。移动终端每个传感器、每次感知操作，都启动时间和地理位置获取模块，获取地理位置，按照元数据模型，将传感器感知结果与时间和位置信息一并封装，通过通信网络，实现移动终端传感器感知信息的时空无缝接入服务器或云中心，为灾害预警、灾害评估和公共安全提供了必要的、基本的时空数据，有助于对灾害或公共安全突发事件做出快速响应。

2、移动终端传感器感知信息与事件关联获取方法。元数据模型中，增加了与传感器感知信息关联的事件描述项，通过开发事件输入模块，提供用户界面接口，用户可输入文字，描述与感知信息关联的事件，事件描述信息和传感器感知信息、时间、地理位置一起按照元数据模型进行封装。将移动终端传感器感知信息与时空信息、事件信息一起关联，发送给服务器，将有助于进一步提升对灾害或公共安全应急事件的响应速度。

以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种应用于移动终端传感器感知信息的无缝时空接入方法，其特征在于：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、图像信息时空关联元数据模型、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。

2.根据权利要求1所述的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，其特征在于：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，将获得的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+1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。

3.根据权利要求1所述的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，其特征在于：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。

4.根据权利要求1所述的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，其特征在于：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，文件标识符由移动终端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，将获得的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1和其它字符串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。

5.根据权利要求2或3或4所述的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，其特征在于：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，然后解析出JSON文件包含的各项信息，将视频文件和JSON文件解析结果分类存储。

6.根据权利要求5所述的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，其特征在于：感知信息的发布包括如下步骤：服务器从存储的数据文件中提取出图像信息、视频信息、非成像传感信息及其对应的时间、位置进行发布。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的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，其特征在于：所述事件信息是用户通过移动终端设置的事件信息输入界面进行输入事件信息后，事件信息与传感器数据、文件标识符、时空信息、移动终端设备属性类按其对应元数据模型一并封装。

8.一种应用于移动终端传感器感知信息的无缝时空接入方法，其特征在于：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、图像信息时空关联元数据模型、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，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，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对应于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。