本文關(guān)鍵詞：云端融合的健康物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)方法研究

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【摘要】：物聯(lián)網(wǎng)在推動技術(shù)創(chuàng)新、促進經(jīng)濟增長、提高人們的生活品質(zhì)等方面表現(xiàn)出強大的推動力。健康物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要分支,它所帶來的健康服務(wù)模式的轉(zhuǎn)變不但使廣大用戶獲益,而且將促進健康服務(wù)行業(yè)的發(fā)展。論文從理論與實踐兩個方面對健康物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)和相關(guān)實現(xiàn)技術(shù)開展深入的研究和探索,具有重要的理論意義和實際應(yīng)用價值。研究內(nèi)容包括云端融合的健康物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu),健康物聯(lián)網(wǎng)感知層多模態(tài)信息獲取,基于人體局域網(wǎng)的健康物聯(lián)網(wǎng)多等級服務(wù)質(zhì)量保證,以及健康物聯(lián)網(wǎng)情感感知與情感交互等。健康物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)方面,提出云端融合的健康物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu),通過整合多種通信技術(shù)將健康云平臺與感知層深度融合,優(yōu)化用戶體驗,使健康物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與人的聯(lián)系更加緊密。整個架構(gòu)由健康物聯(lián)網(wǎng)感知層、傳輸層和健康云服務(wù)層組成。健康云服務(wù)層由健康云服務(wù)支撐子層和健康云服務(wù)應(yīng)用子層組成。詳細介紹了架構(gòu)的層次結(jié)構(gòu)和組成部分。給出了面向特定應(yīng)用的云端融合健康物聯(lián)網(wǎng)典型架構(gòu)。論文的后續(xù)章節(jié)圍繞著提出的架構(gòu)研究健康物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)方法。健康物聯(lián)網(wǎng)感知層實現(xiàn)各種信號的獲取,它是整個健康物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ),涉及傳感器技術(shù)、人體局域網(wǎng)、多模態(tài)數(shù)據(jù)采集與分析、機器人、可穿戴計算等技術(shù)領(lǐng)域,具有高復(fù)雜性、實施難度大的特點。介紹了多模態(tài)傳感信息采集的基本概念和主要組成部分,設(shè)計和實現(xiàn)了用于健康監(jiān)護的云機器人平臺,基于機器人的多模態(tài)數(shù)據(jù)感知與聚合,基于智慧衣的高舒適度可持續(xù)生理信號獲取。健康物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量保證方面,在分析健康物聯(lián)網(wǎng)QoS需求的基礎(chǔ)上,基于人體局域網(wǎng)利用IEEE 802.15.4信標(biāo)模式和基于樹形拓撲的樹路由提出多等級的QoS框架,將健康數(shù)據(jù)的傳輸分為三個等級：1)用戶之間的優(yōu)先級PoU(Priority of User)；2)傳感器節(jié)點之間的優(yōu)先級PoD(Priority of Data)；3)傳感器節(jié)點內(nèi)部的優(yōu)先級(Priority of Time),以確保危急數(shù)據(jù)優(yōu)先傳送。在保證實現(xiàn)QoS目標(biāo)的同時,能夠與現(xiàn)有通信協(xié)議完全兼容。為云端融合的健康物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供重要的通信保障。通過計算機仿真驗證了論文提出的QoS框架的可行性和性能。情感感知與情感交互是健康物聯(lián)網(wǎng)云端融合的重要體現(xiàn),論文從如下兩個特定場景開展研究：(1)利用智慧衣ECG信號識別人的情感狀態(tài)；(2)基于抱枕機器人的情感交互。使用遷移學(xué)習(xí)實現(xiàn)情感數(shù)據(jù)標(biāo)簽化,使用連續(xù)條件隨機域?qū)谥悄苁謾C和智慧衣收集的數(shù)據(jù)分別進行情感識別,最后利用決策層融合進行情感分類預(yù)測。通過實現(xiàn)的情感交互演示應(yīng)用驗證所提出方法的可行性。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.44;TN929.5

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本文編號：1267008