【摘 要】
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智能空间是集信息化、智能化、理解和决策控制为一体的复杂系统。将智能空间技术应用到家庭环境中是未来的一个重要的趋势,通过将空间中的设备与资源进行整合与管理,最终达到
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智能空间是集信息化、智能化、理解和决策控制为一体的复杂系统。将智能空间技术应用到家庭环境中是未来的一个重要的趋势,通过将空间中的设备与资源进行整合与管理,最终达到方便用户的目的。其中,如何实现对设备的管理与控制将是智能空间技术能够顺利应用于家庭服务中的关键环节,因此对空间资源管理的研究具有重要的理论意义和实际价值。本文通过构建智能空间资源管理系统,意在为智能空间下的设备管理调度提供一个研究平台,为设备调度算法的设计开发提供便利,从而促进智能空间环境下资源管理与调度的研究。本文主要开展了如下工作:对资源管理系统进行了总体设计。首先分析并设计了系统的总体框架,阐明了系统的层次结构以及各层间的相互关系;进行了工作模式的划分,将其分为现实模式和仿真模式两种。而后对系统的地图显示模块进行了说明,包括地图的选取分析以及地图的构建方法。最后设计了仿真模式下用户模型的运动控制方法,并实现了用户的撞墙检测功能。设计了系统与设备间的连接和信息传输机制。详细论述了设备的连接方法和过程,包括设备ID标识的设计,设备验证的流程和ID标识分配方法。利用XML文件,设计实现了设备的初始化,并对各类设备的属性设置进行了分析与说明。最后,对系统与各设备的命令传输与控制方式进行了说明。设计了多个具体的设备调度算法。首先是简易的灯光管理算法,主要是根据用户位置与环境亮度来控制灯光设备的开关。而后给出了一个基于用户习惯的设备控制方法,其中习惯信息的获取过程为:先通过基于统计的聚类算法和基于低维聚类、高维验证的高维子空间聚类算法(SCLCHV, subspace clustering based on low dimensional clustering and high dimensional verification)提取可能的用户习惯,再通过习惯强化与淘汰机制获得准确的用户习惯信息。最后根据机器人设备的特点,设计了多机器人调度算法,包括机器人任务分配机制和消息处理机制,实现了对机器人设备的管理。阐述了系统软件实现并进行了性能测试。设计并介绍了系统人机交互界面,包括工作模式的选择、地图的选择、任务加载等。对系统的运行状况进行了多方面的测试,包括不同模式下设备的接入及命令传输测试和仿真模式下用户模型运动控制测试。对基于用户习惯的设备管理算法和多机器人调度算法进行了测试,并对结果进行了分析。
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