می ­تواند شامل ترکیبی از ویژگی­های مانند بیماری، حرکت، مکان در پس زمینه باشد که با هم حالت فعلی کاربر را مشخص می­ کند. با این حال مانع بزرگ برای تشخیص موارد بالا محدودیت ظرفیت باتری دستگاه­های تلفن همراه

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

می­باشد. زیرا حسگرهای تعبیه شده در دستگاه­های تلفن همراه می­باشد منابع عمده­ای از برق را مصرف می­ کند. به عنوان مثال، باتری نوکیا با شارژ کامل، این تلفن همراه می ­تواند مکالمات تلفنی را برای ده ساعت حمایت کند، اما نتایج تجربی ما نشان می­دهد که باتری فقط قادر خواهد بود شش ساعت مکالمه را ساپورت کند اگرگیرندهGPS ان روشن باشد. از این رو، مصرف انرژی بیش از حد ممکن است تبدیل به یک مانع عمده برای پذیرش تلفن همراه به عنوان گسترده­ترین وسیله قابل حمل به همراه ارائه برنامه ­های کاربردی و یا خدمات باشد.
نویسنده این مقاله در حال طراحی، پیاده­سازی و ارزیابی EEMSS، سیستمی برای سنجش انرژی کارآمد تلفن همراه است، EEMSSدارای یک طرح مدیریت سلسله مراتبی حسگر برای مدیریت انرژی و توان می­باشد. استفاده از ترکیبی از حسگر­خوان که به طور خودکار تشخیص حالت کاربر را با توجه به سه شرط در زمان واقعی، یعنی حرکت (مانند حالت دویدن و راه رفتن)، محل (مانند ماندن در خانه یا در بزرگراه) و پس زمینه محیطی (از جمله با صدای بلند و یا آرام) توصیف می­ کند.
مولفه­های اصلی EEMSS یک طرح برای مدیریت حسگر هستند که موقعیت­های کاربر را مشخص کرده و انتقال موقعیت را با یک توصیف گر تحت قواعد XML شرح می­دهد. این توصیف­گر موقعیت فعلی کاربر را به عنوان ورودی گرفته و توسط حسگر مناسب مورد استفاده قرار می­گیرد. عملکرد نهایی آن روشن و خاموش کردن حسگر بر اساس وضعیت فعلی کاربر می­باشد.
مزایای این طرح مدیریت حسگر سه نوع خواهد بود:

1. 1. اول، مکانیزم تعیین موقعیت پیشنهاد شده در این مقاله یک روش انعطاف پذیر برای اضافه کردن / به روز­رسانی موقعیت­های کاربر و ارتباطاتشان به حسگرها است. به عنوان مثال، برای محاسبه نیازهای نو ظهور و حسگرهای جدید ممکن است به صورت تدریجی به سیستم ما اضافه شوند.

1. 1. دوم، به منظور دستیابی به بهره­وری انرژی، طرح مدیریت حسگر به مجموعه ­ای از حداقل حسگرها اختصاص داده شده و تعیین طول نمونه­برداری و فواصل این مجموعه از حسگرها برای تشخیص حالت کاربر و همچنین انتقال به وضعیت­های جدید را ممکن می­سازد.

1. 1. در نهایت، این طرح مدیریت حسگر به راحتی می ­تواند توسعه یابد به عنوان یک میان­افزار عملیات مدیریت حسگر و اطلاعات متنی برای برنامه ­های کاربردی لایه­ های بالاتر را برای انواع مختلف دستگاه­ها و حسگرها فراهم کند.EEMSS در حال حاضر بر روی گوشی های نوکیا اجرا و ارزیابی شده است.

در اجرایEEMSS ، در حال حاضر برای موقعیت­های زیر تعریف شده است:
“پیاده­روی”، “داخل خودرو”، “استراحت کردن”، “صحبت کردن در خانه”، “ورود به خانه”،” کارکردن”،
” ملاقات”، “در دفتر با صدای بلند”، ” محل آرام”،” مکان سخنرانی” و “مکان پر سرو صدا”. زمینه این مطالعه با ۱۰ کاربر در دو دانشگاه مختلف برای ارزیابی عملکرد EEMSS انجام شده است. نتایج این تحقیق نشان می­دهد که EEMSS قادر به تشخیص موقعیت با دقت ۹۲٫۵۶٪ و بهبود طول عمر باتری بیش از ۷۵ درصد، در مقایسه با نتایج موجود
می­باشد.
شکل۲- ۱۲-وضعیت هاو ویژگی­های آنها که توسط سیستم موردتحقیق (EEMSS) ثبت شده است [۴۵]
شکل۲- ۱۳-معماری پیاده­ سازی سیستم EEMSS درگوشی نوکیا [۴۵]
(۱) اطلاعات سیستم خوانده شده درقالبXML برایتعیین موقعیت به قسمت مدیریت حسگر ارسال می­گردد.
(۲) ماژول مدیریت بر اساس وضعیت فعلی کاربر که توسط مدیریت حسگر مشخص می­ شود حسگرها را تعیین می­ کند.
(۳) ماژول مدیریت کنترل روشن/خاموش بودن حسگرها را بر عهده دارد.
(۴) رابط کنترل تک تک حسگرها.
(۵) رابط حسگر برای ماژول طبقه ­بندی.
(۶) ماژولی که حالت کاربر را طبقه ­بندی می­ کند.
(۷) رابطی که واسط انتقال نتیجه ماژول طبقه ­بندی به ماژول مدیریت می­باشد.
(۸) به روز رسانی موقعیت و ثبت زمان واقعی فعالیت کاربر.
(۹) قرار دادن اطلاعات مربوطه بر روی صفحه نمایش تلفن­های هوشمند.
مقاله [۴۵] به استراتژی­ های مدیریت انرژی کارآمد حسگر در تلفن همراه اشاره کرده است. تلفن همراه موفق به اجرای ویژگی­های پربار با بهره گرفتن از حسگرهای جاسازی شده در خود مانند شتاب­سنج، بلوتوث، دوربین، GPS، میکروفون، قابلیت Wi-Fi و غیره می­باشد بنابراین آنها را با عنوان گوشی­های هوشمند به مصرف­ کنندگان الکترونیک معرفی
می­نمایند. با بهره گرفتن از حسگر، برخی از اطلاعات معنی­دار در مورد مکان کاربر، کار­ها و محیط می ­تواند در زمان واقعی استخراج شده و به برخی از برنامه ­های کاربردی اجازه انطباق شرایط محیطی در حال تغییر و خواسته­ های کاربر را به طور مداوم می­دهد. به عنوان مثال حسگرهای تشخیص فعالیت کاربر به همراه یک برنامه کاربردی آنلاین می توان برای به روز­رسانی مکان فعلی کاربر بکار برده شده به طوری که پیروان کاربر می­توانند بطور مداوم کاربر را پیگیری کنند. بدست آوردن لیست فعالیت­های کاربر و استخراج اطلاعات آن از تلفن همراه بسیار انرژی­بر است که باعث جذب مقدار زیادی جریان انرژی از باتری دستگاه می­ شود. نتیجه این خواهد بود است که تأمین انرژی برای بیش از یک حسگر بسیار مضر است. در بخش قبلی باین نتیجه رسیدیم که دستگاه­های تلفن همراه امروزی به اندازه کافی برای استفاده از تمام حسگرها در همزمان با دوام می­باشند، به عنوان مثال تلفن همراه نوکیا با باتری که به طور کامل شارژ شده است بشکل تجربی مورد بررسی قرار گرفته شد و مشخص شد که انرژی باتری این گوشی می ­تواند بطورکامل در ظرف شش ساعت در صورتی که GPS آن به طور دائم حتی زمانی که استفاده نمی­ شود روشن باشد تخلیه شود، در حالی که تلفن تماس تلفنی را تا ده ساعت پشتیبانی می­ کند.
در این روش تعیین چرخه­های مختلف وظایف حسگرهای مختلف پیشنهاد شده است به طوری که در هر زمان، ممکن است برخی از حسگر­های در حال اجرا باشند، در حالی که دیگر حسگرها ممکن است خاموش شوند. به عنوان مثال، اگر کاربر در داخل^[۲۲] باشد، هیچ دلیلی برای استفاده از حسگر GPS وجود ندارد در حالی که شتاب­سنج و Wi-Fi ممکن است روشن باشند. فرض کنید که کاربر در حال خواندن یک کتاب باشد و با گذشت زمان، فعالیت کاربر کمترخواهد شد، در این مورد می­توان از شتاب­سنج برای تشخیص حرکت بدن برای کاهش مصرف انرژی استفاده کرد. علاوه بر تنظیم چرخه­های وظیفه^[۲۳]، یکسان­سازی تغییرات دوره نمونه­برداری یکی دیگر از مشکلات این رویکرد است. مکانیسم ترکیب برای شناسایی فعالیت شامل زوج ترکیبی از چرخه­های وظیفه مختلف و دوره­ های نمونه­برداری خواهد بود، با شناسایی وضعیت کاربر راهکاری برای مصرف کمتر انرژی مورد استفاده قرار می­گیرد. در این مقاله روش جدیدی را برای حل پیچیدگی و نشان دهنده آنها را در جزئیات ارائه شده است.

• • راهبردهای پیشنهادی مقاله برای بهره­وری انرژی

تلفن­های همراه امروز متشکل از تعدادی حسگر هستند که قادر به تحقق برنامه ­های جالب می­باشند.با این حال، به روز رسانی ویژگی­های جدید برای این دستگاه­ها در برخی از موارد محدودیت در عمر باتری دستگاه را به ارمغان
می ­آورد. بنابراین، حسگری که دائما توسط هر برنامه به کار گرفته می­ شود می ­تواند مصرف انرژی بالا در واحد زمان نسبت به آنچه انجام می­ دهند، در حالی که صرفا برای یک مکالمه تلفنی ساخته شده داشته باشد. در مرجع ۶ این مقاله اثر تقریبی استفاده از حسگرهای امروزی در عمر باتری دستگاه­های تلفن همراه بشکل تجربی بررسی شده است تا مصرف برق آن را به طور متوسط ​​در زمانی که آنها به صورت جداگانه روشن باشند بسنجد.
با توجه به نتایج، حداقل مصرف برق برای حسگر شتاب سنج است. مصرف انرژی بلوتوث، میکروفون، GPS، Wi-Fi و دوربین فیلمبرداری بدنبال شتاب­سنج هستند. بنابراین، بهترین روش مراقبت از باتری این خواهد بود که برنامه ­های کاربردی مبتنی بر تشخیص حالت کاربر باید عملیات خود را با بهره گرفتن از شتاب سنج به عنوانی ک حسگر پیش فرض شروع کند.در این مقاله، دو روش مدل برای بهبود موازنه بین مصرف انرژی و دقت شناسایی وضعیت کاربر وجود دارد پیشنهاد شده است.
روش اول به نام یک مکانیسم مانیتورینگ زمینه، که اساسا دستیابی به صرفه­جویی در مصرف انرژی در روش­های محاسباتی و دومی که نمونه گیری انطباقی و روش چرخه وظیفه نامیده می­ شود، که با هدف به دست آوردن بهره­وری انرژی در شیوه­ای فیزیکی است در حالی که حسگرها در حال عمل می­باشند.
الف- مکانیسم مانیتورینگ
چالش عمده در استخراج اطلاعات مبتنی بر فعالیت­های کاربر، نظارت بر متن به طور مداوم است. نظارت بشکل مداوم بوسیله حسگر در تلفن همراه با حجم کار سنگین است که باعث برخی از محدودیت در محاسبات است و مصرف قدرت باتری را بر گوشی تحمیل می­ کند. بنابراین باید به مکانیزمی جهت سازماندهی فرآیندهای مورد نیاز برای تجزیه و تحلیل قعالیت دست یافت که در چنین راهی بر اساس مقاله موردنظر باید تکرار کار با اطلاعات متنی(انجام کارهای تکراری و زائد) اجتناب شده و کنار گذاشته شده شود.
تا زمانی که یک انتقال وضعیت درحالت کاربر رخ ندهد، هیچ ضرورتی برای تشخیص مجددو دوباره کاری (با بهره گرفتن از همان شرایط و اطلاعات موجود) وجود ندارد. همانطور که درشکل زیر نشان داده، با بهره گرفتن از اطلاعات متنی، موقعیت کاربر با بهره گرفتن از روش محاسباتی هوشمند تشخیص داده شده است. ولی اجرای این استراتژی کم هزینه و بدون
بهره­ گیری از داده ­های تکراری خام حسگر که منجر به تصمیم گیری در تعیین موقعیت کنونی کاربر می­ شود.
شکل۲- ۱۴-مکانیسم مانیتورینگ زمینه درموبایل[۴۵]
این روش تشخیص حالت کاربر تلاش می­ کند برای پردازش و تجزیه و تحلیل داده ­های خام حسگر با بهره ­برداری از اطلاعات متن، و مقایسه آن با یک الگوریتم طبقه ­بندی بر اساس منطق درخت تصمیم بگیرد. در این روش، تقریبا تمام داده ­های خام حسگر از طریق خط لوله پردازش جمع­آوری شده و با یک تصمیم برای تعیین موقعیت کاربر به پایان
می­رسد.در روش پیشنهادی، یک مکانیزم نظارت هوشمندانه بر زمینه به منظور کاهش هزینه بالا برای توالی
عملیات­های مورد نیاز معرفی شده است. هدف اصلی از این مکانیسم اطلاع از موقعیتهای کاربر با یک نرم­افزار است که تنها زمانی که کاربر در حال خروج از موقعیت فعلی می­باشد، اجرا می­ شود.
ب-نمونه برداری انطباقی و چرخه وظیفه
حسگرها در یک تلفن همراه را می­توان به دو دسته، بسته به سبک­های عملیات خود طبقه ­بندی کرد. طبقه اول شامل شتاب­سنج و میکروفن می­باشد.این حسگرها یک بار به کار گرفته شده وبه طور مداوم کار می­ کند، آنها نیاز به یک دستور خارجی برای به پایان رساندن عملیات خود و برای تبدیل شدن به وضعیت خاموش دارند. هر دوی آنها نیاز به حداقل یک دوره نمونه برداری مطلوب برای گرفتن اطلاعات کاربر متنی بشکل معنادار دارند. طبقه دوم از حسگرها شامل GPS، Wi-Fi و بلوتوث است. هنگامی که این حسگر روشن شود، پس از عملیات سنجش به طور خودکار به حالت غیر­فعال در­می­آیند. همچنین، برخی از پروتکل­های به آنهاتخصیص داده شده است که این حسگرها باید برای انجام عملیات­های خود از انها پیروی کنند. بنابراین، آنها ممکن است قادر باشند تحت نمونه دوره­ های مختلف اجرا شوند.