基于Android的多傳感器信息融合技術(shù)在氣溶膠自動化檢測中的應(yīng)用

　　儀器端藍牙同ARM端藍牙建立連接后開始數(shù)據(jù)傳輸，信息融合系統(tǒng)開始采集并存儲數(shù)據(jù)，同時繪制數(shù)據(jù)曲線。圖5為5種儀器同時在后臺運行的Notification效果圖。圖6~圖10分別為QT8554、APS3321、SMPS3936、IN3550、AE31的實時數(shù)據(jù)曲線圖。

　　2.2 文件管理模塊

　　文件管理模塊主要為查看歷史數(shù)據(jù)文件而設(shè)計，提供隨時查看、分析歷史數(shù)據(jù)的功能。對歷史數(shù)據(jù)文件的操作主要有數(shù)據(jù)信息查看和數(shù)據(jù)信息統(tǒng)計。另外，為了更直觀地反映數(shù)據(jù)的變化趨勢，歷史數(shù)據(jù)文件操作模塊中采用數(shù)據(jù)曲線還原方案，再現(xiàn)數(shù)據(jù)采集過程中的數(shù)據(jù)曲線，并提供曲線的放大縮小查看模式，便于查看數(shù)據(jù)變化情況。

　　圖11為數(shù)據(jù)曲線查看功能的效果圖。其中圖11(a)為打開曲線查看模式后的初始模式。為便于查看較大數(shù)據(jù)文件，本軟件設(shè)計時采用Android下自定義view的形式，設(shè)計了查看曲線的picview控件。添加觸控操作，可以方便地左右滑動以查看各個階段的數(shù)據(jù)。圖11(b)顯示了向右滑動picview后的效果圖。由于數(shù)據(jù)文件中的數(shù)據(jù)種類較多，軟件中設(shè)計了單一數(shù)據(jù)曲線模式，通過"切換"按鈕轉(zhuǎn)換到圖11(c)所示效果，并可以通過點擊左右箭頭實現(xiàn)不同參數(shù)曲線間的切換。

　　圖5 Notification效果圖

　　圖6 QT8554實時數(shù)據(jù)曲線圖

　　圖7 APS3321實時數(shù)據(jù)曲線圖

　　圖8 SMPS3936實時數(shù)據(jù)曲線圖

　　圖10 AE31實時數(shù)據(jù)曲線圖

　　圖11數(shù)據(jù)曲線查看功能的效果圖

　　2.3 設(shè)置管理模塊

　　設(shè)置管理模塊主要實現(xiàn)系統(tǒng)相關(guān)配置及軟件幫助信息的查看等功能。軟件中配置信息的存儲方式分別采用了Android提供的共享優(yōu)先數(shù)據(jù)方法(shared preferences)，如文件管理模塊中記憶功能開關(guān)的配置和在線離線模式切換的配置;Android下標準的SQLite數(shù)據(jù)庫形式，如藍牙ID信息配置等;基本的文件存儲形式，如幫助文件等。

　　3 數(shù)據(jù)融合處理

　　5種儀器采集的數(shù)據(jù)格式，雖然參數(shù)個數(shù)不同，但是各種儀器數(shù)據(jù)均采用ASCII碼的形式發(fā)送，各個數(shù)據(jù)間采用逗號分隔。例如，QT8554數(shù)據(jù)格式：

　　2010/09/30,19:24:57,555,0.2,28.8,78.4

　　AE31數(shù)據(jù)格式：

　　6Dec10,15:15,15741,14996,14846,14702,14461,14899,14787,…，0.0212,3.0071,0.6,6.565,0.0212,16584,0.0212…

　　QT8554數(shù)據(jù)中包含日期、時間和4個測量參數(shù)， AE31數(shù)據(jù)中不僅包含日期、時間和7個測量參數(shù)，還包含很多無用參照信息。應(yīng)對上述情況，在設(shè)計時采用了添加數(shù)據(jù)幀頭的形式，通過對幀頭中對應(yīng)信息的判斷區(qū)分不同儀器數(shù)據(jù)，提取有效數(shù)據(jù)。

　　數(shù)據(jù)幀頭格式為：

　　其中，00位為保留位;ID為ID號，同信息融合軟件中ID配置匹配;Addr為源藍牙地址;Mode為通信方式，00為polled模式，01為unpolled模式;Type為消息類型，00為指令，01為數(shù)據(jù);DS為數(shù)據(jù)區(qū)開始位置;DL為數(shù)據(jù)長度;VDL為有效數(shù)據(jù)長度;VDN為有效數(shù)據(jù)個數(shù)。

　　儀器采集傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中雖然包含很多對實時顯示曲線無用的參照及統(tǒng)計信息，但是對后續(xù)的分析處理數(shù)據(jù)還是有重要的價值，因此對數(shù)據(jù)格式進行歸一化處理過程中要確保幀頭后數(shù)據(jù)的完整性。ARM端信息融合軟件在接收到格式化的數(shù)據(jù)后，按相同的格式獲取各個位的信息，根據(jù)幀頭信息及設(shè)置模塊中的設(shè)置信息區(qū)分開不同儀器數(shù)據(jù)。判斷完數(shù)據(jù)的有效性及完整性后，數(shù)據(jù)首先被完整地存儲到磁盤，而后調(diào)用相應(yīng)數(shù)據(jù)分析模塊，進行數(shù)據(jù)處理顯示。

　　4 總結(jié)

　　多傳感器信息融合系統(tǒng)本著能夠方便、高效檢測氣溶膠的原則進行設(shè)計，僅選擇了5種測量儀器進行數(shù)據(jù)融合，提高了系統(tǒng)的便攜性和移動性。為適應(yīng)更多的參數(shù)測量及日后工作的需要，本系統(tǒng)預(yù)留了新增儀器配置模塊，提高了系統(tǒng)的適應(yīng)性。系統(tǒng)中仍有很多功能未能完善，日后工作主要有： 在數(shù)據(jù)曲線實時繪制及歷史曲線查看模塊中添加通過單擊曲線上任意一點顯示該點的數(shù)據(jù)值的功能，以便查看分析離散數(shù)據(jù)值;在數(shù)據(jù)融合中添加算法，排除重復(fù)冗余的數(shù)據(jù)，提取有效的數(shù)據(jù)，提高系統(tǒng)的效率等。