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

　　儀器端藍(lán)牙同ARM端藍(lán)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(chǔ)數(shù)據(jù)，同時(shí)繪制數(shù)據(jù)曲線。圖5為5種儀器同時(shí)在后臺(tái)運(yùn)行的Notification效果圖。圖6~圖10分別為QT8554、APS3321、SMPS3936、IN3550、AE31的實(shí)時(shí)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(jì)，提供隨時(shí)查看、分析歷史數(shù)據(jù)的功能。對(duì)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(jì)。另外，為了更直觀地反映數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)，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(guò)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(jì)時(shí)采用Android下自定義view的形式，設(shè)計(jì)了查看曲線的picview控件。添加觸控操作，可以方便地左右滑動(dòng)以查看各個(gè)階段的數(shù)據(jù)。圖11(b)顯示了向右滑動(dòng)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(jì)了單一數(shù)據(jù)曲線模式，通過(guò)"切換"按鈕轉(zhuǎn)換到圖11(c)所示效果，并可以通過(guò)點(diǎn)擊左右箭頭實(shí)現(xiàn)不同參數(shù)曲線間的切換。

　　圖5 Notification效果圖

　　圖6 QT8554實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線圖

　　圖7 APS3321實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線圖

　　圖8 SMPS3936實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線圖

　　圖10 AE31實(shí)時(shí)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(shí)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(chǔ)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(biāo)準(zhǔn)的SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)形式，如藍(lán)牙ID信息配置等;基本的文件存儲(chǔ)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(gè)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(gè)數(shù)據(jù)間采用逗號(hào)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(shí)間和4個(gè)測(cè)量參數(shù)， AE31數(shù)據(jù)中不僅包含日期、時(shí)間和7個(gè)測(cè)量參數(shù)，還包含很多無(wú)用參照信息。應(yīng)對(duì)上述情況，在設(shè)計(jì)時(shí)采用了添加數(shù)據(jù)幀頭的形式，通過(guò)對(duì)幀頭中對(duì)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(hào)，同信息融合軟件中ID配置匹配;Addr為源藍(lán)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(zhǎng)度;VDL為有效數(shù)據(jù)長(zhǎng)度;VDN為有效數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。

　　儀器采集傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中雖然包含很多對(duì)實(shí)時(shí)顯示曲線無(wú)用的參照及統(tǒng)計(jì)信息，但是對(duì)后續(xù)的分析處理數(shù)據(jù)還是有重要的價(jià)值，因此對(duì)數(shù)據(jù)格式進(jìn)行歸一化處理過(guò)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(gè)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(chǔ)到磁盤，而后調(diào)用相應(yīng)數(shù)據(jù)分析模塊，進(jìn)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(cè)氣溶膠的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，僅選擇了5種測(cè)量?jī)x器進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，提高了系統(tǒng)的便攜性和移動(dòng)性。為適應(yīng)更多的參數(shù)測(cè)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(shí)時(shí)繪制及歷史曲線查看模塊中添加通過(guò)單擊曲線上任意一點(diǎn)顯示該點(diǎn)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。