普适计算
普适计算论文素材
普适计算论文素材普适计算（Ubiquitous Computing）是指将计算能力融入到人们日常生活和工作环境中的一种计算模式。
通过普适计算，人们可以随时随地访问和共享信息，与周围的环境、设备以及其他人进行交互。
本文将介绍普适计算的概念、应用领域以及相关技术。
一、普适计算的概念普适计算的概念最早由计算机科学家马克·韦恩于1991年提出。
他设想未来计算设备将融入到人们的生活中，无处不在，并无需人们特意去操作。
普适计算的目标是将计算能力从单一的桌面电脑中解放出来，将其融合到人们的日常环境中，使计算无处不在。
二、普适计算的应用领域普适计算在各个领域都有广泛的应用，以下是其中的几个例子：1. 智能家居：通过将各种传感器和智能设备连接到互联网，实现对家居环境的智能化管理。
例如，可以通过智能手机远程控制家中的温度、灯光、音响等设备。
2. 智慧城市：通过智能传感器和网络技术，实现对城市各个方面的智能化管理。
例如，智能交通系统可以根据实时交通情况，智能调整红绿灯的时间，提高道路通行效率。
3. 医疗保健：普适计算可以在医疗领域发挥重要作用。
例如，通过穿戴设备和传感器监测患者的生理数据，并将其实时传输给医生，实现远程医疗和健康管理。
4. 智能交通：普适计算可以应用于智能交通系统中，实现交通管理的智能化。
例如，通过车辆之间的通信，实现车辆自动避让，提高交通安全性。
三、普适计算的相关技术实现普适计算需要借助各种相关技术，以下是其中几个重要的技术：1. 无线通信技术：无线通信技术是普适计算的基础，它使得设备之间能够自由地进行信息传输和交互。
例如，Wi-Fi、蓝牙等无线通信技术的发展，为普适计算的实现提供了强大的支持。
2. 传感器技术：传感器技术是实现普适计算的关键技术之一。
通过传感器，可以实时地感知环境中的各种信息，并将其传输给计算系统进行处理。
例如，温度传感器、光线传感器等可以感知环境中的各种参数。
3. 数据挖掘和人工智能技术：数据挖掘和人工智能技术可以对大量的数据进行处理和分析，并从中提取有用的信息。
普适计算
物联网与适普计算普适计算又称普存计算、普及计算（英文中叫做pervasive computing或者Ubiquitous computing）这一概念强调和环境融为一体的计算，而计算机本身则从人们的视线里消失。
在普适计算的模式下，人们能够在任何时间、任何地点、以任何方式进行信息的获取与处理。
普适计算技术彻底地改变了“人使用计算机”的传统方式，让人与计算环境更好地融合在一起，在不知不觉中达到“计算机为人服务”的目的。
普适计算技术以人的需求为中心，从根本上改变了人去适应机器计算的被动式服务思想，强调用户能在不被打扰的前提下主动、动态地接受网络服务。
它改变了计算只局限于桌面进行的传统，使用户能以各种灵活的方式享受计算能力和系统资源。
它将计算嵌入到人们的日常生活中，实现任何地点、任何时候、任何人都能访问任何信息的交互，能在真正意义上实现以人为本的生活方式。
特点：普适计算的含义十分广泛，所涉及的技术包括移动通信技术、小型计算设备制造技术、小型计算设备上的操作系统技术及软件技术等。
间断连接与轻量计算（即计算资源相对有限）是普适计算最重要的两个特征。
普适计算的软件技术就是要实现在这种环境下的事务和数据处理。
在信息时代，普适计算可以降低设备使用的复杂程度，使人们的生活更轻松、更有效率。
实际上，普适计算是网络计算的自然延伸，它使得不仅个人电脑，而且其它小巧的智能设备也可以连接到网络中，从而方便人们即时地获得信息并采取行动。
目前，IBM已将普适计算确定为电子商务之后的又一重大发展战略，并开始了端到端解决方案的技术研发。
IBM认为，实现普适计算的基本条件是计算设备越来越小，方便人们随时随地佩带和使用。
在计算设备无时不在、无所不在的条件下，普适计算才有可能实现。
科学家认为，普适计算是一种状态，在这种状态下，iPad等移动设备、谷歌文档或远程游戏技术Onlive等云计算应用程序、4G或广域Wi-Fi等高速无线网络将整合在一起，清除“计算机”作为获取数字服务的中央媒介的地位。
普适计算的发展与应用
普适计算的发展与应用普适计算（Ubiquitous Computing）也称为泛在计算或无所不在的计算，是一种能够以自然、无缝、持久的方式为人们提供信息和服务的计算。
它的目标是使计算机系统变得更加自然、智能、人性化、无缝结合，以满足人们日益增长的需求。
随着智能手机、智能家居等智能设备的普及，普适计算已经逐渐成为人类接触科技的主要方式之一。
本文将探讨普适计算的发展与应用。
一、发展历程普适计算的概念最早由美国计算机科学家Mark Weiser于1991年提出。
他认为，未来的计算应该让人们在任何地方、在任何时间获得所需的信息。
他的理念是让计算机变得不可见，但它们随时可以被使用。
2002年，微软公司的布赖恩·古德曼在他的论文中提出了普适计算的“十年目标”，即到2012年，人们将通过普适计算系统随时随地获得所需要的信息和服务。
自此，人们开始关注普适计算的发展，并取得了一定的进展。
2012年，普适计算的“十年目标”也已经实现。
二、应用领域1、智能家居：智能家居是指通过智能化技术，将住宅的电器设备、照明系统、安防系统等连接起来，打造一个智能化、舒适化和安全化的居住环境。
普适计算技术的应用可以使得智能家居具备更加智能化的特性。
例如，通过人体检测传感器实现门禁、入侵侦测等功能；通过智能家居中心控制的温湿度、清洁等信息，实现智能环保，使得室内气氛更加舒适健康；通过与智能手机等外部设备联动，实现远程控制等功能。
2、智能医疗：普适计算技术为智能医疗提供了多种可能性。
例如，各种传感器可以测量人体指标，如血糖、心率、血氧等。
通过计算分析这些指标，可以实现监测、分析和预测患者的健康状况。
此外，多种智能医疗设备，如人工智能病历系统、移动医疗平台等，都是普适计算技术的应用。
3、智能出行：普适计算技术在智能出行领域的应用，可以改变出行方式，并提升出行效率和体验。
例如，车辆与路边设施通过通信技术交换信息，实现智能交通管理。
普适计算
一、普适计算的提出：1999年，IBM提出普适计算(又叫普及计算)的概念。
二、普适计算的概念：所谓的普适计算（Pervasive Computing / Ubiquitous Computing）指的是，无所不在的、随时随地可以进行计算的一种方式；无论何时何地，只要需要，就可以通过某种设备访问到所需的信息。
三、普适计算最重要的两个特征：间断连接轻量计算（即计算资源相对有限）四、普适计算应具有以下特性：(1)无所不在的(pervasive)：用户可以随地以各种接人手段进入同一信息世界；(2)嵌入的(embedded)：计算和通信能力存在于我们生活的世界中，用户能够感觉到它和作用于它；(3)游牧的(nomadic)：用户和计算均可按需自由移动；(4)自适应的(adaptable)：计算和通信服务可按用户需要和运行条件提供充分的灵活性和自主性；(5)永恒的(eterna1)：系统在开启以后再也不会死机或需要重起；部件可以因需要、出错或升级来去，但整个系统则永远可用．五、普适计算所涉及的技术：移动通信技术、小型计算设备制造技术、小型计算设备上的操作系统技术及软件技术等。
六、普适计算技术的主要应用方向：1、嵌入式技术（除笔记本电脑和台式电脑外的具有CPU能进行一定的数据计算的电器如手机，MP3等都是嵌入式技术研究的方向），2、网络连接技术（包括3G，ADSL等网络连接技术），3、基于Web的软件服务构架（即通过传统的B/S构架，提供各种服务）。
七、业界和高校的实验室均有普适计算项目推出，一些较为典型的项目如下：——麻省理工学院(MIT)的Oxygen项目。
其寓意是：未来计算象氧气一样无处不在并可自由获取。
该项目将固定计算设备和移动设备通过可自动配置的网络连接起来。
系统采用了包括休眠环境的自动转换等8种环境驱动技术。
——Microsoft公司的Easy Living研究项目。
致力于智能环境的体系开发，涉及中间件、几何世界建模、定位感知、服务描述等技术。
普适计算及其应用
用户和计算均可按需自由移动;
计算和通信服务可按用户需要和运行条件提供充分的 灵活性和自主性；
系统在开启以后再也不会死机或需要重起 部件可以 因需要 出错或升级来去，但整个系统则永远可用。
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普适计算的实现
1、绑定
物理空间： 真实存在的物理世界
融 合
普适计算
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绑定和自发的交互
绑定：信息空间中的对象与物理空间中的物 体建立相互的对应，使这个物体成为访问 信息空间中服务的直接入口。
自发的交互：物理空间和信息空间之间无需 人的干预的交互，即其中任一个空间状态 的改变可以引起另一个空间的状态的相应 改变。
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普适计算的关键技术
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普适计算的关键技术
上下文感知： 在普适计算的环境中，人和计算机 不断的进行着透明性的交互，在这个交 互过程中，普适系统获取与用户需求相 关的上下文信息来确认为用户提供什么 样的服务，这就是上下文感知，它是普 适计算的重要技术，其主要涉及的问题 包括：上下文信息的获取，上下文信息 的融合和上下文信息的处理。
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普适计算的应用
1、普适广告
普适计算技术，通过更多的 洞察个人喜好和恰当的信息，让 我们发现更深层次的的、有针对 性的、实用性的东西。移动电话 拥有定位跟踪技术，摄像头得到 的图片可以解释行为信息，一系 列的传感器（手势、声音、压力 等传感器）可以用来检测一个人 的生活方式和喜好的更多细节， 以此来更高效率、更低成本地投 放广告，达到最佳盈利。
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普适计算的应用
3、智能家居系统
普适计算的名词解释
普适计算的名词解释普适计算，又称普适计算机，是一种计算机技术的新兴领域，它的主要目标是将计算机技术应用于各种不同的领域，以满足不同用户的需求。
普适计算的特点是它能够对用户进行个性化的服务，并且能够随时随地地提供计算服务，使用户能够快速、方便地获取所需的信息和服务。
普适计算包括以下几个方面：一、普适计算的应用范围普适计算的应用范围非常广泛，可以用于各种领域，如医疗、交通、教育、商业、娱乐等等。
普适计算的应用可以为用户提供更加便捷和个性化的服务，同时也可以提高各个领域的效率和质量。
二、普适计算的基本原理普适计算的基本原理是将计算机技术应用于各种不同的设备和场景，使得用户可以随时随地地获取所需的信息和服务。
普适计算的核心是无处不在的计算和无处不在的连接，可以通过各种设备和通信技术来实现。
三、普适计算的技术特点普适计算的技术特点包括以下几个方面：（1）多模态交互技术普适计算的用户接口可以采用多种交互方式，如语音、手势、触摸等，从而提高用户体验和便利性。
（2）智能传感技术普适计算的设备可以通过各种传感器来感知周围的环境和用户的行为，从而更好地了解用户的需求和习惯，提供更加个性化的服务。
（3）自适应学习技术普适计算的设备可以通过机器学习和人工智能技术不断学习和优化自己的功能，从而更好地适应用户的需求和环境。
四、普适计算的应用案例普适计算已经在各种领域得到了广泛的应用，例如：（1）智能家居普适计算可以将各种智能设备和家居设备连接起来，实现家庭自动化和智能化，提供更加便利和舒适的居住环境。
（2）智能医疗普适计算可以将医疗设备和传感器连接起来，实现智能医疗监测和诊断，为患者提供更加个性化的医疗服务。
（3）智能交通普适计算可以将交通设施和交通工具连接起来，实现智能交通监测和控制，提高交通效率和安全性。
总之，普适计算是一种非常重要的计算机技术，它将计算机技术应用于各种领域，为用户提供更加便利和个性化的服务，同时也为各个领域提高了效率和质量。
普适计算
过于烦琐；
1.计算机的使用方法不符合人类的习惯； 2.为了完成一项任务，需要与计算机进行的对话
• 基于桌面的使用模式：
1.用户要使用计算机，就需要坐在计算机面前； 2.本质上说是一种私有模式，难以适应一个用户
可能在不同地点和环境，甚至在移动过程中使 用多台计算设备进行工作的情况。
普适计算的特性
• 无所不在的(Pervasive) • 嵌入的(Embedded) • 游牧的(Nomadic) • 自适应的(Adaptable) • 永恒的(Eternal)
普适计算的本质就是力图真正全面实现计算
技术的“以人为本”
介绍内容：
•提出与定义 •如何实现 •研究领域 •结论
各个层次上新的要求和技术挑战
系统软件(Software Infrastructure)
• 对普适计算中大量的联网的设备、物体、计算
实体进行管理，为它们之间的数据交换、消息 交互、服务发现、任务协调、任务迁移等等提 供系统级的支持 • 必须能在我们日常生活的空间中而不是一个特 定的环境中提供上述各种功能和服务 • 这是一个组成、结构都经常变化的工作环境， 并且与此相关的硬件经常是异构的、容易出错 和只具有有限的资源
• 信息空间的状态改变映射到物理空
间中，其最主要形式是数字化信息 可以无缝地叠加在物理空间中/上。
• 例子： • 已经广泛采用的各种电器上的显示屏； • E-Ink公司正在研究的电子纸； • IBM研究院的Everywhere Display；
从两个相对方向看自发的交互
• 信息空间也可以自动地觉察物理空
系统软件的关键问题
• 安全性(Security)
• 普适计算系统的移动设备和基础设施之间自发
普适计算名词解释
普适计算名词解释
普适计算 (Universal Computing) 是一种计算模型，旨在实现对各种类型的数据和服务进行高效和通用的计算处理。
与传统计算机只能够处理特定类型的数据和服务相比，普适计算模型可以处理各种类型的数据和服务，包括文本、图像、音频、视频等等，同时还可以处理分布式和非结构化的数据。
普适计算的核心思想是将计算资源和数据处理能力从中央服务器转移到分布式计算环境中，从而实现更高效、更灵活、更可扩展的计算处理。
普适计算还可以通过连接不同的设备和系统，实现数据的无缝交换和共享，从而为各种应用场景提供更加全面和高效的计算服务。
普适计算的应用领域非常广泛，包括人工智能、大数据分析、物联网、虚拟现实、增强现实等等。
在未来，普适计算将成为计算领域的重要趋势，为人类社会带来更多的创新和变革。
普适计算的概念与发展趋势
普适计算的概念与发展趋势普适计算（Ubiquitous Computing）是指计算机技术的发展，使得计算机随处可见，融入了人类的日常生活和工作中，进一步增强了人类的感知和互动能力，实现了从人机交互到自然环境嵌入式计算的转变。
普适计算的发展历程普适计算的概念最初由美国加州大学的马克·韦泽哈普特（Mark Weiser）提出，他在1991年所写的《科学美国人》杂志上发布了一篇名为《计算机科学的未来》的文章，文章中，韦泽哈普特提出了三种计算机模式：主流计算机（Mainframes）、个人电脑（Personal Computers）和嵌入式计算机（Ubiquitous Computing）。
他通过对未来计算机科技的描述，阐述了普适计算将如何改变人类与世界的交互方式。
随着普遍的无线网络覆盖、移动技术的增强和传感器的普及，普适计算得到了长足的发展。
在不断迭代和创新中，普适计算不再局限于传统的桌面计算机，而是普遍涉及到人类的各个日常生活环节。
例如移动设备、穿戴式技术、智能家居和智能车辆等，这些技术的发展为普适计算注入了新的变革力量。
普适计算的特征普适计算的特征之一是嵌入式技术，这种技术可以把电脑封装成人们习惯于使用的物品，并嵌入日常生活的环境中，例如嵌入在雨伞、手表、汽车中等等。
这些设备可以根据环境变化或用户需求进行智能化的反应，从而使得计算机更好地融入人类的日常生活中。
普适计算的另一个特征是移动性，这必须依靠小型化和微处理器芯片等技术发展的支持。
现代的智能手机、平板电脑等移动设备已经广泛应用于我们的生活中，不仅仅像传统电脑一样单一地被自然人使用，也成为了与社交网络、移动应用有关的用户群体的常用工具。
通过扩大用户的范围，普适计算可以实现跨越国界和区域的最大化效应。
普适计算的趋势随着普适计算的发展，越来越多的智能设备涌现出来，成为智慧城市、智慧医疗、智能流通、智能家居等行业的生力军。
除此之外，智能交通、智能校园等场景也受到了普适计算的发展的影响。
普适计算
江苏科技大学 计算机科学与工程学院 吕永芳 092070040
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普适计算的概念 普适计算与虚拟计算 普适计算的研究内容 普适计算的特性 普适计算的热门研究领域 普适计算面临的挑战
概念的提出
• 1999年，IBM提出普适计算(又叫普及计算)的 概念。所谓普适计算（Pervasive Computing / Ubiquitous Computing）指的是，无所不在的、 随时随地可以进行计算的一种方式；无论何时何 地，只要需要，就可以通过某种设备访问到所需 的信息。 • 在信息时代，普适计算可以降低设备使用的复 杂程度，使人们的生活更轻松、更有效率。实际 上，普适计算是网络计算的自然延伸，它使得不 仅个人电脑，而且其它小巧的智能设备也可以连 接到网络中，从而方便人们即时地获得信息并采 取行动。
致谢
• That’s all • Thank you!
• 普适网络：普适计算环境下的网络环境包括各种无线网络、互联网、 普适网络：普适计算环境下的网络环境包括各种无线网络、互联网、 电话网、电视网等，还包括 网络、 电话网、电视网等，还包括RFID网络、无线传感器网络、GPS网络 网络 无线传感器网络、 网络 等多种不同类型的网络。 等多种不同类型的网络。普适计算网络支持异构环境和多种设备的自 动互连，对环境的动态变化具有自适应性， 动互连，对环境的动态变化具有自适应性，提供无处不在的通信服务 • 系统软件：普适计算的系统软件对普适计算环境中大量联网的信息 系统软件： 设备、智能物体、计算实体进行管理，为它们之间的数据交换、 设备、智能物体、计算实体进行管理，为它们之间的数据交换、消息 交互、服务发现、任务协调等提供系统级的支持。 交互、服务发现、任务协调等提供系统级的支持。普适计算的系统软 件不同于传统分布式系统软件 ，主要有两个基本的特点 ：物理集成 和自发的互操作。 和自发的互操作。 • 人机交互：典型的交互方式包括语音输入、手写输入、电子纸、眼镜 人机交互：典型的交互方式包括语音输入、手写输入、电子纸、 显示器等。除鼠标键盘输入等由人驱动的显式人机交互外， 显示器等。除鼠标键盘输入等由人驱动的显式人机交互外，普适计算 的人机交互方式会向隐式和多模式的人机交互方式方向发展。 的人机交互方式会向隐式和多模式的人机交互方式方向发展。
普适计算理论与应用前景
普适计算理论与应用前景普适计算是一种新兴的计算模式，它的目标是使计算机能够无处不在、无形可寻，无需用户的干预而自主工作。
通过普适计算，我们可以将计算机嵌入到物体、环境和日常生活中，使其能够感知、理解和响应我们的需求。
普适计算的理论和应用前景备受关注，其潜在的影响将深刻改变我们的生活方式和社会形态。
普适计算的核心理论包括环境感知、上下文感知、自适应和人机交互等。
环境感知能够让计算机感知其所处的环境和物体，从而更好地理解和响应用户的需求。
上下文感知则是指计算机通过获取用户和环境的相关信息，使其能够根据不同的情境和需求进行自主的决策和行动。
自适应性是指计算机可以根据情境和用户的变化来不断调整和改变自身的行为和功能。
而人机交互则是指普适计算强调人与计算机之间的紧密无缝连接，使用户能够在任何时候、任何地点与计算机进行交互。
普适计算的应用前景广阔，涵盖了诸多领域。
例如，智能家居是普适计算的重要应用之一。
通过将计算机嵌入到房屋中，我们可以实现远程控制家居设备、自动感知和调节环境等功能，提升居住的舒适度和便捷性。
智能交通是另一个重要的应用领域，通过将计算机嵌入到车辆、道路和交通设施中，我们可以实现实时交通监控、智能导航、智能交通信号优化等功能，提高交通效率和安全性。
普适计算还可以应用于健康医疗领域，通过将计算机嵌入到医疗设备和监测器材中，我们可以实现实时健康监测、个性化医疗指导、远程医疗等功能，提高医疗服务的质量和效率。
普适计算还具有重要的社会影响。
首先，普适计算将人类与计算技术融合得更加紧密，使得计算机普遍存在于我们的日常生活中。
这将改变我们与计算机的互动方式，使得计算机成为我们生活的一部分，为我们提供更多的便利和服务。
其次，普适计算可以通过大数据分析和机器学习等技术，提供更准确的预测和决策支持。
这将对政府、企业和个人的决策产生重要影响，提高社会的效率和竞争力。
最后，普适计算还面临着一些挑战，例如安全性、隐私保护和伦理问题。
普适计算综述
普适计算综述普适计算是指一种新型的计算范式，能够帮助人们更好地利用计算机技术，解决现实生活中的问题。
普适计算的核心是将计算机技术融入到人类的生活中去，使得计算机技术能够更好地服务于人类，而不是仅仅局限于计算机领域。
普适计算的核心理念是以人为中心，为人类生活提供更多的便利和服务。
普适计算需要将计算机技术与物理世界相结合，使得计算机能够更好地为人类服务，并且不会对人类的生活造成干扰。
普适计算的实现需要解决很多技术难题，例如如何将传感器技术、无线通信技术、数据挖掘技术等进行整合，以及如何保证信息的安全性和隐私性等问题。
普适计算的应用范围非常广泛，可以应用于家居、医疗、交通、环境监测等领域。
例如，在家居方面，普适计算可以实现智能家居的概念，使得人们的生活更加便捷舒适。
在医疗方面，普适计算可以利用传感器技术对患者进行监测，及时发现患者的状况变化，以及提供更好的医疗服务。
在交通方面，普适计算可以实现交通指挥中心的智能化，提高交通指挥效率，缓解交通拥堵。
在环境监测方面，普适计算可以帮助人们更好地了解环境状况，保护环境，提高生活质量。
普适计算还可以帮助人们更好地进行社交和娱乐活动。
例如，普适计算可以将人们的社交活动和娱乐活动整合起来，提供更好的社交和娱乐体验。
普适计算可以通过传感器技术、语音识别技术、图像识别技术等，使得社交和娱乐活动更加智能化、个性化和便捷化。
普适计算的发展离不开人工智能技术的支持。
人工智能技术是普适计算实现的重要手段之一，可以帮助普适计算更好地理解人类需求，并对人类的行为、语言等进行智能分析和处理。
人工智能技术可以采用深度学习、强化学习、自然语言处理等技术手段，从而实现智能化的普适计算应用。
普适计算的发展还需要解决很多技术和社会问题。
例如，如何保证普适计算的信息安全和隐私保护，如何实现普适计算的标准化和规范化，以及如何解决普适计算的能源消耗等问题。
此外，普适计算还需要解决与社会、法律等方面的问题，例如普适计算对人类社会的影响、普适计算的伦理和道德问题等。
普适计算与云计算的区别
随着计算机及相关技术的发展，通信能力和计算能力的价格正变得越来越便宜，所占用的体积也越来越小，各种新形态的传感器、计算／联网设备蓬勃发展;同时由于人类对生产效率、生活质量的不懈追求，人们开始希望能随时、随地、无困难地享用计算能力和信息服务，由此带来了计算模式的新变革。
与此相关，计算机技术的新的发展和应用风起云涌，其中的界定和概念也就应运而生。
其中，普适计算和云计算，是两个易混的概念。
这里做些简单区别。
一、什么是普适计算？普适计算是计算机技术计算模式的新的时代，直接称为普适计算（Pervasive Computing或Ubiquitous Computing）时代。
普适计算是指在普适环境下使人们能够使用任意设备、通过任意网络、在任意时间都可以获得一定质量的网络服务的技术。
普适计算是在网络技术和移动计算的基础上发展起来的，其重点在于提供面向客户的、统一的、自适应的网络服务。
普适环境主要包括网络、设备和服务：网络环境包括Internet、移动网络、电话网、电视网和各种无线网络等。
普适计算设备更是多种多样，包括计算机、手机、汽车、家电等能够通过任意网络上网的设备；服务内容包括计算、管理、控制、资源浏览等。
普适计算具有以下环境特点：在任何时间、任何地点、任何方式的方便服务，不同的网络(不同协议、不同带宽)、不同的设备(屏幕、平台、资源)、不同的个人偏好等。
实现普适计算的目标需要以下一些关键技术：场景识别、资源组织、人机接口、设备无关性技术、设备自适应技术等。
在普适计算时代，各种具有计算和联网能力的设备将变得像现在的水、电、纸、笔一样，随手可得，人与计算机的关系将发生革命性的改变，变成一对多、一对数十甚至数百，同时，计算机的受众也将从必须具有一定计算机知识的人员普及到普通百姓。
计算机不再局限于桌面，它将被嵌入到我们的工作、生活空间中，变为手持或可穿戴的设备，甚至与我们日常生活中使用的各种器具融合在一起。
此时，信息空间将与物理空间融合为一体，这种融合体现在两方面：首先，物理空间中的物体将与信息空间中的对象互相关联，例如，一张挂在墙上的油画将同时带有一个URL，指向与这幅油画相关的Web站点;其次，我们在操作物理空间中的物体时，可以同时透明地改变相关联的信息空间中对象的状态，反之亦然。
普适计算技术的研究与应用
普适计算技术的研究与应用随着信息技术的快速发展，计算机科学领域也在不断拓展。
普适计算技术（Ubiquitous Computing）作为其中的一个重要分支，指的是通过智能计算机系统实现对人类周围环境的感知和响应，即物联网的实现。
普适计算技术的出现，改变了人类与信息技术交互的方式，用强大的计算能力迅速满足人们的需求。
本文将介绍普适计算技术的研究与应用现状。
一、普适计算技术的主要研究方向1.1 感知和交互技术普适计算技术实现的基础是计算机系统对人类周围环境的感知和响应。
因此，感知和交互技术是普适计算技术的核心研究方向。
感知技术主要研究计算机系统对周围环境的识别和理解，例如语音识别、视觉识别等。
交互技术则研究人机交互的方式，包括图形界面、语音识别、手势识别等。
1.2 网络体系结构普适计算技术的另一个核心是网络体系结构的设计。
这包括通信协议、拓扑结构、广播媒介等方面。
网络的设计需要考虑信号传输的速度和稳定性，以及面向智能设备的互联方式和实时性等问题。
1.3 安全和隐私保护普适计算技术的广泛应用，也使智能设备更容易受到网络攻击和隐私侵犯。
因此，安全和隐私保护是普适计算技术的重要研究方向。
这包括数据加密、身份认证等方面的技术。
二、普适计算技术的应用领域普适计算技术的应用领域广泛，包括以下几个方面：2.1 智能家居普适计算技术为智能家居的实现提供了技术支持。
通过智能化的家居设备，用户可以实现智能照明、智能家电等功能，并通过智能手机等控制终端实现远程操控和联动操作。
2.2 智能交通通过普适计算技术，可以建立智能交通系统。
例如地铁站等公共场所的智能监控系统可以通过计算机视觉等技术实现实时监控和人流量统计。
通过智能交通系统，还可以实现车辆自动驾驶、智能路灯等应用。
2.3 智能医疗普适计算技术可应用于智能医疗系统中，包括智能医疗设备、智能医疗监控器等。
智能医疗系统可以实时监测身体状况、预测疾病风险等，从而改善健康管理和医疗服务。
普适计算
饶文碧
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普适计算的特性
普适性:数量众多的计算设备被布置和嵌入到环境中， 普适性:数量众多的计算设备被布置和嵌入到环境中，通过这些设 用户可以随时随地得到计算服务。 备，用户可以随时随地得到计算服务。 透明性:在普适计算环境下，计算过程对于用户是透明的， 透明性:在普适计算环境下，计算过程对于用户是透明的，一般不 需要用户的直接操作， 需要用户的直接操作，这就可以使用户最大程度地将注意力放在要 完成的任务上。 完成的任务上。 动态性:在普适计算环境中，用户通常处于移动状态， 动态性:在普适计算环境中，用户通常处于移动状态，这导致在特 定的空间内用户集合将不断变化；另一方面， 定的空间内用户集合将不断变化；另一方面，移动设备也会动态地 进入或退出一个计算环境， 进入或退出一个计算环境，这导致计算系统的结构也在发生动态变 化。 自适应性:计算系统可以感知和推断用户需求， 自适应性:计算系统可以感知和推断用户需求，自发地提供用户需 要的信息服务。 要的信息服务。 永恒性:计算系统不会关机或者重启，计算模块可以根据需求、 永恒性:计算系统不会关机或者重启，计算模块可以根据需求、系 统错误或系统升级等情况加入或离开计算系统 统错误或系统升级等情况加入或离开计算系统
饶文碧
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现有技术的不足
以计算机为中心而不是以人为中心。 以计算机为中心而不是以人为中心。 计算资源是私有的，而不是共享的。 计算资源是私有的，而不是共享的。 计算是固定的，而不是随时可移动的。 计算是固定的，而不是随时可移动的。 应用程序缺乏互通性。 应用程序缺乏互通性。
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全面的技术挑战
(1) 在硬件或接入层次上 (2) 在网络层次上 在系统软件(infrastructure) (3) 在系统软件(infrastructure) 层次上 (4) 在人机交互层次上 (5) 应用程序设计层次上
普适计算
传感器网络是由许多在空间上分布的自动装置组成的一种计算机网络，这些装置使用传感器协作地监控不同位置的物理或环境状况（比如温度、声音、振动、压力、运动或污染物）。
无线传感器网络的发展最初起源于战场监测等军事应用。
而现今无线传感器网络被应用于很多民用领域，如环境与生态监测、健康监护、家庭自动化、以及交通控制等。
传感器网络的每个节点除配备了一个或多个传感器之外，还装备了一个无线电收发器、一个很小的微控制器和一个能源（通常为电池）。
单个传感器节点的尺寸大到一个鞋盒，小到一粒尘埃。
传感器节点的成本也是不定的，从几百美元到几美分，这取决于传感器网络的规模以及单个传感器节点所需的复杂度。
传感器节点尺寸与复杂度的限制决定了能量、存储、计算速度与带宽的受限。
在计算机科学领域，传感器网络是一个研究热点，每年都会召开很多的研讨会和国际会议。
传感器网络主要包括三个方面：感应，通讯，计算（硬件，软件，算法）。
其中的关键技术主要有无线数据库技术，比如使用在无线传感器网络的查询，和用于和其他传感器通讯的网络技术，特别是多次跳跃路由协议。
例如摩托罗拉使用在家庭控制系统中的ZigBee无线协议。
应用传感器网络有着许多不同的应用。
在工业界和商业界中，它用于监测数据，而如果使用有线传感器，则成本较高且实现起来困难。
无线传感器可以长期放置在荒芜的地区，用于监测环境变量，而不需要将他们重新充电再放回去。
传感器网络的应用包括视频监视，交通监视，航空交通控制，机器人学,汽车，家居健康监测和工业自动化。
在环境监控中一个典型的应用就是感測網（Sensor Web，或SW）. 最近，传感器网络是用来监视有效利用电力，如日本的例子。
普适计算又称普存计算、普及计算（英文中叫做pervasive computing或者Ubiquitous computing）这一概念强调和环境融为一体的计算，而计算机本身则从人们的视线里消失。
在普适计算的模式下，人们能够在任何时间、任何地点、以任何方式进行信息的获取与处理。
普适计算的概念与发展趋势
普适计算的概念与发展趋势
1.智能家居：普适计算技术将进一步应用于家居领域，实现智能家居
的概念。
通过各种传感器和智能设备，家居可以监测和控制温度、照明、
安防等各方面的情况，并能够与居住者进行交互和智能地自动适应用户的
需求和习惯。
2.智能交通：普适计算技术可以应用于交通领域，实现智能交通系统。
通过车载设备和基础设施的相互连接，可以实现车辆之间、车辆与道路基
础设施之间的信息交互和协同，从而提高交通流量的效率、减少交通堵塞，保证行车的安全性。
3.智能健康：普适计算技术可以应用于医疗健康领域，实现智能健康
监测和管理系统。
通过可穿戴设备和传感器技术，可以实时监测用户的生
理参数，如心率、血压等，并通过数据分析和处理提供个性化的健康管理
和指导。
4.智能城市：普适计算技术可以应用于城市管理和服务领域，实现智
能城市。
通过城市中的各种传感器和监测设备，可以实时采集城市的各种
数据，如交通状况、环境质量等，并通过数据分析和处理提供智能化的城
市管理和服务，如智能交通导航、智能停车、智能垃圾处理等。
5.个性化服务：普适计算技术可以根据用户的个性化需求和偏好提供
定制化的服务。
通过对用户的行为和偏好进行数据分析和处理，可以提供
个性化的推荐、广告和购物等服务，从而提高用户的满意度和体验。
总之，普适计算的概念和发展趋势主要是通过将计算和通信技术融入
到各个方面的日常生活中，使得计算机能够无处不在、始终可用，并为人
们提供更加智能、个性化和便捷的服务。
随着硬件技术的不断发展和应用场景的丰富多样，普适计算将会在各个领域发挥越来越重要的作用。
普适计算及其应用课件
数据融合技术
数据融合定义
将多源、多模态的数据进行整合、清洗和融合， 得到更全面和准确的信息。
数据融合方法
包括基于特征的融合、基于模型的融合和基于学 习的融合等。
数据融合技术挑战
数据隐私保护、数据处理效率、数据质量问题等 是需要解决的问题。
云计算技术
1 2
云计算定义
云计算是一种基于互联网的计算模式，将计算资 源、存储资源和应用程序通过云计算平台提供给 用户使用。
动态性：普适计算环境中的计算活动是 动态的，可以随时随地满足人们的需求 。
嵌入式：普适计算将计算能力嵌入到日 常生活环境中，让人感觉自然、舒适。
特点
广泛性：普适计算涵盖了日常生活的各 个方面，包括工作、学习和生活。
普适计算的发展历程
01
02
03
起源
20世纪90年代，随着个人 计算机的普及，人们开始 意识到信息技术对生活的 影响。
跨界融合
普适计算不仅在传统领域得到广泛应用，如智能家居、智 能交通等，还涉及到医疗、教育、工业等多个领域，推动 跨界融合与创新。
持续发展
随着技术的不断进步和应用的不断拓展，普适计算还将继 续保持快速发展态势，成为推动信息化和数字化转型的重 要力量。
普适计算面临的挑战
技术瓶颈
尽管普适计算取得了显著的进步，但在一些关键技术方面仍存在瓶 颈，如传感器技术、网络安全技术等，需要进一步突破。
普适计算及其应用课 件
目录
• 普适计算概述 • 普适计算的关键技术 • 普适计算在智能家居中的应用 • 普适计算在智慧城市中的应用 • 普适计算在医疗健康领域的应用 • 普适计算的前景与挑战
01
普适计算概述
定义与特点
第7章 普适计算概述
7.3 普适计算的特性
普适性 动态性 自适应性 可定制性 透明性
7.4主要研究问题
普适计算的理论建模 自然人机交互 上下文感知 普适网络 智能空间 信息捕获和传输 硬件制造技术和电池技术 安全隐私
7.5 发展现状与研究进展
NIST的Smart Space Project MIT的Oxygen Project CMU 的Aura Project
第7章 普适计算概述
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7.1 计算模式的发展
第一代，主机型计算 第二代，个人机计算 第三代，普适计算
7.2 普适计算的概念
普适计算的思ntific American》的“The Computer for the 21st Century”中提出的，强调把计算机嵌 入到环境或日常工具中去，让计算机本身从人 们的视线中消失，让人们注意的中心回归到要 完成的任务本身。 普适计算可以理解为计算的普及性和适应性。 普适计算的本质是人本计算 普适计算将物理世界与信息空间合二为一
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计算模式的发展趋势
普适计算思想的发展
强调把计算机嵌入到环境或日常工具中去，让 计算机本身从人们的视线中消失，让人们注意 的中心回归到要完成的任务本身 Weiser的思想在90年代后期开始在国际上得到 广泛关注和接受，目前已经成为一个极具活力 和影响力的研究领域。 重要标志：
1999年开始的Ubicomp国际会议 2000年开始的Pervasive Computing国际会议 2002年IEEE Pervasive Computing期刊的创刊
两种途径实现绑定
直接在物体上（内） 嵌入一定的感知、 计算、通信能力，使其同时具有物理空 间和信息空间中的用途。
例子： MERL实验室研究的Interactive Table； 清华大学研究的Smart Classroom； MIT Media Lab的Things That Think项目。
集体智慧导言
什么是集体智慧 集体智慧与Web
2.0
集体智慧在Web领域的应用 集体智慧与机器学习
搜索排名
搜索引擎与信息检索 基于内容的度量方法 基于链接的度量方法
内容(续)
推荐系统
推荐系统的诞生和现状 推荐系统的经典案例──Netflix
设计推荐系统的基本方法
全新的计算模式提出
计算机技术进一步发展迫切地需要全新的计 算模式，这就是普适计算 (Pervasive/Ubiquitous Computing)。 普适计算的思想最早是1991年Mark Weiser在 《Scientific American》的“The Computer for the 21st Century”中提出的。
90年代以来计算技术的飞速发展蕴育
了新的计算模式。
传统的计算模式
n
n
以计算机为中心的计算： 计算机的使用方法不符合人类的习惯； 为了完成一任务，需要与计算机进行的对话过 于烦琐；
n n
基于桌面的使用模式： 用户要使用计算机，就需要坐在计算机面前； 本质上说是一种私有模式，难以适应一个用户 可能在不同地点和环境，甚至在移动过程中使 用多台计算设备进行工作的情况。
“随时随地”和“透明”
“随时随地”指人们可以在工作、生活的现 场就可以获得服务,而不需离开这个现场而去 端坐在一个专门的计算机面前，即像空气一 样无所不在；
“透明”指获得这种服务时不需要花费很多 注意力，即这种服务的访问方式是十分自然 的甚至是用户本身注意不到的，即所谓蕴涵 式的交互（Implicit Interaction）。
普适计算实现的条件 从技术上，实现普适计算必须做到满足三个条 件，首先，市场上大量出现可供购买的尺寸大 小不一、种类繁多的显示设备和廉价、低能耗 计算设备；其次，存在将所有计算设备（如嵌 入式计算设备、辅助设备）联接在一起的网络； 最后，研制出用于实现普适计算应用系统的软 件支撑系统。
信息空间和物理空间的融合
集体智慧中的常用算法
贝叶斯分类器 决策树分类器 神经网络 k-最近邻 优化技术
集体智慧导言
人们使用集体智慧（Collective Intelligence） 这一术语已经有十多年之久，随着新型通 信技术的出现，尤其是进入Web时代以后， 这一术语也变得日趋的流行和重要。
什么是集体智慧
隔离正是桌面计算模式各种不足的根源！
讲座内容
普适计算机定义及其发展历程 普适计算的视频介绍 普适计算的实现
结论
结论
普适计算是：
把计算和信息融入人们的生活空间； 人们生活其中可随时、随地得到计算服务； 是对计算技术的极大挑战。
参考文献
[1] 谢伟凯. 智能空间关键支撑技术的研究 [D]. 清华大学工学博士学位论文，2003年4 月：1－2. [2] Weiser M. The Computer for the 21st Century [J]. Sci. Amer. Sept. 1999. [3] 郑增威，吴朝晖. 普适计算综述[J]. 计算机科学，2003（4）：18－22. [4] Ubiquitous Computing [EB/OL]. [5] 徐光祐，史元春，谢伟凯. 普适计算[J]. 计算机学报，2003（9）：1043. [6] Gregory Abowd, Chris Atkeson, Irfan Essa. Ubiquitous Smart Spaces [EB/OL]. /fce/pubs/s.98.pdf. [7] Satyanarayanan M. Pervasive Computing: Vision and Challenges [J]. IEEE Pers. Commun. , Aug. 2001. [8] Sandeep K. Gupta S.et al. An Overview of Pervasive Computing [J]. IEEE Pers. Commun. , Aug. 2001. [9] 郑增威，吴朝晖. 普适计算综述[J]. 计算机科学，2003（4）：18－22 [10] 李卢一，郑燕林. 泛在学习环境的概念模型[J]. 中国电化教育，2006（12）: 9-12.
状态的改变，从而改变相应对象的状态 或触发某些事件。
这种特性称为觉察上下文的计算，是普适计 算的重要特征； 当你抵达一个场所…… 当你拿起一个公用设备…… 信息空间对人的行为甚至表情的自动理解— —主动的计算或者蕴涵式的人机交互
蕴涵式人机交互的实现途径 实现途径有两类 通过传感器： 欧盟的TEA计划，在日常器具如咖啡杯、 家具、手机等中嵌入传感器；
“普适计算2007国际会议”官方网站指出，普适计算是指人们可 以在任何时间（anytime）任何地点（anywhere）通过我们日常生 活中的物体和环境中的某一联网的动态设备，而不仅仅是计算机 设备进行随时随地的交流和协作 。
清华大学徐光祐教授等的定义是:“普适计算是信 息空间与物理空间的融合，在这个融合的空间 中人们可以随时随地、透明地获得数字化的服 务。”
纵观当今的Web领域，当我们讨论集体智慧这 一概念的应用时，通常是指把一部分人的行为、 偏好或思想数据搜集起来并加以分析，从而寻 找新的发现。 在维基百科（Wikipedia）上，集体智慧被定 义成为是一种共享的或者群体的智能，它是从 许多个体的合作与竞争中涌现出来的。
什么是集体智慧
对于集体智慧的研究，实际上可以被认为是一 个属于生物学、社会学、商业、计算机科学、 大众传媒和大众行为的多学科课题，其研究的 领域从夸克到细菌、植物、动物，直至人类社 会各个层次中出现的群体行为。
提示
我们必须认识到普适计算不仅仅是一个计算 问题 普适计算环境中的社会问题包括受到普适计 算影响的个人、集体和组织的行为应受到关 注
讲座内容
普适计算机定义及其发展历程 普适计算的视频介绍 普适计算的实现
结论
普适计算视频介绍 普适计算视频１ 普适计算视频２ 普适计算视频３ 普适计算视频４
信息空间的状态改变映射到物理空间中，
其最主要形式是数字化信息可以无缝地 叠加在物理空间中/上。
例子： 已经广泛采用的各种电器上的显示屏； E-Ink公司正在研究的电子纸； IBM研究院的Everywhere Display；
从两个相对方向看自发的交互
信息空间也可以自动地觉察物理空间中
2、自发的交互
信息空间： 存在于计算机和网络中的 数字化的信息、服务、 计算和通信
1、绑定
物理空间： 真实存在的物理世界
融 合
普适计算
绑定和自发的交互
绑定：信息空间中的对象与物理空间 中的物体建立相互对应，使这个物体 成为访问信息空间中服务的直接入口。 自发的交互：物理空间和信息空间之 间无需人的干预的交互，即其中任一 个空间状态的改变可以引起另一个空 间的状态的相应改变。
当前计算机技术发展的特点
计算、通信和数字媒体技术的互相渗 透和结合，其集中的体现 同时体积也越来越小，其发展趋势是 把计算能力嵌入到各种设备中去，而 且这些设备可联网使用。
计算模式的发展
计算模式（Computing
Paradigm）在20 世纪80年代经历了从主机计算 (Mainframe Computing)到桌面计算 (Desktop Computing)的革新。
通过多模态感知接口： 清华大学的Smart Classroom，用视觉跟踪、 姿态识别等方法来判断目前教室中的上下文。
桌面计算模式与普适计算模式
桌面计算模式下信息空间和物理空间是隔离 的：
绑定是稀疏的，唯一的绑定点是计算机； 它们之间的交互是由人驱动的，人先察觉物理空间 的改变然后用一定的方式输入到信息空间。
普适计算 PERVASIVE/UBIQUITOUS COMPUTING
讲座内容
普适计算机定义及其发展历程 普适计算的视频介绍 普适计算的实现
结论
讲座内容
普适计算机定义及其发展历程 普适计算的视频介绍 普适计算的实现
结论
普适计算的定义
目前尚未有明确定义，但目标都是“要建立一 个充满计算和通信能力的环境，同时使这个环 境与人们逐渐地融合在一起”。
“最具有深远意义的是那些从人们注意力中消 失的技术，这些技术已经渗透到人们的日常生 活中以致与生活难以区分”。
曾经的研究计划
1. 2. 3. 4. 5. 6.
7.
8.
Don Norman的“Invisible Computer”； CMU的Aura计划； 欧盟的“Disappearing Computer”计划； MIT的Oxygen计划； MERL实验室的Interactive Table计划； MIT Media Lab的Things That Think项目； HP的Cool Town计划； 清华大学的Smart Classroom等。