健康监护系统中基于最长公共子序列的用户行为分析(3)
如何通过对用户行为进行分析，来判断用户是否出现异常行为，针对这一问题，本文采用LCS算法进行相似度匹配来解决。本算法不但避免了额外的字符索引开销，成功提高了检索速率，并且由于在匹配的过程中就采用了基于LCS的度量模型，实现了动作序列的时间轴弹性匹配，保证较低的漏查率和误检率，并且在引入数据噪声的情况下，依然有着较高的正确性。
2.研究发展现状及技术背景
在本节中，将会定义在整个工作中都会使用到的事件和行为序列，并描述整个系统的架构。
异常行为检测能够应用到很多领域中，如盯梢系统、网络入侵检系统、健康监护系统。特别是在健康监护系统中，大多数研究人员都使用图像、视频、录音等检测异常行为，但是，绝大多数的老年人或者病人并不愿意受到这些设备的监测，因为这样侵犯了他们的个人隐私。因此，本文提出不使用视频、音频等设备，而是使用非侵犯性的无线传感网络系统。
2.1 事件和行为序列
传感器能够依附于物体之上，或者直接放置在特定的位置以检测行为人做的动作。例如放置在走廊上的传感器能够检测到人是否经过此处。在这个例子中传感器ID是传感器的位置和监测到的行为（人经过此处）。当传感器检测到行为时会将此时的时间戳记录下来，这个时间即为传感器被激化的时间。时间戳的格式是时：分：秒，时间戳也能表示出日期，格式为月/日/年。如果另一个传感器也检测到了某一行为，它也会记录下它被激化的时间。这里将前后两个传感器被激化时间的差值记为前一个传感器的持续时间。
定义事件 为当传感器满足一定的条件时的响应，i是事件标识。每个事件是由传感器ID、事件触发时间，持久性的三元组组成，即 。因为我们感兴趣的是多个连续事件的一个行为序列，而不是单个的某个事件，因此定义行为序列 为一系列的事件，
其中， 是行为序列标识， 是事件标识，而事件在行为序列中的顺序按照传感器根据人的行为报告个别事件的时间决定。例如，一个人从卧室经过走廊走到厨房，打开冰箱，喝一杯水，这一系列的事件分别由床传感器监测床事件，卧室传感器监测路径事件，走廊传感器监测路径事件，厨房传感器监测路径事件，冰箱传感器监测冰箱事件。
2.2 辅助生活环境中的无线传感网络
2.2.1 无线传感网络的背景
近年来，随着微机电系统( Micro-Electro-Mechanism System,MEMS ) 、片上系统( System On Chip，SOC) 、无线通信和低功耗嵌入式技术的飞速发展，孕育出无线传感器网络( Wireless Sensor Networks，WSN) 。无线传感器网络是新型的传感器网络，同时也是一个多学科交叉的领域，与当今主流无线网络技术一样，均使用802． 15.4 的标准，由具有感知能力、计算能力和通信能力的大量微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自配置的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并发给观察者。强大的数据获取和处理能力使得其应用范围十分广泛，可以被应用于军事、防爆、救灾、环境、医疗、家居、工业等领域，无线传感器网络已得到越来越多的关注［6-9］。美国《技术评论》在预测未来技术发展的报告中，将无线传感器网络列为21 世纪改变世界的十大新兴技术之首［10］。由此可见，无线传感器网络的出现将会给人类社会带来巨大的变革。
2.2.2 无线传感网络的体系结构
典型的无线传感器网络结构如图1 所示，传感器节点经多跳转发，再把传感信息送给用户使用，系统构架包括分布式无线传感器节点群、汇集节点、传输介质(Internet 或卫星通信) 和网络用户端。通常节点通过飞行器撒播、人工埋置或火箭弹射等方式任意散落在被监测区域内［11-12］。传感网络是核心，在感知区域中，大量的节点以无线自组网( ad-hoc network) 方式进行通信，每个节点都可充当路由器的角色，并且每个节点都具备动态搜索、定位和恢复连接的能力，传感器节点将所探测到的有用信息通过初步的数据处理和信息融合之后传送给用户，数据传送的过程是通过相邻节点接力传送的方式传送回基站，然后通过基站以卫星信道或者有线网络连接的方式传送给最终用户［13].