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研究生: 周俊宏
CHUN-HUNG CHOU
論文名稱: 具適應性的情境知覺教室設計實作
The Design and Implementation of An Adaptive Smart Classroom
指導教授: 呂永和
Yung-Ho Leu
口試委員: 楊維寧
Wei-Ning Yang
葉耀明
Yao-Ming Yeh
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 管理學院 - 資訊管理系
Department of Information Management
論文出版年: 2008
畢業學年度: 96
語文別: 中文
論文頁數: 80
中文關鍵詞: 智慧型空間情境知覺決策樹貝氏機率教學環境
外文關鍵詞: Context-Aware, Smart Classroom, Decision Trees, Naïve Bayes Classifier
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本論文根據情境知覺的定義,同時整合RFID、感測設備、裝置控制器等設備,並將情境知覺的概念導入教學環境中,建置一個具有情境知覺的智慧型教室,本論文中將情境知覺問題視為資料探勘問題,利用資料探勘中的分類演算法找出使用者狀態與服務類型之間的對應關係。在本論文中將利用群集分析找出使用者常用的服務類型,可以依據使用者行為模式預測使用者目前所處的情境,提供適當的服務給使用者,同時系統也將記錄使用者的使用模式到資料庫中作為歷史資料,一但使用者行為改變,可以利用資料庫這些歷史資料重新訓練推論模組,使系統所提供的服務能更貼近使用者的需求。
由於使用者的行為模式有可能會改變,此時情境判斷的推論模組得自我學習使用者行為模式,以提供貼近使用者需要的服務,因此本論文系統將會與MS SQL analysis Server 2005緊密的連結,以達到系統能動態的重新訓練情境判斷的推論模組。
本論文將情境知覺問題視為資料探勘問題,其情境判斷的核心就是利用資料探勘的分類演算法來預測使用者所處的情境並提供適當的服務類型供使用者使用。因此本論文將使用決策樹分類與貝氏機率分類作為推論模組中使用的分類演算法,這兩種分類演算法所預測來的結果,將勢必進而會影響到系統提供給使用者的服務類型,故在本論文中最後也將比較這兩種分類演算的預測精確度。


In the thesis, we design and implement a context-aware classroom. This context aware classroom features in automatically identifying several common service types and automatically determining the most suitable type of service for a user based on his/her current contexts- including location, identity, schedule and the readings of sensors. We integrate RFID, mobile sensors and device controllers in a smart classroom to collect context information and control the environment settings. We use a data mining approach to handle the context reasoning problem. The decision trees, Naïve Bayes classifier of SQL 2005 are imbedded in the smart classroom system and are used to reason about the proper service for a user based on his/her current context information. The accuracy of the decision trees and the Naïve Bayes classifier in predicting user contexts are compared based on an experiment.

第一章 緒論 1 1.1. 研究背景 1 1.2. 研究動機與目的 3 1.3. 論文架構 4 第二章 相關研究 5 2.1. 情境知覺(Context Aware) 5 2.2. 決策樹(Decision Tree) 7 2.3. 貝氏機率分類(Naive Bayes) 9 2.4. 群集分析(Cluster Analysis) 11 2.5. 相關研究 13 2.6. 設備介紹 14 2.6.1. Crossbow MICAz 14 2.6.2. Phidgets 17 第三章 系統設計與實作 19 3.1. 系統設計與系統環境 19 3.1.1. 系統目標與概念 19 3.1.2. 系統假設 20 3.1.3. 研究方法 21 3.1.4. 系統建置環境 26 3.2. 系統架構 29 3.3.1. 境與使用者感測模組 30 3.3.2. 情境知覺推論模組 31 3.3.3. 服務設備控制模組 32 3.3. 系統流程 34 3.3.1. 學習訓練流程 35 3.3.2. 情境判斷流程 37 3.4. 系統服務 40 3.5. 系統介面與教學環境 44 3.5.1. 系統介面 44 3.5.2. 教學環境 48 3.6. 情境知覺推論模組 51 3.6.1. 找尋使用者常用的服務類型 51 3.6.2. 訓練教師行為模型 55 3.6.3. Analysis Service 應用程式開發架構 64 3.6.4. 情境判斷程式 66 3.6.5. 動態訓練情境判斷的推論模組 68 第四章 實驗結果與分析 70 4.1. 實驗假設 70 4.2. 實驗方法 73 4.3. 實驗結果 74 第五章 結論與未來發展 77 5.1. 研究貢獻 77 5.2. 結論與未來發展 78

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