一种基于信誉的智能手机群众外包的激励方法
【专利摘要】一种基于信誉的智能手机群众外包的激励方法。1、参数初始化；2、检测传感平台是否有传感任务和手机用户是否有服务请求，若有传感任务则执行步骤3～11；若无但有服务请求则执行步骤12；否则重复步骤2；3、传感平台识别手机身份；4、传感平台向该手机说明传感任务；5、该手机用户决定传感计划级别；6、手机用户通知传感平台它的传感计划级别；7、传感平台更新该手机用户信誉；8、传感平台计算各用户的报酬和服务等级；9、传感平台通知各手机用户的向量信誉和服务等级并支付报酬；10、手机用户执行传感任务；11、各手机将传感数据发送给传感平台，执行步骤2；12、传感平台为该手机用户提供等级为G的服务，执行步骤2。
【专利说明】一种基于信誉的智能手机群众外包的激励方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于手机和无线传感领域，尤其是涉及一种基于信誉的智能手机群众外包 的激励方法。
【背景技术】
[0002] 随着移动革命的到来，智能手机已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分。目 前，智能手机是可编程的，并配备有一些廉价但是很强大的内嵌式传感器，例如加速计、数 字指南针、GPS、麦克风、摄像头等。这些传感器可以检测人类活动的不同范围以及周边环 境。如果地球上所有的智能手机一起建立一个移动手机传感网络，它将是历史上最大的 传感网络。意识到移动手机传感的巨大潜力后，很多学者利用智能手机群众外包开发了 大量的应用和系统来实施，即将应用和系统所需的数据等信息外包给智能手机用户。比 如说 Nericell(P. Mohan, V. N. Padmanabhan，R. Ramjee, "Nericell:rich monitoring of road and traffic conditionsusing mobile smartphones,，'In Proceedings of the 6th ACM conference on Embedded network sensor systems, pages 323 - 336, 2008)和 VTrack(A. Thiagarajan, L. Ravindranath, K. LaCurts, et al, "Vtrack:accurate, energy-a ware roadtraffic delay estimation using mobile phones, ''InProceedings of the 7th ACM Conference on Embedded Networked Sensor Systems, pages 85 - 98,2009)用于检 测城市的道路和交通情况；Ear-Phone (R. Rana, C. Chou, S. Kanhere, et al, "Earphone:An end-t〇-end participatory urbannoise mapping,，' In Proceedings of ACM/IEEE IPSN，pages 105 - 116,2010)用来创建噪声地图，检测城市的环境噪声污染情况。
[0003] 智能手机群众外包系统是由移动手机传感平台和很多智能手机用户组成的。传感 平台位于云端，是由很多传感服务器组成的。而智能手机用户通过云端和传感平台联系起 来。这些手机用户可以被看做是传感服务的提供者，传感平台将传感任务外包给智能手机 用户，由他们来提供传感服务。
[0004] 尽管已经有很多移动手机传感方面的应用和系统，但是大多数都是基于自愿参与 传感的。然而参与移动手机传感任务，智能手机用户要消耗他们自己的资源，比如说电量、 计算能力、时间等。另一方面，用户共享传感数据时，会暴露自己的地理位置，这会引起潜在 的隐私威胁。因此，除非用户可以获得满意的报酬来补偿他们的资源消耗和潜在的隐私侵 犯，否则他们不会想要参与智能手机群众外包系统。没有足够的用户参与，移动手机传感应 用要实现良好的服务质量是不可能的，因为这些传感服务是基于用户的传感数据的。虽然 一些学者已经开发出不同的移动手机传感应用，他们既没有考虑激励方法的设计，也忽略 了激励方法的关键作用。
[0005] 为了解决这些问题，D Yang 等（D Yang, G Xue, X Fang, J Tang, "Crowdsourcing to smartphones: incentive mechanism design for mobile phone sensing,，'in Proceedings of the 18th annual international conference on Mobile computing and networking，ACM，2012, pp. 173-184.)研究了移动传感系统中的激励方法，他们使用博弈论 分析了用户和传感平台的最佳行为。他们在以平台为中心的系统中采用固定报酬的方式， 在以用户为中心的系统中采用拍卖理论的方式来对手机用户进行激励，但是没有考虑到用 户本身也会对这种传感应用有需求这一收益。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种基于信誉的智能手机群众外包的激励方法。
[0007] 本发明包括以下步骤：
[0008] 步骤1 :参数初始化，具体方法如下：
[0009] 1)定义智能手机用户可被识别的身份；
[0010] 2)定义大于1的正整数L和信誉规则Q= [QlwL既表示传感计划的级别总数， 也表示信誉的级别总数，所述信誉规则Q中的元素取值范围均为[1，L]，Qi (1 < i < L)表 示第i个级别的传感计划对应的瞬时信誉，传感计划级别越高，所对应的瞬时信誉越高；
[0011] 3)定义遗忘因子向量λ =[ λ ，所述遗忘因子向量λ中的兀素取值范围均 为[0, 1]，λ i (1彡i彡L)表示传感平台遗忘第i个级别信誉的概率；
[0012] 4)定义报酬支付函数c(r)和服务函数g(r)，其中变量r是用户的标量信誉，手机 用户的信誉级别越高，得到的报酬越高，相应的服务级别也会越高；
[0013] 步骤2 :检测传感平台是否有传感任务和手机用户是否有服务请求，若传感平台 有传感任务，则执行步骤3?11 ;若传感平台没有传感任务而手机用户有服务请求，则执行 步骤12 ;否则重复步骤2 ;
[0014] 步骤3 :传感平台识别智能手机身份，识别该智能手机用户的身份后，传感平台可 以查询向量信誉记录找到该手机对应的向量信誉P，所述向量信誉是用来描述用户取得相 应信誉的概率；
[0015] 步骤4:传感平台向该智能手机说明此次传感任务，传感任务说明包含所需的传 感内容等信息；
[0016] 步骤5 :该智能手机用户决定自己的传感计划级别，手机用户参与传感任务会消 耗自己的资源，所述资源包括但不限于电量、计算能力、时间等，所以手机用户会综合考虑 自己的收益与损失来决定自己的传感计划；
[0017] 步骤6 :智能手机用户通知传感平台它的传感计划级别，所述传感计划级别用于 传感平台更新用户的信誉、计算该用户此次传感的报酬以及它为用户提供的服务级别；
[0018] 步骤7 :传感平台更新该手机用户的信誉，信誉更新过程包括以下5个步骤：
[0019] 1)根据步骤6中的传感计划，查询信誉规则Q产生该手机用户的瞬时信誉X ;
[0020] 2)根据瞬时信誉X，得到对应该信誉的瞬时向量信誉ex，它的第X个元素是1，其 余元素皆为0 ;
[0021] 3)根据瞬时信誉X，从遗忘因子向量λ中提取该信誉的遗忘因子λ χ，即传感平台 遗忘该信誉X的概率；
[0022] 4)由向量信誉P计算新的向量信誉P' = λχΧΡ+(1-λχ)Χβχ，并将向量信誉P更 新为Ρ ;
[0023] 5)计算标量信誉R，它是满足概率分布为向量信誉Ρ的整型随机变量期望的整数 部分，标量信誉用来计算用户的报酬以及所获服务的级别；
[0024] 步骤8 :传感平台根据步骤7中的标量信誉R，由报酬支付函数c(r)和服务函数 g(r)，可分别计算出各用户的报酬C = c(r)和所享受的服务等级G = g(r);
[0025] 步骤9 :传感平台通知各手机用户各自的向量信誉P和为其提供服务的等级G，并 支付它的报酬C ;
[0026] 步骤10 :各智能手机用户根据自己的传感计划执行传感任务；
[0027] 步骤11 :各智能手机将传感数据发送给传感平台，然后执行步骤2 ;
[0028] 步骤12 :传感平台为该手机用户提供等级为G的服务，然后执行步骤2。
[0029] 在步骤1第1)部分中，所述智能手机用户的身份是唯一的、可识别的，它用于传感 平台为手机用户建立起向量信誉记录，因此智能手机用户不能自行改变自己的身份。
[0030] 在步骤1第3)部分中，所述遗忘因子向量λ是由过往经验总结得出的，它是用来 衡量信誉向量Ρ在新的信誉向量Ρ'中的所占比重。
[0031] 在步骤3中，所述向量信誉会被传感平台根据用户每次的任务完成情况来更新， 若某智能手机第一次参与传感任务，则传感平台定义它的向量信誉Ρ = [0, 0,…，1]，即用 户初始信誉是最高级别的信誉。
[0032] 以上步骤中所述智能手机用户并不仅仅某一个手机用户，而是指参与传感任务的 所有手机用户。
[0033] 对于拥有智能手机的用户，本发明设计基于信誉的智能手机群众外包的激励方 法，传感平台为手机用户建立向量信誉记录。一方面，这个信誉会影响用户所得到的传感报 酬，另一方面，该信誉也会影响用户所得到的传感服务级别。用户的信誉越高，得到的传感 报酬越高，同时所享受到的传感服务级别也越高。因此为了得到较高的报酬以及较高的传 感服务级别，用户会尽力维护自己的信誉，从而积极参与传感平台所发布的传感任务中。 [0034] 与现有的方法不同，本发明提出的基于信誉的智能手机群众外包的激励方法，不 仅从支付传感报酬方面激励用户参与传感任务，还考虑到了用户以后会需要的传感服务级 另IJ，因此可以极大地提高用户参与移动手机传感应用的积极性。
【专利附图】
【附图说明】
[0035] 图1为本发明中智能手机群众外包某传感任务的实施流程图；
[0036] 图2为本发明中用户信誉更新过程的结构图。
【具体实施方式】
[0037] 下面结合附图和实施例进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局 限于所述。
[0038] 基于信誉的智能手机群众外包的激励方法，具体步骤如下：
[0039] 步骤1 :参数初始化。
[0040] 1)定义智能手机用户可被识别的身份为手机识别码。
[0041] 2)定义正整数L = 10和信誉规则Q = [1，2,…，10]。
[0042] 3)定义遗忘因子向量 λ = [0· 5, · · ·，0· 5]1Χ10。
[0043] 4)定义报酬支付函数c (r) = r和服务函数g(r) = r。
[0044] 步骤2 :检测传感平台是否有传感任务和各手机用户是否有服务请求，若传感平 台有传感任务，执行步骤3-11 (如图1所示）；若传感平台没有传感任务而手机用户有服务 请求，执行步骤12 ;否则重复步骤2。
[0045] 步骤3 :传感平台识别智能手机的手机识别码。根据它的手机识别码，传感平 台可以查询向量信誉记录找到该手机用户对应的向量信誉P，假设此次查询结果为P = [0· 1，，···，0· l]lxl0。
[0046] 步骤4 :传感平台向该智能手机说明此次传感任务。
[0047] 步骤5 :该智能手机用户决定自己的传感计划级别为5。
[0048] 步骤6 :该智能手机用户通知传感平台它的传感计划级别。
[0049] 步骤7 :传感平台更新该手机用户的信誉。信誉更新过程包括以下5个步骤（如 图2所示）：
[0050] 1)根据步骤6中的传感计划级别，查询信誉规则Q产生该手机用户的瞬时信誉为 X = 5。
[0051] 2)根据瞬时信誉X，得到对应该信誉的瞬时向量信誉ex，它的第5个元素是1，其 余元素皆为0。
[0052] 3)根据瞬时信誉X，从遗忘因子向量λ中提取该信誉的遗忘因子λχ = 0.5。
[0053] 4)计算新的向量信誉 Ρ =4 χΡ + (1 -乂' )xe'=[0·05"_"0·05'2^^0·0υ·05] ' 并 第5个 将向量信誉Ρ更新为Ρ 。
[0054] 5)计算标量信誉R。满足概率分布为向量信誉Ρ的整型随机变量期望为5. 25,因 此该智能手机的标量信誉R = 5。
[0055] 步骤8 :传感平台根据步骤7中的标量信誉R，由报酬支付函数c(r)和服务函数 g(r)，可分别计算出各用户的报酬为C = 5和所享受的服务等级也为G = 5。
[0056] 步骤9 :传感平台通知各手机用户各自的向量信誉P和为其提供服务的等级，并支 付报酬C。
[0057] 步骤10 :该智能手机用户根据自己的传感计划执行传感任务。
[0058] 步骤11 :该智能手机将传感数据发送给传感平台，然后执行步骤2。
[0059] 步骤12 :传感平台为该手机用户提供等级为G的服务，然后执行步骤2。
【权利要求】
1. 一种基于信誉的智能手机群众外包的激励方法，其特征在于包括以下步骤： 步骤1 :参数初始化，具体方法如下： 1) 定义智能手机用户可被识别的身份； 2) 定义大于1的正整数L和信誉规则Q= [Qlu，L既表示传感计划的级别总数，也 表示信誉的级别总数，所述信誉规则Q中的元素取值范围均为[1，L]，Qi表示第i个级别的 传感计划对应的瞬时信誉，传感计划级别越高，所对应的瞬时信誉越高；其中，1 < i < L ; 3) 定义遗忘因子向量λ = [λ」1>α，所述遗忘因子向量λ中的元素取值范围均为 [〇, 1]，λ i表示传感平台遗忘第i个级别信誉的概率；其中，1彡i彡L ; 4) 定义报酬支付函数c(r)和服务函数g(r)，其中变量r是用户的标量信誉，手机用户 的信誉级别越高，得到的报酬越高，相应的服务级别也会越高； 步骤2 :检测传感平台是否有传感任务和手机用户是否有服务请求，若传感平台有传 感任务，则执行步骤3?11 ;若传感平台没有传感任务而手机用户有服务请求，则执行步骤 12 ;否则重复步骤2 ; 步骤3 :传感平台识别智能手机身份，识别该智能手机用户的身份后，传感平台可以查 询向量信誉记录找到该手机对应的向量信誉P，所述向量信誉是用来描述用户取得相应信 誉的概率； 步骤4:传感平台向该智能手机说明此次传感任务，传感任务说明包含所需的传感内 容等信息； 步骤5:该智能手机用户决定自己的传感计划级别，手机用户参与传感任务会消耗自 己的资源，所述资源包括但不限于电量、计算能力、时间等，所以手机用户会综合考虑自己 的收益与损失来决定自己的传感计划； 步骤6 :智能手机用户通知传感平台它的传感计划级别，所述传感计划级别用于传感 平台更新用户的信誉、计算该用户此次传感的报酬以及它为用户提供的服务级别； 步骤7 :传感平台更新该手机用户的信誉，信誉更新过程包括以下5个步骤： 1) 根据步骤6中的传感计划，查询信誉规则Q产生该手机用户的瞬时信誉X ; 2) 根据瞬时信誉X，得到对应该信誉的瞬时向量信誉ex，它的第X个元素是1，其余元 素皆为〇 ; 3) 根据瞬时信誉X，从遗忘因子向量λ中提取该信誉的遗忘因子λχ，即传感平台遗忘 该信誉X的概率； 4) 由向量信誉Ρ计算新的向量信誉Ρ' = λχΧΡ+(1-λχ)Χβχ，并将向量信誉ρ更新为 ； 5) 计算标量信誉R，它是满足概率分布为向量信誉Ρ的整型随机变量期望的整数部分， 标量信誉用来计算用户的报酬以及所获服务的级别； 步骤8 :传感平台根据步骤7中的标量信誉R，由报酬支付函数c (r)和服务函数g(r)， 可分别计算出各用户的报酬C = c(r)和所享受的服务等级G = g(r); 步骤9 :传感平台通知各手机用户各自的向量信誉P和为其提供服务的等级G，并支付 它的报酬C ; 步骤10 :各智能手机用户根据自己的传感计划执行传感任务； 步骤11 :各智能手机将传感数据发送给传感平台，然后执行步骤2 ; 步骤12 :传感平台为该手机用户提供等级为G的服务，然后执行步骤2。
2. 如权利要求1所述一种基于信誉的智能手机群众外包的激励方法，其特征在于在步 骤1第1)部分中，所述智能手机用户的身份是唯一的、可识别的，它用于传感平台为手机用 户建立起向量信誉记录，因此智能手机用户不能自行改变自己的身份。
3. 如权利要求1所述一种基于信誉的智能手机群众外包的激励方法，其特征在于在步 骤1第3)部分中，所述遗忘因子向量λ是由过往经验总结得出的，它是用来衡量信誉向量 Ρ在新的信誉向量Ρ'中的所占比重。
4. 如权利要求1所述一种基于信誉的智能手机群众外包的激励方法，其特征在于在步 骤3中，所述向量信誉会被传感平台根据用户每次的任务完成情况来更新，若某智能手机 第一次参与传感任务，则传感平台定义它的向量信誉Ρ = [〇, 〇,…，1]，即用户初始信誉是 最高级别的信誉。
【文档编号】H04L29/08GK104104737SQ201410383851
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年8月7日 优先权日:2014年8月7日
【发明者】肖亮, 李燕, 陈桂权, 黄联芬, 唐余亮 申请人:厦门大学