普適計算中基于本體的智能家庭設備的無關性研究.pdf

1、隨著信息社會不斷發(fā)展，計算模式正逐漸從網(wǎng)絡計算向普適計算(Ubiquitous/PervasiveComputing)方向延伸，對生活空間的智能性也提出了更高要求，于是出現(xiàn)了智能空間(SmartSpace)的概念。一個存在著各種各樣的設備的特定的智能家庭空間，可以使人與計算環(huán)境更好的融合，讓人在不知不覺中享受計算環(huán)境中的服務。 基于普適計算環(huán)境的智能家庭空間系統(tǒng)是一個分布式系統(tǒng)，它的硬件部分是由各種異構(gòu)的智能家庭設備和網(wǎng)絡協(xié)議組

2、成，位于硬件平臺之上的家庭網(wǎng)關軟件平臺必須能夠理解在不同應用環(huán)境下設備的底層架構(gòu)。在智能家庭網(wǎng)關的支持下，設備之間要可以相互連接、互操互控、交換信息和服務并擴展各自的基本功能，同時設備可以隨時加入或者退出家庭網(wǎng)關聯(lián)盟，智能網(wǎng)關無需關注設備硬件的底層細節(jié)，從而達到設備的無關性操作。 通過設備無關性技術，可以使智能設備的硬件設備控制、內(nèi)部計算邏輯和用戶接口相分離，這種分離能夠靈活地改變智能設備的交互機制而無須改變底層應用，是實現(xiàn)智能

3、空間中智能設備的互操作的基礎。 研究表明，通過形式化的抽象方法可以將家庭智能空間中的各種異構(gòu)智能設備描述為一個具有相同特征的抽象設備模型。對這些特征的抽象描述就構(gòu)成了該智能設備的公共知識，知識類型包括概念、屬性和關系。因此對網(wǎng)關平臺來說，它只需要面對和處理一種設備，從而屏蔽了智能設備的差異性。 本文提出了基于本體的智能家庭設備的無關性研究。對基于OSGi的智能家庭網(wǎng)關進行語義擴展，構(gòu)建了基于本體驅(qū)動的智能家庭網(wǎng)關OSHG

4、來解決設備無關性的問題。其核心設計思路表現(xiàn)為：首先用使用RDF(S)/OWL語言對智能家庭空間的各種設備和服務資源進行建模和統(tǒng)一描述，建立了基于本體的設備資源參數(shù)化模型，以屏蔽設備底層硬件的異構(gòu)性，實現(xiàn)設備資源無關性描述；然后在此基礎上構(gòu)建了多個功能管理模塊層：包括設備和服務注冊、設備適配和協(xié)議轉(zhuǎn)換、上下文感知推理、設備專家組等，這些組件可以動態(tài)加載，根據(jù)配置確認依賴關系。在此基礎上闡述了基于OSHG智能家庭網(wǎng)關的智能家庭設備的無關性的

5、操作模式和實現(xiàn)原理。 在OSHG的支持下，設備之間能夠互操互控，家庭網(wǎng)關具有設備感知能力和語義推理能力，為用戶提供更為高級的服務；另外OSHG服務以Bundle的形式提供，在系統(tǒng)運行時動態(tài)加載，可以為將來系統(tǒng)的擴展和其他應用接口提供靈活的支持。 文章最后給出了模型實例，驗證了模型的實用性和有效性，并進行了總結(jié)和對下一步的展望。結(jié)果表明基于本體的智能家庭網(wǎng)關能夠較好的實現(xiàn)設備無關性操作，并且具有設備感知和環(huán)境推理能力，為進