基于本體的數(shù)字家庭服務(wù)搜索與調(diào)用機(jī)制研究.pdf

1、數(shù)字家庭服務(wù)是指運(yùn)行于家庭環(huán)境中家電設(shè)備上的服務(wù)，其可以操作家電設(shè)備實(shí)現(xiàn)家庭中設(shè)備的互聯(lián)和互操作，輔助家庭用戶實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程操作與管理，并為用戶的網(wǎng)絡(luò)訪問提供便利。但是當(dāng)前數(shù)字家庭領(lǐng)域中標(biāo)準(zhǔn)化組織眾多，這些標(biāo)準(zhǔn)化組織從不同角度為數(shù)字家庭服務(wù)的通信制定標(biāo)準(zhǔn)。由于缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的支持，使得基于不同標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)之間很難有效地通信。
　　 SOA架構(gòu)使用平臺(tái)無(wú)關(guān)的XML語(yǔ)言為Web Service提供了一系列規(guī)范，通過對(duì)服務(wù)的規(guī)范描述，Ag

2、ent能夠“知道”服務(wù)的訪問方式，從而實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)服務(wù)的調(diào)用和組合。因此使用SOA架構(gòu)中的規(guī)范對(duì)家庭服務(wù)進(jìn)行描述，可以統(tǒng)一家庭服務(wù)的訪問方式，實(shí)現(xiàn)不同標(biāo)準(zhǔn)家庭服務(wù)間的通信。然而基于SOA架構(gòu)的服務(wù)系統(tǒng)使用關(guān)鍵詞語(yǔ)法匹配檢索服務(wù)，缺乏對(duì)服務(wù)語(yǔ)義的支持，所以無(wú)法解決檢索過程中所碰到的一詞多義和多詞一義問題。
　　 研究者基于本體語(yǔ)言O(shè)WL為Web Service的語(yǔ)義標(biāo)注提供了一個(gè)上層本體OWL-S，該本體同特定的領(lǐng)域本體相結(jié)合可以為

3、不同領(lǐng)域的服務(wù)提供語(yǔ)義。然而當(dāng)前文獻(xiàn)為數(shù)字家庭所構(gòu)建的領(lǐng)域本體存在以下三個(gè)問題：首先，這些文獻(xiàn)只一是簡(jiǎn)單地給出服務(wù)語(yǔ)義的分類體系，但概念的體系化缺少一個(gè)統(tǒng)一的視點(diǎn)；其次，服務(wù)語(yǔ)義的分類方法也不盡如人意；再次，忽略了服務(wù)操作的內(nèi)容和服務(wù)運(yùn)行所依賴設(shè)備的語(yǔ)義問題，沒有為內(nèi)容和設(shè)備提供相應(yīng)的本體描述。
　　 針對(duì)以上三個(gè)問題，本文對(duì)數(shù)字家庭服務(wù)進(jìn)行了研究，主要包括以下五方面內(nèi)容。
　　 (1)提出數(shù)字家庭領(lǐng)域上層本體--家庭服

4、務(wù)本體。在家庭服務(wù)本體中對(duì)領(lǐng)域中的需求、功能、服務(wù)等重要概念進(jìn)行定義并形式化地說明概念之間的關(guān)系，為家庭領(lǐng)域中問題的研究提供統(tǒng)一的視點(diǎn)，明確家庭服務(wù)的語(yǔ)義。然后通過對(duì)家庭服務(wù)本體中概念的細(xì)化，提出數(shù)字家庭服務(wù)本體模型。最后使用本體模型中的三個(gè)領(lǐng)域本體：功能概念本體、內(nèi)容本體和設(shè)備本體對(duì)OWL-S本體進(jìn)行擴(kuò)展，提出OWL-HS本體，從三個(gè)側(cè)面對(duì)家庭服務(wù)的語(yǔ)義進(jìn)行描述。
　　 (2)通過家庭服務(wù)本體對(duì)概念關(guān)系的分析，提出使用功能作為

5、服務(wù)的語(yǔ)義，并構(gòu)建功能概念本體作為服務(wù)語(yǔ)義的分類標(biāo)準(zhǔn)，明確服務(wù)的語(yǔ)義，以實(shí)現(xiàn)基于語(yǔ)義的服務(wù)搜索。本文以需求的滿足過程為指導(dǎo)，將功能分為五大類，通過對(duì)功能實(shí)現(xiàn)方式的分析細(xì)化五大類功能概念，構(gòu)建功能概念本體對(duì)家庭服務(wù)的語(yǔ)義進(jìn)行標(biāo)注。
　　 (3)提出內(nèi)容本體為家庭服務(wù)所操作的內(nèi)容提供語(yǔ)義信息。本文通過對(duì)服務(wù)操作內(nèi)容的分析構(gòu)建內(nèi)容本體，以實(shí)現(xiàn)基于語(yǔ)義的服務(wù)過濾，對(duì)功能相同操作內(nèi)容不同的服務(wù)進(jìn)行區(qū)分，優(yōu)化服務(wù)的檢索結(jié)果。
　　

6、(4)提出設(shè)備本體為家庭服務(wù)運(yùn)行所依賴的設(shè)備提供語(yǔ)義信息。為使所檢索到的服務(wù)能夠下載到設(shè)備并有效的執(zhí)行，本文構(gòu)建設(shè)備本體對(duì)家庭服務(wù)所依賴的設(shè)備進(jìn)行描述。在家庭環(huán)境中，家用網(wǎng)關(guān)使用環(huán)境對(duì)照表記錄家庭環(huán)境中的設(shè)備信息。通過環(huán)境對(duì)照表與設(shè)備本體的語(yǔ)義匹配，為個(gè)性化家庭環(huán)境下載執(zhí)行合適的服務(wù)。
　　 (5)提出功能分解樹對(duì)復(fù)合服務(wù)的功能進(jìn)行逐級(jí)分解，以輔助服務(wù)組合者找出復(fù)合服務(wù)所需的相關(guān)功能。然后在此基礎(chǔ)上擴(kuò)展功能分解樹，提出時(shí)序功能分