普適計(jì)算中基于本體的智能家庭設(shè)備的無關(guān)性研究.pdf

1、隨著信息社會不斷發(fā)展，計(jì)算模式正逐漸從網(wǎng)絡(luò)計(jì)算向普適計(jì)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(gè)存在著各種各樣的設(shè)備的特定的智能家庭空間，可以使人與計(jì)算環(huán)境更好的融合，讓人在不知不覺中享受計(jì)算環(huán)境中的服務(wù)。 基于普適計(jì)算環(huán)境的智能家庭空間系統(tǒng)是一個(gè)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(shè)備和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議組

2、成，位于硬件平臺之上的家庭網(wǎng)關(guān)軟件平臺必須能夠理解在不同應(yīng)用環(huán)境下設(shè)備的底層架構(gòu)。在智能家庭網(wǎng)關(guān)的支持下，設(shè)備之間要可以相互連接、互操互控、交換信息和服務(wù)并擴(kuò)展各自的基本功能，同時(shí)設(shè)備可以隨時(shí)加入或者退出家庭網(wǎng)關(guān)聯(lián)盟，智能網(wǎng)關(guān)無需關(guān)注設(shè)備硬件的底層細(xì)節(jié)，從而達(dá)到設(shè)備的無關(guān)性操作。 通過設(shè)備無關(guān)性技術(shù)，可以使智能設(shè)備的硬件設(shè)備控制、內(nèi)部計(jì)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(shè)備的交互機(jī)制而無須改變底層應(yīng)用，是實(shí)現(xiàn)智能

3、空間中智能設(shè)備的互操作的基礎(chǔ)。 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(shè)備描述為一個(gè)具有相同特征的抽象設(shè)備模型。對這些特征的抽象描述就構(gòu)成了該智能設(shè)備的公共知識，知識類型包括概念、屬性和關(guān)系。因此對網(wǎng)關(guān)平臺來說，它只需要面對和處理一種設(shè)備，從而屏蔽了智能設(shè)備的差異性。 本文提出了基于本體的智能家庭設(shè)備的無關(guān)性研究。對基于OSGi的智能家庭網(wǎng)關(guān)進(jìn)行語義擴(kuò)展，構(gòu)建了基于本體驅(qū)動的智能家庭網(wǎng)關(guān)OSHG

4、來解決設(shè)備無關(guān)性的問題。其核心設(shè)計(jì)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(shè)備和服務(wù)資源進(jìn)行建模和統(tǒng)一描述，建立了基于本體的設(shè)備資源參數(shù)化模型，以屏蔽設(shè)備底層硬件的異構(gòu)性，實(shí)現(xiàn)設(shè)備資源無關(guān)性描述；然后在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了多個(gè)功能管理模塊層：包括設(shè)備和服務(wù)注冊、設(shè)備適配和協(xié)議轉(zhuǎn)換、上下文感知推理、設(shè)備專家組等，這些組件可以動態(tài)加載，根據(jù)配置確認(rèn)依賴關(guān)系。在此基礎(chǔ)上闡述了基于OSHG智能家庭網(wǎng)關(guān)的智能家庭設(shè)備的無關(guān)性的

5、操作模式和實(shí)現(xiàn)原理。 在OSHG的支持下，設(shè)備之間能夠互操互控，家庭網(wǎng)關(guān)具有設(shè)備感知能力和語義推理能力，為用戶提供更為高級的服務(wù)；另外OSHG服務(wù)以Bundle的形式提供，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)動態(tài)加載，可以為將來系統(tǒng)的擴(kuò)展和其他應(yīng)用接口提供靈活的支持。 文章最后給出了模型實(shí)例，驗(yàn)證了模型的實(shí)用性和有效性，并進(jìn)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(guān)能夠較好的實(shí)現(xiàn)設(shè)備無關(guān)性操作，并且具有設(shè)備感知和環(huán)境推理能力，為進(jìn)