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语义物联网中基于语义空间的语义协同方法研究

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语义物联网中基于语义空间的语义协同方法研究

作者：丁亚飞大连海事大学

学位级别：硕士

物联网(Internet of Things),是通过射频识别等信息传感设备将物理世界中的物体与互联网连接起来,从而对这些物体进行智能化的识别和管理。随着网络、现代IT服务等通信设施变得愈加复杂,通信协议、数据形式等分布式计算系统的异构性,Ag... 详细信息

物联网(Internet of Things),是通过射频识别等信息传感设备将物理世界中的物体与互联网连接起来,从而对这些物体进行智能化的识别和管理。随着网络、现代IT服务等通信设施变得愈加复杂,通信协议、数据形式等分布式计算系统的异构性,Agent之间的交互也愈加复杂。为了实现Agent之间自动资源发现,共享、重用和组合WWW上可用的信息,以进行协同和进一步工作,需要给物联网定义明确的语义。使用语义网中的主要支撑—本体(Ontology),在语义和知识层次上对物体的信息进行描述,以达到机器对信息的可理解,使物联网的功能有一个质的提升,因此物联网在本质上应该是语义物联网(Semantic Web of Things)。为了实现语义物联网环境下Agent之间的信息交换和共享,本文首先引入了语义空间理论,语义空间是由网络空间、物理空间、社会空间以及精神空间融合的复杂空间。各个空间通过语义链网络进行相互链接和演化,并根据链接规则推理出更多隐含的语义链信息。由于不同空间在进行语义链接的过程中可能会产生语义冲突,推理出和用户意图不相关甚至错误的语义信息。为了解决这些问题,引入Agent集群来协同不同空间中的语义信息,确保Agent之间在正确理解双方语义的基础上进行通信,从而提供给用户更加智能化的服务。传统的Agent集群是基于Agent本体间的语法或结构的相似度进行匹配的,没有考虑到语义相似度的比较,例如Agent本体元素的上下文语境,不同Agent可能使用的本体和概念不同等。基于以上考虑,本文提出的语义协同方法,能够从认知、理解和交互的角度出发,将物理空间收集到的信息上载到网络空间,从用户的精神空间中获取用户的真实需求,借助Agent之间的语义协同,从而通过网络空间推理出用户所需的服务。根据以上方法,本文设计并实现了语义物联网中基于语义空间的语义协同系统SSBSCS (Semantic Space-Based Semantic Collaboration System)。最后利用测试集对系统进行实验验证,实验结果表明,本文设计的原型系统能够对语义物联网进行有效的语义协同,且本文的研究为语义协同的相关处理提供了一种新的方式。

关键词：语义物联网语义空间语义协同 Agent集群

语义物联网中基于统一知识图谱的语义协同方法

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语义物联网中基于统一知识图谱的语义协同方法

作者：刘彦含大连海事大学

学位级别：硕士

语义物联网(Semantic Web of Things)是物联网和语义网的延伸和扩展,其旨在建立一个互联互通互操作的协同系统,解决在物联网发展过程中存在的物联网异构(heterogeneity)难题,最终实现语义协同。但由于语义物联网兼具了物联网和语义网环... 详细信息

语义物联网(Semantic Web of Things)是物联网和语义网的延伸和扩展,其旨在建立一个互联互通互操作的协同系统,解决在物联网发展过程中存在的物联网异构(heterogeneity)难题,最终实现语义协同。但由于语义物联网兼具了物联网和语义网环境的双重特性,其中的语义数据表现出了许多新的数据特征,针对这些语义特征,语义物联网也具备了相应的特性,为了更好的发挥出语义数据的优势,就需要针对这些特征或特性采用对应的方法和技术。知识图谱(Knowledge Graph)是一个数据组织和数据描述规范,从另一种角度来说,知识图谱又是遵循这些规范按照一定的组织结构进行存储化管理的数据集。其本质上是一种语义网络(Semantic Network),概念模型和逻辑基础是本体(Ontology),能够更好的组织互联网资源,实现对客观世界的结构化语义描述。使用知识图谱技术,既可以满足语义物联网中的数据特征,还能较好的构建出相对完善的知识图谱,完成对语义数据的补充和完善。本文在现有语义物联网及语义协同研究成果的基础上,对语义数据在语义物联网环境中表现出的数据特征进行分析,并针对这些特征,对知识图谱技术的概念进行扩展,提出了统一知识图谱的概念,将其更好的应用于语义物联网环境中,并提出了基于统一知识图谱的语义协同方法。该方法以统一知识图谱为知识组织和表示形式,通过构建语义链接完成不同数据集之间的语义关联,为语义协同提供了良好的数据基础,在此基础上,实现语义协同的目标。由于语义协同的具体应用场景很多,本文选择了用户查询场景对本文所提方法进行验证。在统一知识图谱的支持下,更好的分析和理解用户需求的语义,正确使用需求信息,为用户提供更加符合需求的结果。最后,实现了一个基于上述方法的原型系统并通过实验验证了该方法的有效性,实验结果表明,本文设计的原型系统在在较好的降低了结果冗余度的同时,兼顾了用户需求的满足程度,同时在涉及多数据源或查询条件复杂的环境中,能够维持平稳的准确率,更加适用于复杂的语义物联网环境。

关键词：语义物联网本体统一知识图谱语义协同

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语义物联网中基于网关的语义协同方法研究

语义物联网中基于网关的语义协同方法研究

作者：王永安大连海事大学

学位级别：硕士

物联网(Internet of Things)将传感器和智能设备连接到互联网中的应用和服务,然而由于不同物联网应用的领域特殊性,它们使用的协议标准与数据结构各不相同,导致这些应用间互操作性差。将语义网与物联网结合起来形成的语义物联网(Semanti... 详细信息

物联网(Internet of Things)将传感器和智能设备连接到互联网中的应用和服务,然而由于不同物联网应用的领域特殊性,它们使用的协议标准与数据结构各不相同,导致这些应用间互操作性差。将语义网与物联网结合起来形成的语义物联网(Semantic Web ofThings)是实现物联网的有效手段。语义物联网的目标是语义协同,语义协同是否能够成功完成与语义信息的丰富程度有直接关系。本文在语义物联网环境中,提出了基于网关的语义协同方法。该方法结合了网关技术和语义技术,以语义协同为目标,以屏蔽协议异构和丰富语义信息为出发点,设计了一个基于网关的语义协同架构。实现了在语义物联网中屏蔽协议异构查询传感器数据,并对其添加语义信息进一步推理出上下文信息。该架构的功能模块主要包含用户请求处理模块、基于多协议代理的异构传感器数据处理模块、基于SSN的语义标注模块和基于规则的推理模块。通过基于多协议代理的数据处理实现以统一的方式处理异构协议的传感器数据。该模块引入了两个组件,消息存储和主题路由,传感器的每一个有意义的状态都会被描述为主题,由主题路由管理,消息存储用于缓存协议客户端发送的消息。该协议代理实现了基于REST风格的CoAP协议、基于订阅者/发布者模式的MQTT协议和XMPP协议之间的协议代理。设计基于SSN(Semantic Sensor Network)本体的语义标注,使用最短路径算法解决标注过程中的语义消歧问题,通过语义标注实验验证了本文设计的语义标注的有效性和正确性。将此标注方法用于标注传感器,本文提出了传感器的ER建模模型以及标注规则。通过基于SSN本体的语义标注将传感器本身以及传感器数据添加语义信息有重要意义,一方面增强传感器数据的语义处理能力,增强了其使用价值;另一方面以语义的方式注册传感器有利于获取更多上下文信息,有利于为用户提供高质量的语义协同服务。本文设计并实现了语义物联网中基于网关的语义协同原型系统,利用测试数据集对系统进行上下文查询验证,从查准率和查全率两方面评估系统,实验结果表明本文设计的语义协同系统在保证了上下文查全率的同时,很大程度地提高了上下文的查准率,说明该语义协同系统能够有效的为用户提供语义协同服务。

关键词：语义物联网网关语义标注语义协同协议异构

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面向自主无人系统的语义协同技术研究

信息工程大学学报 2022年第4期23卷 505-512页

作者：庞维建李辉张海林李朋军事科学院北京100091 北京航空工程技术研究中心北京100076

自主无人系统协同任务的互操作需求需要全新的架构和交互模式。提出了在物理通信层上构建语义层实现语义协同的方法。语义协同以本体技术为基础,通过对任务领域知识的语义化建模,构建异构群体共同理解的基础,实现群体内的资源互操作和... 详细信息

自主无人系统协同任务的互操作需求需要全新的架构和交互模式。提出了在物理通信层上构建语义层实现语义协同的方法。语义协同以本体技术为基础,通过对任务领域知识的语义化建模,构建异构群体共同理解的基础,实现群体内的资源互操作和任务协同。分析了面向数据通信技术的局限性,介绍了从以高速传输为核心的面向数据的通信转变为以任务和场景为核心的语义通信的发展趋势,阐释了语义协同系统的基本组成,并通过构建原型系统的方式验证了语义协同的可行性。

关键词：语义通信语义协同自主无人系统

语义物联网中基于语义空间的语义协同方法研究

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计算机应用与软件 2016年第2期33卷 1-6,16页

作者：丁亚飞李冠宇张慧大连海事大学信息科学技术学院辽宁大连116026

物联网是由许多的设备互连起来构成的一个巨大网络,如何实现物理世界中物的信息共享和协同工作是实现物联网的根本所在。与此同时,借助语义网的基石-本体,能够表达物的信息的概念及其概念间的关系,因此,将语义网与物联网结合起来形成的... 详细信息

物联网是由许多的设备互连起来构成的一个巨大网络,如何实现物理世界中物的信息共享和协同工作是实现物联网的根本所在。与此同时,借助语义网的基石-本体,能够表达物的信息的概念及其概念间的关系,因此,将语义网与物联网结合起来形成的语义物联网是实现物联网的有效手段。针对语义物联网中的语义协同方法,提出将网络物理社会和智慧物联网相结合,以机器空间、物理空间、社会空间和精神空间结合而形成的语义空间为目标,结合语义网中的本体和推理技术,通过语义匹配建立语义物联网的协同服务框架。实验结果表明,通过语义匹配、服务过滤和服务评分的语义协同过程,能够为用户提供满足其偏好的最优服务。

关键词：物联网语义匹配语义协同语义物联网

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本体驱动的语义物联网云服务协同方法研究

本体驱动的语义物联网云服务协同方法研究

作者：李策大连海事大学

学位级别：硕士

语义物联网环境下的前端传感器设备具有感知和标识能力,其数据特点是庞杂繁多且较为分散,受限于前端感知设备储存和处理数据的能力,需要依赖云计算技术强劲的运算能力以降低终端设备本身的复杂性。而目前而言,不同的云服务提供商在服务... 详细信息

语义物联网环境下的前端传感器设备具有感知和标识能力,其数据特点是庞杂繁多且较为分散,受限于前端感知设备储存和处理数据的能力,需要依赖云计算技术强劲的运算能力以降低终端设备本身的复杂性。而目前而言,不同的云服务提供商在服务描述、服务规格等方面并没有统一的标准,并且存在着大量功能相似的冗余现象,在云服务数量不断增加的情况下,传统的基于关键字搜索很难从海量异构云服务中准确而高效地发现合适的服务信息,云服务协同问题日益突出。为了解决标准的缺失导致目前云服务协同水平难以满足用户需求这一问题,本文提出了一种本体驱动的语义物联网云服务协同方法。本论文基于OWL本体来实现语义物联网环境下云服务协同,参照国外研究机构对于语义协同、互操作、云服务语义表示等相关领域的研究成果,提出语义物联网环境下本体驱动的云服务协同框架。首先,通过基于REVERB的信息抽取和基于WordNet的概念扩展,对云服务描述信息和需求信息分别进行预处理,并得到特定格式的描述文件;接着,针对预处理后的云服务描述信息进行语义标注,并将TF-JDF权重与本体语义距离相结合构建云服务的语义索引,经过匹配模块处理后获取到符合用户指定功能要求的云服务信息;然后,通过参考语义物联网云服务的服务质量参数并充分考虑到用户需求的不确定性,定义了云服务QoS属性信息五元组表示形式,并采用基于模糊QoS的云服务选择算法,将服务请求结果按计算出的综合满意程度排序并反馈给用户。为了验证上述方法在语义物联网环境下的有效性,本论文最终设计并实现了本体驱动的语义物联网云服务协同原型系统。该系统从功能上分为信息预处理模块、云服务语义匹配模块、云服务目录管理模块以及云服务选择模块,分别实现了云服务信息的预处理、构建基于本体的云服务目录、云服务语义匹配及基于模糊QoS的云服务选择功能。通过实验数据对该系统的查准率和召回率进行综合考量,实验结果表明该方法可以针对用户需求提供更加合适的云服务信息供用户选择。

关键词：本体语义物联网云服务语义协同云服务协同

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集成互联网和移动网的混合协同虚拟环境研究

高技术通讯 2008年第1期18卷 1-5页

作者：李文航龚建华中国科学院遥感应用研究所遥感科学国家重点实验室北京100101

将传统的面向互联网的协同虚拟环境(CVE)同移动技术相结合,发展了新型的协同虚拟环境——混合协同虚拟环境(混合 CVE)。混合 CVE 是典型的异构系统,针对这一特点,提出了使用计算转移和存储转移对异构环境进行平衡的策略,并提出了移动终... 详细信息

将传统的面向互联网的协同虚拟环境(CVE)同移动技术相结合,发展了新型的协同虚拟环境——混合协同虚拟环境(混合 CVE)。混合 CVE 是典型的异构系统,针对这一特点,提出了使用计算转移和存储转移对异构环境进行平衡的策略,并提出了移动终端的实时通讯、异构三维引擎协同、场景管理和一致性维护等关键技术的解决方案。最后使用 Java 语言开发混合 CVE 的原型系统,测试结果表明,异构终端的协同具有实时/准实时性,证明了混合 CVE 在技术上可行。

关键词：混合协同虚拟环境语义协同互联网移动网 Java Java ME

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Web环境中的本体构建系统研究综析

现代图书情报技术 2012年第1期 13-18页

作者：杨锐汤怡洁刘毅李崴中国科学院国家科学图书馆武汉分馆武汉430071

对基于Web方式的本体构建系统进行特性分析,通过调研从语义协作、构建知识库、体系结构和可视化特征等几个方面展开深入研究,最后针对有代表性的基于Web方式的本体构建系统进行比较和分析。

关键词：本体构建语义协同知识库可视化系统架构

在语义层重构自主无人系统:需求、框架与运行机理

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指挥与控制学报 2024年第3期10卷 355-364页

作者：庞维建李朋尹峻松马心意北京航空工程技术研究中心北京100076 军事科学院北京100091 空军指挥学院北京100091

针对无人系统实现高级任务自主性的问题,提出在语义层重构自主无人系统的技术路线。分析了自主无人系统关键能力需求,阐释了语义重构的内涵、优势和运行机理。自主无人系统的语义重构技术路线强调:通过在语义层重构自主无人系统,实现无... 详细信息

针对无人系统实现高级任务自主性的问题,提出在语义层重构自主无人系统的技术路线。分析了自主无人系统关键能力需求,阐释了语义重构的内涵、优势和运行机理。自主无人系统的语义重构技术路线强调:通过在语义层重构自主无人系统,实现无人系统任务、环境和系统自身的语义化描述;通过构建知识本体实现领域知识的统一表示和群体信息共享,利用语义知识引擎实现群体认知达到任务协同和能力互操作的目的;利用知识推理和不确定性知识推理实现认知基础上的任务自主规划。通过在语义层重构自主无人系统,将自主无人系统的规划问题上升到认知层面,实现硬件与软件,规划问题与规划方法,人类干预与自主规划等问题的解耦。

关键词：自主无人系统语义协同语义重构知识工程