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语义物联网中一种多领域信息互操作方法

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资料介绍

针对当前语义物联网尚未形成一套比较完善、可共享的语义系统,无法支持不同领域资源描述和语义互操作性问题,提出了一种语义物联网中基于多个领域本体及链接开放数据的语义互操作方法.该方法可以半自动化标注新部署的传感器,为传感器数据添加语义,使机器理解数据含义,并对其进行推理;采用本体实体表管理同一领域本体来规范统一本体;基于链接开放数据获取命名实体相关的语义,对信息进行补充.最后通过具体实例阐述其工作过程,并与其他经典的方法进行比较,结果表明其可以较好地实现多领域信息的互操作.

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V01．33 No．9

第33卷第9期

2016年9月

算机用研究

Research of

Sep．2016

Application

Computers

物网中一种多域信息互操作方法

吴学，史一民，李冠宇，爨林娜

(大海事大学信息科学技学院，宁大 116026)

摘要：

当前

物

网尚未形成一套比完善、可共享的

系

，无法支持不同

网中基于多个域本体及接开放数据的互操作方法。方法可以半

感器数据添加，使机器理解数据含，并行推理；采用本体体表

域

源描述和

互操作性

，提出了一种

物

自

化

注新部署的感器，

其

管理同一域本体来

范

一本体；基于接开放数据取命名体相关的

述其工作程，并与其他典的方法行比果表明其可以好地

网；本体；互操作；接开放数据

号：TP393 文献

，

信息

行

充。最后通

具体

关

例

：

，

多

域信息的互操作。

物

中

分

志

：A

文章号：1001．3695(2016)09-2726-05

doi：10．3969／j．issn．1001— 3695．2016．09．037

Method of multi-domain information

in semantic Web of

things

interoperability

Linna

Xuehua，Shi Yimin，Li Guanyu，Cuan

Maritime

(College ofInformation Science＆Technology，Dalian

16026，China)

include

University，Dalian Liaoning

terms of current research

on semantic Web of

Abstract：In

problems

make it hard to

things(SWoT)，main challenges

an-completeness

and semantic between

interoperability

and non．sharedness of its semantic

resource

system

support

description

interoperability

sensors in semi-automatic and added

way

different domains．To solve these

method of semantic

which combined multi-do-

problems，this paper

proposed

annotated

main

with linked

re-

ontologies

open data(LOD)．Firstly，it

newly-deployed

lated semantics to

sensor

that machine could understand the semantics about data and reason on them．

data，SO

corresponding

sanle．domain

in manner of table to obtain

ontology．entity

and consensus

on ontolo．

formulism

Secondly．it managed

ontologies

obtained related semanteme of named．entities based on

their information could be

gies．Thirdly，it

demonstrated

LOD。SO

method and made

enriched．Finally．it

between

to show the

mechanism of

specific example

method and other classic methods．7Ihe result of simulation

working

proposed

comparison

proposed

reveals that the

of multi— domain informa—

experiment

interoperability

tion can be better

improved．

Web of

words：semantic

Key

things；ontology；semantic interoperability；linked open data(LOD)

等。些数据都是由相互独立的感器网返回的，它

因

0引言

域不同而采用不同的用准和服范，所以造成了各个网

之

的异构性。

由于目前

随着物网技

感知和控制能力从广度和深度都达到了一个新的次。但是

网中物的信息表示多化与物的信息使用主体(普通人

或机器)的理解能力不足，即客体的多性与主体的有限性成

的

展，物

网

的种越来越丰富，

物

网尚未形成一套比完善的

系

，

源

无法支持不同

域

源描述和互操作性，致平台

物

描述体系相独立、源互通性差、跨平台的信息融合共享困

上述，本文基于多个域本体及接开放数据

LOD(1inked

。

制

物

技

网

一步智能化展的内在矛盾。在物网中引

open data)，提出了

物网中一种多域

入

，将有助于在物网域建立机器可理解的自描述

semantic

互操作方法(multi— domain

method，MD—

interoperability

数据。因此，物网内在矛盾的解决方法是：物的信息

行

物

SIM)，并模

系

。在

物

网中的感器数据

行推理，从而用

注和构建支持

注的本体，将物网改

行

的

注后，利用

域

网⋯ 。

提供更加全面的信息。

物

网的底

依

于各种不同的感器网

，

些网

生的数据都是一种的。在

用

需要将些来自不

基本概念

同数据源的数据行整合，以取系的整体信息。例如，需

1．1

物

网

要

并分析某个生

系

中某疾病病情况的候，不

中目前的病情况，需要得到

需要感器网返回

感器网 (sensor networks，SN)是由大量部署在作用区

域内的、具有无通信与算能力的微小感器点通

系

中的气候化情况，如气温、降水量、湿度以及地理信息

自

收稿日期：2015— 09-25；修回日期：2015· ll一24

目(3132014325)

作者介：吴学 (1990一)，女，山烟台人，士，主要研究方向智能信息理(wuxh— dlmu@163．COIn)；史一民(1966一)，女，副教授，士，

主要研究方向智能信息理；李冠宇(1963· )，男，教授，博士，主要研究方向智能信息理；爨林娜(1990一)，女，士，主要研究方向智能信

基金目：国家自然科学基金助目(61371090，61272369)；中央高校基本科研

助

息

理．

万方数据

· 2727·

第9期

昊学，等：

物

网中一种多域信息互操作方法

网的

因此本文

行分析。感知

rant中件的建立、

注；网

展、基于泛在网的

操作的研究内容主要有本体的集成用、信息的

息的推理、信息的理解；网整体

研究内容主要有网的体系构、智慧地球、

网的等。

物

互操作研究状主要从三个

方式构成的、能根据境自主完成指定任的分布式智能化

网运用本体的信息表达和推理，在机器空

了人一机、机一机、机一人的智能信息交互【2]。物

网通 RFID及感器网等技将物的信息存，在物理空

了物一物、物一机、机一机、机一物之的智能／非智

能的信息交互。

网从信息生

成要素及其交互关系的整体系

网

系

。

次

互操作的研究内容主要有

物网本体的形成、物的信息的

Sa—

中

互操作的研究内容主要有感器Web

网技用；用互

中

的

、

的

匹配、信

互操作

物

系

中人、机、物、事四个基本构

构角度出，在网、物

互操作技

物

网的基上，融合机器空、物理空，通

路

人一机一物一事的智能化信息交互。其中，“事”

上

物

网感知

感器自身，也

的异构性，但是SSN本体无法新出

互操作研究中，W3C 建的SSN

就是信息、服、知、智慧(行

知

)。2。。

物

网同

本体p3不

感器提供构化描

量

具

达

了

网和物网的本属性，其集合形式的模型⋯ 表

述信息，消除

的

行描述，如RFID

域本体

；Gyrard等人旧。建立了一个共享本

互操作，个共享本体然可以包含

物

网={物的信息I(概念)物的信息(／概念)}

概念e本体=({概念}，偏序关系)

体来

多

(1)

多个域，但是超大本体的存及管理存在困；Pfisterer等

人。叫提出将物的高次状的概念作物的抽象

互操作，并用LOD中感器数据，智能建筑

域的用。互操作研究中，瑜等

在分析感器网、物网、

网互操作性的基上，提出

行

物

网互操作性达到的目，如 l所示。

注

屠

网

物

网用

更

人

雯

机均震可理解

墓

】

-—

k_1

翥

可

徽

行

船

的卜b刊— _1

物

人旧3在多个域本体之建立本体

域本体的找使用，但众多本体

函数，

多个

。

蓊蚕裁l幽h

网交互性不足、

网用域不足

感

‘]广

函数的建立存在困

改

解决

异构

法

物网中基于多域本体及LOD的互操作

方法MDSIM

机器之

交互性不足

致

本文通

改

文献[9]

互操作中建立一个跨多

域

用

域的高效用

!鍪I

本体及其推理机制

及

和

量

的

的人可理解但

本体的技，并改文献[10]本体映射方法，合文献[1I]基

— — — T— 一

描述方式

机器不能理解的信息

提供I

于

接开放数据的命名

网中多

体

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