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基于语义的物联网服务架构及关键算法研究

贾冰  
【摘要】:为了解决物联网服务快速增长对服务支撑平台的迫切需求,与相关研究较为缺少之间的矛盾。实现物联网服务的大规模集成、共享和互操作,构建较为完整的物联网服务体系。本文主要做了以下的工作: 构建了一种基于语义的物联网服务平台架构体系,扩展服务源从注册中心发布的服务到泛在环境中的服务,满足物联网服务的动态性和泛在性要求。 提出了三层物联网服务本体模型。以OWL-S为基础,定义了一种弹性的物联网服务语义描述语言OWL-S~(iot)。通过本体和OWL-S~(iot)的共同作用,为服务平台提供了必要的语义支撑。 对于传统的通用服务,设计了基于语义的服务注册中心。对于泛在环境中分散的服务,提出了一种基于生命游戏睡眠调度模型的服务分簇自治管理策略。 引入功能计算和上下文感知计算策略,对用户原始输入的功能需求和上下文特征进行解释。在上下文感知计算中,提出了一种基于遗传算法和决策树的上下文融合模型。为了达到共同理解,提出一种基于改进词汇相似度计算的语义标注方法。 针对注册中心模式,提出了一种基于多阶段服务语义匹配的集中式服务发现算法。针对分散型模式,提出了一种基于马尔可夫相遇时间间隔预测模型的P2P服务发现算法。这两种算法,在服务发现的查全率和查准率性能上与传统算法相比较都有所提高。 基于上下文特征和服务等级,提出了一种细粒度的个性化服务选择算法,以实现服务的个性化按需推送。对于上下文的匹配,提出了一种兼顾语义和数值的综合相似度计算方法。对于服务等级,给出了基于模糊逻辑的估算方法。


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