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基于语义推理的智能家居系统研究

标签:针织衫 百丈镇

导读: 本文研究了一种支持语义推理的智能家居系统,通过在智能家居物联网系统中引入语义元素,实现智能家居语义推理,达到真正智能家居服务的目的。

  近年来,随着物联网、移动互联网、人工智能等信息技术的发展,多种不同功能的安防、娱乐、节能、健康等智能家居系统开始融入千家万户,先进技术的广泛应用使普通大众日常生活质量显著提高。复杂的智能家居系统通常会存在多种不同功能的智能设备,物联网感知模块从家居设备获取感知数据后,通过家庭智能整合平台所提供的功能,把这些功能转换为面向用户的终端远程控制、监测等服务。

  尽管智能家居技术发展取得较大进步,但真正实现智能家居“以人为本”的服务本质,还存在较大距离。未来的智能家居应当重点体现在对家庭主人服务的“智能”上,即根据家庭环境、主人位置、主人情绪、时间等因素的变化,主动的提供适应的服务。为此,需要持续关注智能家居关键技术发展,本文研究了一种支持语义推理的智能家居系统,通过在智能家居物联网系统中引入语义元素,实现智能家居语义推理,达到真正智能家居服务的目的。

  1 物联网语义架构

  为解决物联网技术快速发展过程中出现的异构互联及平台智能化问题,众多学者和组织对物联网语义技术进行了广泛研究。国际标准化组织OneM2M在制定物联网标准时,将语义技术引入到物联网中,使其支持知识推理功能,增强了物联网的智能性。结合智能家居环境中对语义物联网的需求,本文对oneM2M语义功能模型进行改进,提出了图1所示的语义架构。主要改进体现在以下两方面:增加与设备控制功能相关的内容,包括指令集和指令处理模块;设置设备对象池,存储设备对象,包括与物理设备对应的设备实例、由物理设备基本功能抽象出的抽象设备、mash-up产生的虚拟设备。

基于语义推理的智能家居系统研究

图1 改进后的物联网语义架构图

  语义分析与查询:对应用端指令进行语义解析(包括直接解析,或调用推理过程),转换为对资源URL进行CRUD操作的REST指令,发送给数据处理或指令处理模块。

  推理:针对语义分析与查询模块发送的指令,基于预设规则,在已有设备(包括设备实例和虚拟设备)中获取对象资源,并确定指令类型;当未获取到唯一对象资源时,调用语义组合模块。

  语义组合:按照特定规则,通过对不同来源的抽象设备和虚拟设备进行聚合,向用户提供新的服务。该过程可由用户需求触发,也可由平台主动触发。

  本体建模:离线过程,针对每种新资源(包括设备、用户等),预先创建本体模型。

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