[發明專利]一種智能家居語義網關的設計方法

有效

• 申請號: 201410619121.4
• 申請日: 2014-11-06
• 公開（公告）號: CN104410568B
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 佘春東;王俊峰;胡四泉
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: H04L12/66
• 分類號: H04L12/66;H04L12/28
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司51200
• 代理人: 舒啟龍,卓仲陽

技術領域

本發明涉及計算機數據傳輸和處理領域，具體涉及一種智能家居語義網關的設計方法。

背景技術

智能家居(Smart Home)，是以住宅為平臺，利用綜合布線技術、網絡通信技術、智能家居-系統設計方案安全防范技術、音視頻技術將家居生活有關的設施集成，構建高效的住宅設施與家庭日程事務的管理系統，提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術性，并實現環保節能的居住環境。與普通家居相比，智能家居不但具有傳統的居住功能，兼備建筑、網絡通信、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環保的居住環境，還提供全方位的信息交互功能。智能家居概念的起源很早，但一直未有具體的建筑案例出現，直到1984年美國聯合科技公司將建筑設備信息化、整合化概念應用于美國康乃迪克州哈特佛市的CityPlaceBuilding時，才出現了首棟的“智能型建筑”，從此揭開了全世界爭相建造智能家居的序幕。

智能家居網關是智能家居系統的“大腦”，它不僅具有數據信息采集功能，而且還具有數據分析處理的能力，實現了對家庭網絡設備的智能化統一管理。但是，由于家居設備種類、輸出數據結構、信息傳輸模式和通信組網方式等千變萬化、各不相同，系統所表現出的數據格式、符號以及語法就存在著巨大差異，難以做到語義融合和基于統一語義的正確推理。大量異構數據的理解、融合和互操作成為家居數據空間凸顯的技術難題，這嚴重制約了智能家居行業的發展。為此，我們在智能家居網關中引入了語義網技術來保證網絡各節點語義一致性。

傳統的智能家居網關是一個基于關系數據庫的簡單應用，把智能家居網絡中的各設備收集的信息存到數據庫中。用戶在使用這些數據時需要清楚這些數據表達的語義。比如，某溫度傳感器向網關報告當前溫度值是25攝氏度，然而，用戶在數據庫中看到的只是25這個數，并不是“當前溫度值是25攝氏度”這個完整的語義。本發明要解決的就是在智能家居網關中提供家居設備數據的完整語義描述，使用戶不需要了解家居設備廠商對數據的定義細節，在此基礎上可以方便開發功能豐富的智能家居應用，實現類似于“若當前房間溫度高于27攝氏度，則啟動空調制冷”這樣的語義規則。這種語義網方法能夠提高智能家居網絡對網內各設備采集的信息的分析和處理能力，是新一代互聯網的一個發展方向。

吉林大學碩士生李程貴于2012年發表的學位論文“一種基于語義融合的智能家居系統的研究與實現”，南京航空航天大學碩士生李輝于2012年發表的學位論文“基于MAS和OWL本體的智能家居系統的研究”，這兩篇文章都提出基于Jena的基于語義融合智能家居系統總體設計方案，而Jena是由惠普實驗室開發的語義網應用開發框架。該方案在語義推理上較成功，但是缺少從非語義數據到有語義數據的直觀轉換方法。

北京郵電大學碩士生宋劼于2011年發表的學位論文“基于語義的智能家居管理系統關鍵技術研究”，該文對智能家居環境中的場景進行分析，用語義推理的方法來描述場景規則，但缺乏實現語義推理的實現框架及步驟，同時該文也缺少從非語義數據到有語義數據的直觀轉換方法。

Yuwei Zhang、Zhiqiang Wei和Yongquan Yang發表于2012International Conference on Computer Science and Service System(CSSS)會議上的論文“Ontology div of smart home appliance based on semantic web”(基于語義網的智能家居設備的本體描述)，該文提出了基于語義網對智能家居設備建立本體，分別構建了三個本體：屬性本體、狀態本體及服務本體。該方法可以實現異構數據的設備間進行信息的交換和數據的共享，但具有較大的局限性，因為實際的智能家居設備產生的數據差異性較大，難以用少數幾個本體完全描述。另外，該文也缺少從非語義數據到有語義數據的直觀轉換方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種智能家居語義網關的設計方法，解決智能家居網絡系統中缺乏語義數據的問題。

本發明的具體方案是：

一種智能家居語義網關的設計方法，基于Android平臺，具體步驟如下：

步驟1：構建數據匯集系統，用于保存智能家居設備數據；

步驟2：為訪問智能家居設備的應用程序建立ContentProvider接口；

步驟3：構建智能家居設備的語義本體；

步驟4：為每個智能家居設備開發對應的語義數據轉換接口；