[發(fā)明專利]面向智能家居情境感知服務(wù)的運(yùn)行時(shí)建模與執(zhí)行方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811329794.0
• 申請(qǐng)日: 2018-11-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109446700A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳星;葉心舒;黃志明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50;G06F16/36
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

本發(fā)明涉及一種面向智能家居情境感知服務(wù)的運(yùn)行時(shí)建模與執(zhí)行方法。建立智能家居情境感知服務(wù)知識(shí)圖譜概念模型，即描述智能家居場(chǎng)景中包括概念和關(guān)系的抽象元素的統(tǒng)一模型；提出智能家居情境感知服務(wù)知識(shí)圖譜實(shí)例模型運(yùn)行時(shí)建模方法：智能家居情境感知服務(wù)知識(shí)圖譜實(shí)例模型通過(guò)概念實(shí)例、關(guān)系實(shí)例表示智能家居情境感知服務(wù)的情境知識(shí)，構(gòu)建不同類型概念實(shí)例、關(guān)系實(shí)例的運(yùn)行時(shí)模型，并建立智能家居情境感知服務(wù)知識(shí)圖譜實(shí)例模型與智能家居場(chǎng)景的雙向同步機(jī)制；提出基于知識(shí)推理的智能家居情境感知服務(wù)執(zhí)行方法。本發(fā)明能夠極大降低開(kāi)發(fā)智能家居情境感知服務(wù)的難度和復(fù)雜度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能家居領(lǐng)域，具體涉及一種面向智能家居情境感知服務(wù)的運(yùn)行時(shí)建模與執(zhí)行方法。

背景技術(shù)

隨著智能家居基礎(chǔ)設(shè)施的不斷發(fā)展，智能家居已逐漸進(jìn)入以智能服務(wù)為特征的新時(shí)期，智能機(jī)器人、智能穿戴設(shè)備、智能家電等大量、復(fù)雜、異構(gòu)的新設(shè)備將接入網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行交互和協(xié)同，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、監(jiān)控等海量應(yīng)用。其中，溫度調(diào)節(jié)、空氣調(diào)節(jié)等情境感知服務(wù)是智能家居應(yīng)用的典型代表，它們根據(jù)服務(wù)對(duì)象所處情境的變化來(lái)為其提供準(zhǔn)確的溫度控制、空氣凈化等服務(wù)。目前，情境感知服務(wù)往往面向場(chǎng)景進(jìn)行構(gòu)建，主要面臨兩方面挑戰(zhàn)。一是設(shè)備的多樣性：智能設(shè)備在其功能、品牌和型號(hào)等方面存在差異，往往提供不同的數(shù)據(jù)讀取和功能調(diào)用方式，給設(shè)備的交互、協(xié)同帶來(lái)極大復(fù)雜度。二是服務(wù)的隨需性：存在不同類型的服務(wù)需求，需要建立情境知識(shí)與智能設(shè)備間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，給服務(wù)的管理邏輯編寫帶來(lái)極大復(fù)雜度。

智能家居情境感知服務(wù)實(shí)際上是對(duì)服務(wù)對(duì)象所處情境的各種信息進(jìn)行收集、分析、決策和實(shí)施的過(guò)程。從系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的角度看，需要使用場(chǎng)景中智能設(shè)備的管理接口來(lái)獲取各種信息，并根據(jù)具體的服務(wù)需求對(duì)這些信息進(jìn)行分析、決策和實(shí)施。例如，在環(huán)境監(jiān)控服務(wù)中，通過(guò)對(duì)房間的光亮、溫度和空氣質(zhì)量等條件進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而自動(dòng)地對(duì)電燈、空調(diào)和空氣凈化器等智能設(shè)備進(jìn)行管理。然而，目前的情境感知服務(wù)開(kāi)發(fā)往往使用C/Java等通用語(yǔ)言直接調(diào)用智能設(shè)備提供的管理接口，這種編程方式具有良好的適應(yīng)性，但會(huì)帶來(lái)高昂的編程開(kāi)銷，開(kāi)發(fā)者必須熟悉不同智能設(shè)備的管理接口，才能實(shí)現(xiàn)它們的交互；此外，由于應(yīng)用系統(tǒng)建立在與特定智能設(shè)備綁定的底層代碼的基礎(chǔ)上，其管理邏輯無(wú)法進(jìn)行復(fù)用，即使管理機(jī)制類似，開(kāi)發(fā)者仍需要開(kāi)發(fā)多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)來(lái)適應(yīng)不同的場(chǎng)景。

智能家居情境感知服務(wù)開(kāi)發(fā)面臨的主要問(wèn)題是，其問(wèn)題域與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)間存在著鴻溝，而通過(guò)手工編碼實(shí)現(xiàn)問(wèn)題域到系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的映射則會(huì)帶來(lái)巨大的編程復(fù)雜性。知識(shí)圖譜用來(lái)描述客觀世界的概念、實(shí)體、事件及其間的關(guān)系，能夠扮演系統(tǒng)需求與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)之間的橋梁，可以用來(lái)解決智能家居情境感知服務(wù)需求到實(shí)現(xiàn)的映射過(guò)程中系統(tǒng)復(fù)雜性所帶來(lái)的問(wèn)題。然而，將知識(shí)圖譜引入到情境感知服務(wù)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，仍面臨以下兩方面挑戰(zhàn)：

一方面，知識(shí)圖譜難以表示服務(wù)對(duì)象所處情境的變化。知識(shí)圖譜能夠組織結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，用實(shí)體和關(guān)系進(jìn)行知識(shí)表示，但是，情境知識(shí)表示要求知識(shí)圖譜能夠感知實(shí)時(shí)場(chǎng)景信息，而現(xiàn)有的知識(shí)圖譜技術(shù)，難以反映數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)變化。

另一方面，面向不同服務(wù)需求構(gòu)建推理規(guī)則工作量大。知識(shí)圖譜用來(lái)表示情境信息，并通過(guò)推理規(guī)則實(shí)現(xiàn)情境感知服務(wù)的自動(dòng)執(zhí)行，但是，智能家居服務(wù)具有開(kāi)放、動(dòng)態(tài)、多變的特點(diǎn)，給推理規(guī)則的構(gòu)建帶來(lái)極大復(fù)雜度。

為了快速定制和開(kāi)發(fā)情境感知服務(wù)，將知識(shí)圖譜引入到開(kāi)發(fā)過(guò)程中，提出一種智能家居情境感知服務(wù)的運(yùn)行時(shí)建模與執(zhí)行方法。本方法的主要貢獻(xiàn)有：1)提出智能家居情境感知服務(wù)知識(shí)圖譜概念模型，定義其情境中各種概念和關(guān)系；2)提出智能家居情境感知服務(wù)知識(shí)圖譜實(shí)例模型構(gòu)造與維護(hù)機(jī)制，通過(guò)運(yùn)行時(shí)概念、關(guān)系實(shí)例表示情境知識(shí)；3)提出基于知識(shí)推理的智能家居情境感知服務(wù)執(zhí)行方法，通過(guò)知識(shí)推理自動(dòng)執(zhí)行設(shè)備功能。

發(fā)明內(nèi)容