[發明專利]一種在物聯網邊緣設備中構建語義模型的優化方法

有效

• 申請號: 202011344407.8
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112464672B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 耿道渠;劉暢;王平;蘭興川;何漢文;趙陽春;周雷;李海洋;耿記雷
• 申請（專利權）人: 北京華軟數創科技集團有限公司
• 主分類號: G06F40/30
• 分類號: G06F40/30;G06F40/284;G06F16/242;G16Y40/20
• 代理公司: 北京虹澤知識產權代理事務所(普通合伙) 16008
• 代理人: 蔣尊龍

本發明請求保護一種在物聯網邊緣設備中構建語義模型的優化方法，其包括以下步驟：物聯網領域本體的構建步驟、數據標注步驟、RDF數據存儲步驟及RDF數據推理步驟；其中，物聯網領域本體的構建步驟是構建表示物聯網中傳感器節點信息、執行設備信息、環境狀態在內的概念和數據以及他們的屬性、關系；數據標注步驟是將傳感器網絡節點的數據流，執行設備的數據流轉換成RDF格式數據；RDF數據存儲步驟是將數據標注之后的數據進行持久化的本地存儲；RDF數據推理是利用推理機將標注后的RDF數據進行前項鏈推理，得到知識間的隱含關系，同時利用規則推理實現對特定事件的策略生成。同時提出了一種適用于物聯網設備的本體構建方法和優化語義推理過程的模式選擇算法。

技術領域

本發明屬于物聯網領域，涉及物聯網數據采集和語義處理，屬于物聯網技術和語義網技術相結合的領域。

背景技術

隨著物聯網技術的發展越來越成熟，各種物聯網產品也層出不窮，其工作方式按數據流向可大致總結為三個環節，傳感網絡的信息上載發布、傳感網絡的信息遠距離傳輸以及傳感網絡的信息下載使用。由于傳感網絡的數據信息表示方式不統一，導致各個機構對接受到的數據理解方式也不統一。盡管有UID、EPC這樣的編碼，也無法形成規范化的標準來傳遞信息。由于傳感器設備來源于不同的廠商，不同的傳感器往往具有不同的數據輸出格式、精度、數據長度，即使同一類型的傳感器由于設計原因和廠商的不同，數據的輸出形式也會存在差別。因此物聯網系統中的數據形成了異構關系。比如對手機的表示而言，有手機、電話、智能機等不同的描述方式。所以在傳感設備的信息上載發布的過程中信息的表示形式多種多樣，在設備的信息下載使用的過程中，使用主體存在理解能力不足問題，此矛盾導致了物聯網難以實現真正意義上的設備，信息共享，無法提升設備間的互操作性。因此設備之間的通信是物聯網技術研究的關鍵點，如何把現實世界的數據轉換成機器可懂的信息是要研究的重點課題。

針對上述問題，在物聯網中引入語義WEB技術形成語義物聯網(Semantic?Web?ofThings,SWoT)。使用語義WEB中的本體(Ontology)對物聯網環境中的數據進行語義標注(Semantic?Annotation)形成以RDF形式表示的三元組知識，用于物聯網設備間的信息有效通信；使用SPARQL對本地存儲的三元組數據進行查詢；使用推理機對已存在的知識進行推理得到隱含的知識。物的信息發布主體可以對物聯網設備的信息基于本體進行語義標注，使用主體可以基于本體對下載的信息進行語義理解，使用語義推理技術可以增強物聯網設備對環境的感知能力，對環境的變化做出優良的決策。進而改善了數據異構設備之間互聯互通的能力，使得物聯網功能得到一個質的提升。但是傳統語義技術并不適用于儲存資源小，計算資源少，功耗要求低的物聯網設備。因此，對語義技術的各個環節進行優化進而提升邊緣設備的數據語義處理能力以及提高處理的實時性是非常有意義的。

發明內容

本發明旨在解決以上現有技術的問題。提出了一種在物聯網邊緣設備中構建語義模型的優化方法。本發明的技術方案如下：

一種在物聯網邊緣設備中構建語義模型的優化方法，其包括以下步驟：

物聯網領域本體的構建步驟、數據標注步驟、RDF數據存儲步驟及RDF數據推理步驟；其中，

物聯網領域本體的構建步驟是構建表示物聯網中傳感器節點信息、執行設備信息、環境狀態在內的概念和數據以及他們的屬性、關系；

數據標注步驟是將傳感器網絡節點的數據流，執行設備的數據流格式化為本體中的數據形式，即轉換成RDF格式數據；

RDF數據存儲步驟是將數據標注之后的數據進行持久化的本地存儲；

RDF數據推理是利用推理機將標注后的RDF數據進行前項鏈推理，得到知識間的隱含關系，同時利用規則推理實現對特定事件的策略生成。