面向服务的通用M2M语义表示技术的研究

发布时间：2021-06-09 16:23

随着M2M(Machine-to-machine)应用的广泛发展,接入的设备种类也越来越繁多,由此产生了设备异构性问题。M2M垂直领域内发展问题,设备的异构性,服务的多样性使得M2M互联互通变得更加困难。此外,上层应用与底层设备之间也无法直接交流和相互理解。本文提出了面向服务的通用M2M语义表示技术,实现了高效、简洁的服务查找和服务实现流程,并且在保证通用性的同时,也为智慧服务提供了一定的支持。本文首先对现有M2M服务分析,按照服务流程以及M2M服务与环境交互的特点,将服务从服务概述,服务过程和服务接入三方面进行建模。其中,服务概述是对服务的基本描述,还包括服务能力、范围等异构信息描述;服务过程是对服务流程的一种建模,包括依赖服务关系而实现的服务分解和通过服务匹配而实现的服务查找过程。服务接入描述了服务的访问方法。鉴于M2M服务的实现依赖于对设备的理解,因此,通过对现有SSN(Semantic Sensor Network)的设计模式分析和扩展提出了通用M2M设备描述设计模式“输入(Input)-输出(Output)-能力(Capability)-部署(Deployment)”。此模型实现了对设备的统一资源描述和设备的语义知识本体构造,在一定程度上简化了对设备的查找,并且通过此模型将设备和服务有效的链接在了一起。本文利用M2M服务模型和设备描述模型,提出了通用M2M服务架构,包括设备抽象和接入、基于IOCD的语义标注以及基于上下文的语义标注;另外,还提供了在某一环境范围内通过依赖服务领域知识和设备本体以及上下文本体而形成具体环境服务实例本体的过程。最后,基于此服务实例本体而完成了从服务请求到服务分解和服务匹配以及服务实现的过程。基于上述的建模描述方式和通用M2M服务架构,在智能家居系统加以验证。该验证系统实现了智能家居的舒适度服务,并设计对比实验验证了设计模型在技术参数和应用参数的可用性,也表明了此表示方法对于服务支持和快速服务实现的有效性。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP393.09

文章目录

摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 M2M发展概述

1.1.2 M2M服务特点

1.1.3 M2M领域现有挑战

1.2 国内外研究现状

1.3 论文概要与创新

1.4 论文结构安排

第二章 M2M语义表述技术研究

2.1 M2M语义需求

2.1.1 本体简介

2.1.2 M2M语义必要性

2.2 现有M2M表示技术

2.2.1 SWE传感器资源描述框架

2.2.2 W3C本体建模

2.2.3 ETSI资源抽象框架

2.3 oneM2M语义架构

2.3.1 oneM2M架构

2.3.2 oneM2M语义模型

2.4 M2M服务语义描述

2.5 问题描述

2.6 本章小结

第三章通用M2M语义表示模型

3.1 M2M服务构建

3.2 服务模型设计

3.2.1 M2M服务概述描述

3.2.1.1 基本信息

3.2.1.2 服务异构特性描述

3.2.2 M2M服务过程描述

3.2.3 M2M服务接入

3.2.4 服务本体模型

3.3 服务流程

3.4 通用M2M设备本体设计分析

3.5 IOCD设计模式

3.6 通用设备语义描述

3.6.1 输入(Input)信息建模

3.6.2 输出(Output)信息建模

3.6.3 能力(Capability)信息建模

3.6.3.1 能力描述分析

3.6.3.2 能力建模具体描述

3.6.4 部署(Deployment)信息描述

3.6.4.1 部署描述分析

3.6.4.2 部署系统影响描述

3.6.4.3 绝对部署信息描述

3.6.4.4 相对部署信息描述

3.7 本章小结

第四章通用M2M服务架构

4.1 通用M2M服务架构

4.2 设备抽象

4.2.1 资源统一封装建模

4.3 语义标注

4.3.1 基于IOCD语义标注

4.3.2 基于IOCD设备本体实例

4.3.3 基于上下文语义标注

4.3.4 基于IOCD本体的操作

4.3.4.1 设备注册

4.3.4.2 设备查找

4.3.4.3 设备控制

4.4 服务本体

4.4.1 服务形成

4.4.2 服务实例化

4.5 服务匹配

4.6 服务发现

4.7 服务反馈

4.8 本章小结

第五章智能家居验证系统

5.1 验证系统设计

5.1.1 场景部署

5.1.2 验证功能点

5.2 系统整体架构

5.3 模块介绍

5.3.1 数据接入

5.3.2 设备抽象

5.3.3 本体建模

5.3.3.1 本体模型

5.3.3.2 领域本体

5.3.4 语义标注

5.3.5 服务本体

5.3.6 本体池构建

5.3.7 服务推理

5.4 系统实现功能展示

5.4.1 客户端主界面展示

5.5 实验设计

5.5.1 实验场景设计

5.5.1.1 实验具体设计

5.5.2 实验结果分析

5.5.2.1 实验一结果分析

5.5.2.2 实验二结果分析

5.6 本章小结

第六章全文总结与展望

6.1 全文总结

6.2 未来展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间取得的成果

【相似文献】