基于语义的家居多智能体协作决策方法的研究与实现

发布时间：2020-08-01 16:25

【摘要】：随着智能家居行业和工业物互联网行业的快速发展,以及各式智能设备的广泛应用,家居的舒适度和人们的生活水平也不断的提高,现代社会已经离不开人工智能。人工智能给人们提供的便利有目共睹,但是也随之出现一系列问题:智能家居中各式各样的传感器产生大量异构传感数据,这造成数据冗余难以管理,智能设备间出现各种问题。其中,首要问题是各智能设备间的数据异构问题,这导致设备间无法共享信息;其次问题是,智能家居中任务操作繁杂,没有统一管理;最突出的问题是,大部分智能设备是独立工作的,很难互相操作,并难以实现协作。针对上述问题,本文将语义Web技术引入到智能家居行业中智能设备协作管理中,并且将其与多智能体技术相结合,实现了基于本体的家居信息和多智能体信息管理方方法和基于语义的家居多智能体协作决策方法。主要工作内容如下:1.针对物联网智能家居系统中存在的异构问题,提出基于本体的家居信息和多智能体信息管理方法。本文依据《物联网智能家居设备描述方法》和《物联网智能家居数据和设备编码》两项标准,使用Web本体语言OWL对物联网智能家居系统中的设备、设备编码及数据编码等进行了统一的语义化描述,然后针对智能家居系统环境分布性和松散耦合的特点,结合多智能体技术,使用TopBraid Composer及protégé构建可扩展的家居多智能体本体,实现基于本体对家居信息和多智能体信息进行管理。2.针对本体构建、本体更新等过程中出现的本体实例一致性问题,提出了HermiT推理机和FaCT++推理机相结合的一致性检测方法。在构建家居多智能体本体和任务知识库时,利用该方式可以检测出本体中出现的本体实例冲突的语义问题。3.针对物联网智能家居系统中任务复杂、操作繁多、缺乏统一管理的问题,设计了统一的家居任务知识库和规则库来为制定决策提供支持。本文使用Web本体语言OWL构建家居任务知识库,对智能家居中任务、设备状态和环境状态进行语义化描述。同时系统地分析了物联网智能家居中的各类控制策略,将其转化为使用RDF Prolog和Lisp语言描述的推理规则,以此建成规则库,然后在任务协作中进行调用。4.针对物联网智能家居环境中各智能体之间协作能力差、难以互操作的问题,引入语义Web技术,并结合多智能体协作机制,设计了基于语义的家居多智能体协作决策的方法,对复杂任务进行规划;同时对系统中任务冲突进行分析,实现对任务冲突的检测,并进行冲突解决。通过各智能设备间的协作,最终实现了对外界环境做出相应决策的功能。5.结合现有的软硬件资源和数据资源,设计了基于语义的家居多智能体的协作决策应用平台,并搭建测试平台对系统功能和决策响应效率进行测试验证。各项测试结果表明,该平台具备传感数据的本体实例生成功能、本体实例映射功能和查询预警功能。同时对基于语义的任务规划决策方法进行了测试验证,测试结果表明:该平台具备家居多智能体协作决策的能力,并且决策响应效率符合相应规范。
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU855;TP391.1;TP13
【图文】：

第 2 章 相关技术综述研究工作所涉及的相关技术进行介绍，主要是对语义 W在语义 Web 技术的基础上对多智能体技术进行语义引擎和规则推理语言进行了介绍。 理论与技术义 Web 的工程应用需要，也是为了实现信息服务的智联盟（World Wide Web Consortium，W3C）制定了许 架构体系的一系列技术标准。在如图 2.1 所示，语义层，本小节对各层的相关技术、基本功能和相互关系

家居多智能体本体类与子类的设置

家居多智能体本体属性的设置

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本文编号：2777708