面向受限资源的语义增强的资源目录研究

发布时间：2020-10-23 01:42

　　 语义物联网结合物联网的逻辑表示与语义网的推理技术,对物体进行本体构建与语义注释以实现由语法匹配到语义匹配的转变,促进物联网的多样化与智能化。受限物联网资源和网络存在结点处理性能低下、存储空间有限、电池供电以及网络范围广泛、吞吐率较低、误包率较高等特点。针对语义物联网中结构差异的受限资源,仅提供粗略数据的传统资源发现方式已不再适用,因此如何在语义物联网中对受限资源进行资源发现与访问成为关键问题。为了解决针对物联网的受限资源如何引入语义信息问题,本文分析语义技术在语义物联网中的应用如本体构建、语义注释与语义查询,并在IETF CoRE工作组提出的CoAP中引入包含语义信息的新型属性参考本体、语义描述、注释类型。其中参考本体是包含该语义描述所指向的本体URI;语义描述是执行RDF/XML语法、对资源语义注释描述的压缩概念表达式;注释类型暗示本体语言、语法和语义注释的编码规范。为了解决语义增强的受限资源如何资源发现与访问问题,本文提出基于CoAP语义增强的资源目录实体,研究基于CoAP语义增强的资源目录在语义物联网中对受限资源进行资源发现与访问的基本机制,包括发现资源目录、URI发现、资源注册、对注册资源的操作如注册资源更新、注册资源移除、读取注册资源终端链接以及资源目录的资源发现。并在广泛应用于CoAP研究领域且资源目录实体尚不完善的开源CoAP框架Californium中实现基于CoAP语义增强的资源目录。本文以养老作为应用场景,考虑到养老院、社区养老、家庭养老等不同模式养老应用的语义支持,在基于压电传感器、温度传感器、灭火设备等设备提供火灾预警、执行灭火等功能的实验场景中,利用具备图形化界面的Firefox插件Copper验证基于CoAP语义增强的资源目录发现与访问满足不同功能查询预设需求的资源机制,并对CoAP链接“/.well-known/core”、基于CoAP的资源目录、由Michele Ruta等人提出的SWoT框架与基于CoAP语义增强的资源目录四种资源发现与访问方式进行性能对比与分析,阐明基于CoAP语义增强的资源目录在养老应用中进行资源发现与访问时在实时性、准确性与高并发下的吞吐率方面有一定的提升。
【学位单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP391.1;TP391.44;TN929.5
【部分图文】：

、、、灭火等功能。利用Ｆｉｒｅｆｏｘ插件Ｃｏｐｐｅｒ验证测试基于ＣｏＡＰ语义增强的资源目录??发现与访问满足不同功能预设查询需求的资源，并从实时性、准确性与高并发下??吞吐率三个方面对比分析ＣｏＡＰ的链接“／．ｗｅｌｌ－ｋｉｉｏｗｎ／ｃｏｒｅ”方式、基于ＣｏＡＰ的??资源目录、ＳＷｏＴ框架与本文提出的基于ＣｏＡＰ语义增强的资源目录进行资源发??现与访问的性能。??５．１实验准备??本节完成对基于ＣｏＡＰ语义增强的资源目录实验的准备工作。考虑养老应用??实验场景结构与功能，分析基于ＣｏＡＰ语义增强的资源目录对不同的功能发现能??够监测有效数据的传感器或应对特定险情的执行器的重要性。并介绍具备图形化??界面的Ｆｉｒｅｆｏｘ插件Ｃｏｐｐｅｒ的特点与使用。??５．１．１场景描述??Ｓ４??

实验结果如图５－７所示成功删除温度传感器资源ＬＭ７０Ｔｅｍｐｅｎｉｔｕｒｅｌ。实验??从终端结点Ｃｏｐｐｅｉ－使用ＤＥＬＥＴＥ方法发送至基于ＣｏＡＰ语义增强的资源目泶，??删除端点名称为“ＬＭ７０Ｔｅｍｐｅｒａｍｒｅｒ的注册资源，请求所携带的负载为空。该实??验表明基于ＣｏＡＰ语义增强的资源目录支持移除不同类型的受限物联网资源，??ＤＥＬＥＴＥ请求ＵＲＩ中的位置值为各受限资源首次注册时ＣｏＡＰ响应返回的位置。??１?珍?．！２０Ｇ１．ｔｉａＳ：２＾３ｆｔ：?！０〇？？．？；；：．?－■?＋??；ｆｉ?ｉｒ?ｃｏａｐ；／／（２００１：ｄａ８：２ｌ５：３？０Ｍ００４：ｅｂｄ３７２９：？ｅｅ３：５６８３／ｒｄ／ＭＸ？５ＳｍｏｋｅＳｅｎｓｏｒ２?Ｃ?４－?ＣＤ?ｌｉＪ?＝??＾ｆＰｔｎｇ?｜＾Ｏｉｓｃｏｖ？ｒ?；．?－ＧｔＴ?．?，－ＰＯＳＩ?＾＾ＯＥｔＥＴｆｅ?＾＾Ｏｂｓｃｒｖｅ?Ｐａｙｌｏａｄ?’?Ｂｅｈａｖｉｏｒ?？?２??Ｄｅｂｕｇ?Ｃｏｎｔｒｏｌ?Ｒｅｓｅｔ??２．０５?Ｃｏｎｔｅｎｔ?（Ｂｌｏｃｋｗｉｓｅ）?（Ｄｏｗｎｌｏａｄ?ｆｉｒｔｓｈｅｄ）?Ｔｏｈｅｏ??Ｉ?ｙ?｜？〇〇ｌ；ｄ？８：２１５：３（０：１０〇Ａ?ｅｏ？Ｊ．．．?Ｍｅａｄｅｆ?Ｖａｌｕｅ?Ｏｐｔｉｏｎ?Ｖａｌｕｅ?Ｉｒｒｆｏ??Ｔｙｐｅ?ＡＣＫ?ＣａｏｔｅｎＪ－Ｆｃｒｍａｔ?ｔｅ？ｔ／ｐｌａｉｎ?０??！?ｖ必祕七罐?２．０５?ＣＯＷ抑?Ｂｋ？ｋ２?Ｍ糾Ｂ／ｂｌｏｄＯ?，的ｆｉ邮咖Ｏｐ丨咖??＾ｃｗｅ?ＭｆＯ?１３１１８?Ｓｉｘ＊２?９５３?２?ｔｉｙｔ＊ｓ?ＡｃＣｅｐ！??？?＜ｒ?ａ?ＴｏＶｔｆｎ?ｅｍｐｔｙ?．．．．．

实验结果如图５－１０所示成功发现满足执行灭火功能查询条件的灭火设备??ＬＡ７３ＦｉｒｅＳｕｐ丨’ｅｓｓｏ丨？。实验从终端结点Ｃｏｐｐｅｒ使用ＧＥＴ方法通过资源查找接口发??送请求至基于ＣｏＡＰ语义增强的资源目录，查询条件中语义描述Ｓｄ属性值为由??ＧＺＩＰ算法压缩的执行灭火功能需求ＳＰＡＲＱＬ语句，响应负载为??＜ｃｏａｐ：／／［２００１：ｄａ８：２１５：３ｆＤ：１００４：ｅｂｄ３：７２９：ｆｅｅ］：５５１６６／ｓｕｐｒｅｓｓｏｒ＞，＜ｃｏａｐ：／／［２００１：ｄａ８：２??１５：３ｆＤ：１００４：ｅｂｄ３：７２９：ｆｅｅ］：５５１６６／ｓｕｐｒｅｓｓｏｒ／ＦｉｒｅＳｕｐｒｅｓｓｏｒ＞；ａｔ＝３０００４；ｃｔ＝４１；ｅｐ＝ｒＬＡ７??３ＦｉｒｅＳｕｐｒｅｓｓｏｒ＂；ｉｆ＝＂ｆｉｒｅｓｕｐｒｅｓｓｏｒ＂；ｒｏ＝＂ｈｔｔｐ：／／ｓｏｍｅｗｈｅｒｅ／ＬＡ７３ＦｉｒｅＳｕｐｒｅｓｓｏｒ＂；ｒｔ＝＂Ｆｉｒ??ｅＳｕｐｒｅｓｓｏｒ＂；ｓｄ＝”Ｈ４ｓＩＡＡＡＡ＂．”。上述实验表明基于ＣｏＡＰ语义增强的资源目录??支持发现满足不同功能需求的不同类型受限物联网资源，ＧＥＴ请求ＵＲＩ中语义??描述ｓｄ属性值为特定功能所需物联网资源需求的ＳＰＡＲＱＬ压缩语句。??综上所述在养老应用实验场景下，基于ＣｏＡＰ语义增强的资源目录能够有效??地针对受限资源进行资源发现与访问，包括资源注册、对注册资源的操作及针对??不同功能的资源发现，实现在语义物联网中对受限资源的个性化和多样化管理与??发现。??
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本文编号：2852382