语义物联网_从本体构建开始.pdfVIP

□TELECOMMUNICATIONS NETWORK TECHNOLOGY No.3 EXPERT VIEWPOINT 语义物联网:从本体构建开始 徐 源 北京邮电大学移动生活与多媒体实验室博士 张春红 北京邮电大学移动生活与多媒体实验室讲师 纪 阳 北京邮电大学移动生活与多媒体实验室教授 摘 要 随着近年来物联网技术的发展，物联网设备的种类越来越丰富，感知和控制能力从广度和 深度都达到了一个新的层次；与此同时，海量设备带来了异构性的问题给物联网资源互操作带来了挑 战。基于机器可理解的语义技术目前逐步运用于资源描述，共享和信息整合领域，加入语义将有助于在 物联网领域建立机器可理解的自描述数据。但现有物联网中的语义技术还处于起步阶段，未能构成完整 的生态系统，因此在跨平台的资源互操作性上效果不显著。本文结合现有的物联网本体及资源描述框架 的研究，提出了语义物联网的系统架构及生态系统，促进了物联网资源的互操作性。本文首先介绍了语 义物联网的相关概念及面向的主要问题；然后从两个方面描述了现有的相关工作，即：现有IOT 平台资源 模型及资源开放现状、现有语义物联网方面的研究；最后对提出的语义物联网生态系统进行了详细的描 述，并提出了未来的研究方向。 关键词 语义物联网 互操作本体 自动构建语义相似度 1 引言 会导致以下两个方面的问题： （1）平台内终端设备与服务多样化、异构化，同时 语义物联网指的是“基于标准通信协议建立的，面 缺少完善的资源描述体系，导致开放资源的可读性差。 向可寻址的互联对象的全球性网络”。语义技术提供 （2 ）平台间资源描述体系相对独立，缺乏领域知识 了机器可理解（或更适宜机器处理的）的数据描述，使 库支持，资源互通性差，导致跨平台的信息共享困难。 计算机能够更好地反映相关信息。近年来，为了解决 因此，笔者希望首先对语义物联网的系统架构及 物联网系统中由于资源异构及分布式特征引起的互操 其生态系统进行阐述，然后对其中诸如物联网本体自 作性问题，物联网研究逐步将语义Web 技术引入到物 动构建等关键技术进行研究，最终构造出一个异构物 联网中，同时为了实现这一目标，一些建模方法和本体 联网平台间信息互通、机器可理解的智慧物联网环境。 被用于注视和描述物联网数据，语义描述和注释主要 用来表述设备、真实世界的物体和事件、服务和业务流 2 相关工作 程模型。这些语义描述将支撑起自动化管理以及物联 网系统中不同资源间的互联互通。 在现有物联网平台方面，笔者调研了现有物联网 语义互操作性指的是不同资源间可以基于语义去 平台资源模型及资源开放现状，两个特点总结如下： 访问和明确解析相互数据。物联网中的资源需要在不 （1）调研了现有比较权威的6 个物联网开放平台 同资源及用户间交换数据，提供机器及软件可明确解 （如 Xively 、Cloudsensing、Evrythng 、Exosite 、Thing- 析和处理的数据描述是物联网信息自动化处理及交互 speak、Yeelink ），每个平台的资源模型全部根据自身系 的关键因素。通过数据的语义标注能够提供机器可解 统特点构建，未参照现有标准或知识库系统，无法直接 析的数据描述，包括数据的表示对象、数据的起源、与 进行资源跨系统的互联互通。 周边环境的关系、提供者的信息以及质量、技术等属性 （2 ）不同平台的资源模型的层次结构及资源描述 信息。 Schema 间有一定的相似性，为互