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物联网环境是一个开放的、动态的高度自治的分布式智能系统。物联网环境下的信息服务应该具备可以让用户透明地获得及使用物理环境数据与分布在环境中的计算资源的能力。同时物联网环境实现了用户与物体、物体与环境、物体与物体的相互连接与互动,其应具感知并获取用户活动及相关物理设备及所处环境上下文信息的能力。通过本体技术构建物联网环境的上下文信息模型,为感知物联网上下文信息,进而解决对象信息异构、数据交互复杂、交互环境多变等问题提供了有效的解决方案。本文使用本体建模的技术方法对物联网环境的上下文信息进行建模与推理,并进行了具体的应用。
本文结合物联网环境的上下文信息的定义,解析了物联网上下文信息感知技术。由于物联网将通信、计算的信息空间与用户自身及所处的物理空间融合到了一起,我们提出了物联网环境下的上下文信息模型,并通过本体技术对该模型进行了形式化描述。通过定义上下文环境中的核心本体及其相关概念之间的关系,进一步扩展出适用于不同物联网应用领域的扩展本体,以满足特定物联网环境及应用领域的环境感知、信息共享及融合。
上下文推理是指在物联网环境中通过感知当前环境信息及用户状态来获得物联网环境应用中的高层语义。本文提出了基于描述逻辑的上下文推理技术,通过定义物联网环境下的上下文推理规则,构建物联网环境下的上下文推理机制。其中我们通过领域本体的推理进行本体冲突的检测、数据融合及正确性验证。通过领域规则的推理实现在特定环境中应用满足特定用户需求的上下文规则对环境信息进行高层语义获取与抽象。
最后,文章构建了物联网环境上下文感知的应用系统,以智能家庭及智慧课堂的应用为背景,通过本体对其物联网环境的上下文信息进行建模,并定义了相关应用的推理规则,构建并验证了基于本体的物联网环境上下文感知技术。