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一种在物联网边缘设备中构建语义模型的优化方法

发布时间: 2023-11-02

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式: 技术转让
成果类型: 发明专利
行业领域:
电子信息技术,计算机及网络技术
成果介绍
本发明构建了一个本体,其中包括描述物联网中传感器节点信息、执行设备信息、环境状态等概念和数据的属性和关系。将传感器网络节点的数据流和执行设备的数据流格式化为RDF(Resource Description Framework)格式的数据。将经过标注的数据持久化存储在边缘设备的本地ROM中。使用推理机进行前项链推理,以发现知识之间的隐含关系,并利用规则推理生成特定事件的策略。本体构建使用了W3C推荐的传感器网络本体SSN,并结合物联网环境,定义了完备的概念和关系集合。在本体构建过程中,采用删除原则来减小存储资源占用,去除语义传感器网络本体SSN中不常用的概念。物联网领域本体还考虑了其他概念和关系,如执行设备、自然环境、运行环境、人机交互删除原则包括去除在现实环境中不存在的概念,不需要的概念,以及表达相同意义的概念数据标注步骤将物联网环境中传感器和执行设备产生的原始数据描述为RDF三元组数据。RDF三元组以Turtle格式的文档描述,其中包括主语、谓词和宾语项,以及RDF术语。标注后的数据存储在边缘设备的本地ROM中,并可以使用SPARQL语言进行查询和推理。
成果亮点
该方案的技术亮点: 综合性的方法: 该发明提供了一种综合性的方法,用于在物联网边缘设备中构建语义模型。这一方法包括物联网领域本体的构建、数据标注、RDF数据存储以及RDF数据推理步骤,使其成为一个全面的解决方案。 物联网领域本体构建: 该方法利用传感器网络本体(SSN)和物联网环境的具体情境,定义了一个完备的概念和关系集合。这有助于更好地表示物联网中的传感器节点信息、执行设备信息、环境状态等,并且考虑了物联网特定的概念和关系。 删除原则: 通过删除原则,该方法去除了不常用的概念以减小本体占用的存储资源,以及删除在本体建模中不需要的概念和表达意义相同的概念。这有助于简化和精简本体,使其更高效。 RDF数据标注: 数据标注步骤将传感器网络节点的数据流和执行设备的数据流格式化为RDF三元组数据,这种数据格式能够更好地描述物联网环境中的数据。 RDF数据存储: RDF数据存储将数据标注后的数据持久化存储在边缘设备的本地ROM中,这有助于在本地设备上高效存储大量数据,并且可以使用SPARQL语言进行查询和推理。
团队介绍
工业物联网与网络化控制教育部重点实验室依托 “工业物联网协同创新中心”、“国家工业物联网国际科技合作示范基地”、“智能仪器仪表网络化技术国家地方联合工程实验室”,获得首批重庆市高校创新团队称号和“重庆市杰出青年群体”重点实验室。现有科研人员64人,其中90%的研究人员具有博士学位,拥有国家级人才4名、省部级人才19名。近5年,实验室共承担各类科研项目100余项,获得各类省部级奖励18项,其中:国家技术发明二等奖1项、省部级一等奖7项、二等奖10项。重庆市科技进步奖一等奖2项、重庆市自然科学一等奖1项、中国自动化学会科技进步奖1项、中国仪器仪表学会科学技术进步奖1项、中国产学研合作创新成果奖1项、川渝产学研创新成果奖一等奖1项。承担40余项国家科技重大专项、国家863计划等国家级/省部级项目,牵头制定传感网测试国际标准和物联网网络层标准技术报告,牵头制定国际国家标准49项(牵头制定国际3项,国家标准10项)。发明专利授权250项(PCT专利12项、美国专利授权4项),发表高水平论文404篇。
成果资料
产业化落地方案
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成果综合评价报告

评价单位:“科创中国”工业物联网科技服务团 (重庆邮电大学) 评价时间:2023-11-08

付蔚

重庆邮电大学

正高级

综合评价

这个发明描述了一种在物联网边缘设备中构建语义模型的优化方法,涉及物联网领域本体的构建、数据标注、RDF数据存储和RDF数据推理等步骤。以下是一些综合意见: 创新性和重要性: 这个发明涉及到物联网边缘设备中语义模型的构建和优化,这在不断扩大的物联网领域具有重要性。将物联网数据和设备与语义模型结合,可以提高数据的理解和推理能力,从而实现更智能的应用。这种方法在提高数据处理效率和提供更多智能决策方面具有创新性和重要性。 本体构建方法: 使用W3C推荐的传感器网络本体(SSN)来构建物联网领域本体是合理的,因为SSN是一个广泛接受的标准。然而,将其与物联网环境中的其他概念和关系结合是关键的,因为物联网领域具有其特定需求和属性。采用删除原则去掉不必要的概念是一个有效的方法,以减小本体的存储资源占用。 数据标注和存储: 将传感器数据和执行设备数据格式化为RDF格式,然后将其持久化存储在边缘设备的ROM中,是一个有效的方法,可以提高数据的可访问性和查询性能。使用SPARQL语言进行查询和推理是合适的,因为它是为RDF数据设计的查询语言。 RDF数据推理: 利用推理机实现本体中隐含知识的发现和设计规则推理来实现策略生成是一个重要的步骤。RETE算法是一个广泛使用的规则引擎,可以有效地支持这些操作。模式选择算法的使用可以提高推理效率和降低内存资源的使用。 实际应用: 这个方法在物联网领域中有广泛的应用潜力,尤其是在边缘设备上,它可以提供更快速的数据分析和决策制定,从而改善物联网系统的性能。
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