基于本體的數字家庭服務搜索與調用機制研究.pdf

1、數字家庭服務是指運行于家庭環(huán)境中家電設備上的服務，其可以操作家電設備實現家庭中設備的互聯和互操作，輔助家庭用戶實現設備的遠程操作與管理，并為用戶的網絡訪問提供便利。但是當前數字家庭領域中標準化組織眾多，這些標準化組織從不同角度為數字家庭服務的通信制定標準。由于缺乏統(tǒng)一標準的支持，使得基于不同標準的服務之間很難有效地通信。
　　 SOA架構使用平臺無關的XML語言為Web Service提供了一系列規(guī)范，通過對服務的規(guī)范描述，Ag

2、ent能夠“知道”服務的訪問方式，從而實現跨平臺服務的調用和組合。因此使用SOA架構中的規(guī)范對家庭服務進行描述，可以統(tǒng)一家庭服務的訪問方式，實現不同標準家庭服務間的通信。然而基于SOA架構的服務系統(tǒng)使用關鍵詞語法匹配檢索服務，缺乏對服務語義的支持，所以無法解決檢索過程中所碰到的一詞多義和多詞一義問題。
　　 研究者基于本體語言OWL為Web Service的語義標注提供了一個上層本體OWL-S，該本體同特定的領域本體相結合可以為

3、不同領域的服務提供語義。然而當前文獻為數字家庭所構建的領域本體存在以下三個問題：首先，這些文獻只一是簡單地給出服務語義的分類體系，但概念的體系化缺少一個統(tǒng)一的視點；其次，服務語義的分類方法也不盡如人意；再次，忽略了服務操作的內容和服務運行所依賴設備的語義問題，沒有為內容和設備提供相應的本體描述。
　　 針對以上三個問題，本文對數字家庭服務進行了研究，主要包括以下五方面內容。
　　 (1)提出數字家庭領域上層本體--家庭服

4、務本體。在家庭服務本體中對領域中的需求、功能、服務等重要概念進行定義并形式化地說明概念之間的關系，為家庭領域中問題的研究提供統(tǒng)一的視點，明確家庭服務的語義。然后通過對家庭服務本體中概念的細化，提出數字家庭服務本體模型。最后使用本體模型中的三個領域本體：功能概念本體、內容本體和設備本體對OWL-S本體進行擴展，提出OWL-HS本體，從三個側面對家庭服務的語義進行描述。
　　 (2)通過家庭服務本體對概念關系的分析，提出使用功能作為

5、服務的語義，并構建功能概念本體作為服務語義的分類標準，明確服務的語義，以實現基于語義的服務搜索。本文以需求的滿足過程為指導，將功能分為五大類，通過對功能實現方式的分析細化五大類功能概念，構建功能概念本體對家庭服務的語義進行標注。
　　 (3)提出內容本體為家庭服務所操作的內容提供語義信息。本文通過對服務操作內容的分析構建內容本體，以實現基于語義的服務過濾，對功能相同操作內容不同的服務進行區(qū)分，優(yōu)化服務的檢索結果。
　　

6、(4)提出設備本體為家庭服務運行所依賴的設備提供語義信息。為使所檢索到的服務能夠下載到設備并有效的執(zhí)行，本文構建設備本體對家庭服務所依賴的設備進行描述。在家庭環(huán)境中，家用網關使用環(huán)境對照表記錄家庭環(huán)境中的設備信息。通過環(huán)境對照表與設備本體的語義匹配，為個性化家庭環(huán)境下載執(zhí)行合適的服務。
　　 (5)提出功能分解樹對復合服務的功能進行逐級分解，以輔助服務組合者找出復合服務所需的相關功能。然后在此基礎上擴展功能分解樹，提出時序功能分