Abstract ：

从各种低层上下文信息得到对人们更加有用的高层上下文信息即上下文推理是当前研究的热点.针对该问题,采用描述逻辑,研究基于本体模型的上下文推理方法.首先简要介绍基于本体的上下文模型,该模型增加了对上下文特性的建模,然后分别研究基于本体的推理、基于规则的推理及不一致性验证3种推理方式,借助Jena框架的推理接口实现,推理功能全面,通用性强,基本满足了普适计算系统中上下文推理的需求,最后给出了推理的可用性.

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本体模型 觉察上下丈计算 普适计算 上下文推理 通用性

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计算的发展历史呈现了计算更自由和服务使用更灵活的两大趋势，计算模式在二十世纪八十年代经历了从主机计算到桌面计算的革新，这使计算机从实验室进入了办公室和家庭，极大地推动了计算机技术和产业的发展。近二十年来计算技术的飞速发展蕴育了新的计算模式——普适计算。普适计算是信息空间与物理空间的融合，在这个融合的空间中人们可以随时随地、透明地获得计算服务，人们不会注意到计算机的存在。普适计算环境中的设备具有大规模性、移动性、可变性等特点，给手工配置、发现、使用服务带来了极大的挑战，而普适计算的透明性要求系统能够动态地自动配置、管理、协作，而不是打扰用户。服务发现就是针对这些近乎矛盾的特点和需求而提出的技术，它是普适计算的基础，支持环境中服务的自动发现和交互协作，来满足普适计算对透明性的需求并有效共享服务，提供更好的整体服务。目前服务发现技术（资源发现与交互技术）在许多方面获得了进展，但仍存在几个重要的问题：一是进行服务匹配时没有利用服务的语义信息，不能充分利用所发现的服务；二是没有利用上下文信息，服务的选择仍需要打扰用户；三是没有很好地处理服务成本问题，计算设备承担了不必要的服务成本。为了解决这些问题本文基于上下文、本体等技术对服务匹配、服务选择和服务成本等问题进行了研究。本文的主要研究内容及其主要成果为：⑴提出基于语义的服务描述方法。使用本体描述服务语义，充分利用本体在处理语义协作、知识共享、逻辑推理、知识复用等方面具有的优点，通过共享服务本体来克服现有服务描述方式的缺点；经过分析各种本体描述语言，确定使用Semantic Web描述服务本体；最后基于Semantic Web建立了服务的领域本体和目标场景的应用本体，基于原型的评估检验了所提出的方法的有效性和实用性。⑵采用基于ORM的上下文信息建模方法并提出基于Semantic Web的上下文信息模型描述方法。首先分析了上下文信息的特性，如持久性、相关性等，而现有的上下文信息建模方法没有充分刻画这些特性；在分析E-R、UML、ORM等建模工具的特点后，针对上下文特性基于ORM构建了建模组件，给出了可操作的规范化建模过程；基于Semantic Web描述上下文信息建模组件，以克服现有方法无法充分描述上下文信息特性的缺点；基于原型的评估检验了所提出的方法的有效性和实用性。⑶提出基于本体和语义距离的非精确服务匹配方法。先用本体描述语言描述服务信息，如服务、服务属性、服务之间的关系、服务属性之间的关系等，从而得到服务本体；然后从服务本体推理出服务的实体层次树和属性层次树，在层次树的基础上计算需求服务和每个已有服务之间的语义距离；最后依据语义距离值和阈值匹配服务。实验结果和基于原型的评估表明，该方法能够克服准确匹配方法和替代品描述法的缺点，能更充分地挖掘已有服务，适应环境中服务频繁变化的情况，并可以通过权重来区分实体、属性的重要性，通过属性元组贴近度刻画服务满足需求的程度。⑷提出基于觉察上下文计算的服务选择方法。首先分析觉察上下文计算平台的需求，并在此基础上设计觉察上下文计算平台的体系结构，充分考虑了平台与其它组件的交互模式，平台由监视器、知识库、上下文适配器等部分组成；接下来提出基于觉察上下文计算的服务选择方法的体系结构，并基于几种典型的、最常用的上下文实现了该方法的原型；基于原型的评估表明所提出的方法在减少用户的注意力，增强服务发现系统的“透明性”方面是可行的、有效的。⑸提出基于觉察上下文计算的降低服务成本的方法。先抽象出服务发现协议运行中的上下文，如系统平稳度、时间段、上下文历史，然后确定上下文的获取方法并分析上下文获取代价，最后根据推理上下文得到的信息有目的地选择合适方式来降低服务成本，如停止主动广播、睡眠等。实验结果和基于原型的评估表明，在最坏情况下，该方法没有增加整体服务成本，较睡眠法而言，能让“穷”设备多睡眠37.32%的时间，发现服务的速度快15.68%；在最好情况下，该方法在降低服务成本和服务相互发现速度方面远比睡眠法表现得好。

Keyword ：

语义上下文本体服务发现

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Abstract ：

针对转移法和睡眠法分别存在增加整体服务成本和资源发现速度较慢的缺点,提出了一个基于觉察上下文计算的降低服务成本的方法.该方法先抽象出资源发现与交互协议运行中的上下文,如系统平稳度、时间段、上下文历史,然后确定上下文的获取方法并分析上下文的获取代价,最后根据推理上下文得到的信息有目的地选择合适的方式来降低服务成本,如停止主动广播、睡眠.基于此思想,构建了包含传感器层、中间层、应用层的系统框架.实验结果表明,在最坏情况下,该方法没有增加整体服务成本,较睡眠法而言,它能让"穷"设备多睡眠37.32%的时间,发现资源的速度快15.68%.

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服务成本 觉察上下文计算 普适计算 资源发现与交互

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针对转移法和睡眠法分别存在增加整体服务成本和资源发现速度较慢的缺点,提出了基于状态检测的降低服务成本的方法.该方法分析设备使用资源发现与交互协议的过程确定了平稳和动荡状态,让"穷"设备根据状态"有选择地"睡眠, 而不是睡眠法的"盲目地"睡眠.实验结果表明该方法在保持整体服务成本基本不变的情况下, 较睡眠法而言,能让"穷"设备多睡眠36.48%的时间,同时发现资源的速度快15.81%.

Keyword ：

降低服务成本 普适计算 状态检测 资源发现与交互

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