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随着计算技术和通信技术的发展,笔记本、PDA、手机等移动设备的便携性和计算能力都得到了很大的提高。将这些设备应用于日常生活以帮助人们提高生活与工作效率成为一种新的需求,也是“普适计算”这种新的计算模式的愿景。
采用情境感知计算的普适智能空间需要具有情境感知功能,提供情境感知计算。情境感知计算包括情境信息建模、获取、推理等多项研究内容。而如何建立具有通用性、灵活性和扩展性的情境信息模型是研究的基本问题。在此基础上,情境信息推理能预测系统的行为,是构建智能普适应用的重要技术。本文就情境信息的建模与推理进行了一定程度的研究与探讨,主要工作包括以下几个方面:
1)综述了情境信息建模与推理的研究进展介绍了普适计算的概念与起源,普适智能空间、本体论、情境推理的研究现状并提出了情境信息建模的设计准则,分类介绍了情境信息建模的六种方法与每种方法对应的情境感知系统。
2)提出了基于本体的面向普适计算的情境信息模型ContextOnt分析了普适环境中能够提供给用户的原子服务与组合服务,借鉴并修改了OWL-S服务本体的设计,将描述服务的本体引入到顶层本体中,与承载服务的设备互相建立联系,从而为用户提供一种支持服务提供的普适智能空间情境信息模型。除了服务本体之外,该情境信息模型的顶层本体还包括:设备、网络、用户、环境、空间,较为全面地描述了普适智能空间中的情境信息实体,支持由底层向高层的情境信息推理。底层情境信息是指从sensor或者资源层获取的情境信息数据,高层情境信息数据是指具有一定语义的,例如行为,空间等高级的情境信息。
3)提出了基于规则的情境信息推理框架在情境信息本体模型中服务描述和服务QoS描述的基础上,设计了基于服务QoS的服务选择推理规则,实现了服务选择推理。并将ContextOnt应用在智能家居、智能会议室和智能办公室等各个领域,进行扩展得到扩展本体,并为每个应用领域制定相应的推理规则集,在一个基于规则的本体推理引擎上进行测试。
4)设计并实现了一个情境信息管理与推理系统该情境信息管理系统使用已经建立的基于本体的情境信息模型ContextOnt保存情境信息,通过sensor等获取情境信息,转换为本体信息,存入系统,供推理或者其它模块使用。能够与其他模块采用XML文件进行通信,能够获取环境的情境信息数据或者为其他模块提供查询情境信息和订阅发布情境信息的功能。此外,应用层的推理引擎可以导入规则集进行规则推理。