一种基于本体的上下文感知应用平台框架模型制造技术

基于本体的上下文感知应用平台框架模型，上下文信息获取层完成从传感器设备采集信号，得到原始的上下文信息。上下文信息融合层从上下文获取层得到原始的上下文信息，并经过初步的抽象和处理来得到低级的上下文信息。上下文信息管理层从上下文信息融合层得到低级的上下文信息，通过使用Ｏｎｔｏｌｏｇｙ和推理机制得到高级的上下文信息。上下文应用层，把每个上下文项、抽象情形在应用层面统一成建模上下文对象，其呈现给应用的视图是一组业务层面的属性和相关操作。本发明专利技术通过一组对所有上下文／情形信息适用的通用业务操作，屏蔽具体的上下文异构性，使上下文感知应用开发人员把这些业务操作嵌入到其应用中，实现上下文／情形的获取与逻辑判断。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一个上下文感知应用平台框架模型，尤其涉及一个基于本体的上下文感知应用平台框架模型。
技术介绍
随着计算机的不断普及和发展，以及无线通信技术的发展，各种移动设备越来越多地进入人们的生活，计算也融入到了人们的生活中。普适计算是继主机计算和桌面计算之后计算模式的一次新变革，它的提出改变了人们使用计算资源的方式，将以计算机为中心的计算转化为以人为中心的计算，它的理念是创造一个以人为本的信息服务新环境，其关键理论之一就是上下文感知，通过上下文感知将各种计算资源、信息服务和人有机的结合起来，能够最大程度地自动执行用户任务。目前，对上下文感知应用平台框架模型的研究，最具代表性的是位置上下文模型，如七层位置模型，但它对较高层的上下文研究很少；其它支持上下文感知应用的架构模型还有Stick-e notes、CoolTown、Cyberdesk、Context Toolkit等。Stick-e notes支持特定类型上下文感知应用，它关注如何支持应用开发者使用上下文信息来执行有关的上下文感知行为，该研究的目标是让非编程人员可以容易地编写上下文感知服务；它提供了一种通用机制用来指示应用设计人员使用什么样的上下文，并且提供有关规则的简单语义描述，但Stick-e notes没有研究如何获取上下文，也不支持上下文查询、-->储存或解释。CoolTown也是一个支持上下文感知应用的架构，它用Web页面表示真实世界中的对象(包括人、地方和设备)，当它的Web页面收集到有关实体的新信息后，动态地更新自己；CoolTown架构提供抽象组件(感知信息的URLs和描述实体的Web页面)和发现机制，这使得开发感知应用更容易；但它不支持底层感知信息的解释和上下文数据存储，也不支持动态执行服务。Cyberdesk能根据虚拟的上下文(虚拟上下文是用户的个人信息，它是email地址、邮寄地址、日期、名字和URLs等)或者来自传感器的上下文，自动地集成基于Web的服务，完成相应的上下文感知应用，它可以处理的上下文类型有限，但是它具有通用上下文感知架构的许多机制；该架构支持上下文信息的集成，但是不支持多个感知应用；使用集中机制管理上下文信息，但不支持上下文的查询或存储。Context ToolKit框架主要关注上下文编程而不是上下文表示。Context ToolKit框架由小配件、解释器、聚合器、服务、发现器等组建组成。小配件屏蔽了应用程序直接使用传感器的复杂性，并把上下文信息抽象为应用程序所需的形式。解释器用来提升上下文的抽象程度，解释器也可以用来推理多个上下文源信息来获得新的上下文信息。聚合器用来把多个逻辑上相关的上下文信息搜集到一个库中，以方便应用程序组建的使用。发现器用来维护框架中组件注册的功能。由上述可知Context ToolKit支持上下文的获取、解释和集成，并提供上下文信息的持久性管理、支持分布的通讯和上下文信息获取，对上下文历史的应用有一定的支持，但是它对共享上下文的支持机制和模型是不明确的。-->
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述上下文感知应用架构模型的不足，提供了一种基于本体的上下文感知应用的框架模型，该模型不仅支持上下文感知应用，使上下文感知应用的开发独立于上下文信息的获取和表示，而且支持上下文信息的查询、存储、融合及推理。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：将上下文感知应用平台分为四层：上下文信息获取层、上下文信息融合层、上下文信息管理层和上下文信息应用层；所说的上下文信息获取层是通过物理传感器、软件传感器、逻辑传感器以及用户信息代理来获得原始的环境、设备和用户上下文；所说的上下文信息融合层从上下文获取层得到原始的上下文信息，并经过初步的抽象和处理得到低级的上下文信息；所说的上下文信息管理层支持上下文信息的查询、存储、融合及推理，通过使用Ontology和推理机制来得到高级的上下文信息，通过上下文信息库查询、存储和管理上下文，所采用的推理机制为使用描述逻辑的本体推理和基于用户定义规则的推理；所说的上下文信息应用层把每个上下文项、抽象情形在应用层面统一成建模上下文对象，其呈现给应用的视图是一组业务层面的属性和相关操作。本专利技术模型的核心在于通过一组对所有上下文/情形信息适用的通用业务操作，屏蔽具体的上下文异构性，使上下文感知应用开发人员可以把这些业务操作嵌入到其应用中，实现上下文/情形的获取与逻辑判断。附图说明-->图1是本专利技术应用平台框架模型图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。参见图1，本专利技术将模型分为四层，分别是上下文信息获取层、上下文信息融合层、上下文信息管理层和上下文信息应用层。下面详细说明框架各部分的功能。1、上下文信息获取层该层主要完成从传感器设备采集信号，得到原始的上下文信息，此层是上下文信息的提供者。上下文感知过程是一个比较复杂的过程。系统对上下文的感知是从上下文传感器对原始数据的监测和获取开始的。这些上下文传感器是计算系统与上下文世界的接口，它们可以是物理上的、逻辑上的或者是软件上的。通常环境上下文由物理传感器获得，如使用温度传感器获得当前环境的温度值，使用光敏仪器感知光线信息等；设备上下文如网络带宽、屏幕大小及电池电量等通常由逻辑传感器获得；用户上下文的获取是最困难的，它也是上下文交互的核心部分。用户上下文主要包括操作习惯、使用偏好、交互倾向、个性化需求等，对它们的感知本质上是一种用户学习的过程，学习的主要依据就是以往交互过程在时间上的积累，即上下文历史。对于较简单的应用系统，这种学习可以采用基于规则的算法实现；而对于那些复杂的应用系统，则需要利用人工智能中的相应学习算法。而对于用户上下文的一些基本信息，可以通过软件传感器和逻辑传感器以及用户信息的提供者来获得。如图1所示，可以通过物理传感器、软件传感器、逻辑传感器以及用户信息代理来获得原始的环境、设备和用户上下文。-->2、上下文信息融合层该层从上下文获取层得到原始的上下文信息，并经过初步的抽象和处理来得到低级的上下文信息。原始的上下文信息种类很多，表现形式多样，不能被上层应用直接使用，必须将其抽象成不同的类型，并进行预处理(比如，声音信息中有噪声，要进行去噪的处理)，将这些信息转化为上层应用可以理解的概念，不同的应用有中同的需求，从而导致对上下文信息的表示也不同。这些上下文信息一般不能被上层应用直接使用，因为它们不具有明确的语义。3、上下文信息管理层该层是整个上下文感知应用体系结构的关键部分，它从上下文信息融合层得到低级的上下文信息，通过使用Ontology和推理机制来得到高级的上下文信息，本专利技术采用的推理机制为使用描述逻辑的本体推理和基于用户定义规则的推理，并且上下文信息管理层可以通过上下文信息库来管理上下文，因为使用上下文信息库，可以查询和存储上下文。该层主要包括以下几个模块：1)上下文信息库：负责存储和维护所有的上下文信息。使用Jena操作上下文知识库，使用数据库Mysql存储上下文信息。上下文信息库存储了上下文本体模型、本体实例、定义的规则上下文信息。本体模型包括对各种上下文信息模型的描述；本体实例包括经过检测的上下文信息以及推理得到的上下文信息。上下文信息的存储采用两种方式：一种是永久的数据库存本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于本体的上下文感知应用平台框架模型，其特征在于：将上下文感知应用平台分为四层：上下文信息获取层、上下文信息融合层、上下文信息管理层和上下文信息应用层；　所说的上下文信息获取层是通过物理传感器、软件传感器、逻辑传感器以及用户信息代理来 获得原始的环境、设备和用户上下文；　所说的上下文信息融合层从上下文获取层得到原始的上下文信息，并经过初步的抽象和处理得到低级的上下文信息；　所说的上下文信息管理层支持上下文信息的查询、存储、融合及推理，通过使用Ｏｎｔｏｌｏｇｙ和 推理机制来得到高级的上下文信息，通过上下文信息库查询、存储和管理上下文，所采用的推理机制为使用描述逻辑的本体推理和基于用户定义规则的推理；　所说的上下文信息应用层把每个上下文项、抽象情形在应用层面统一成建模上下文对象，其呈现给应用的视 图是一组业务层面的属性和相关操作。

【技术特征摘要】
1.基于本体的上下文感知应用平台框架模型，其特征在于：将上下文感知应用平台分为四层：上下文信息获取层、上下文信息融合层、上下文信息管理层和上下文信息应用层；所说的上下文信息获取层是通过物理传感器、软件传感器、逻辑传感器以及用户信息代理来获得原始的环境、设备和用户上下文；所说的上下文信息融合层从上下文获取层得到原始的上下文信息，并经过初步的抽象和处理得到低级的上...

【专利技术属性】
技术研发人员：何晖，赵季中，张纪红，齐勇，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]