物联网系统的知识子系统的设计与实现

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近几年来,伴随物联网的迅速发展,物联网设备产生的信息量也越来越大。如何对这些信息进行有效的处理和响应已成为物联网平台的重要问题。已有的基于规则的处理方案对规则定义的要求过于严格,使得在实际使用中十分繁琐。因此,在已有的物联网资源模型的基础上,本论文提出了一个使用与管理已有物联网知识的事件处理与管理系统—知识子系统。知识子系统主要提供知识的使用和管理功能,在物联网系统资源模型和发布订阅系统之上提供基于目标和推理的事件处理方案。本文工作主要包括以下几个方面。为了方便管理者与使用者利用已有的物联网资源知识进行复杂事件处理和新应用的开发,本论文设计与实现了统一的物联网系统知识管理,包括物联网资源模型与实例的管理、事件的知识定义、事件与资源的知识映射管理、以及抽取的复杂事件知识管理。其功能包括图形化知识建模、知识存储、基于图的知识查询;以及面向用户的知识增、删、改、查,通过增加中间索引层,完成用户可视化知识与底层存储的本体知识的分门别类的关联。在既有物联网知识模型基础上,实现知识发现和知识抽取等动态知识管理,即基于物联网资源模型,对实时事件流进行处理,计算隐藏在资源模型和事件背后有价值的复杂事件。本论文设计与实现了并发的复杂事件处理系统,抽取动态知识,包括多推理单元的并发调度、资源实例工作范围发现、资源实例与推理单元的映射、事件的知识转化、事件与推理单元的映射、目标事件的知识化、以及基于SMT证明的目标事件发现。通过分而治之的方法,实现大规模事件流的高效实时处理,完成物联网系统的动态知识管理。利用既有的物联网系统中发布订阅通信基础设施接口,将实时事件引入到知识子系统中,完成事件格式转化,方便后续的事件知识化。另外,采用BS模式实现一个人机管理界面。最后,利用深圳出租车GPS数据对系统进行了功能和性能测试,测试结果表明,本论文所设计的物联网系统的知识子系统能够方便的对模型管理和查询,及时的处理事件信息,并能结合用户需求迅速推理出结果。该系统的实现对于物联网知识管理和事件处理问题具有一定的参考价值和意义。
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