语义物联网中轻量级传感器本体映射研究

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语义物联网是物联网的内在矛盾解决办法,将本体的概念引入到物联网中,实现物联网知识的语义化和语义协同是语义物联网的核心内容之一。伴随语义物联网的发展,传感器本体数目正在急剧增加,由于没有统一的本体构建标准,不同专家和领域建立的传感器本体也各不相同,为实现传感器本体间的语义协同,需要对传感器本体进行本体映射。目前,本体大致分为两类:描述性本体和目录性本体。语义物联网中,传感器本体多为轻量级本体,是目录本体的一个重要分支。在实现轻量级传感器本体间的本体映射过程中,考虑到待映射传感器本体的目录组织结构特点,适合利用已有的S-Match本体映射方法。然而,虽然传统的S-Match方法解决了很多的问题,但是该方法本身也存在一定的弊端,如:(1)由于大量调用SAT推理机,语义映射需要耗费大量的时间; (2)背景知识缺乏导致的低查全率。为了克服问题(1),基于缩小映射规模的思想,本文提出了一种基于核心映射集的轻量级传感器本体映射框架CMSB_LSOMF,对S-Match方法进行改进。首先,提出核心映射集和冗余映射集的定义,核心映射集是初始映射集合的一个子集,减少了初始映射集合中的重复映射。然后,计算两个轻量级传感器本体间的核心映射集和冗余映射集。最后,处理映射集中可能存在的冲突映射。为了克服问题(2),CMSB_LSOMF框架利用WordNet充实背景知识,扩充语义信息,获取较好的查全率和查准率。最后,本文采用JAVA语言,利用Jena、Protege工具进行实验,实验证明与原有的S-Match方法相比,通过不断减少映射元素的数目和SAT推理机的调用次数,CMSB LSOMF在时间效率方面具有一定的提高,在查全率和查准率方面有所改进。
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