随着普适计算概念的提出和推广，越来越多的普适计算设备融入到人们的生活与工作环境中，提供各种各样的服务功能。因此如何有效地整合这些服务功能，简单、方便、有效地构造复杂的服务组合应用已经成为普适计算中的一个研究热点。现有的普适环境中的服务组合框架如UPnP，JINI，OSGi等在服务描述中通常仅包含语法信息，而缺失语义信息；此外，这些服务组合框架不能体现普适环境中服务组合应用通常具有的上下文感知性，以及服务组合的动态性等特点；现有框架中采用的集中式与点对点式的管理方式，在服务组合效率方面也很难令人满意。本文结合语义Web和Web服务的相关研究，提出了一种普适计算环境下使用OWL-S作为服务描述方法的层次结构的语义Web服务组合框架HiSC。该框架可以解决现有服务组合框架中存在的一些问题。本文引入基于语义距离的服务相似度的计算方法，改进了以往的语义Web服务匹配算法只有粗粒度匹配结果这一缺陷；此外，本文扩展了OWL-S，使之能够支持上下文感知服务的描述，并在此基础上实现了HiSC中基于上下文本体信息推理的服务动态重组；最后，通过软件模拟的方法，验证了本文提出的HiSC中层次结构的管理方式在服务组合方案形成速度以及服务动态重组效率方面相较于集中式与点对点式管理的服务组合框架的优越性；同时实现一个基于HiSC的应用系统原型，验证了设计的有效性。