Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Semantic Web Sensor (SSW) является брак датчика и Semantic Web технологий. Кодирование описаний датчиков и данных наблюдения датчиков с помощью языков семантической паутины обеспечивает более выразительное представление, расширенный доступ и формальный анализ ресурсов датчиков. SSW аннотирует данные датчиков с помощью пространственных, временных и тематических семантических метаданных. Этот метод основан на текущих усилиях по стандартизации в рамках Sensor Web Enablement (SWE) Open Geospatial Consortium [1] [2] и расширяет их с помощью технологий семантической паутины для предоставления расширенных описаний и доступа к данным датчиков. [3]

Семантическое моделирование и аннотация данных датчиков [ править ]

Онтологии и другие семантические технологии могут быть ключевыми технологиями для сенсорных сетей, поскольку они улучшат семантическую совместимость и интеграцию, а также упростят рассуждение, классификацию и другие типы обеспечения и автоматизации, не включенные в стандарты Open Geospatial Consortium (OGC). Семантическая сенсорная сеть позволит организовать сеть, ее сенсоры и полученные данные, установить и управлять ими, запрашивать, понимать и контролировать с помощью высокоуровневых спецификаций. Онтологии для датчиков обеспечивают основу для описания датчиков. Эти онтологии позволяют классифицировать и рассуждать о возможностях и измерениях датчиков, происхождении измерений и могут позволить рассуждать об отдельных датчиках, а также о подключении ряда датчиков в качестве макроинструмента. Онтологии сенсоров в некоторой степени отражают стандарты OGC, и, учитывая онтологии, которые могут кодировать описания сенсоров, понимание того, как отображать между онтологиями и моделями OGC, является важным соображением. Семантическая аннотация описаний датчиков и служб, которые поддерживают обмен данными датчиков и управление сетью датчиков, будет служить той же цели, что и семантическая аннотация веб-служб. Это исследование проводится Семантическая аннотация описаний датчиков и служб, которые поддерживают обмен данными датчиков и управление сетью датчиков, будет служить той же цели, что и семантическая аннотация веб-служб. Это исследование проводится Семантическая аннотация описаний датчиков и служб, которые поддерживают обмен данными датчиков и управление сетью датчиков, будет служить той же цели, что и семантическая аннотация веб-служб. Это исследование проводитсяДеятельность группы инкубатора сети семантических датчиков W3C (SSN-XG) .

Сети семантических датчиков W3C [ править ]

World Wide Web Consortium (W3C) инициировал Semantic Sensor Networks Инкубатор Group (ПЛА-XG) для разработки семантического Sensor Network (ПЛА) онтология, предназначенный для датчиков модели устройств, систем, процессов и наблюдений. Группа инкубаторов позже перешла в группу сообщества семантических сенсорных сетей . Затем он был поднят в совместной рабочей группе OGC и W3C Spatial Data on the Web и опубликован как Рекомендация W3C. [4]

Онтология семантической сенсорной сети (SSN) обеспечивает выразительное представление сенсорных наблюдений, выборки и срабатывания. Онтология SSN закодирована на языке веб-онтологий (OWL2). В ряде проектов он использовался для улучшенного управления данными датчиков в сети, включая аннотации, интеграцию, публикацию и поиск. [5]

Контекст [ править ]

Датчики по всему миру в настоящее время собирают лавину данных о мире. Быстрое развитие и внедрение сенсорных технологий обостряют существующую проблему слишком большого количества данных и недостатка знаний [1] . С целью уменьшения этого перенасыщения данные датчиков могут быть аннотированы семантическими метаданными для увеличения взаимодействия между гетерогенными сетями датчиков, а также для предоставления контекстной информации, необходимой для понимания ситуации . Методы семантической паутины могут значительно помочь в решении проблемы интеграции и обнаружения данных, поскольку они помогают структурированно сопоставлять различные схемы метаданных.

Использует [ редактировать ]

Смысловые Sensor Web (SSW) технологии используются в таких областях, как сельское хозяйство , борьба со стихийными бедствиями , [6] зданием управления и управление лабораторией .

Сельское хозяйство [ править ]

Мониторинг различных экологических характеристик имеет решающее значение для роста растений . Атрибуты окружающей среды, которые имеют решающее значение для производителей, - это в основном температура , влажность, pH , электропроводность (ЕС) и многое другое. Мониторинг в реальном времени в дополнение к настройке предупреждений для упомянутых датчиков никогда не был возможен. С созданием SSW производители теперь могут отслеживать условия выращивания своих растений в режиме реального времени. [7]

Примером такого прогресса в сельском хозяйстве за счет использования SSW является исследование, проведенное в 2008 году на австралийских фермах, где температура, влажность, атмосферное давление , скорость ветра, направление ветра и количество осадков контролировались с использованием методологии SSW. Архитектура этого исследовательского проекта состоит из потребностей личной интеграции, семантической сети и многого другого в дополнение к интеграции семантических данных , т.е. когда данные централизованы, чтобы сделать сенсорные технологии семантической сети значимыми и полезными. [8]

Управление зданием (умные здания) [ править ]

Управление зданиями может быть довольно сложным, поскольку стоимость устранения повреждений значительно выше, чем наличие надлежащих инструментов мониторинга для предотвращения повреждений. SSW позволяет получать уведомления об утечках воды, контролировать температуру в квартире с помощью смартфона и многое другое.

Управление лабораторией [ править ]

Управление лабораторными тестами может быть довольно сложной задачей, особенно если тесты проводятся в течение длительного времени, в нескольких местах или в инфраструктурах, где проводится много тестов. К таким испытаниям относятся испытания материала на ползучесть, испытания реакции определенных химических веществ или испытания цепи беспроводной передачи . Достижения в области SSW позволяют контролировать лабораторные параметры в реальном времени с помощью датчиков. Такие датчики могут принимать во внимание более одного фактора перед предупреждением. [9] Например, предупреждение может срабатывать, когда давление и температура превышают определенный предел, или предупреждение может срабатывать, когда давление в одном здании падает, но давление в другом здании остается прежним.

Заметные вклады [ править ]

Стандартизация - длительный и сложный процесс, так как игроки в области, у которых есть существующие решения, будут рассматривать любую стандартизацию как дополнительные затраты к своей деятельности. Открытый геопространственный консорциум (OGC), международная добровольная организация по согласованию стандартов, основанная в 1994 году, прилагает усилия для расширения и ускорения роста сообщества SSW и стандартизации сенсорной информации в сети. [10] Большинство стандартов OGC зависят от обобщенной архитектуры, которая в совокупности отражена в наборе документов . Цель OGC - улучшить описание и смысл данных датчиков. Кроме того, OGC включила связь Sensor Web. OGC отвечает за создание открытых геопространственныхстандарты. Более того, OCG поддерживается отраслевыми , правительственными и академическими партнерами, что позволяет легко создавать технологии геообработки, известные как «подключи и работай».

Текущие проблемы [ править ]

Текущие проблемы в области SSW включают отсутствие стандартизации, что замедляет темпы роста датчиков, созданных для измерения вещей. Чтобы семантическая сенсорная сеть была значимой, языки, теги и метки в различных приложениях, разработанных разными разработчиками, должны быть одинаковыми. К сожалению, из-за разрозненной разработки различных архитектур такая стандартизация невозможна. Эта проблема называется необъятностью .

Также существует проблема несогласованности, когда при изменении архитектуры существующего решения системная логика больше не действует. Для решения этой проблемы требуется большое количество ресурсов (в зависимости от размера и сложности системы). Например, многие существующие системы используют двенадцать битов для передачи данных о температуре на локальный компьютер . Однако в SSW допустимы 16 бит данных. Это несоответствие приводит к увеличению трафика данных.без дополнительного улучшения точности. Чтобы старая система улучшилась, необходимо выделить дополнительные биты и изменить требования к буферу, что является дорогостоящим. Если предположить, что ресурсы, необходимые для выполнения требования тега, доступны, по-прежнему существуют ненужные данные, которые требуют дополнительного места для хранения в дополнение к созданию путаницы для других участников SSW. Остается только одно решение - изменить требования к оборудованию , что требует много ресурсов.

См. Также [ править ]

  • Датчик Веб
  • Сенсорная сетка

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Sensor Web Enablement DWG" .
  2. ^ Bröring, Арне; Эхтерхофф, Йоханнес; Йирка, Саймон; Симонис, Инго; Эвердинг, Томас; Сташ, Кристоф; Лян, Стив; Лемменс, Роб (2011). «Включение сенсорной сети нового поколения» . Датчики . 11 (3): 2652–2699. DOI : 10.3390 / s110302652 . PMC 3231615 . PMID 22163760 .  
  3. ^ Шет, Амит; Хенсон, Кори; Саху, Сатья С. (2008). «Сеть семантических датчиков». IEEE Internet Computing . 12 (4): 78–83. DOI : 10.1109 / MIC.2008.87 . S2CID 1975770 . 
  4. ^ Онтология семантической сенсорной сети
  5. ^ Приложения SSN
  6. ^ Coronato, A .; Пьетро, ​​G .; Эспозито, М. (2006). «Служба семантического контекста для интеллектуальных офисов». 2006 Международная конференция по гибридным информационным технологиям . С. 391–399. DOI : 10.1109 / ICHIT.2006.253638 . ISBN 0-7695-2674-8.
  7. ^ Тейлор, Керри; Гриффит, Колин; Лефорт, Лоран; Гайр, Радж; Комптон, Майкл; Уорк, Тим; Агнец, Давид; Фальзон, Грег; Троттер, Марк (2013). «Фермерство в сети вещей». Интеллектуальные системы IEEE . 28 (6): 12–19. DOI : 10.1109 / MIS.2013.102 . hdl : 1885/66582 . S2CID 14545083 . 
  8. ^ Шет, Амит; Хенсон, Кори; Саху, Сатья С. (2008). «Сеть семантических датчиков». IEEE Internet Computing . 12 (4): 78–83. DOI : 10.1109 / MIC.2008.87 . S2CID 1975770 . 
  9. ^ Зарри, Джан Пьеро; Сабри, Лязид; Чибани, Абдельгани; Амират, Ясин (2010). «Семантическая промышленная инженерия: проблемы и решения». 2010 Международная конференция по сложным, интеллектуальным и программно-интенсивным системам . С. 1022–1027. DOI : 10,1109 / CISIS.2010.94 . ISBN 978-1-4244-5917-9. S2CID  17787203 .
  10. ^ МакКриди, Фрэнк П .; Маркс, Дэвид Б. (2009). «Лаборатория военно-морских исследований продолжает реализацию спецификации услуг каталога Открытого геопространственного консорциума» . ОКЕАНЫ 2009 . IEEE. DOI : 10.23919 / OCEANS.2009.5422315 . ISBN 978-1-4244-4960-6. S2CID  28647945 .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Халлер, Армин; Янович, Кшиштоф; Кокс, Саймон Дж. Д.; Лефрансуа, Максим; Тейлор, Керри; Ле Фуок, Дань; Либерман, Джошуа; Гарсия-Кастро, Рауль; Аткинсон, Роб; Стадлер, Клаус (2018). «Модульная онтология SSN: совместный стандарт W3C и OGC, определяющий семантику датчиков, наблюдений, выборки и срабатывания» (PDF) . Семантическая сеть . 10 : 9–32. DOI : 10.3233 / SW-180320 .
  • Янович, Кшиштоф; Халлер, Армин; Кокс, Саймон Дж. Д.; Ле Фуок, Дань; Лефрансуа, Максим (2019). «SOSA: легкая онтология для датчиков, наблюдений, образцов и исполнительных механизмов». Журнал веб-семантики . 56 : 1–10. arXiv : 1805.09979 . DOI : 10.1016 / j.websem.2018.06.003 . S2CID  44112250 .
  • Комптон, Майкл; Барнаги, Паям; Бермудес, Луис; Гарсия-Кастро, Рауль; Корчо, Оскар; Кокс, Саймон; Грейбил, Джон; Хаусвирт, Манфред; Хенсон, Кори; Герцог, Артур; Хуанг, Винсент; Янович, Кшиштоф; Келси, У. Дэвид; Ле Фуок, Дань; Лефорт, Лоран; Легжери, Мириам; Нейгауз, Хольгер; Николов, Андрей; Пейдж, Кевин; Пассан, Александр; Шет, Амит; Тейлор, Керри (2012). «Онтология SSN группы инкубаторов семантической сенсорной сети W3C» . Журнал веб-семантики . 17 : 25–32. DOI : 10.1016 / j.websem.2012.05.003 .
  • Лефорт, Л., Хенсон, К., Тейлор, К., Барнаги, П., Комптон, М., Корчо, О., Гарсия-Кастро, Р., Грейбил, Дж., Херцог, А., Янович, К. ., Нойхаус, Х., Николов, А., и Пейдж, К .: Итоговый отчет семантической сенсорной сети XG, Отчет группы инкубаторов W3C (2011). [2]
  • Шет, Амит; Хенсон, Кори; Саху, Сатья С. (2008). «Сеть семантических датчиков» . IEEE Internet Computing . 12 (4): 78–83. DOI : 10.1109 / MIC.2008.87 . S2CID  1975770 .
  • Манфред Хаусвирт и Стефан Декер, «Семантическая реальность - соединение реального и виртуального мира», семинар Microsoft SemGrail, Редмонд, Вашингтон, 21–22 июня 2007 г. [3]
  • Кори Хенсон, Джош Пшорр, Амит Шет и Кришнапрасад Тирунараян, «SemSOS: Semantic Sensor Observation Service», Международный симпозиум по совместным технологиям и системам (CTS2009), Семинар по использованию сенсорной сети (SWE2009), Балтимор, Мэриленд, 2009. [4 ]

Внешние ссылки [ править ]

  • Группа инкубаторов сети семантических датчиков W3C
  • Semantic Sensor Web Project @ Knoesis Center - Исследовательский проект Knoesis по внедрению семантики в сенсорные сети.
  • SemSensWeb2009 - 1-й международный семинар по семантической сенсорной сети
  • Сеть вещей , Европейская конференция по семантической паутине, 2011 г.
  • Videk - Mash-up for Environmental Intelligence, AI Mash-up Challenge @ ESWC 2011.
  • 5-й Международный семинар по семантическим сенсорным сетям ( SSN 2012 ), приуроченный к 11-й Международной конференции по семантической паутине ( ISWC 2012 )