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基于语义的普适服务发现策略的研究

作　者: 李超
导　师: 张德干
学　校: 天津理工大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 普适计算服务发现语义 QoS本体论
分类号: TP393.09
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

继主机计算、桌面计算之后,计算机迎来了普适计算这个新的计算模式。研究者们希望在该模式下,任何人可以在任何地方任何时候获取自己需要的任何服务。要成功的实现这一目标,对服务发现技术的研究显得尤为重要。本文在对普适计算及其环境进行介绍和研究后,分析了当前技术比较成熟的几种服务发现协议,如UPnP、Salutation、Jini、SLP以及Bluetooth,并结合普适环境的特点提出了这些协议和技术的不足之处。针对这些不足以及普适计算的要求,借鉴语义web技术,提出了基于语义的普适服务发现策略。本文提出的服务发现策略,主要涉及的是服务发现过程中的服务描述、服务匹配及服务选择。针对已有服务发现协议仅支持语法级的服务发现而造成查全率低的缺点,本文对服务采用了语义描述语言OWL进行描述,使其同时具备语法及语义的特性,在服务提供方和服务发现方均使用相同的服务描述本体,消除了服务描述的二义性,提高了查全率和查准率。由于采用了语义技术对服务进行描述,所以在对服务进行匹配时,本文依然采用语义策略,使得设备能准确和智能的进行服务匹配。为了给身处普适环境的用户提供无缝的主动服务,对服务匹配成功后所列出的符合描述的服务,本文摒弃了传统的人工选择方法,而是结合服务的QoS属性,根据QoS选择最优服务。与其它基于QoS的服务选择策略不同,本文依旧依托语义技术对服务的QoS进行描述,构建了面向普适服务发现的QoS本体。本文提出的服务发现策略中所涉及的三个过程,既服务描述、服务匹配及服务选择,均采用OWL作为语义描述语言,对服务的描述进行了语义上的补充,并构建了QoS本体,所设计的服务匹配算法也是依托于语义技术。在对这些技术进行研究后,本文设计了基于语义的普适服务发现系统,该系统基于语义技术,完成了在普适环境中进行服务描述、服务发布、服务匹配与主动服务选择的功能,系统充分考虑服务的语义信息,使用户之间的交互全程都是在语义层次上进行,较其它的服务发现系统,在查全率和查准率上有所提高,并提供了自动选择服务的功能,尽可能的为用户提供无缝的服务。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-13
  1.1 研究背景  10
  1.2 普适计算  10-11
    1.2.1 普适计算的特点  10
    1.2.2 普适计算中的服务发现  10-11
    1.2.3 服务发现与语义web  11
  1.3 本文主要研究工作及创新点  11-12
  1.4 本章小结及论文组织结构  12-13
第二章服务发现技术  13-22
  2.1 UPnP 技术  13-15
    2.1.1 UPnP 简介  13
    2.1.2 UPnP 协议结构  13-14
    2.1.3 UPnP 服务发现流程  14-15
  2.2 Salutation 技术  15-16
    2.2.1 Salutation 简介  15
    2.2.2 Salutation 体系结构  15-16
    2.2.3 Salutation 服务发现流程  16
  2.3 Jini 技术  16-18
    2.3.1 Jini 简介  16-17
    2.3.2 Jini 体系结构  17-18
    2.3.3 Jini 服务发现流程  18
  2.4 SLP 技术  18-20
    2.4.1 SLP 简介  18-19
    2.4.2 SLP 体系结构  19
    2.4.3 SLP 服务发现流程  19-20
  2.5 Bluetooth SDP 技术  20-21
    2.5.1 蓝牙简介  20
    2.5.2 SDP 服务发现流程  20-21
  2.6 基于语义的服务发现技术  21
  2.7 本章小结  21-22
第三章语义web 技术  22-30
  3.1 语义web 简介  22
  3.2 语义web 体系结构  22-28
    3.2.1 编码定位层——Unicode 和 URI 层  23
    3.2.2 XML 结构层——XML+NS+xmlSchema  23-25
    3.2.3 RDF 结构层——RDF/RDFSchema 层  25-26
    3.2.4 本体层  26-27
    3.2.5 逻辑层、证明层和信任层  27-28
  3.3 语义web 的基础和核心  28-29
    3.3.1 技术基础  28
    3.3.2 信息基础  28-29
    3.3.3 逻辑基础  29
  3.4 本章小结  29-30
第四章基于语义的普适服务描述  30-38
  4.1 基于语义的普适服务描述结构  30-31
  4.2 Space 信息描述  31-33
  4.3 User 信息描述  33-35
  4.4 Time 信息描述  35-36
  4.5 Service 信息描述  36-37
  4.6 本章小结  37-38
第五章基于语义的普适服务匹配及服务选择  38-47
  5.1 基于语义的功能匹配算法  38-41
    5.1.1 Service Category 匹配  38-40
    5.1.2 IO(Input/Output)匹配  40-41
  5.2 QoS 匹配  41-46
    5.2.1 普适计算中QoS 属性  42
    5.2.2 普适计算QoS 本体  42-45
    5.2.3 QoS 匹配模型  45-46
  5.3 本章小结  46-47
第六章基于语义的普适服务发现模型的设计及实现  47-59
  6.1 基于语义的普适服务发现模型的设计  47-50
    6.1.1 服务发现模型的层次设计  47-48
    6.1.2 服务发现模型的功能模块  48-49
    6.1.3 服务发现模型的流程设计  49-50
  6.2 基于语义的普适服务发现模型的实现  50-58
    6.2.1 开发环境及工具  50
    6.2.2 相关本体的创建  50-52
    6.2.3 服务发现算法的实现  52
    6.2.4 实验及分析  52-58
  6.3 本章小结  58-59
第七章总结和展望  59-60
  7.1 总结  59
  7.2 展望  59-60
参考文献  60-62
发表论文和科研情况说明  62-63
致谢  63-64

基于语义的普适服务发现策略的研究

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