WikiDer > Веб-семантический датчик

Semantic Sensor Web

В Веб-семантический датчик (SSW) - это брак датчик и Семантическая сеть технологии. Кодирование описаний датчиков и данных наблюдений за датчиками 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 Открытый геопространственный консорциумSensor Web Enablement (SWE)[1][2] и расширяет их с помощью Семантическая сеть технологии для предоставления расширенных описаний и доступа к данным датчиков.[3]

Семантическое моделирование и аннотация данных датчиков

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 организовывать, устанавливать и управлять сетью, ее сенсорами и полученными данными, 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 делать выводы 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 сопоставлять онтологии и модели 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 Группа инкубаторов сети семантических датчиков W3C (SSN-XG) Мероприятия.

Сети семантических датчиков W3C

В Консорциум World Wide Web (W3C) инициировал Группа инкубаторов семантических сенсорных сетей (SSN-XG) разработать онтологию семантической сенсорной сети (SSN), предназначенную для моделирования сенсорных устройств, систем, процессов и наблюдений. Группа инкубаторов позже перешла в Группа сообщества Semantic Sensor Networks. Затем его подобрали в суставе OGC и W3C Рабочая группа по пространственным данным в Интернете и опубликован как Рекомендация W3C.[4]

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

Контекст

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

Использует

Технологии Semantic Sensor Web (SSW) используются в таких областях, как сельское хозяйство, управление стихийными бедствиями,[6] управление зданием и управление лабораторией.

сельское хозяйство

Мониторинг различных относящийся к окружающей среде атрибуты имеют решающее значение для роста растения. Экологические характеристики, которые имеют решающее значение для производителей, в основном температура, влага, pH, электропроводность (EC) 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 растений в режиме реального времени.[7]

Примером такого прогресса в сельском хозяйстве за счет использования ТСП является исследование, проведенное в 2008 г. Австралийский фермы где температура, влажность, барометрическое давление, скорость ветра, направление ветра и осадки мониторинг проводился с использованием методологии SSW. Архитектура этого исследовательского проекта состоит из потребностей личной интеграции, Семантическая сеть, и многое другое в дополнение к семантическая интеграция данных, то есть где данные централизованы, чтобы сделать сенсорные семантические веб-технологии значимыми и полезными.[8]

Управление зданием (умные здания)

Управление здания 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 через смартфон, и больше.

Управление лабораторией

Управление лаборатория тесты могут быть довольно сложными, 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 на реакцию определенного химический или же беспроводная передача испытания схемы. 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

Стандартизация - длительный и сложный процесс, поскольку 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 представлена ​​в наборе документы. Цель OGC - улучшить описание и значение данных датчиков. Кроме того, OGC включила связь Sensor Web. OGC отвечает за создание открытых геопространственный стандарты. Кроме того, OCG поддерживается промышленность, правительство, и академический партнеров, чтобы упростить создание технологий геообработки, известных как «подключи и работай».

Текущие проблемы

Текущие проблемы в области SSW включают отсутствие стандартизации, что замедляет скорость 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 необъятность.

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. компьютер. Однако в SSW допустимы 16 бит данных. Это несоответствие приводит к увеличению трафик данных без дополнительного улучшения точности. Чтобы старая система улучшилась, необходимо выделить дополнительные биты и изменить требования к буферу, что требует больших затрат. Если предположить, что ресурсы, необходимые для выполнения требования тега, доступны, все еще существуют ненужные данные, которые требуют дополнительного места для хранения в дополнение к созданию путаницы для других членов SSW. Единственное, что осталось, - это изменить аппаратное обеспечение требования, что требует много ресурсов.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "Sensor Web Enablement DWG".
  2. ^ Брёринг, Арне; Эхтерхофф, Йоханнес; Йирка, Саймон; Симонис, Инго; Эвердинг, Томас; Сташ, Кристоф; Лян, Стив; Лемменс, Роб (2011). «Сенсорная веб-поддержка нового поколения». Датчики. 11 (3): 2652–2699. Дои:10,3390 / с110302652. ЧВК 3231615. PMID 22163760.
  3. ^ Шет, Амит; Хенсон, Кори; Саху, Сатья С. (2008). «Сеть семантических датчиков». Интернет-вычисления IEEE. 12 (4): 78–83. Дои:10.1109 / MIC.2008.87. S2CID 1975770.
  4. ^ Онтология семантической сенсорной сети
  5. ^ Приложения SSN
  6. ^ Coronato, A .; Pietro, G .; Эспозито, М. (2006). «Служба семантического контекста для интеллектуальных офисов». 2006 Международная конференция по гибридным информационным технологиям. С. 391–399. Дои: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. Дои:10.1109 / MIS.2013.102. S2CID 14545083.
  8. ^ Шет, Амит; Хенсон, Кори; Саху, Сатья С. (2008). «Сеть семантических датчиков». Интернет-вычисления IEEE. 12 (4): 78–83. Дои: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. Дои: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 Open Geospatial Consortium». ОКЕАНЫ 2009. IEEE. Дои:10.23919 / OCEANS.2009.5422315. ISBN 978-1-4244-4960-6. S2CID 28647945.

дальнейшее чтение

  • 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. Дои: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. Дои:10.1016 / j.websem.2018.06.003. S2CID 44112250.
  • Комптон, Майкл; Барнаги, Паям; Бермудес, Луис; Гарсиа-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. Дои: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». Интернет-вычисления IEEE. 12 (4): 78–83. Дои:10.1109 / MIC.2008.87. S2CID 1975770.
  • Манфред Хаусвирт и Стефан Деккер, «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 г. [4]

внешняя ссылка