一種面向自主服務(wù)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)及其構(gòu)建方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種面向自主服務(wù)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)及其構(gòu)建方法，所述網(wǎng)絡(luò)為基于扁平化結(jié)構(gòu)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)通過(guò)構(gòu)建統(tǒng)一的中間層元件對(duì)底層網(wǎng)絡(luò)的傳感器節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并提供API接口供上層服務(wù)訪問(wèn)；所述中間層元件基于區(qū)域的方式查詢?cè)L問(wèn)所述傳感器節(jié)點(diǎn)并收集數(shù)據(jù)，且所述中間層元件通過(guò)邏輯連接形成網(wǎng)狀或環(huán)狀結(jié)構(gòu)，且處于同一個(gè)平面上，上層應(yīng)用服務(wù)只需訪問(wèn)中間層某一特定的元件來(lái)獲取所需信息。所述中間層元件為知識(shí)組織管理層，該知識(shí)組織管理層由若干個(gè)相互通信進(jìn)行知識(shí)交換的KMC元件構(gòu)成；其中，所述KMC元件為包含知識(shí)的實(shí)體，且上層應(yīng)用服務(wù)通過(guò)調(diào)用API接口訪問(wèn)唯一與其相連的KMC元件，同時(shí)該KMC元件根據(jù)知識(shí)需求的不同，連接相應(yīng)的KMC元件。
【專利說(shuō)明】—種面向自主服務(wù)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)及其構(gòu)建方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及自主網(wǎng)絡(luò)和自主服務(wù)，具體涉及一種面向自主服務(wù)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)及其構(gòu)建方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和移動(dòng)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的服務(wù)已經(jīng)成為全球信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)和服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)新趨勢(shì)，諸如傳統(tǒng)的語(yǔ)音、視頻等多媒體服務(wù)，新型的電子商務(wù)服務(wù)、金融業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)繳費(fèi)服務(wù)等等。互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)已經(jīng)深入到人們生活的方方面面，而伴隨著寬帶和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的普及，以及以手機(jī)、平板電腦為代表的智能終端的廣泛應(yīng)用，互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)具備了普適性、簡(jiǎn)易性和便捷性等諸多優(yōu)點(diǎn)，并能夠?yàn)橛脩籼峁┚C合的、無(wú)縫的良好用戶體驗(yàn)，進(jìn)而更加促進(jìn)了互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的發(fā)展。
[0003]但是，隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)性的不斷增加，以及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用向日趨豐富、復(fù)雜和分散化方向的發(fā)展，這無(wú)疑都給現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的管理和維護(hù)帶來(lái)了極大的困難；而與此同時(shí)，現(xiàn)有所能夠利用在網(wǎng)絡(luò)管理和維護(hù)上的工具和方法，在這樣的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下顯得力不能及，而依靠大量手工進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)操作則大大增加了網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維成本。按照網(wǎng)絡(luò)目前的復(fù)雜度增長(zhǎng)速率，在不久的將來(lái)，現(xiàn)有的解決方案在網(wǎng)絡(luò)管理層面上將變得無(wú)以為繼。因此，要使互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)能夠順利開(kāi)展，就必須使得服務(wù)能夠自適應(yīng)地運(yùn)行在變化的環(huán)境中以滿足用戶的需求。這就要求網(wǎng)絡(luò)具備自組織、自配置和自管理等等功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)自身環(huán)境的檢測(cè)、解釋并決策獲取方案來(lái)解決問(wèn)題，從而在管理上達(dá)到自動(dòng)化和智能化，進(jìn)而有效支撐服務(wù)的發(fā)展。
[0004]針對(duì)以上提及問(wèn)題，自主網(wǎng)絡(luò)可以提供很好的解決方案。自主網(wǎng)絡(luò)技術(shù)被認(rèn)為是增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)智能性、提高網(wǎng)絡(luò)效率、解決網(wǎng)絡(luò)管理復(fù)雜性問(wèn)題的有效方法和新的途徑。自主網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使得日益復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)后臺(tái)化、自動(dòng)化和智能化。同時(shí)，自主網(wǎng)絡(luò)作為一種新型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化了對(duì)復(fù)雜通信架構(gòu)的管理，從而減少了網(wǎng)絡(luò)管理和配置中的人工操作。自主網(wǎng)絡(luò)具有自主管理、自主修復(fù)和自主適應(yīng)的能力，在出現(xiàn)錯(cuò)誤或故障時(shí)，自主網(wǎng)絡(luò)能夠糾正錯(cuò)誤或獲得解決問(wèn)題所需要的資源。而且，自主網(wǎng)絡(luò)還能以較為智能的方式對(duì)不可預(yù)測(cè)的事件及時(shí)做出反應(yīng)，這些事件不僅僅包括網(wǎng)絡(luò)通信量的突然增加，還包括其它可摧毀網(wǎng)絡(luò)及其管理的災(zāi)難性事件，如火災(zāi)、暴風(fēng)雨和地震等。因此，自主網(wǎng)絡(luò)能夠解決互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)面臨的諸多問(wèn)題，例如，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的自主化，即自主服務(wù)等等。
[0005]在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)的自主服務(wù)需要對(duì)環(huán)境的感知和高度自適應(yīng)，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中有效的自主行為。而自主服務(wù)對(duì)環(huán)境的高度自適應(yīng)和感知，需要依靠運(yùn)行時(shí)環(huán)境的相關(guān)知識(shí)。知識(shí)的獲取來(lái)自于原始的環(huán)境數(shù)據(jù)信息。環(huán)境數(shù)據(jù)信息通過(guò)相關(guān)元件的一系列中間過(guò)程處理后，形成按照統(tǒng)一規(guī)則形式表達(dá)的、能反應(yīng)一定的環(huán)境特征的信息，稱之為知識(shí)。隨著傳感器網(wǎng)絡(luò)、定位系統(tǒng)的普及，以及用戶信息庫(kù)的豐富和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的成熟，目前來(lái)說(shuō)，獲取環(huán)境數(shù)據(jù)的技術(shù)手段已經(jīng)越來(lái)越有效，越來(lái)越普及。但是，原始數(shù)據(jù)信息仍然屬于粗粒度數(shù)據(jù)，還不足以支撐自主服務(wù)的實(shí)現(xiàn)，從而需要一種有效的方法，按一定的規(guī)則或算法將獲取的大量分布式數(shù)據(jù)信息有效組織聚合起來(lái)，并進(jìn)行分析和處理，使其成為有意義的數(shù)據(jù)，即知識(shí)，從而提供給服務(wù)進(jìn)行調(diào)用。這種需求就產(chǎn)生了自主網(wǎng)絡(luò)中的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)(KnowledgeNetwork)。知識(shí)網(wǎng)絡(luò)能夠提供相關(guān)模型結(jié)構(gòu)和工具來(lái)進(jìn)行有組織有結(jié)構(gòu)地收集相關(guān)環(huán)境數(shù)據(jù)信息，并對(duì)其進(jìn)行聚合和分析處理以及有效地管理，以支持適應(yīng)性的自主應(yīng)用和服務(wù)。因此，知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建對(duì)于自主網(wǎng)絡(luò)中自主服務(wù)的實(shí)現(xiàn)具有重要的影響。
[0006]知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的重要性可以分為幾個(gè)方面。首先，從數(shù)據(jù)信息角度來(lái)說(shuō)，從物理網(wǎng)絡(luò)上收集數(shù)據(jù)信息時(shí)需要根據(jù)精確性、正確性等參數(shù)來(lái)評(píng)估數(shù)據(jù)質(zhì)量，給應(yīng)用層服務(wù)提供的信息不能是原始數(shù)據(jù)而是經(jīng)過(guò)組織和分析處理后所形成的知識(shí)。知識(shí)網(wǎng)絡(luò)提供相關(guān)元件并按特定的機(jī)制組成相關(guān)結(jié)構(gòu)，來(lái)有組織有結(jié)構(gòu)地收集數(shù)據(jù)，然后通過(guò)合適的方式組織數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)，形成提供給應(yīng)用層服務(wù)的知識(shí)。其次，從網(wǎng)絡(luò)層次的角度來(lái)說(shuō)，未來(lái)自主通信場(chǎng)景的一個(gè)已認(rèn)可的需求是跨層的交互，應(yīng)用層和網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)各自功能的同時(shí)需要協(xié)調(diào)和信息交互以共同完成網(wǎng)絡(luò)功能。知識(shí)網(wǎng)絡(luò)是存儲(chǔ)、組織信息并使信息能被應(yīng)用層和網(wǎng)絡(luò)層理解和訪問(wèn)的場(chǎng)所，從而完成應(yīng)用層和網(wǎng)絡(luò)層的信息交互。最后，從物理網(wǎng)絡(luò)自組織角度說(shuō)，實(shí)現(xiàn)分布式系統(tǒng)的自組織和自適應(yīng)的一個(gè)合理有效的方式是通過(guò)部署分布式元件，并利用分布式元件來(lái)感知環(huán)境信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)分布式系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)調(diào)整。知識(shí)網(wǎng)絡(luò)能夠?yàn)閯?dòng)態(tài)調(diào)整的實(shí)施提供計(jì)算環(huán)境。
[0007]知識(shí)網(wǎng)絡(luò)可以很好地為服務(wù)的開(kāi)展提供支撐，并能夠在增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)智能性和解決網(wǎng)絡(luò)管理復(fù)雜性方面提供有效的方法和手段。在知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)施層面上，知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建方法是最為重要的。但是，截至目前，對(duì)于知識(shí)網(wǎng)絡(luò)中所收集的分布式環(huán)境數(shù)據(jù)信息，如何采用相關(guān)規(guī)則和算法對(duì)其進(jìn)行有效地組織、聚合并獲取其中所蘊(yùn)含的知識(shí)的研究正處于起步階段。而這方面的研究也是當(dāng)前學(xué)術(shù)界的熱點(diǎn)研究問(wèn)題。隨著越來(lái)越多的人投入對(duì)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)發(fā)和相關(guān)應(yīng)用場(chǎng)景的模擬及研究，知識(shí)網(wǎng)絡(luò)以及知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建方法在未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過(guò)程中將具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0008]知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建要解決的關(guān)鍵問(wèn)題是構(gòu)建一種知識(shí)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)主要包括兩個(gè)方面:(I)包含獨(dú)立于環(huán)境的實(shí)體，能夠?qū)χR(shí)進(jìn)行采集和封裝；(2)實(shí)體間知識(shí)的管理和分發(fā)，即構(gòu)建并維持包含知識(shí)的實(shí)體之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系，進(jìn)而構(gòu)建所需要的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
[0009]針對(duì)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的兩個(gè)問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)者開(kāi)展了一系列的研究，主要的關(guān)注點(diǎn)在于數(shù)據(jù)如何從數(shù)據(jù)源處獲取，并提供給上層的應(yīng)用和服務(wù)進(jìn)行調(diào)用?，F(xiàn)有的研究成果大致可以分為3類:(I)應(yīng)用服務(wù)不通過(guò)任何中間件直接訪問(wèn)傳感器節(jié)點(diǎn)獲取數(shù)據(jù)；(2)利用集中式服務(wù)器來(lái)收集各個(gè)傳感器數(shù)據(jù)，并提供給應(yīng)用服務(wù)以訪問(wèn)接口 ；(3)開(kāi)發(fā)一套中間件結(jié)構(gòu)來(lái)獲取及處理數(shù)據(jù)，并通過(guò)相應(yīng)的API調(diào)用接口為應(yīng)用服務(wù)提供信息訪問(wèn)。
[0010]在研究成果分類I中，作者Ken Hinckley等人在文獻(xiàn)[5]中通過(guò)在手持設(shè)備上安裝傳感器來(lái)感知人體活動(dòng)狀態(tài)，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝和處理，而人機(jī)交互服務(wù)則直接通過(guò)訪問(wèn)這些傳感器來(lái)獲取所需要的信息，并做出相應(yīng)的響應(yīng)，諸如通知服務(wù)等。
[0011]在研究成果分類2中，作者Filip Perich在文獻(xiàn)[6]中提出了一個(gè)Me-Centric的情景感知架構(gòu)，該架構(gòu)中的核心為Me-Centric Domain Server服務(wù)器,該服務(wù)器集中式的收集來(lái)自物理域(physical domain)、知識(shí)域(knowledge domain)、概念域(conceptualdomain)和協(xié)作域(collaborative domain)的情景信息，并對(duì)這些域的信息進(jìn)行集中式的處理，同時(shí)對(duì)外提供查詢接口。[0012]作者Giacomo Cabri等人在文獻(xiàn)中提出了 MARS架構(gòu),該架構(gòu)通過(guò)部署一臺(tái)局部的情景信息采集服務(wù)器，將所管轄區(qū)域內(nèi)的服務(wù)信息集中收集并提供對(duì)外查詢功能；當(dāng)移動(dòng)設(shè)備使用這些服務(wù)時(shí)，其所在的位置信息則可以被查詢出來(lái)。
[0013]作者Harry Chen等人在文獻(xiàn)中采用了一個(gè)環(huán)境服務(wù)器來(lái)集中式收集并處理數(shù)據(jù)，從而構(gòu)建一個(gè)環(huán)境感知系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型。該模型的核心為一個(gè)包含豐富資源的brokeragent,包括設(shè)備、服務(wù)和相關(guān)agent共享的知識(shí)庫(kù),且具備推理能力。Broker agent可以通過(guò)FIPA協(xié)議對(duì)外提供數(shù)據(jù)信息的通信接口。
[0014]在研究成果分類3中，作者Luciano Baresi等人在文獻(xiàn)中提出了一種基于自主知識(shí)網(wǎng)絡(luò)兀件ACE (Autonomic Communication Element)的中間件結(jié)構(gòu)框架。ACE中包含了構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的兀件KA (Knowledge Atom)和KC (Knowledge Container)等。項(xiàng)目中的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。
[0015]知識(shí)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)部署在傳感器等設(shè)備上的KA元件提供的數(shù)據(jù)源訪問(wèn)接口來(lái)采集數(shù)據(jù)對(duì)象，并以XML格式的keyword形式存儲(chǔ)在KA中。Aggregator元件查詢KA元件并將其數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化成XML格式的W4數(shù)據(jù)模型(W4數(shù)據(jù)模型是知識(shí)在組織層存儲(chǔ)組織和在應(yīng)用層使用的統(tǒng)一表達(dá)形式)，存儲(chǔ)在KA元件中。同時(shí)aggregator元件通過(guò)聚合算法對(duì)KA元件內(nèi)的W4數(shù)據(jù)進(jìn)行聚合處理，并將處理結(jié)果以W4形式存儲(chǔ)在aggregator元件中。KC元件查詢?cè)L問(wèn)KA元件,先通過(guò)KA元件內(nèi)keyword語(yǔ)義信息完成KA元件的注冊(cè)等預(yù)組織處理，然后用區(qū)域聚合噪音算法對(duì)KA元件進(jìn)行分類組織，并以W4形式將處理結(jié)果存儲(chǔ)在KC元件中。上層的服務(wù)應(yīng)用ACE元件可通過(guò)訪問(wèn)aggregator元件和上層KC元件獲取所需要的知識(shí)。
[0016]維持包含知識(shí)的實(shí)體間的動(dòng)態(tài)關(guān)系是通過(guò)一種數(shù)據(jù)重疊結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的，KC元件聚合連接KA元件和內(nèi)部KC元件，可以將包含中間層元件的整個(gè)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)看作一種數(shù)據(jù)重疊結(jié)構(gòu)。KC元件內(nèi)組織信息的方式有batch和on-line兩種。KN內(nèi)對(duì)KC元件和KA元件的組織結(jié)構(gòu)有水平和垂直兩種。在垂直的組織結(jié)構(gòu)中，KA元件位于底層，每層有多個(gè)KC元件，包含相同類型信息的多個(gè)KA元件組織在同一個(gè)KC元件中，這樣多個(gè)KC元件遞歸組織在一起形成KN，上層服務(wù)ACE元件直接通過(guò)訪問(wèn)頂層KC元件獲取知識(shí)。水平的組織結(jié)構(gòu)中知識(shí)位于同一個(gè)抽象等級(jí)且只有一個(gè)KC元件，在知識(shí)空間中基于給定的屬性來(lái)篩選區(qū)域，區(qū)域內(nèi)的包含不同類型信息的所有KA元件組織在一個(gè)KC元件中，上層服務(wù)ACE元件直接訪問(wèn)各個(gè)區(qū)域KC元件來(lái)獲取知識(shí)。垂直和水平的組織結(jié)構(gòu)分別如圖2和圖3所示。
[0017]現(xiàn)有的技術(shù)方案中存在如下缺陷:
[0018]I)直接訪問(wèn)傳感器節(jié)點(diǎn)獲取數(shù)據(jù)的方式需要傳感器對(duì)收集的數(shù)據(jù)做出相應(yīng)的處理，即傳感器上需要部署相應(yīng)的功能單元，這對(duì)傳感器的續(xù)航能力、存儲(chǔ)空間和處理能力都提出較高的要求。此外，這種直接訪問(wèn)的方式只能應(yīng)用于傳感器節(jié)點(diǎn)能力強(qiáng)，節(jié)點(diǎn)規(guī)模較小的網(wǎng)絡(luò)，且支持的應(yīng)用服務(wù)也較為簡(jiǎn)單，不能適應(yīng)于分布式環(huán)境。
[0019]2)采用集中式服務(wù)器處理的方式由于存儲(chǔ)、計(jì)算和傳輸?shù)娜蝿?wù)都集中在服務(wù)器內(nèi)完成，服務(wù)器容易形成單點(diǎn)瓶頸；此外，服務(wù)器處理效率的高低將極大的影響服務(wù)的用戶體驗(yàn)。一旦服務(wù)器出現(xiàn)問(wèn)題，將會(huì)造成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的中間處理過(guò)程崩潰，從而使得系統(tǒng)可靠性極大降低。再者，集中式的方式極大的影響了系統(tǒng)的擴(kuò)展性。
[0020]3)在現(xiàn)有采用中間件結(jié)構(gòu)的方案中，aggregator元件和KC元件以協(xié)作式的方式處理數(shù)據(jù)提供應(yīng)用服務(wù)，但它們對(duì)傳感器數(shù)據(jù)的獨(dú)立查詢?cè)L問(wèn)造成了大量的網(wǎng)絡(luò)連接負(fù)載，同時(shí)也消耗了傳感器的資源。在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)上，部署在傳感器上的KA元件同時(shí)存儲(chǔ)多份數(shù)據(jù)，給傳感器帶來(lái)很大的存儲(chǔ)負(fù)載。此外，各個(gè)aggregator元件和KC元件均存儲(chǔ)了處理后的結(jié)果數(shù)據(jù)，也增加了中間件層的存儲(chǔ)空間。
[0021]本發(fā)明圍繞知識(shí)網(wǎng)絡(luò)所面臨的兩個(gè)核心問(wèn)題，并針對(duì)現(xiàn)有方案存在的缺陷，提出了一種基于扁平化結(jié)構(gòu)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)構(gòu)建統(tǒng)一的中間層來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及提供對(duì)外訪問(wèn)，減輕了傳感器的存儲(chǔ)負(fù)載，降低了傳感器的能量消耗和計(jì)算處理負(fù)載，并方便了上層應(yīng)用服務(wù)的調(diào)用。采用中間層元件基于區(qū)域的方式查詢?cè)L問(wèn)傳感器節(jié)點(diǎn)并收集數(shù)據(jù)，減少了中間層元件查詢?cè)L問(wèn)傳感器節(jié)點(diǎn)時(shí)的連接消耗，降低傳感器的存儲(chǔ)空間需求。同時(shí)，采用扁平化的結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化了知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)層次，提高信息傳遞速度，降低數(shù)據(jù)丟失的潛在風(fēng)險(xiǎn)，并節(jié)約了中間層存儲(chǔ)空間。中間層元件采用模塊化設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了元件的自主性和可擴(kuò)展性，使得元件實(shí)體能自適應(yīng)地增加刪除和修改一些服務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0022]本發(fā)明的目的在于，為克服上述技術(shù)方案構(gòu)造的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的諸多缺陷，從而提供一種面向自主服務(wù)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)及其構(gòu)建方法。
[0023]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種面向自主服務(wù)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)為基于扁平化結(jié)構(gòu)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)通過(guò)構(gòu)建統(tǒng)一的中間層元件對(duì)底層網(wǎng)絡(luò)的傳感器節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并提供API接口供上層服務(wù)訪問(wèn)；
[0024]所述中間層元件基于區(qū)域的方式查詢?cè)L問(wèn)所述傳感器節(jié)點(diǎn)并收集數(shù)據(jù)，且所述中間層元件通過(guò)邏輯連接形成網(wǎng)狀或環(huán)狀結(jié)構(gòu)，且處于同一個(gè)平面上，上層應(yīng)用服務(wù)只需訪問(wèn)中間層某一特定的元件來(lái)獲取所需信息。
[0025]上述技術(shù)方案中，所述中間層元件為知識(shí)組織管理層，該知識(shí)組織管理層由若干個(gè)相互通信進(jìn)行知識(shí)交換的KMC元件構(gòu)成；
[0026]其中，所述KMC元件為包含知識(shí)的實(shí)體，且上層應(yīng)用服務(wù)通過(guò)調(diào)用API接口訪問(wèn)唯一與其相連的KMC元件，同時(shí)該KMC元件根據(jù)知識(shí)需求的不同，連接相應(yīng)的KMC元件。
[0027]上述技術(shù)方案中，所述KMC元件包含:采集通信模塊、信息智能處理模塊、知識(shí)存儲(chǔ)模塊、應(yīng)用層API模塊和中心控制模塊；
[0028]采集通信模塊，用于負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集和KMC元件之間的直接通信，該模塊查詢?cè)L問(wèn)其管轄區(qū)域內(nèi)的傳感器節(jié)點(diǎn)，根據(jù)其信息類型從傳感器節(jié)點(diǎn)獲取相關(guān)原始數(shù)據(jù)信息，或者被動(dòng)接收來(lái)自其管轄區(qū)域內(nèi)傳感器節(jié)點(diǎn)傳來(lái)的信息，并將原始數(shù)據(jù)信息傳遞給信息智能處理模塊，同時(shí)采集通信模塊還通過(guò)中心控制模塊與外部KMC元件直接通信，并根據(jù)知識(shí)需求通過(guò)中心控制模塊從知識(shí)存儲(chǔ)模塊獲取知識(shí)，完成與外部KMC元件之間的知識(shí)交換；
[0029]信息智能處理模塊，用于完成數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)化處理，并通過(guò)聚合分析形成知識(shí)；該信息智能處理模塊接收來(lái)自所述采集通信模塊的原始數(shù)據(jù)信息，轉(zhuǎn)化成應(yīng)用層服務(wù)能識(shí)別的統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式表達(dá)的信息，然后通過(guò)相關(guān)聚合算法，結(jié)合知識(shí)關(guān)系庫(kù)做聚合分析處理形成知識(shí)，并將統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式表達(dá)的知識(shí)傳遞給知識(shí)存儲(chǔ)模塊；
[0030]知識(shí)存儲(chǔ)模塊，用于負(fù)責(zé)知識(shí)的存儲(chǔ)，該知識(shí)存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)統(tǒng)一格式表達(dá)的知識(shí)，并將知識(shí)按照應(yīng)用服務(wù)的知識(shí)需求由中心控制模塊控制通過(guò)應(yīng)用層API模塊傳遞給應(yīng)用服務(wù)，同時(shí)在與外部KMC元件通信時(shí)，知識(shí)也按照需求由中心控制模塊傳遞給采集通信模塊；
[0031]應(yīng)用層API模塊，用于完成與上層應(yīng)用服務(wù)的通信，同時(shí)將應(yīng)用層應(yīng)用服務(wù)的知識(shí)需求傳遞給中心控制模塊，以供維護(hù)KMC元件之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系，構(gòu)建KMC元件知識(shí)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；
[0032]中心控制模塊，用于控制知識(shí)存儲(chǔ)模塊的讀寫、內(nèi)部模塊之間的通信、控制KMC元件之間的通信和構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。
[0033]上述技術(shù)方案中，所述中心控制模塊為每一個(gè)應(yīng)用服務(wù)維護(hù)一張邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)表，邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)表上記錄了邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)名、對(duì)應(yīng)路徑和相應(yīng)應(yīng)用服務(wù)名。
[0034]上述技術(shù)方案中，所述中心控制模塊控制KMC元件內(nèi)部模塊的邏輯通信，同時(shí)還根據(jù)相關(guān)算法控制存儲(chǔ)模塊舊知識(shí)的刪除以及讀寫；該中心控制模塊從信息智能處理模塊獲取知識(shí)語(yǔ)義信息，從應(yīng)用層API模塊獲取應(yīng)用服務(wù)對(duì)知識(shí)的需求信息，根據(jù)知識(shí)的屬性的一項(xiàng)或者多項(xiàng)維護(hù)KMC元件的邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)表，控制KMC元件之間的通信，即維護(hù)包含知識(shí)的實(shí)體KMC元件之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系，從而構(gòu)建知識(shí)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，此外，知識(shí)需求的動(dòng)態(tài)變化造成KMC元件邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)表的增刪，從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)變化。
[0035]針對(duì)上述網(wǎng)絡(luò)本發(fā)明還提供了一種構(gòu)建該所述的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的方法，該知識(shí)網(wǎng)絡(luò)包含KMC元件，所述的方法包含:
[0036]步驟101)應(yīng)用服務(wù)建立時(shí)，與該應(yīng)用服務(wù)相連的第一 KMC元件向其物理鄰居節(jié)點(diǎn)廣播應(yīng)用服務(wù)知識(shí)需求類型的信息，信息中包含該信息被傳播的生命周期次數(shù)；
[0037]步驟102)包含相同知識(shí)類型屬性的物理鄰居節(jié)點(diǎn)向所述第一 KMC元件返回響應(yīng)信息，同時(shí)物理鄰居節(jié)點(diǎn)將廣播信息的生命周期次數(shù)減I;若生命周期次數(shù)為0，則停止傳播；若生命周期次數(shù)不為0，則第一 KMC元件的物理鄰居節(jié)點(diǎn)繼續(xù)向自己的物理鄰居節(jié)點(diǎn)廣播知識(shí)需求類型的信息；響應(yīng)信息依次向上一跳KMC節(jié)點(diǎn)回遞，所述第一 KMC節(jié)點(diǎn)將所有返回響應(yīng)信息的KMC節(jié)點(diǎn)登記到邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)表，并記錄對(duì)應(yīng)路徑和相應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)名，不包含相同知識(shí)類型屬性的節(jié)點(diǎn)不做任何響應(yīng)；
[0038]步驟103)與應(yīng)用層應(yīng)用服務(wù)相連的第一 KMC元件節(jié)點(diǎn)周期性向其邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)表的相應(yīng)應(yīng)用服務(wù)的所有KMC節(jié)點(diǎn)發(fā)送知識(shí)請(qǐng)求信息，其所有邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)收到請(qǐng)求信息后將返回相應(yīng)知識(shí)，并向自己的相應(yīng)應(yīng)用服務(wù)的邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)表的所有節(jié)點(diǎn)發(fā)送知識(shí)請(qǐng)求信息，有符合知識(shí)類型的節(jié)點(diǎn)返回知識(shí)并繼續(xù)廣播，所請(qǐng)求的知識(shí)依次返回到與應(yīng)用層應(yīng)用服務(wù)相連的KMC節(jié)點(diǎn)；
[0039]步驟104)應(yīng)用服務(wù)需求發(fā)生變化時(shí)，相應(yīng)連接的KMC節(jié)點(diǎn)需要重新相應(yīng)應(yīng)用服務(wù)的建立邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)表的邏輯連接，重新廣播知識(shí)需求類型的信息，重復(fù)步驟101 )、102)和103)，若撤銷應(yīng)用服務(wù)時(shí)，則KMC節(jié)點(diǎn)刪除相應(yīng)應(yīng)用服務(wù)的邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)表的邏輯連接。
[0040]與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于:
[0041]首先，本發(fā)明采用中間層統(tǒng)一處理數(shù)據(jù)的方式，降低了傳感器的能量消耗和存儲(chǔ)負(fù)載。
[0042]其次，本發(fā)明采用基于區(qū)域采集數(shù)據(jù)的方式，減少了中間層元件對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)查詢?cè)L問(wèn)時(shí)的連接數(shù)，降低了傳感器的開(kāi)銷。
[0043]然后，本發(fā)明采用扁平化結(jié)構(gòu)，中間層元件非分層結(jié)構(gòu)，而是通過(guò)邏輯連接形成網(wǎng)狀、環(huán)狀等結(jié)構(gòu)，且處于同一個(gè)平面上，上層應(yīng)用服務(wù)只需訪問(wèn)中間層某一特定的元件來(lái)獲取所需信息。簡(jiǎn)化了知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)層次，使得信息傳遞速度快且失真可能性小，節(jié)約了中間層存儲(chǔ)空間。
[0044]最后，本發(fā)明采用模塊化設(shè)計(jì)，并以知識(shí)類型作為維護(hù)節(jié)點(diǎn)之間關(guān)系的依據(jù)，減少了節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)關(guān)系維護(hù)的負(fù)擔(dān)，增強(qiáng)了元件的自主性和可擴(kuò)展性，如在不考慮數(shù)據(jù)丟失的情況下，中間層元件產(chǎn)生知識(shí)后以主動(dòng)遞交的方式由應(yīng)用層API模塊直接傳遞給應(yīng)用層應(yīng)用服務(wù)，如此可以減少知識(shí)存儲(chǔ)模塊。
[0045]總之，本發(fā)明優(yōu)勢(shì)包含:采用中間層結(jié)構(gòu)對(duì)數(shù)據(jù)統(tǒng)一處理的方式，將傳感器的計(jì)算處理任務(wù)和部分存儲(chǔ)負(fù)載轉(zhuǎn)移到中間層結(jié)構(gòu)，降低了傳感器的能量消耗和存儲(chǔ)負(fù)載；采用基于區(qū)域組織管理傳感器的方式，避免了各個(gè)中間層元件遍歷查詢傳感器節(jié)點(diǎn)，減少了中間層元件對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)查詢?cè)L問(wèn)的連接數(shù)，降低了傳感器的開(kāi)銷；采用扁平化結(jié)構(gòu)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，層次少，使得信息傳遞速度快，信息失真可能性?。恢虚g層元件相對(duì)少且有刪除知識(shí)的相關(guān)策略，節(jié)約了中間層存儲(chǔ)空間。采用模塊化方式設(shè)計(jì)中間層元件，使得元件實(shí)體自主性強(qiáng)，可擴(kuò)展性強(qiáng)，能自適應(yīng)地增加刪除和修改一些服務(wù)。即本發(fā)明的方案采用扁平化的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)結(jié)合模塊化方法設(shè)計(jì)知識(shí)元件，降低了知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)負(fù)載和查詢連接消耗負(fù)載，加快了知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的處理速度以及信息在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸速度，從而增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)性和可擴(kuò)展性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0046]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的ACE知識(shí)網(wǎng)絡(luò)邏輯結(jié)構(gòu)圖；
[0047]圖2是現(xiàn)有技術(shù)的ACE知識(shí)網(wǎng)絡(luò)垂直組織結(jié)構(gòu)圖；
[0048]圖3是現(xiàn)有技術(shù)的ACE知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的水平組織結(jié)構(gòu)圖；
[0049]圖4是本發(fā)明提供的扁平化知識(shí)網(wǎng)絡(luò)邏輯結(jié)構(gòu)圖；
[0050]圖5是本發(fā)明的扁平化知識(shí)網(wǎng)絡(luò)中間層元件KMC元件功能模塊結(jié)構(gòu)圖；
[0051]圖6是本發(fā)明的扁平化知識(shí)網(wǎng)絡(luò)/[目息處理時(shí)序圖；
[0052]圖7是本發(fā)明中間層KMC元件間不同的知識(shí)類型屬性形成的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0053]圖8是本發(fā)明實(shí)施例中預(yù)報(bào)北京郊區(qū)突發(fā)天氣災(zāi)害的元件部署圖。
【具體實(shí)施方式】
[0054]下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0055]由圖4 可知中間層由兀件 KMC (Knowledge Middleware Component)組成，KMC 兀件以基于區(qū)域的方式查詢?cè)L問(wèn)傳感器節(jié)點(diǎn)，收集處理數(shù)據(jù)信息，形成并存儲(chǔ)知識(shí)，同時(shí)提供相應(yīng)API接口供上層服務(wù)訪問(wèn)。KMC元件通過(guò)主動(dòng)查詢?cè)L問(wèn)傳感器節(jié)點(diǎn)，或者被動(dòng)接收來(lái)自傳感器上報(bào)信息的方式完成對(duì)原始數(shù)據(jù)信息的采集。KMC元件內(nèi)的功能模塊對(duì)采集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)化，形成統(tǒng)一格式的信息，然后根據(jù)相關(guān)聚合算法和知識(shí)關(guān)系庫(kù)，通過(guò)聚合分析處理格式化信息形成知識(shí)，并在KMC元件內(nèi)完成了知識(shí)的采集和封裝。同時(shí)KMC元件之間通過(guò)相互通信完成知識(shí)的交換。KMC元件是獨(dú)立于環(huán)境的包含知識(shí)的實(shí)體。上層應(yīng)用服務(wù)根據(jù)知識(shí)需求的不同，連接相應(yīng)的KMC元件，并調(diào)用其API接口從知識(shí)網(wǎng)絡(luò)中獲取所需的知識(shí)。
[0056]KMC元件之間的通信交互實(shí)現(xiàn)了知識(shí)的管理和分發(fā)。知識(shí)的管理和分發(fā)是基于知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的，而知識(shí)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是由包含知識(shí)的實(shí)體KMC元件之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系來(lái)體現(xiàn)的。KMC元件部署在物理節(jié)點(diǎn)設(shè)備上的，而特定的應(yīng)用服務(wù)只需訪問(wèn)一個(gè)特定的KMC元件即可獲取所需要的知識(shí)。KMC元件根據(jù)應(yīng)用服務(wù)需求的知識(shí)類型來(lái)動(dòng)態(tài)維護(hù)一張邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)表，邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)表記錄了邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)名、路徑和相應(yīng)應(yīng)用服務(wù)名。KMC元件向其邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)建立雙向邏輯連接。KMC元件節(jié)點(diǎn)之間根據(jù)應(yīng)用服務(wù)的知識(shí)需求類型形成了雙向圖，即特定應(yīng)用服務(wù)的知識(shí)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
[0057]KMC元件的主要功能是完成知識(shí)的獲取、封裝和傳輸，基于區(qū)域的方式與傳感器節(jié)點(diǎn)通信，獲取數(shù)據(jù)并完成數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化和處理，形成知識(shí)存儲(chǔ)在KMC元件中，且通過(guò)相應(yīng)API向上層應(yīng)用服務(wù)提供知識(shí)。KMC元件之間互相通信根據(jù)應(yīng)用服務(wù)的類型和需求進(jìn)行組網(wǎng)，形成基于KMC元件的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的管理和分發(fā)。KMC元件的功能模塊設(shè)計(jì)如圖5所示。
[0058]KMC元件包含五個(gè)核心功能模塊:采集通信模塊、信息智能處理模塊、知識(shí)存儲(chǔ)模塊、應(yīng)用層API模塊和中心控制模塊。各個(gè)模塊主要功能描述如下:
[0059]采集通信模塊主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集和KMC元件之間的直接通信。采集通信模塊查詢?cè)L問(wèn)其管轄區(qū)域內(nèi)的傳感器節(jié)點(diǎn)，根據(jù)其信息類型從傳感器節(jié)點(diǎn)獲取相關(guān)原始數(shù)據(jù)信息，或者被動(dòng)接收來(lái)自其管轄區(qū)域內(nèi)傳感器節(jié)點(diǎn)傳來(lái)的信息，并將原始數(shù)據(jù)信息傳遞給信息智能處理模塊。同時(shí)采集通信模塊還通過(guò)中心控制模塊與外部KMC元件直接通信，并根據(jù)知識(shí)需求通過(guò)中心控制模塊從知識(shí)存儲(chǔ)模塊獲取知識(shí)，完成與外部KMC元件之間的知識(shí)交換。
[0060]信息智能處理模塊主要功能是完成數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)化處理，并通過(guò)聚合分析形成知識(shí)。信息智能處理模塊接收來(lái)自采集通信模塊的原始數(shù)據(jù)信息，轉(zhuǎn)化成應(yīng)用層服務(wù)能識(shí)別的統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式(如W4數(shù)據(jù)模型)表達(dá)的信息，然后通過(guò)相關(guān)聚合算法，結(jié)合知識(shí)關(guān)系庫(kù)做聚合分析處理形成知識(shí)，并將統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式表達(dá)的知識(shí)傳遞給知識(shí)存儲(chǔ)模塊。
[0061]知識(shí)存儲(chǔ)模塊主要負(fù)責(zé)知識(shí)的存儲(chǔ)。知識(shí)存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)統(tǒng)一格式表達(dá)的知識(shí)，并將知識(shí)按照應(yīng)用服務(wù)的知識(shí)需求由中心控制模塊控制通過(guò)應(yīng)用層API模塊傳遞給應(yīng)用服務(wù)。同時(shí)在與外部KMC元件通信時(shí)，知識(shí)也按照需求由中心控制模塊傳遞給采集通信模塊。當(dāng)存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)空間滿時(shí)，中心控制模塊還可以通過(guò)置換算法刪除一些知識(shí)并存入新知識(shí)。
[0062]應(yīng)用層API模塊主要完成與上層應(yīng)用服務(wù)的通信。按照應(yīng)用層應(yīng)用服務(wù)對(duì)知識(shí)的需求，應(yīng)用層API模塊通過(guò)中心控制模塊向其傳輸存儲(chǔ)模塊的知識(shí)。若該KMC元件沒(méi)有應(yīng)用服務(wù)需要的知識(shí)，則KMC元件通過(guò)與其鄰居節(jié)點(diǎn)通信獲取需要的知識(shí)，并傳遞給應(yīng)用服務(wù)。同時(shí)將應(yīng)用層應(yīng)用服務(wù)的知識(shí)需求傳遞給中心控制模塊，以供維護(hù)KMC元件之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系，構(gòu)建KMC元件知識(shí)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
[0063]中心控制模塊的功能主要是控制知識(shí)存儲(chǔ)模塊的讀寫、內(nèi)部模塊之間的通信、控制KMC元件之間的通信和構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。中心控制模塊控制KMC元件內(nèi)部模塊的邏輯通信，同時(shí)還根據(jù)相關(guān)算法控制存儲(chǔ)模塊舊知識(shí)的刪除以及讀寫。中心控制模塊從信息智能處理模塊獲取知識(shí)語(yǔ)義信息，從應(yīng)用層API模塊獲取應(yīng)用服務(wù)對(duì)知識(shí)的需求信息，根據(jù)知識(shí)的屬性的一項(xiàng)或者多項(xiàng)維護(hù)KMC元件的邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)表，控制KMC元件之間的通信，即維護(hù)包含知識(shí)的實(shí)體KMC元件之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系，從而構(gòu)建知識(shí)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。知識(shí)需求的動(dòng)態(tài)變化造成KMC元件邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)表的增刪，從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)變化。
[0064]KMC元件從傳感器節(jié)點(diǎn)獲取信息，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)化和分析處理形成知識(shí)，通過(guò)KMC元件之間通信完成知識(shí)交換，最后向上層應(yīng)用服務(wù)提供知識(shí)。信息處理的時(shí)序圖如6所示。
[0065]知識(shí)的管理和分發(fā)是基于KMC元件形成的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由KMC元件之間的相互通信實(shí)現(xiàn)的。知識(shí)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是由KMC元件之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系體現(xiàn)的。KMC元件是部署在物理網(wǎng)絡(luò)中物理節(jié)點(diǎn)設(shè)備上的獨(dú)立于環(huán)境的知識(shí)實(shí)體，在這種扁平化結(jié)構(gòu)中，一種應(yīng)用服務(wù)只需要訪問(wèn)一個(gè)特定的KMC元件來(lái)獲取知識(shí)，所以KMC元件是基于應(yīng)用服務(wù)所需求知識(shí)的類型屬性來(lái)組網(wǎng)的。如圖7所示KMC元件根據(jù)兩種不同應(yīng)用服務(wù)的兩種知識(shí)需求類型形成的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)線和虛線表示兩種不同知識(shí)類型屬性形成的邏輯連接:
[0066]每個(gè)KMC元件的中心控制模塊為每一個(gè)應(yīng)用服務(wù)維護(hù)一張邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)表，邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)表上記錄了邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)名、對(duì)應(yīng)路徑和相應(yīng)應(yīng)用服務(wù)名。KMC元件根據(jù)知識(shí)的類型屬性，如天氣信息的屬性溫度、濕度等等，向物理鄰居節(jié)點(diǎn)廣播自己的知識(shí)需求類型，包含溫度、濕度的天氣信息的鄰居節(jié)點(diǎn)向其返回響應(yīng)信息并建立邏輯連接，同時(shí)向自己鄰居節(jié)點(diǎn)繼續(xù)廣播知識(shí)需求類型的信息。所以，邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)是指包含相同類型屬性知識(shí)的KMC元件節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明提供的構(gòu)建KMC元件知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的方法具體步驟如下:
[0067]1、應(yīng)用服務(wù)建立時(shí)，與該應(yīng)用服務(wù)相連的KMC元件向其物理鄰居節(jié)點(diǎn)廣播應(yīng)用服務(wù)知識(shí)需求類型的信息，信息中包含該信息被傳播的生命周期次數(shù)。
[0068]2、包含相同知識(shí)類型屬性的物理鄰居節(jié)點(diǎn)返回響應(yīng)信息，同時(shí)將生命周期次數(shù)減
I。若生命周期次數(shù)為0，則停止傳播；若生命周期次數(shù)不為0，則繼續(xù)向自己的物理鄰居節(jié)點(diǎn)廣播知識(shí)需求類型的信息。響應(yīng)信息依次向上一跳KMC節(jié)點(diǎn)回遞，KMC節(jié)點(diǎn)將返回響應(yīng)信息的KMC節(jié)點(diǎn)登記到邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)表，并記錄對(duì)應(yīng)路徑和相應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)名。不包含相同知識(shí)類型屬性的節(jié)點(diǎn)不做任何響應(yīng)。
[0069]3、該KMC節(jié)點(diǎn)周期性向其邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)表的相應(yīng)應(yīng)用服務(wù)的所有KMC節(jié)點(diǎn)發(fā)送知識(shí)請(qǐng)求信息，其邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)收到請(qǐng)求信息后返回相應(yīng)知識(shí)，并向自己的相應(yīng)應(yīng)用服務(wù)的邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)表的所有節(jié)點(diǎn)發(fā)送知識(shí)請(qǐng)求信息，有符合知識(shí)類型的節(jié)點(diǎn)返回知識(shí)并繼續(xù)廣播，所請(qǐng)求的知識(shí)依次返回到原始KMC節(jié)點(diǎn)。
[0070]4、應(yīng)用服務(wù)需求發(fā)生變化時(shí)，相應(yīng)連接的KMC節(jié)點(diǎn)需要重新相應(yīng)應(yīng)用服務(wù)的建立邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)表的邏輯連接，重新廣播知識(shí)需求類型的信息，重復(fù)步驟1、2和3。若撤銷應(yīng)用服務(wù)時(shí)，則KMC節(jié)點(diǎn)刪除相應(yīng)應(yīng)用服務(wù)的邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)表的邏輯連接。
[0071]性能比較的理論分析:
[0072]KMC是基于區(qū)域的方式組織傳感器節(jié)點(diǎn)，且整體采用扁平式結(jié)構(gòu)，與基于ACE的中間件的樹(shù)狀結(jié)構(gòu)的性能比較如下表。
[0073]可以做如下假設(shè)，網(wǎng)絡(luò)中存在m個(gè)傳感器，且每個(gè)傳感器產(chǎn)生的d條數(shù)據(jù)，基于方案三中ACE的中間件結(jié)構(gòu)底層aggregator元件和KC元件共有η個(gè)，根據(jù)其樹(shù)狀組織結(jié)構(gòu)可假定其知識(shí)網(wǎng)絡(luò)中aggregator元件和所有KC元件總數(shù)有2n個(gè)。相應(yīng)假設(shè)基于KMC的扁平式結(jié)構(gòu)KMC元件有η個(gè)。
[0074]表I基于ACE中間件結(jié)構(gòu)和基于KMC扁平式結(jié)構(gòu)性能對(duì)比
【權(quán)利要求】
1.一種面向自主服務(wù)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)為基于扁平化結(jié)構(gòu)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)通過(guò)構(gòu)建統(tǒng)一的中間層元件對(duì)底層網(wǎng)絡(luò)的傳感器節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并提供API接口供上層服務(wù)訪問(wèn)； 所述中間層元件基于區(qū)域的方式查詢?cè)L問(wèn)所述傳感器節(jié)點(diǎn)并收集數(shù)據(jù)，且所述中間層元件通過(guò)邏輯連接形成網(wǎng)狀或環(huán)狀結(jié)構(gòu)，且處于同一個(gè)平面上，上層應(yīng)用服務(wù)只需訪問(wèn)中間層某一特定的元件來(lái)獲取所需信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向自主服務(wù)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述中間層元件為知識(shí)組織管理層，該知識(shí)組織管理層由若干個(gè)相互通信進(jìn)行知識(shí)交換的KMC元件構(gòu)成； 其中，所述KMC元件為包含知識(shí)的實(shí)體，且上層應(yīng)用服務(wù)通過(guò)調(diào)用API接口訪問(wèn)唯一與其相連的KMC元件，同時(shí)該KMC元件根據(jù)知識(shí)需求的不同，連接相應(yīng)的KMC元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的面向自主服務(wù)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述KMC元件包含:采集通信模塊、信息智能處理模塊、知識(shí)存儲(chǔ)模塊、應(yīng)用層API模塊和中心控制模塊； 采集通信模塊，用于負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集和KMC元件之間的直接通信，該模塊查詢?cè)L問(wèn)其管轄區(qū)域內(nèi)的傳感器節(jié)點(diǎn)，根據(jù)其信息類型從傳感器節(jié)點(diǎn)獲取相關(guān)原始數(shù)據(jù)信息，或者被動(dòng)接收來(lái)自其管轄區(qū)域內(nèi)傳感器節(jié)點(diǎn)傳來(lái)的信息，并將原始數(shù)據(jù)信息傳遞給信息智能處理模塊，同時(shí)采集通信模塊還通過(guò)中心控制模塊與外部KMC元件直接通信，并根據(jù)知識(shí)需求通過(guò)中心控制模塊從知識(shí)存儲(chǔ)模塊獲取知識(shí)，完成與外部KMC元件之間的知識(shí)交換； 信息智能處理模塊，用于完成數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)化處理，并通過(guò)聚合分析形成知識(shí)；該信息智能處理模塊接收來(lái)自所述采集通信模塊的原始數(shù)據(jù)信息，轉(zhuǎn)化成應(yīng)用層服務(wù)能識(shí)別的統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式表達(dá)的信息，然后通過(guò)相關(guān)聚合算法，結(jié)合知識(shí)關(guān)系庫(kù)做聚合分析處理形成知識(shí)，并將統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式表達(dá)的知識(shí)傳遞給知識(shí)存儲(chǔ)模塊； 知識(shí)存儲(chǔ)模塊，用于負(fù)責(zé)知識(shí)的存儲(chǔ)，該知識(shí)存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)統(tǒng)一格式表達(dá)的知識(shí)，并將知識(shí)按照應(yīng)用服務(wù)的知識(shí)需求由中心控制模塊控制通過(guò)應(yīng)用層API模塊傳遞給應(yīng)用服務(wù)，同時(shí)在與外部KMC元件通信時(shí)，知識(shí)也按照需求由中心控制模塊傳遞給采集通信模塊； 應(yīng)用層API模塊，用于完成與上層應(yīng)用服務(wù)的通信，同時(shí)將應(yīng)用層應(yīng)用服務(wù)的知識(shí)需求傳遞給中心控制模塊，以供維護(hù)KMC元件之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系，構(gòu)建KMC元件知識(shí)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)； 中心控制模塊，用于控制知識(shí)存儲(chǔ)模塊的讀寫、內(nèi)部模塊之間的通信、控制KMC元件之間的通信和構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的面向自主服務(wù)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述中心控制模塊為每一個(gè)應(yīng)用服務(wù)維護(hù)一張邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)表，邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)表上記錄了邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)名、對(duì)應(yīng)路徑和相應(yīng)應(yīng)用服務(wù)名。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的面向自主服務(wù)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述中心控制模塊控制KMC元件內(nèi)部模塊的邏輯通信，同時(shí)還根據(jù)相關(guān)算法控制存儲(chǔ)模塊舊知識(shí)的刪除以及讀寫；該中心控制模塊從信息智能處理模塊獲取知識(shí)語(yǔ)義信息，從應(yīng)用層API模塊獲取應(yīng)用服務(wù)對(duì)知識(shí)的需求信息，根據(jù)知識(shí)的屬性的一項(xiàng)或者多項(xiàng)維護(hù)KMC元件的邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)表，控制KMC元件之間的通信，即維護(hù)包含知識(shí)的實(shí)體KMC元件之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系，從而構(gòu)建知識(shí)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，此外，知識(shí)需求的動(dòng)態(tài)變化造成KMC元件邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)表的增刪，從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)變化。
6.一種構(gòu)建權(quán)利要求1所述的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的方法，該知識(shí)網(wǎng)絡(luò)包含KMC元件，所述的方法包含: 步驟101)應(yīng)用服務(wù)建立時(shí)，與該應(yīng)用服務(wù)相連的第一 KMC元件向其物理鄰居節(jié)點(diǎn)廣播應(yīng)用服務(wù)知識(shí)需求類型的信息，信息中包含該信息被傳播的生命周期次數(shù)； 步驟102)包含相同知識(shí)類型屬性的物理鄰居節(jié)點(diǎn)向所述第一KMC元件返回響應(yīng)信息，同時(shí)物理鄰居節(jié)點(diǎn)將廣播信息的生命周期次數(shù)減I ;若生命周期次數(shù)為0，則停止傳播；若生命周期次數(shù)不為0，則第一 KMC元件的物理鄰居節(jié)點(diǎn)繼續(xù)向自己的物理鄰居節(jié)點(diǎn)廣播知識(shí)需求類型的信息；響應(yīng)信息依次向上一跳KMC節(jié)點(diǎn)回遞，所述第一 KMC節(jié)點(diǎn)將所有返回響應(yīng)信息的KMC節(jié)點(diǎn)登記到邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)表，并記錄對(duì)應(yīng)路徑和相應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)名，不包含相同知識(shí)類型屬性的節(jié)點(diǎn)不做任何響應(yīng)； 步驟103)與應(yīng)用層應(yīng)用服務(wù)相連的第一 KMC元件節(jié)點(diǎn)周期性向其邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)表的相應(yīng)應(yīng)用服務(wù)的所有KMC節(jié)點(diǎn)發(fā)送知識(shí)請(qǐng)求信息，其所有邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)收到請(qǐng)求信息后將返回相應(yīng)知識(shí)，并向自己的相應(yīng)應(yīng)用服務(wù)的邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)表的所有節(jié)點(diǎn)發(fā)送知識(shí)請(qǐng)求信息，有符合知識(shí)類型的節(jié)點(diǎn)返回知識(shí)并繼續(xù)廣播，所請(qǐng)求的知識(shí)依次返回到與應(yīng)用層應(yīng)用服務(wù)相連的KMC節(jié)點(diǎn)； 步驟104)應(yīng)用服務(wù)需求發(fā)生變化時(shí)，相應(yīng)連接的KMC節(jié)點(diǎn)需要重新相應(yīng)應(yīng)用服務(wù)的建立邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)表的邏輯連接，重新廣播知識(shí)需求類型的信息，重復(fù)步驟101)、102)和103)，若撤銷應(yīng)用服務(wù)時(shí)，則KMC節(jié)點(diǎn)刪除相應(yīng)應(yīng)用服務(wù)的邏輯鄰居節(jié)點(diǎn)表的邏輯連接。
【文檔編號(hào)】H04L12/28GK103685409SQ201210348218
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月18日
【發(fā)明者】覃毅芳, 周旭, 吳斌, 慈松, 李昱慶, 鐘晨陽(yáng) 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所