專利名稱：一種基于本體的上下文感知應(yīng)用平臺(tái)及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種上下文感知應(yīng)用平臺(tái)以及基于該感知應(yīng)用平臺(tái)的上下文信息處
理方法，屬于計(jì)算機(jī)應(yīng)用的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著計(jì)算機(jī)的不斷普及和迅速發(fā)展，以及移動(dòng)計(jì)算和傳感器網(wǎng)絡(luò)的超常發(fā)展，各種移動(dòng)設(shè)備越來(lái)越多地進(jìn)入人們的生活，計(jì)算也融入到了人們的生活中。普適計(jì)算(Ubiquitous or Pervasive Computing)是繼主機(jī)計(jì)算和桌面計(jì)算之后的計(jì)算模式的一次新變革，它的提出改變了人們使用計(jì)算資源的方式，將以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算轉(zhuǎn)化為以人為中心的計(jì)算。普適計(jì)算模式要求計(jì)算設(shè)備能夠感知用戶所處的上下文及其變化，并做出相應(yīng)的動(dòng)作。它的理念是創(chuàng)造一個(gè)以人為本的信息服務(wù)新環(huán)境，其關(guān)鍵理論之一就是上下文感知，通過上下文感知將各種計(jì)算資源、信息服務(wù)和人有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，最大程度地自動(dòng)執(zhí)行用戶任務(wù)。 目前，對(duì)上下文感知應(yīng)用平臺(tái)框架結(jié)構(gòu)模型的研究，最具代表性的是位置上下文
模型，如七層位置模型，但它對(duì)較高層的上下文研究很少；其它支持上下文感知應(yīng)用的平臺(tái)
框架模型還有Stick-enotes、 CoolTown、 Cyberdesk、 ContextToolkit等。 Stick-enotes平臺(tái)支持特定類型上下文感知應(yīng)用，它關(guān)注如何支持應(yīng)用開發(fā)者使
用上下文信息來(lái)執(zhí)行有關(guān)的上下文感知行為，其研究的目標(biāo)是讓非編程人員可以容易地編
寫上下文感知服務(wù)；它提供了一種通用機(jī)制用于指示應(yīng)用設(shè)計(jì)人員使用什么樣的上下文，
并且提供有關(guān)規(guī)則的簡(jiǎn)單語(yǔ)義描述，但是Stick-enotes平臺(tái)沒有研究如何獲取上下文，也
不支持上下文查詢、存儲(chǔ)或解釋。 CoolTown平臺(tái)也是一個(gè)支持上下文感知應(yīng)用的架構(gòu)，它用Web頁(yè)面表示真實(shí)世界中的對(duì)象(包括人、地方和設(shè)備)，當(dāng)它的Web頁(yè)面收集到有關(guān)實(shí)體的新信息后，動(dòng)態(tài)地更新自己；CoolTown平臺(tái)架構(gòu)提供抽象組件(感知信息的URLs和描述實(shí)體的Web頁(yè)面)和發(fā)現(xiàn)機(jī)制，這使得開發(fā)感知應(yīng)用更容易；但它不支持底層感知信息的解釋和上下文數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，也不支持動(dòng)態(tài)執(zhí)行服務(wù)。 Cyberdesk平臺(tái)能根據(jù)虛擬的上下文(所謂虛擬上下文是用戶的個(gè)人信息，包括email地址、郵寄地址、日期、名字和URLs等)或者來(lái)自傳感器的上下文，自動(dòng)地集成基于Web的服務(wù)，完成相應(yīng)的上下文感知應(yīng)用。雖然它可以處理的上下文類型有限，但是，它具有通用上下文感知平臺(tái)框架的許多機(jī)制；該Cyberdesk平臺(tái)架構(gòu)支持上下文信息的集成，但是，不支持多個(gè)感知應(yīng)用；它使用集中機(jī)制管理上下文信息，但是，也不支持上下文的查詢或存儲(chǔ)。 Context Toolkit平臺(tái)框架主要關(guān)注上下文編程而不是上下文表示，ContextToolkit平臺(tái)框架由小配件、解釋器、聚合器、服務(wù)、發(fā)現(xiàn)器等組建形成。小配件屏蔽了應(yīng)用程序直接使用傳感器的復(fù)雜性，并把上下文信息抽象為應(yīng)用程序所需的形式。解釋器用來(lái)提升上下文的抽象程度，也可用來(lái)推理多個(gè)上下文源信息來(lái)獲得新的上下文信息。聚合器用來(lái)把多個(gè)邏輯上相關(guān)的上下文信息搜集到一個(gè)庫(kù)中，以方便應(yīng)用程序組建的 使用。發(fā)現(xiàn)器用來(lái)維護(hù)框架中組件注冊(cè)的功能。由上述可知，Context Toolkit支持上下 文的獲取、解釋和集成，并提供上下文信息的持久性管理、支持分布的通訊和上下文信息獲 取，對(duì)上下文歷史的應(yīng)用有一定的支持，但是它對(duì)共享上下文的支持機(jī)制和模型是不明確 的。 中國(guó)專利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)?00810236556. 5)提出了一種基于本體的上下文感知應(yīng) 用平臺(tái)模型。其中的上下文信息獲取層完成從傳感器設(shè)備采集信號(hào)，得到原始的上下文信 息。上下文信息融合層則從上下文獲取層得到原始的上下文信息，并經(jīng)過初步的抽象和處 理后，得到低級(jí)的上下文信息。上下文信息管理層從上下文信息融合層得到低級(jí)的上下文 信息后，通過使用Ontology和推理機(jī)制得到高級(jí)的上下文信息。上下文應(yīng)用層是把每個(gè)上 下文項(xiàng)、抽象情形在應(yīng)用層面統(tǒng)一成為建模上下文對(duì)象，其呈現(xiàn)給應(yīng)用的視圖是一組業(yè)務(wù) 層面的屬性和相關(guān)操作。該發(fā)明申請(qǐng)通過一組對(duì)所有上下文/情形信息都適用的通用業(yè)務(wù) 操作，屏蔽具體的上下文異構(gòu)性，使上下文感知應(yīng)用開發(fā)人員把這些業(yè)務(wù)操作嵌入到其應(yīng) 用中，實(shí)現(xiàn)上下文/情形的獲取與邏輯判斷。但是該專利申請(qǐng)中，只是論述了基于本體的上 下文感知框架的4層模型，沒有涉及到收集底層上下文信息時(shí)平臺(tái)框架是如何進(jìn)行處理的 流程；也沒有涉及平臺(tái)為上下文應(yīng)用提供服務(wù)支持時(shí)，上下文信息的具體處理流程。
總之，現(xiàn)有的國(guó)內(nèi)外各種上下文感知應(yīng)用的處理平臺(tái)都不同程度地存在著形形色 色的不同缺陷，如何盡快研制成功具有水平更高、功能更強(qiáng)的上下文感知應(yīng)用平臺(tái)，就成為 業(yè)內(nèi)科技人員關(guān)注的新焦點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種能夠克服上述現(xiàn)有的各種上下文感知應(yīng)用的 不足、基于本體的上下文感知應(yīng)用平臺(tái)及基于該感知應(yīng)用平臺(tái)的上下文信息處理方法；本 發(fā)明不僅包括獲取上下文信息的處理模型-上下文感知應(yīng)用平臺(tái)，而且包括該上下文感知 應(yīng)用平臺(tái)在感知上下文應(yīng)用時(shí)，如何使用上下文信息的處理步驟，通過同步和管理上下文 信息庫(kù)，其中兩類處理方法完全獨(dú)立，能達(dá)到互相透明的效果。 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種基于本體的上下文感知應(yīng)用平臺(tái)，其特征 在于該平臺(tái)設(shè)有下述軟件功能模塊 采集器通信模塊，負(fù)責(zé)該上下文感知應(yīng)用平臺(tái)與底層傳感器之間的通信，該采 集器通信模塊是使用一種遵循代理系統(tǒng)的開放標(biāo)準(zhǔn)FIPA(Foundation forlntelligent Physical Agents)的相關(guān)規(guī)定、實(shí)現(xiàn)代理系統(tǒng)的JADE軟件架構(gòu)的，該采集器通信模塊中的 各個(gè)代理agent之間使用Agent通信語(yǔ)言ACL進(jìn)行通信； 上下文信息處理模塊，負(fù)責(zé)對(duì)從采集器通信模塊接收到的上下文信息進(jìn)行處理， 設(shè)有沖突檢測(cè)、上下文信息本體實(shí)例化和上下文信息推理三個(gè)單元； 管理模塊，負(fù)責(zé)管理知識(shí)信息庫(kù)、接受上下文信息處理模塊和上下文應(yīng)用處理模 塊的調(diào)用，并對(duì)知識(shí)信息庫(kù)進(jìn)行同步控制，達(dá)到共享知識(shí)庫(kù)的目的；設(shè)有知識(shí)信息更新單 元、知識(shí)信息存取單元和文件訪問同步單元； 知識(shí)信息庫(kù)，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)和維護(hù)該平臺(tái)的所有知識(shí)信息，設(shè)有本體庫(kù)、本體實(shí)例庫(kù)、 規(guī)則庫(kù)和訂閱信息庫(kù)，使用Jena語(yǔ)言操作知識(shí)信息庫(kù)，使用數(shù)據(jù)庫(kù)Mysql或文件存儲(chǔ)知識(shí)信息庫(kù)；其中的本體庫(kù)存儲(chǔ)有對(duì)各種上下文信息模型的描述，本體實(shí)例庫(kù)存儲(chǔ)有經(jīng)過沖突 檢測(cè)的上下文信息和推理得到的上下文信息，規(guī)則庫(kù)存儲(chǔ)有上層應(yīng)用自定義的特定推理規(guī) 則，訂閱信息庫(kù)存儲(chǔ)有上層應(yīng)用使用該平臺(tái)提供服務(wù)的信息；并用兩種方式分類存儲(chǔ)信息 一種是永久的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)方式，用于存儲(chǔ)本體庫(kù)和本體歷史實(shí)例的變化頻率不大或基本不 變的信息；另一種是在本地內(nèi)存創(chuàng)建本體文件進(jìn)行存儲(chǔ)，用于存儲(chǔ)頻繁使用的、包括訂閱信 息庫(kù)、規(guī)則庫(kù)、本體最新實(shí)例數(shù)據(jù)的知識(shí)信息；采用上述存儲(chǔ)方式能明顯提供系統(tǒng)運(yùn)行效 率，滿足知識(shí)信息種類繁多、存儲(chǔ)復(fù)雜的特點(diǎn)； 上下文應(yīng)用處理模，負(fù)責(zé)響應(yīng)上下文應(yīng)用的請(qǐng)求，設(shè)有上下文信息查詢、上下文信 息訂閱、上下文信息通知和上下文信息推理規(guī)則制定的四個(gè)單元； 上下文應(yīng)用通信模塊，用作該平臺(tái)對(duì)上下文應(yīng)用提供服務(wù)的入口，該模塊相當(dāng)于 一個(gè)消息分發(fā)器，負(fù)責(zé)接受上下文應(yīng)用的請(qǐng)求，并把不同的應(yīng)用信息轉(zhuǎn)發(fā)給不同的上下文 應(yīng)用。 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供了一種基于上下文感知應(yīng)用平臺(tái)的上下文信息 處理方法，其特征在于將上下文信息的處理劃分為自上而下和自下而上的兩個(gè)相互獨(dú)立 的處理過程，上下文感知應(yīng)用的開發(fā)人員藉由該上下文感知應(yīng)用平臺(tái)采用包括查詢、訂閱、 制定規(guī)則的方法，為開發(fā)上下文應(yīng)用提供服務(wù)支持；對(duì)于底層各種物理、邏輯傳感器、軟件 傳感器，上下文感知應(yīng)用平臺(tái)通過Java智能體開發(fā)平臺(tái)JADE (Java Agent Development Framework)，收集分布式傳感器所采集的上下文信息后，對(duì)這些上下文信息進(jìn)行集中處理； 該上下文感知平應(yīng)用臺(tái)通過同步控制使得自上而下和自下而上的兩種處理流程相互透明、 互不影響； 所述上下文信息自下而上的處理流程是通過物理傳感器、軟件傳感器、邏輯傳感 器以及用戶信息代理來(lái)獲得原始環(huán)境、設(shè)備和用戶上下文，并經(jīng)過初步的抽象和處理得到 低級(jí)的上下文信息；再通過本體化單元，將上下文信息表示成具有語(yǔ)義的本體實(shí)例模型； 然后通過沖突檢測(cè)單元，消除有噪聲的上下文信息；利用包括使用描述邏輯的本體推理和 基于用戶自定義規(guī)則推理的Ontology的推理機(jī)制得到高級(jí)的上下文信息，通過上下文知 識(shí)信息庫(kù)更新、存儲(chǔ)和管理上下文； 所述上下文信息自上而下的處理流程是為上下文感知應(yīng)用的開發(fā)提供服務(wù)，支 持上下文應(yīng)用的查詢、訂閱、通知上下文信息以及自定義推理規(guī)則，該應(yīng)用平臺(tái)為上下文感 知應(yīng)用開發(fā)者提供應(yīng)用接口，應(yīng)用開發(fā)者通過該接口查詢、訂閱包括低級(jí)上下文和高級(jí)上 下文的上下文信息；開發(fā)者還能通過該接口自定義推理規(guī)則，滿足為不同的應(yīng)用提供個(gè)性 化服務(wù)；上下文感知應(yīng)用平臺(tái)通過接口將通知信息返回給上層應(yīng)用。 本發(fā)明創(chuàng)造性的核心是提供一種通用的上下文感知應(yīng)用平臺(tái)，并在該應(yīng)用平臺(tái)基
礎(chǔ)上，通過協(xié)調(diào)控制自上而下和自下而上的兩種不同的上下文信息處理流程，達(dá)到知識(shí)的
共享；并使用本體描述上下文信息，達(dá)到了普適計(jì)算領(lǐng)域內(nèi)知識(shí)信息的共享。 本發(fā)明提出的感知應(yīng)用平臺(tái)是基于中間件思想。對(duì)于上下文感知應(yīng)用來(lái)說，屏蔽
了具體的上下文異構(gòu)性；對(duì)于各類采集信息的傳感器來(lái)說，屏蔽了具體的上下文應(yīng)用開發(fā)，
從而簡(jiǎn)化上下文信息的處理過程。此外，本發(fā)明的另一創(chuàng)新之處是提出了兩種相互獨(dú)立而
又相互協(xié)調(diào)的上下文信息處理流程，它們彼此透明，通過同步控制機(jī)制，共享知識(shí)信息。并
且這兩種處理流程都是基于本發(fā)明的上下文感知應(yīng)用平臺(tái)，涵蓋了上下文信息處理的各個(gè)流程。
圖1是本發(fā)明基于本體的上下文感知應(yīng)用平臺(tái)的結(jié)構(gòu)組成示意圖。
圖2是本發(fā)明基于上下文感知應(yīng)用平臺(tái)的上下文信息處理方法中對(duì)于自下而上
的上下文信息進(jìn)行處理的流程圖。 圖3是本發(fā)明中的上下文信息通知流程圖。 圖4是本發(fā)明基于上下文感知應(yīng)用平臺(tái)的上下文信息處理方法中對(duì)于自上而下
的上下文信息進(jìn)行處理的流程圖。 圖5是本發(fā)明中的上下文信息推理流程圖。 圖6是本發(fā)明中的同步文件控制的流程圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步 的詳細(xì)描述。 參見圖l，介紹本發(fā)明基于本體的上下文感知應(yīng)用平臺(tái)的組成結(jié)構(gòu)，該平臺(tái)設(shè)有下 述軟件功能模塊 采集器通信模塊，負(fù)責(zé)該上下文感知應(yīng)用平臺(tái)與底層傳感器之間的通信，該采 集器通信模塊是使用一種遵循代理系統(tǒng)的開放標(biāo)準(zhǔn)FIPA(Foundation forlntelligent Physical Agents)的相關(guān)規(guī)定、實(shí)現(xiàn)代理系統(tǒng)的JADE軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的，該采集器通信模塊 中的各個(gè)代理agent之間使用Agent通信語(yǔ)言ACL (AgentCommunication Language)進(jìn)行 通信； 上下文信息處理模塊，負(fù)責(zé)對(duì)從采集器通信模塊101接收到的上下文信息進(jìn)行處 理，設(shè)有沖突檢測(cè)、上下文信息本體實(shí)例化和上下文信息推理三個(gè)單元；這三個(gè)單元的功能 分別是 上下文信息本體實(shí)例化單元，負(fù)責(zé)完成創(chuàng)建本體實(shí)例的功能，用于接受上下文信 息處理模塊的調(diào)用，解析接收到的包括位置上下文、終端上下文、網(wǎng)絡(luò)上下文、環(huán)境上下文 的各種信息后，依據(jù)知識(shí)信息庫(kù)中的相應(yīng)本體模型創(chuàng)建本體實(shí)例模型； 沖突檢測(cè)單元，負(fù)責(zé)對(duì)上下文信息進(jìn)行各種數(shù)據(jù)沖突的檢測(cè)(如用戶位置沖突，
一個(gè)人同一時(shí)間不可能在不同的兩個(gè)地方等)，并根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)沖突數(shù)據(jù)進(jìn)行處
理，或者直接丟棄該次的沖突數(shù)據(jù)，或者依據(jù)用戶的歷史信息得到一致性的數(shù)據(jù)； 上下文信息推理單元，負(fù)責(zé)利用平臺(tái)中知識(shí)信息庫(kù)中存儲(chǔ)的上下文知識(shí)信息進(jìn)行
交互性推理，并分別使用Jena規(guī)則推理系統(tǒng)加載內(nèi)建推理規(guī)則和自定義的推理規(guī)則進(jìn)行
推理，前者用于解決上下文信息的不一致性和隱含的上下文信息，后者根據(jù)多個(gè)上下文信
息，推導(dǎo)或演繹更加抽象、高層的上下文信息，以便提供對(duì)上下文應(yīng)用更加有用的上下文信
息；例如，利用存儲(chǔ)的上下文知識(shí)信息進(jìn)行交互性推理。使用Jena規(guī)則推理系統(tǒng)進(jìn)行本體
內(nèi)建規(guī)則的推理，對(duì)于領(lǐng)域規(guī)則，則使用一些通用的規(guī)則推理系統(tǒng)進(jìn)行推理。 管理模塊，負(fù)責(zé)管理知識(shí)信息庫(kù)、接受上下文信息處理模塊和上下文應(yīng)用處理模
塊的調(diào)用，并對(duì)知識(shí)信息庫(kù)進(jìn)行同步控制，實(shí)現(xiàn)共享知識(shí)庫(kù)的目的；其主要操作包括對(duì)本體
9實(shí)例模型、知識(shí)信息、自定義規(guī)則和上層應(yīng)用訂閱信息的存儲(chǔ)、更新、查詢、添加、刪除等；設(shè) 有知識(shí)信息更新、知識(shí)信息存取和文件訪問同步三個(gè)單元；這三個(gè)單元執(zhí)行的管理操作功 能分別是 知識(shí)信息更新單元，負(fù)責(zé)更新本體實(shí)例庫(kù)數(shù)據(jù)依據(jù)上下文應(yīng)用更新自定義規(guī)則 的請(qǐng)求信息將新規(guī)則添加到規(guī)則庫(kù)，或刪除規(guī)則庫(kù)中的規(guī)則；依據(jù)上下文應(yīng)用更新訂閱的 請(qǐng)求信息，在訂閱信息庫(kù)添加訂閱信息或刪除訂閱信息； 知識(shí)信息存取單元，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)通用領(lǐng)域本體庫(kù)，創(chuàng)建特定領(lǐng)域內(nèi)的本體模型；查詢 和存儲(chǔ)本體實(shí)例數(shù)據(jù)到本體實(shí)例庫(kù)；查詢和存儲(chǔ)規(guī)則庫(kù)中的規(guī)則信息；查詢和存儲(chǔ)訂閱信 息庫(kù)中的上層應(yīng)用訂閱信息； 文件訪問同步單元，負(fù)責(zé)該應(yīng)用平臺(tái)中自上而下和自下而上處理方法時(shí)，同步控 制知識(shí)信息庫(kù)中信息。 知識(shí)信息庫(kù)，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)和維護(hù)該應(yīng)用平臺(tái)的所有知識(shí)信息，設(shè)有本體庫(kù)、本體實(shí)例 庫(kù)、規(guī)則庫(kù)和訂閱信息庫(kù)，使用Jena語(yǔ)言操作知識(shí)信息庫(kù)，使用數(shù)據(jù)庫(kù)Mysql或文件存儲(chǔ)知 識(shí)信息庫(kù)；其中的本體庫(kù)存儲(chǔ)有對(duì)各種上下文信息模型的描述，本體實(shí)例庫(kù)存儲(chǔ)有經(jīng)過沖 突檢測(cè)的上下文信息和推理得到的上下文信息，規(guī)則庫(kù)存儲(chǔ)有上層應(yīng)用自定義的特定推理 規(guī)則，訂閱信息庫(kù)存儲(chǔ)有上層應(yīng)用使用該平臺(tái)提供服務(wù)的信息；并用兩種方式分類存儲(chǔ)信 息一種是永久的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)方式，主要用于存儲(chǔ)本體庫(kù)和本體歷史實(shí)例的變化頻率不大 或基本不變的信息；另一種是在本地內(nèi)存創(chuàng)建本體文件進(jìn)行存儲(chǔ)，用于存儲(chǔ)頻繁使用的知
識(shí)信息，例如訂閱信息、規(guī)則庫(kù)、最新本體實(shí)例數(shù)據(jù)等；采用上述分類存儲(chǔ)方式能明顯提供 系統(tǒng)運(yùn)行效率，滿足知識(shí)信息種類繁多、存儲(chǔ)復(fù)雜的特點(diǎn)； 上下文應(yīng)用處理模，負(fù)責(zé)響應(yīng)上下文應(yīng)用的請(qǐng)求，設(shè)有上下文信息查詢、上下文信 息訂閱、上下文信息推理規(guī)則制定和上下文信息通知的四個(gè)單元；這四個(gè)單元的功能分別 是 上下文信息查詢單元，負(fù)責(zé)處理上下文應(yīng)用查詢上下文信息請(qǐng)求，查詢語(yǔ)句使用 SPARQL(Simple Protocol and RDF Query Language)語(yǔ)言進(jìn)行描述，該SPARQL語(yǔ)言是為 統(tǒng)一資源描述框架RDF (Resource Description Framework)開發(fā)的一種為W3C所開發(fā)的 RDF數(shù)據(jù)模型所定義的查詢語(yǔ)言和數(shù)據(jù)獲取協(xié)議，也能夠用于任何采用RDF來(lái)表示的信息 資源。 上下文信息訂閱單元，負(fù)責(zé)完成對(duì)上下文應(yīng)用的訂閱上下文信息的請(qǐng)求處理，調(diào) 用管理模塊中的訂閱信息存取單元和更新單元，存儲(chǔ)、更新訂閱信息，以便平臺(tái)及時(shí)地向上 下文應(yīng)用通知最新的上下文信息；通過該單元，上下文應(yīng)用完成對(duì)訂閱信息的查詢、增刪的 修改操作。 上下文信息推理規(guī)則制定單元，負(fù)責(zé)處理上下文應(yīng)用制定的推理規(guī)則，包括對(duì)推 理規(guī)則的查詢、增刪的修改操作，以供上下文信息處理模塊中的推理單元根據(jù)這些推理規(guī) 則執(zhí)行推理。 上下文信息通知單元，負(fù)責(zé)根據(jù)上下文應(yīng)用的訂閱信息，及時(shí)地向應(yīng)用通知所訂 閱的上下文信息。 上下文應(yīng)用通信模塊，是該平臺(tái)對(duì)上下文應(yīng)用提供服務(wù)的入口，該模塊相當(dāng)于一 個(gè)消息分發(fā)器，負(fù)責(zé)接受上下文應(yīng)用的請(qǐng)求，并把不同的應(yīng)用信息轉(zhuǎn)發(fā)給不同的上下文應(yīng)
10用。 本發(fā)明還提供了一種基于上下文感知應(yīng)用平臺(tái)的上下文信息處理方法將上下文 信息的處理劃分為自上而下和自下而上的兩個(gè)相互獨(dú)立的處理過程，對(duì)于上下文感知應(yīng)用 的開發(fā)人員，藉由該上下文感知應(yīng)用平臺(tái)采用包括查詢、訂閱、制定規(guī)則等的方法，為開發(fā) 上下文應(yīng)用提供服務(wù)支持；對(duì)于底層各種物理、邏輯傳感器、軟件傳感器，上下文感知應(yīng)用 平臺(tái)通過Java智能體開發(fā)平臺(tái)JADE (Java Agent Development Framework)，收集分布式傳 感器所采集的上下文信息后，對(duì)這些上下文信息進(jìn)行集中處理；該上下文感知平應(yīng)用平臺(tái) 通過同步控制使得自上而下和自下而上的兩種處理流程相互透明、互不影響。
本發(fā)明對(duì)上下文信息執(zhí)行自下而上的處理流程是通過物理傳感器、軟件傳感器、 邏輯傳感器以及用戶信息代理來(lái)獲得原始環(huán)境、設(shè)備和用戶上下文，并經(jīng)過初步的抽象和 處理得到低級(jí)的上下文信息；通過本體實(shí)例化單元，將上下文信息表示成具有語(yǔ)義的本體 實(shí)例模型；然后通過沖突檢測(cè)單元，消除有噪聲的上下文信息；利用包括使用描述邏輯的 本體推理和基于用戶自定義規(guī)則推理的Ontology的推理機(jī)制得到高級(jí)的上下文信息，通 過上下文知識(shí)信息庫(kù)更新、存儲(chǔ)和管理上下文。 本發(fā)明對(duì)上下文信息執(zhí)行自上而下的處理流程是為上下文感知應(yīng)用的開發(fā)提供
服務(wù)，支持上下文應(yīng)用的查詢、訂閱、通知上下文信息以及自定義推理規(guī)則，該應(yīng)用平臺(tái)為
上下文感知應(yīng)用開發(fā)者提供應(yīng)用接口，應(yīng)用開發(fā)者通過該接口查詢、訂閱包括低級(jí)上下文
和高級(jí)上下文的上下文信息；開發(fā)者還能通過該接口自定義推理規(guī)則，滿足為不同的應(yīng)用
提供個(gè)性化服務(wù)；上下文感知應(yīng)用平臺(tái)通過接口將通知信息返回給上層應(yīng)用。 參見圖2，介紹自上而下的上下文信息處理流程的各個(gè)操作步驟 步驟1、上下文應(yīng)用通過上下文應(yīng)用通信模塊，向上下文處理平臺(tái)發(fā)送應(yīng)用請(qǐng)求。
上下文應(yīng)用通信模塊作為該應(yīng)用平臺(tái)的消息分發(fā)器負(fù)責(zé)接收不同的應(yīng)用請(qǐng)求消息，轉(zhuǎn)發(fā)到
應(yīng)用平臺(tái)進(jìn)行處理；且在該應(yīng)用平臺(tái)處理完請(qǐng)求后，通過該上下文應(yīng)用通信模塊將處理結(jié)
果返回給各個(gè)應(yīng)用。 步驟2、上下文信息處理模塊接收該應(yīng)用請(qǐng)求并判斷該應(yīng)用請(qǐng)求的類型，調(diào)用相應(yīng) 的單元進(jìn)行下述處理 如果是用戶查詢請(qǐng)求，則交給上下文信息查詢單元；上下文信息查詢單元調(diào)用管 理模塊中的知識(shí)信息存取單元，執(zhí)行查詢引擎，查詢本體實(shí)例信息，并返回給上下文應(yīng)用；
如果是用戶訂閱請(qǐng)求，則交給上下文信息訂閱單元；上下文信息訂閱單元依據(jù)不 同的操作類型，調(diào)用管理模塊的相應(yīng)單元若為更新操作，調(diào)用知識(shí)信息更新單元，更新訂 閱信息庫(kù)；若為存取操作，調(diào)用知識(shí)信息存取單元，存儲(chǔ)訂閱信息； 如果是用戶制定推理規(guī)則的請(qǐng)求，則交給上下文信息推理規(guī)則單元；上下文信息
推理規(guī)則單元依據(jù)不同的操作類型，調(diào)用管理模塊的相應(yīng)單元若為更新操作，調(diào)用知識(shí)信
息更新單元，更新規(guī)則庫(kù)；若為存取操作，調(diào)用知識(shí)信息存取單元，存儲(chǔ)該規(guī)則； 在管理模塊的知識(shí)信息更新單元執(zhí)行信息更新操作時(shí)，上下文應(yīng)用處理模塊中的
上下文信息通知單元執(zhí)行下述操作內(nèi)容(參見圖3): (1)上下文信息通知單元調(diào)用知識(shí)信息存取單元，讀取此次處理相關(guān)的本體實(shí)例 文件，本體實(shí)例歷史文件和本體實(shí)例對(duì)應(yīng)的訂閱文件，創(chuàng)建隊(duì)列，存儲(chǔ)上下文應(yīng)用的訂閱信 息；
(2)判斷隊(duì)列是否為空，如果為空，則通知上下文應(yīng)用處理模塊的處理結(jié)束；如果 不為空，則從隊(duì)列中取出一個(gè)應(yīng)用，并針對(duì)該應(yīng)用進(jìn)行如下通知處理 (21)調(diào)用知識(shí)信息存取單元，獲得上下文應(yīng)用的訂閱信息，并根據(jù)該訂閱信息，獲 得相應(yīng)的上下文信息； (22)封裝符合上層應(yīng)用訂閱的上下文信息，調(diào)用上下文信息通信單元，將該上下 文信息傳給上層應(yīng)用。
參見圖4，介紹自下而上的上下文信息處理流程的各個(gè)操作步驟 步驟1、采集器通信模塊將物理、邏輯、軟件的各種傳感器采集的包括用戶位置信
息、環(huán)境信息、用戶終端信息、網(wǎng)絡(luò)信息，以及用戶代理信息都上報(bào)給該應(yīng)用平臺(tái)的上下文
信息處理模塊； 步驟2、上下文信息處理模塊接受來(lái)自采集器通信模塊的上下文信息，調(diào)用上下文 本體實(shí)例化單元，根據(jù)對(duì)應(yīng)的本體模型，創(chuàng)建本體實(shí)例模型； 步驟3、上下文信息處理模塊調(diào)用沖突檢測(cè)單元，對(duì)本體實(shí)例數(shù)據(jù)進(jìn)行沖突檢測(cè)； 再利用上下文本體的語(yǔ)義信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)一致性檢查；依據(jù)歷史數(shù)據(jù)，消除帶噪聲的數(shù)據(jù)；
步驟4、上下文信息處理模塊調(diào)用上下文信息推理單元，加載推理機(jī)，執(zhí)行上下文 信息的推理(詳細(xì)的推理過程參見圖5所示)； 步驟5、上下文信息推理單元獲得了新的高層上下文信息，則調(diào)用管理模塊的知識(shí)
信息存取單元，更新本體實(shí)例數(shù)據(jù)；同時(shí)調(diào)用知識(shí)信息存取單元，查詢訂閱信息庫(kù)，判斷本
次更新知識(shí)庫(kù)操作是否關(guān)聯(lián)到某些上下文應(yīng)用的訂閱信息；如果沒有相應(yīng)的訂閱信息，則
本次處理上下文信息流程結(jié)束；如果有訂閱信息，則調(diào)用上下文信息通知單元，向訂閱該本
體實(shí)例部分信息的上下文應(yīng)用通知最新的上下文信息。 參見圖5，介紹上述步驟4中的上下文信息的推理流程操作內(nèi)容 (1)上下文信息處理模塊調(diào)用上下文信息推理單元，處理采集器上報(bào)的上下文信息。 (2)先根據(jù)Jena自帶的推理規(guī)則，推理隱含出的上下文信息；例如采集器上報(bào)用 戶A在會(huì)議室506，建筑物本體實(shí)例模型中定義了會(huì)議室506是在教學(xué)樓三號(hào)樓中，則隱含 的上下文信息就是用戶A在教學(xué)樓三號(hào)樓。 (3)調(diào)用知識(shí)信息存取單元讀取上層應(yīng)用定義的推理規(guī)則，判斷是否可以執(zhí)行推 理；如果不能，則本次沒有推理操作，結(jié)束該操作；如果達(dá)到推理要求，則根據(jù)推理規(guī)則，調(diào) 用知識(shí)信息存取單元，獲取推理相關(guān)的本體模型和本體實(shí)例數(shù)據(jù)，并加載到Jena的通用規(guī) 則推理機(jī)，執(zhí)行推理，得到推理結(jié)果。 步驟4，由推理模塊處得到高層上下文信息，調(diào)用本體信息存取模塊，更新本體實(shí) 例數(shù)據(jù)；同時(shí)調(diào)用訂閱信息存取模塊，查詢訂閱信息庫(kù)，判斷本次更新知識(shí)庫(kù)操作是否關(guān)聯(lián) 到某些上下文應(yīng)用的訂閱信息。 (4)由上下文信息推理單元得到高層上下文信息，調(diào)用知識(shí)信息存取單元，更新本 體實(shí)例數(shù)據(jù)；同時(shí)調(diào)用知識(shí)信息存取單元，查詢訂閱信息庫(kù)，判斷本次更新知識(shí)庫(kù)操作是否 關(guān)聯(lián)到某些上下文應(yīng)用的訂閱信息； (5)如果沒有相應(yīng)的訂閱信息，則本次處理上下文信息流程結(jié)束；如果有，則調(diào)用 上下文信息通知單元，向訂閱該本體實(shí)例部分信息的上下文應(yīng)用通知最新的上下文信息。
12
本發(fā)明知識(shí)信息庫(kù)104的信息存儲(chǔ)方式有兩種數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)和文件存儲(chǔ)；其中對(duì) 于數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的領(lǐng)域知識(shí)的讀寫操作，是采用數(shù)據(jù)庫(kù)本身的并發(fā)同步控制機(jī)制；而對(duì)于文 件存儲(chǔ)中的各個(gè)文件訪問的同步，是由管理模塊中的文件訪問同步單元執(zhí)行的同步控制機(jī) 制。
文件同步訪問單元處理流程如下 文件的訪問同步是由圖1中的管理模塊控制的，應(yīng)用平臺(tái)中的各個(gè)模塊對(duì)文件的 讀寫操作也是通過管理模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 參見圖6，介紹本發(fā)明應(yīng)用平臺(tái)各個(gè)模塊訪問文件的具體過程如下 (A)該應(yīng)用平臺(tái)的各個(gè)模塊需要對(duì)知識(shí)信息庫(kù)中的相關(guān)文件進(jìn)行讀寫操作時(shí)，分
別調(diào)用管理模塊中的知識(shí)信息更新單元或知識(shí)信息存取單元，實(shí)現(xiàn)對(duì)文件的操作。
(B)知識(shí)信息更新單元或知識(shí)信息存取單元向文件訪問同步單元請(qǐng)求對(duì)文件的訪
問權(quán)分為讀取權(quán)和修改權(quán)兩種；同步控制的基本原則是多個(gè)線程可以同時(shí)具有讀取權(quán)，
但在某個(gè)時(shí)刻只能有一個(gè)線程具有修改權(quán)，此時(shí)的其他線程既不能獲得讀取權(quán)，也不能獲
得修改權(quán)。
(C)當(dāng)目標(biāo)文件當(dāng)前沒有被任何線程修改時(shí)，當(dāng)前線程就能夠獲得文件的讀取權(quán) 或文件的修改權(quán)；如果當(dāng)前線程獲得相關(guān)文件的訪問權(quán)，則管理模塊相關(guān)單元對(duì)相應(yīng)文件 進(jìn)行相關(guān)讀寫操作；否則，經(jīng)過設(shè)定的延時(shí)后，繼續(xù)請(qǐng)求文件的訪問權(quán)。
(D)管理模塊的相關(guān)單元通過文件訪問同步單元釋放對(duì)相關(guān)文件的訪問權(quán)。
本發(fā)明已經(jīng)進(jìn)行了實(shí)施試驗(yàn)，試驗(yàn)的結(jié)果是成功的，實(shí)現(xiàn)了發(fā)明目的。
權(quán)利要求
一種基于本體的上下文感知應(yīng)用平臺(tái)，其特征在于該平臺(tái)設(shè)有下述軟件功能模塊采集器通信模塊，負(fù)責(zé)該上下文感知應(yīng)用平臺(tái)與底層傳感器之間的通信，該采集器通信模塊是使用一種遵循代理系統(tǒng)的開放標(biāo)準(zhǔn)FIPA的相關(guān)規(guī)定、實(shí)現(xiàn)代理系統(tǒng)的JADE軟件架構(gòu)，該采集器通信模塊中的各個(gè)代理agent之間使用Agent通信語(yǔ)言ACL進(jìn)行通信；上下文信息處理模塊，負(fù)責(zé)對(duì)從采集器通信模塊接收到的上下文信息進(jìn)行處理，設(shè)有沖突檢測(cè)、上下文信息本體實(shí)例化和上下文信息推理三個(gè)單元；管理模塊，負(fù)責(zé)管理知識(shí)信息庫(kù)、接受上下文信息處理模塊和上下文應(yīng)用處理模塊的調(diào)用，并對(duì)知識(shí)信息庫(kù)進(jìn)行同步控制，達(dá)到共享知識(shí)庫(kù)的目的；設(shè)有知識(shí)信息更新單元、知識(shí)信息存取單元和文件訪問同步單元；知識(shí)信息庫(kù)，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)和維護(hù)該平臺(tái)的所有知識(shí)信息，設(shè)有本體庫(kù)、本體實(shí)例庫(kù)、規(guī)則庫(kù)和訂閱信息庫(kù)，使用Jena語(yǔ)言操作知識(shí)信息庫(kù)，使用數(shù)據(jù)庫(kù)Mysql或文件存儲(chǔ)知識(shí)信息庫(kù)；其中的本體庫(kù)存儲(chǔ)有對(duì)各種上下文信息模型的描述，本體實(shí)例庫(kù)存儲(chǔ)有經(jīng)過沖突檢測(cè)的上下文信息和推理得到的上下文信息，規(guī)則庫(kù)存儲(chǔ)有上層應(yīng)用自定義的特定推理規(guī)則，訂閱信息庫(kù)存儲(chǔ)有上層應(yīng)用使用該平臺(tái)提供服務(wù)的信息；并用兩種方式分類存儲(chǔ)信息一種是永久的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)方式，用于存儲(chǔ)本體庫(kù)和本體歷史實(shí)例的變化頻率不大或基本不變的信息；另一種是在本地內(nèi)存創(chuàng)建本體文件進(jìn)行存儲(chǔ)，用于存儲(chǔ)頻繁使用的、包括訂閱信息庫(kù)、規(guī)則庫(kù)、本體最新實(shí)例數(shù)據(jù)的知識(shí)信息；采用上述存儲(chǔ)方式能明顯提供系統(tǒng)運(yùn)行效率，滿足知識(shí)信息種類繁多、存儲(chǔ)復(fù)雜的特點(diǎn)；上下文應(yīng)用處理模，負(fù)責(zé)響應(yīng)上下文應(yīng)用的請(qǐng)求，設(shè)有上下文信息查詢、上下文信息訂閱、上下文信息通知和上下文信息推理規(guī)則制定的四個(gè)單元；上下文應(yīng)用通信模塊，用作該平臺(tái)對(duì)上下文應(yīng)用提供服務(wù)的入口，該模塊相當(dāng)于一個(gè)消息分發(fā)器，負(fù)責(zé)接受上下文應(yīng)用的請(qǐng)求，并把不同的應(yīng)用信息轉(zhuǎn)發(fā)給不同的上下文應(yīng)用。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的上下文感知應(yīng)用平臺(tái)，其特征在于所述上下文信息處理模 塊中的三個(gè)單元的功能分別是上下文信息本體實(shí)例化單元，負(fù)責(zé)完成創(chuàng)建本體實(shí)例的功能，用于接受上下文信息處 理模塊的調(diào)用，解析接收到的包括位置上下文、終端上下文、網(wǎng)絡(luò)上下文、環(huán)境上下文的各 種信息后，依據(jù)知識(shí)信息庫(kù)中的相應(yīng)本體模型創(chuàng)建本體實(shí)例模型；沖突檢測(cè)單元，負(fù)責(zé)對(duì)上下文信息進(jìn)行各種數(shù)據(jù)沖突的檢測(cè)，并根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景 對(duì)沖突數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，或者直接丟棄該次的沖突數(shù)據(jù)，或者依據(jù)用戶的歷史信息得到一致 性的數(shù)據(jù)；上下文信息推理單元，負(fù)責(zé)利用平臺(tái)中知識(shí)信息庫(kù)中存儲(chǔ)的內(nèi)容進(jìn)行交互性推理，并 分別使用Jena規(guī)則推理系統(tǒng)加載內(nèi)建推理規(guī)則和自定義的推理規(guī)則進(jìn)行推理，前者用于 解決上下文信息的不一致性和隱含的上下文信息，后者根據(jù)多個(gè)上下文信息，推導(dǎo)或演繹 更加抽象、高層的上下文信息，以便提供對(duì)上下文應(yīng)用更加有用的上下文信息。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的上下文感知應(yīng)用平臺(tái)，其特征在于所述管理模塊中的三個(gè) 單元執(zhí)行的管理操作功能分別是知識(shí)信息更新單元，負(fù)責(zé)更新本體實(shí)例庫(kù)數(shù)據(jù)依據(jù)上下文應(yīng)用更新自定義規(guī)則的請(qǐng) 求信息將新規(guī)則添加到規(guī)則庫(kù)，或刪除規(guī)則庫(kù)中的規(guī)則；依據(jù)上下文應(yīng)用更新訂閱的請(qǐng)求信息，在訂閱信息庫(kù)添加訂閱信息或刪除訂閱信息；知識(shí)信息存取單元，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)通用領(lǐng)域本體庫(kù)，創(chuàng)建特定領(lǐng)域內(nèi)的本體模型；查詢和存 儲(chǔ)本體實(shí)例數(shù)據(jù)到本體實(shí)例庫(kù)；查詢和存儲(chǔ)規(guī)則庫(kù)中的規(guī)則信息；查詢和存儲(chǔ)訂閱信息庫(kù) 中的上層應(yīng)用訂閱信息；文件訪問同步單元，負(fù)責(zé)該應(yīng)用平臺(tái)中自上而下和自下而上處理方法時(shí)，同步控制知 識(shí)信息庫(kù)中信息。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的上下文感知應(yīng)用平臺(tái)，其特征在于所述上下文應(yīng)用處理模 塊中的四個(gè)單元功能分別是上下文信息查詢單元，負(fù)責(zé)處理上下文應(yīng)用查詢上下文信息請(qǐng)求，查詢語(yǔ)句使用 SPARQL語(yǔ)言進(jìn)行描述，該SPARQL語(yǔ)言是為統(tǒng)一資源描述框架RDF開發(fā)的一種為W3C所開發(fā) 的RDF數(shù)據(jù)模型所定義的查詢語(yǔ)言和數(shù)據(jù)獲取協(xié)議，也能夠用于任何采用RDF來(lái)表示的信 息資源；上下文信息訂閱單元，負(fù)責(zé)完成對(duì)上下文應(yīng)用的訂閱上下文信息的請(qǐng)求處理，調(diào)用管 理模塊中的訂閱信息存取單元和更新單元，存儲(chǔ)、更新訂閱信息，以便平臺(tái)及時(shí)地向上下文 應(yīng)用通知最新的上下文信息；通過該單元，上下文應(yīng)用完成對(duì)訂閱信息的查詢、增刪的修改 操作；上下文信息通知單元，負(fù)責(zé)根據(jù)上下文應(yīng)用的訂閱信息，及時(shí)地向應(yīng)用通知所訂閱的 上下文信息；上下文信息推理規(guī)則制定單元，負(fù)責(zé)處理上下文應(yīng)用制定的推理規(guī)則，包括對(duì)推理規(guī) 則的查詢、增刪的修改操作，以供上下文信息處理模塊中的推理單元根據(jù)這些推理規(guī)則執(zhí) 行推理。
5. —種基于上下文感知應(yīng)用平臺(tái)的上下文信息處理方法，其特征在于將上下文信息 的處理劃分為自上而下和自下而上的兩個(gè)相互獨(dú)立的處理過程，上下文感知應(yīng)用的開發(fā)人 員藉由該上下文感知應(yīng)用平臺(tái)采用包括查詢、訂閱、制定規(guī)則的方法，為開發(fā)上下文應(yīng)用提 供服務(wù)支持；對(duì)于底層各種物理、邏輯傳感器、軟件傳感器，上下文感知應(yīng)用平臺(tái)通過Java 智能體開發(fā)平臺(tái)JADE，收集分布式傳感器所采集的上下文信息后，對(duì)這些上下文信息進(jìn)行 集中處理；該上下文感知平應(yīng)用臺(tái)通過同步控制使得自上而下和自下而上的兩種處理流程 相互透明、互不影響；所述上下文信息自下而上的處理流程是通過物理傳感器、軟件傳感器、邏輯傳感器以 及用戶信息代理來(lái)獲得原始環(huán)境、設(shè)備和用戶上下文，并經(jīng)過初步的抽象和處理得到低級(jí) 的上下文信息；再通過本體化實(shí)例化單元，將上下文信息表示成具有語(yǔ)義的本體實(shí)例模型； 然后通過沖突檢測(cè)單元，消除有噪聲的上下文信息；利用包括使用描述邏輯的本體推理和 基于用戶自定義規(guī)則推理的Ontology的推理機(jī)制得到高級(jí)的上下文信息，通過上下文知 識(shí)信息庫(kù)更新、存儲(chǔ)和管理上下文；所述上下文信息自上而下的處理流程是為上下文感知應(yīng)用的開發(fā)提供服務(wù)，支持上 下文應(yīng)用的查詢、訂閱、通知上下文信息以及自定義推理規(guī)則，該應(yīng)用平臺(tái)為上下文感知應(yīng) 用開發(fā)者提供應(yīng)用接口，應(yīng)用開發(fā)者通過該接口查詢、訂閱包括低級(jí)上下文和高級(jí)上下文 的上下文信息；開發(fā)者還能通過該接口自定義推理規(guī)則，滿足為不同的應(yīng)用提供個(gè)性化服 務(wù)；上下文感知應(yīng)用平臺(tái)通過接口將通知信息返回給上層應(yīng)用。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述上下文信息自上而下的處理流程包括下列操作步驟(1) 上下文應(yīng)用通過上下文應(yīng)用通信模塊，向上下文處理平臺(tái)發(fā)送應(yīng)用請(qǐng)求；(2) 上下文信息處理模塊接收該應(yīng)用請(qǐng)求并判斷該應(yīng)用請(qǐng)求的類型，調(diào)用相應(yīng)的單元進(jìn)行下述處理如果是用戶查詢請(qǐng)求，則交給上下文信息查詢單元；上下文信息查詢單元調(diào)用管理模塊中的知識(shí)信息存取單元，執(zhí)行查詢引擎，查詢本體實(shí)例信息，并返回給上下文應(yīng)用；如果是用戶訂閱請(qǐng)求，則交給上下文信息訂閱單元；上下文信息訂閱單元依據(jù)不同的操作類型，調(diào)用管理模塊的相應(yīng)單元若為更新操作，調(diào)用知識(shí)信息更新單元，更新訂閱信息庫(kù)；若為存取操作，調(diào)用知識(shí)信息存取單元，存儲(chǔ)訂閱信息；如果是用戶制定推理規(guī)則的請(qǐng)求，則交給上下文信息推理規(guī)則單元；上下文信息推理規(guī)則單元依據(jù)不同的操作類型，調(diào)用管理模塊的相應(yīng)單元若為更新操作，調(diào)用知識(shí)信息更新單元，更新規(guī)則庫(kù)；若為存取操作，調(diào)用知識(shí)信息存取單元，存儲(chǔ)該規(guī)則。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于在管理模塊的知識(shí)信息更新單元執(zhí)行信息更新操作時(shí)，上下文應(yīng)用處理模塊中的上下文信息通知單元執(zhí)行下述操作內(nèi)容(1) 上下文信息通知單元調(diào)用知識(shí)信息存取單元，讀取此次處理相關(guān)的本體實(shí)例文件，本體實(shí)例歷史文件和本體實(shí)例對(duì)應(yīng)的訂閱文件，創(chuàng)建隊(duì)列，存儲(chǔ)上下文應(yīng)用的訂閱信息；(2) 判斷隊(duì)列是否為空，如果為空，則通知上下文應(yīng)用處理模塊的處理結(jié)束；如果不為空，則從隊(duì)列中取出一個(gè)應(yīng)用，并針對(duì)該應(yīng)用進(jìn)行如下通知處理調(diào)用知識(shí)信息存取單元，獲得上下文應(yīng)用的訂閱信息，并根據(jù)該訂閱信息，獲得相應(yīng)的上下文信息；封裝符合上層應(yīng)用訂閱的上下文信息，調(diào)用上下文信息通信單元，將該上下文信息傳給上層應(yīng)用。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述上下文信息自下而上的處理流程包括下列操作步驟(1) 采集器通信模塊將物理、邏輯、軟件的各種傳感器采集的包括用戶位置信息、環(huán)境信息、用戶終端信息、網(wǎng)絡(luò)信息，以及用戶代理信息都上報(bào)給該應(yīng)用平臺(tái)的上下文信息處理模塊；(2) 上下文信息處理模塊接受來(lái)自采集器通信模塊的上下文信息，調(diào)用上下文本體實(shí)例化單元，根據(jù)對(duì)應(yīng)的本體模型，創(chuàng)建本體實(shí)例模型；(3) 上下文信息處理模塊調(diào)用沖突檢測(cè)單元，對(duì)本體實(shí)例數(shù)據(jù)進(jìn)行沖突檢測(cè)；再利用上下文本體的語(yǔ)義信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)一致性檢查；依據(jù)歷史數(shù)據(jù)，消除帶噪聲的數(shù)據(jù)；(4) 上下文信息處理模塊調(diào)用上下文信息推理單元，加載推理機(jī)，執(zhí)行上下文信息的推理；(5) 如果上下文信息推理單元沒有推出新的高層上下文信息，則本次上下文信息處理流程結(jié)束；如果上下文信息推理單元獲得了新的高層上下文信息，則調(diào)用管理模塊的知識(shí)信息存取單元，更新本體實(shí)例數(shù)據(jù)；同時(shí)調(diào)用知識(shí)信息更新單元，查詢訂閱信息庫(kù)，判斷本次更新知識(shí)庫(kù)操作是否關(guān)聯(lián)到某些上下文應(yīng)用的訂閱信息；如果沒有相應(yīng)的訂閱信息，則本次處理上下文信息流程結(jié)束；如果有，則調(diào)用上下文信息通知單元，向訂閱該本體實(shí)例部分信息的上下文應(yīng)用通知最新的上下文信息。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述步驟(4)中，上下文信息的推理操作包括下列內(nèi)容(41) 上下文信息處理模塊調(diào)用上下文信息推理單元，處理采集器上報(bào)的上下文信息；(42) 先根據(jù)Jena自帶的推理規(guī)則，推理隱含出的上下文信息；(43) 調(diào)用知識(shí)信息存取單元讀取上層應(yīng)用定義的推理規(guī)則，判斷是否可以執(zhí)行推理；如果不能，則本次沒有推理操作，結(jié)束該操作；如果達(dá)到推理要求，則根據(jù)推理規(guī)則，調(diào)用知識(shí)信息存取單元，獲取推理相關(guān)的本體模型和本體實(shí)例數(shù)據(jù)，并加載到Jena的通用規(guī)則推理機(jī)，執(zhí)行推理，得到推理結(jié)果；(44) 由上下文信息推理單元得到高層上下文信息，調(diào)用知識(shí)信息存取單元，更新本體實(shí)例數(shù)據(jù)；同時(shí)調(diào)用知識(shí)信息存取單元，查詢訂閱信息庫(kù)，判斷本次更新知識(shí)庫(kù)操作是否關(guān)聯(lián)到某些上下文應(yīng)用的訂閱信息；如果沒有相應(yīng)的訂閱信息，則本次處理上下文信息流程結(jié)束；如果有，則調(diào)用上下文信息通知單元，向訂閱該本體實(shí)例部分信息的上下文應(yīng)用通知最新的上下文信息。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述知識(shí)信息庫(kù)的存儲(chǔ)方式有兩種數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)和文件存儲(chǔ)；其中數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的領(lǐng)域知識(shí)的讀寫操作采用數(shù)據(jù)庫(kù)本身的并發(fā)同步控制機(jī)制；文件存儲(chǔ)中的各個(gè)文件訪問的同步是由管理模塊中的文件訪問同步單元進(jìn)行控制的；該文件同步訪問單元處理流程如下(A) 該應(yīng)用平臺(tái)的知識(shí)信息庫(kù)中的相關(guān)文件進(jìn)行讀寫操作時(shí)，分別調(diào)用管理模塊中的知識(shí)信息更新單元或知識(shí)信息存取單元，實(shí)現(xiàn)對(duì)文件的操作；(B) 知識(shí)信息更新單元或知識(shí)信息存取單元向文件訪問同步單元請(qǐng)求對(duì)文件的訪問權(quán)分為讀文件和寫文件兩種；當(dāng)目標(biāo)文件當(dāng)前沒有被任何線程修改時(shí)，當(dāng)前線程就能夠獲得文件的讀取權(quán)或文件的修改權(quán)；(C) 如果當(dāng)前線程獲得相關(guān)文件的操作權(quán)，則管理模塊相關(guān)單元對(duì)相應(yīng)文件進(jìn)行相關(guān)讀寫操作；否則，經(jīng)過設(shè)定的延時(shí)后，繼續(xù)請(qǐng)求文件的操作權(quán)；(D) 管理模塊的相關(guān)單元通過文件訪問同步單元釋放對(duì)相關(guān)文件的操作權(quán)。
全文摘要
一種基于本體的上下文感知應(yīng)用平臺(tái)及其工作方法，本發(fā)明的創(chuàng)造核心是提供一種通用的獲取上下文信息的處理模型-包括采集器通信模塊、上下文信息處理模塊、管理模塊、知識(shí)信息庫(kù)、上下文應(yīng)用處理模塊和上下文應(yīng)用通信模塊的上下文感知應(yīng)用平臺(tái)；并提供該應(yīng)用平臺(tái)在感知上下文應(yīng)用時(shí)，如何使用上下文信息的處理步驟，即提出了兩種相互獨(dú)立而又相互協(xié)調(diào)的上下文信息處理流程，它們彼此透明，通過同步控制機(jī)制，共享知識(shí)信息。并且兩種處理流程都是基于本發(fā)明的上下文感知應(yīng)用平臺(tái)，涵蓋了上下文信息處理的各個(gè)流程，達(dá)到知識(shí)共享；本發(fā)明使用本體描述上下文信息，達(dá)到了普適計(jì)算領(lǐng)域內(nèi)知識(shí)信息的共享。
文檔編號(hào)G06F17/30GK101694629SQ20091023649
公開日2010年4月14日 申請(qǐng)日期2009年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日
發(fā)明者喬秀全, 李曉峰, 李艷娜 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué);