基于语义的智能家居管理系统关键技术研究

论文摘要

智能家居是指利用电脑、网络和综合布线技术,通过家庭信息管理平台,将家居生活相关的各种子系统有机结合的系统。本文针对“用户-机器-环境”三者之间的关系,提出了一个交互良好的沟通平台架构,本文还对三者之间的关系进行重新定义和分析。论文首先从数据、处理和控制三方面对智能家居进行了需求分析,并针对解决需求的关键技术进行了研究,在此基础上,作者建立了一个三层控制模型,以满足智能家居的控制需求。接着,通过引入“语义层”,来满足智能家居系统在数据和处理两方面的需求,使得家居管理智能化,进而提供了更友好的用户体验。“语义层”包括数据处理和操作模式两部分,在数据处理方面,通过利用本体技术建立语义模型,将系统中所有数据以一种结构化的方式组织起来。在操作模式方面,以语义模型为沟通介质,系统从中读取数据及信息,设定规则进行逻辑推理,对用户语义模糊的输入进行解析,综合各类用户、环境及机器信息进行自动控制,使得家居管理系统成为一个最大化帮助用户的智能代理,可以帮助用户完成数据收集、数据筛选和推理判断。最后,通过对几个典型应用场景的描述和方针,说明了基于语义的智能家居管理系统的可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 背景介绍
• 1.2 本课题的研究意义
• 1.3 论文结构
• 第二章 智能家居管理系统需求分析和关键技术研究
• 2.1 智能家居需求分析
• 2.1.1 数据需求
• 2.1.2 处理需求
• 2.1.3 控制需求
• 2.2 语义技术研究
• 2.2.1 语义技术介绍
• 2.2.2 XML
• 2.2.3 RDF和RDFS
• 2.2.4 本体
• 2.3 智能家居中关键通信技术
• 2.3.1 通信协议
• 2.3.2 家庭网关（Residential Gateway）
• 2.4 本章小结
• 第三章 智能家居语义化解决方案
• 3.1 智能家居控制架构
• 3.1.1 物理层
• 3.1.2 网络层
• 3.1.3 应用层
• 3.2 语义化解决方案
• 3.2.1 工作原理
• 3.2.2 语义层结构模型
• 3.2.3 工作流程
• 3.3 语义层输入与输出
• 3.3.1 系统输入
• 3.3.2 系统输出
• 3.4 数据子系统
• 3.4.1 描述知识库
• 3.4.2 参考知识库
• 3.4.3 规则知识库
• 3.4.4 推理知识库
• 3.5 操作子系统
• 3.5.1 数据采集处理模块
• 3.5.2 知识库读写模块
• 3.5.3 推理模块
• 3.5.4 控制判断模块
• 3.6 本章小结
• 第四章 智能家居语义层的表达及典型情境描述
• 4.1 语义层的表达
• 4.1.1 头文件
• 4.1.2 类的构造
• 4.1.3 数据类型属性的构造
• 4.1.4 对象属性的构造
• 4.1.5 个体的构造
• 4.2 规则的表达
• 4.3 典型应用场景描述
• 4.3.1 电视节目选择应用场景
• 4.3.2 电视节目提醒应用场景
• 4.3.3 用户偏好应用场景
• 4.3.4 环境影响应用场景
• 4.3.5 用户行为应用场景
• 4.4 系统仿真
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结
• 参考书目
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文