一种基于语义融合的智能家居系统技术方案

本发明专利技术涉及智能家居技术领域，具体涉及一种基于语义融合的智能家居系统，其包括：智能家居系统的硬件构成、基于Jena的语义融合模型和感知应用框架；所述智能家居系统的硬件构成包括：家居环境下的个域网、智能家居嵌入式网关和远程移动监控终端。本发明专利技术的基于语义融合的智能家居系统，提出开放式智能家居数据空间语义融合与感知应用体系结构，实现家居空间中环境感知、应用执行、信息存储、媒体共享等海量设备信息的理解、融合和互操作；可为设备制造商、服务提供商和终端用户提供互操作平台。

【技术实现步骤摘要】
—种基于语义融合的智能家居系统
本专利技术涉及智能家居
，具体涉及一种基于语义融合的智能家居系统。
技术介绍
智能家居(Smart Home)以家庭住宅为平台，利用目前不断发展的先进的计算机技术、网络通讯技术等将与家居生活有关的各种实用功能子系统，有效的结合成一整套家居系统，并通过控制平台的统筹管理，让我们的家居生活更加舒适、安全和有效。智能家居系统与普通家居相比，除了具有传统家居的居住功能，还能够提供舒适安全的、高品位的家庭生活空间；而且原来处于被动静止结构的家居转变为具有能动性的智慧工具，帮助人们优化生活方式和有效安排时间，并大大降低能耗。随着物联网的兴起，世界各国都加快了建设智能家居的进程。无论对于家电制造商还是消费者来说，智能家居的前景无疑是美好的。但是现有的物联网智能家居设备主要存在着成本偏高，有信息安全隐患，系统应用不够丰富，标准不统一等方面的问题，在很大的程度上制约了家庭物联网的建设和发展。针对家居生活中设备的种类、结构、信息传输模式、通信组网方式的不同，系统会表现出数据格式、符号以及语法的巨大差异。数字生活网络联盟(DLNA)虽然解决了会员商家设备间的互联互通问题，但具体共享数据内容的模式需要使用者以面向设备的方式来操作，并需解决复杂的内容检索、繁复的设备操控等问题。随着普适计算、移动计算、虚拟计算技术的发展，人类和家居环境之间的关系产生了微妙的变化。家居数据空间的计算模式正逐渐从面向技术转化为面向用户，家居环境中物理世界和数字世界正在加速融合。
技术实现思路
本专利技术要解决现有技术中的技术问题，提供一种通过开发设计的面向现代家庭的物联网智能家居系统，通过低功耗设计，体现现代家庭绿色管理的理念，实现家居空间中环境感知、应用执行、信息存储、媒体共享等海量设备信息的理解、融合和互操作；最终实现面向用户的家居数据空间操作方式，使物联网新技术真正服务于民的，基于语义融合的智能家居系统。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案具体如下:一种基于语义融合的智能家居系统，包括:智能家居系统的硬件构成、基于Jena的语义融合模型和感知应用框架；所述智能家居系统的硬件构成包括:家居环境下的个域网、智能家居嵌入式网关和远程移动监控终端；所述家居环境下的个域网可利用ZigBee技术将各种传感器的数据收集起来并传送至智能家居嵌入式网关，组成一个无线传感器网络；所述智能家居嵌入式网关具备以太网关基本功能，集成多种通讯接口实现物联，可为家居内部个域网和外部远程监控终端提供互连互通的数据链路；所述远程移动监控终端可采用2G、3G、有线连接或者W1-Fi无线热点方式接入智能家居嵌入式网关，实现与家居环境的远程交互；所述基于Jena的语义融合模型和感知应用框架通过以下过程建立:基于用于创建语义网应用的Jena框架，将异构家居原始数据转化成结构化并富含语义的资源描述框架；创建智能家居领域本体描述智能家居中资源、数据、时空关系；确定推理规则，实现本体推理；发掘深层次潜在信息，提高所采集数据表现出的信息量；通过分析并转化应用程序逻辑，实现数据查询，推理的智能处理。在上述技术方案中，所述远程移动监控终端设备包括:智能手机、云终端以及平板电脑。在上述技术方案中，所述远程移动监控终端的监控软件基于Android4.0.1开源操作系统开发，该软件可用于实现用户与家居环境与家居设备的远程交互操作。在上述技术方案中，所述家居环境下的个域网中的ZigBee节点为:温湿度传感器、光照传感器、燃气传感器、电动窗帘、照明设备、电表、燃气表、水表、安防门禁系统以及智能电视中的至少一项。在上述技术方案中，所述家居环境下的个域网中的ZigBee节点可以以Mesh型拓扑自组织形成无线传感器网络。在上述技术方案中，所述智能家居嵌入式网关:采用基于ARMl176JZF-S内核的高性价比的32位微处理器S3C6410 ;存储器为IGb的NAND FLASH和256Mb的DDR SDRAM。在上述技术方案中，所述智能家居嵌入式网关设有的外围扩展接口包括:电源/复位模块、100M以太网接口、W1-Fi无线网卡、7寸IXD触摸屏、RS232/485数据总线接口以及符合LVTTL标准的GPIO扩展接口。在上述技术方案中，所述基于Jena的语义融合模型和感知应用框架是基于Web服务的层次结构，采用HTTP、XML、SOAP、WSDL或TODI技术标准而实现的面向服务的体系结构框架；该结构由水平层次和垂直模块组成；所述水平层包括信息适配层、本体描述层、语义处理层和应用层；所述垂直模块可提供面向横向的水平层的服务，提供安全保障及管理维护功能。本专利技术具有以下的有益效果:本专利技术的基于语义融合的智能家居系统，提出开放式智能家居数据空间语义融合与感知应用体系结构，实现家居空间中环境感知、应用执行、信息存储、媒体共享等海量设备信息的理解、融合和互操作；可为设备制造商、服务提供商和终端用户提供互操作平台。本专利技术的基于语义融合的智能家居系统，支持家居环境静态和动态的感知及配置，使得家居信息具有了面向服务的网络规范；可为设备制造商、服务提供商和终端用户提供互操作平台；解决了家居环境中物理世界与数字世界信息的融合问题，从而建立了一个面向家居信息融合的数据描述规范；解决了异构数据的理解、融合和互操作问题，可为异构网络数据基于应用目的的融合提供参考。本专利技术的基于语义融合的智能家居系统，最终实现了面向用户的家居数据空间操作方式，使得智能家居系统能够更智慧的服务于民。【附图说明】下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术作进一步详细说明。图1为本专利技术一种基于语义融合的智能家居系统结构框示意图；图2为开放式家居语义融合模型和感知应用框架示意图；图3为家居数据空间语义融合与感知应用实现流程示意图。【具体实施方式】本专利技术的专利技术思想为:—种基于语义融合的智能家居系统，其核心是解决家居数据空间语义融合与智能感知应用。其基本思想是在不同种类信息接入模式下，建立一个抽象的公共数据表征以及底层设备适配层，进而将不同抽象层次的语义概念附加到原始家居数据上，基于家居背景知识的规则集合确立推理机原型，完成语义环境下的家居数据空间基于情境感知的各种应用。本专利技术包括智能家居系统的硬件构成和基于Jena的语义融合模型和感知应用框架的建立两部分。智能家居系统的功能子系统主要提供多种模式的标准应用服务，如家居中环境的感知服务、设备操作服务、信息存储的服务、媒体共享的服务。上文所述智能家居系统的硬件构成由家居环境下的个域网、智能家居网关和远程移动监控终端设备三部分组成。所述家居环境下的个域网利用ZigBee技术将各种传感器的数据收集起来并传送至嵌入式网关，对于各种家具电器设备，如智能电视、电动窗帘、三表(电表、燃气表、水表)、照明设备等，均通过ZigBee节点与之连接，从而将整个家居环境组成一个无线传感器网络，实现信息收集以及设备控制。所述ZigBee节点主控芯片采用CC2530,由其最小系统构成的ZigBee核心模块通过扩展的I/O引脚与转接板连接。其最小系统包括复位电路、时钟电路、RF射频天线电路以及电源系统。各种转接模块负责连接ZigBee节点与家居电气设备，连接方式包括:RS-485总线、红外遥控、31本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于语义融合的智能家居系统，其特征在于，包括：智能家居系统的硬件构成、基于Jena的语义融合模型和感知应用框架；所述智能家居系统的硬件构成包括：家居环境下的个域网、智能家居嵌入式网关和远程移动监控终端；所述家居环境下的个域网可利用ZigBee技术将各种传感器的数据收集起来并传送至智能家居嵌入式网关，组成一个无线传感器网络；所述智能家居嵌入式网关具备以太网关基本功能，集成多种通讯接口实现物联，可为家居内部个域网和外部远程监控终端提供互连互通的数据链路；所述远程移动监控终端可采用2G、3G、有线连接或者Wi?Fi无线热点方式接入智能家居嵌入式网关，实现与家居环境的远程交互；所述基于Jena的语义融合模型和感知应用框架通过以下过程建立：基于用于创建语义网应用的Jena框架，将异构家居原始数据转化成结构化并富含语义的资源描述框架；创建智能家居领域本体描述智能家居中资源、数据、时空关系；确定推理规则，实现本体推理；发掘深层次潜在信息，提高所采集数据表现出的信息量；通过分析并转化应用程序逻辑，实现数据查询，推理的智能处理。

【技术特征摘要】
1.一种基于语义融合的智能家居系统，其特征在于，包括:智能家居系统的硬件构成、基于Jena的语义融合模型和感知应用框架； 所述智能家居系统的硬件构成包括:家居环境下的个域网、智能家居嵌入式网关和远程移动监控终端； 所述家居环境下的个域网可利用ZigBee技术将各种传感器的数据收集起来并传送至智能家居嵌入式网关，组成一个无线传感器网络；所述智能家居嵌入式网关具备以太网关基本功能，集成多种通讯接口实现物联，可为家居内部个域网和外部远程监控终端提供互连互通的数据链路；所述远程移动监控终端可采用2G、3G、有线连接或者W1-Fi无线热点方式接入智能家居嵌入式网关，实现与家居环境的远程交互； 所述基于Jena的语义融合模型和感知应用框架通过以下过程建立: 基于用于创建语义网应用的Jena框架，将异构家居原始数据转化成结构化并富含语义的资源描述框架；创建智能家居领域本体描述智能家居中资源、数据、时空关系；确定推理规则，实现本体推理；发掘深层次潜在信息，提高所采集数据表现出的信息量；通过分析并转化应用程序逻辑，实现数据查询，推理的智能处理。2.如权利要求1所述的智能家居系统，其特征在于，所述远程移动监控终端设备包括:智能手机、云终端以及平板电脑。3.如权利要求2所述的智能家居系统，其特征在于，所述远程移动监控终端的监控软件基于Android4.0.1开源操作系统开发，该软件可用于实现用户与家居环境与家居设备的远程交互操作。...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晓晖，冯剑锋，李兆坤，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：