[发明专利]一种针对物联网数据的自动语义标注系统

说明书

本发明涉及一种针对物联网数据的自动语义标注系统，属于物联网技术和语义网技术结合领域，包括物联网传感器数据预处理模块、物联网领域本体模块、数据RDF处理模块和语义标注模块；物联网传感器数据预处理模块用于对传感器数据进行分析预处理，对感知数据进行格式和位置分析，并使用聚类算法挖掘数据中隐含的知识信息；物联网领域本体模块用于表示物联网中传感器节点数据的语义概念和概念的属性、关系；数据RDF处理模块用于将经过预处理的物联网传感器数据流格式化转换成包含语义信息的RDF格式数据；语义标注模块使用基于SWRL语言定义的推理规则为经过聚类分析后的RDF三元组格式的传感器数据流添加概念和属性。

技术领域

本发明属于物联网技术和语义网技术结合领域，涉及一种针对物联网数据的自动语义标注系统。

背景技术

物联网技术的快速发展，使各种物联网产品层出不穷，一方面，硬件价格下降，另一方面，日常设备和器具配备了功能更强的硬件，导致传感器节点的数量不断增加。海量数据需要各种操作才能实现高质量的数据处理，如实时报告、空间分布、传感器的多样性以及有效处理数据等。由于传感器设备来源于不同厂商，不同传感器具有不同的数据输出格式、精度、数据长度，即使同一类型传感器由于设计原因和厂商的不同，数据的输出形式也会存在差别。同时，这些异构数据还极大增加了物联网各系统之间资源协同交互、数据融合及分析推理的复杂度，并且还为数据资源的跨域共享及重用带来了极大困难与局限性。因此造成了数据之间相互孤立，不能发挥出数据价值的最大效用。对于数据资源的有效处理是实现智能服务的前提，但机器却难以对这些异构数据进行融合共享操作。因此，如何屏蔽数据间异构性和孤立性，更好地理解不同设备所产生的数据信息含义，挖掘出各类数据的深层价值，从而提高数据利用率，满足复杂多变的上层应用需求，这已成为目前物联网数据处理领域所研究的热点问题。

在物联网中语义标注技术来解决对海量、多源、异构的物联网数据的统一描述问题，通过使用一种国际标准化的数据描述语言为基础来实现异构数据之间的互操作，从而提升物联网主体理解信息、关联信息的能力。对物联网数据使用语义描述背后的关键思想是实现物联网数据的表示、形式化和增强互操作性。本体可以用来存储语义概念，这些语义概念表示真实世界中的现象和属性，由于标准化的数据表示，机器也可以理解这些现象和属性。

现有的物联网数据自动语义标注、处理方法和系统一般只针对物联网设备进行语义描述，且未对任何数据进行处理达到异构数据源的相同语义表示，现有的标注字典生成方法只适用于文本内容，且不适用于大规模数据集；现有技术根据语义信息相似度筛选本体概念，准确率和效率都低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种对物联网传感器数据进行自动语义标注系统，基于KMA聚类算法，实现数据分类，提升物联网主体(计算机、各类终端应用)理解信息、关联信息的能力，并提升语义注释准确性和效率，实现较大规模数据的精准标注，减少计算机资源消耗。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种针对物联网数据的自动语义标注系统，包括物联网传感器数据预处理模块、物联网领域本体模块、数据RDF处理模块和语义标注模块；

所述物联网传感器数据预处理模块用于对传感器数据进行分析预处理，对感知数据进行格式和位置分析，并使用聚类算法挖掘数据中隐含的知识信息，为语义标注做准备。

所述物联网领域本体模块用于表示物联网中传感器节点数据的语义概念和概念的属性、关系；包括传感器节点信息、数据类型、环境状态等概念。

所述数据RDF处理模块用于将经过预处理的物联网传感器数据流格式化成本体中的数据形式，即转换成包含语义信息的RDF格式数据；RDF三元组是语义网数据表示的基础，构建RDF数据集是实现语义标注的一项基础性工作。