Ημερολόγιο Εκδηλώσεων

Θέμα: Σύνθεση Υπηρεσιών για τη Δημιουργία Εφαρμογών σε Περιβάλλον Σημασιολογικού Διαδικτύου των Πραγμάτων (Service Synthesis for Application Development in a Semantic Internet of Things (IoT) Environment)

Εξεταστική Επιτροπή:

Καθηγητής Πετράκης Ευριπίδης (επιβλέπων)

Αναπληρωτής Καθηγητής Σαμολαδάς Βασίλειος

Αναπληρωτής Καθηγητής Δεληγιαννάκης Αντώνιος

Περίληψη:

Ο «Σημασιολογικός Ιστός των Πραγμάτων» (Semantic Web of Things) φιλοδοξεί να ανώσει όλες τις συσκευές που ανήκουν στο  «Διαδίκτυο των Πραγμάτων» (Internet of Things), αναθέτοντας μία σαφώς ορισμένη έννοια σε όλες τις οντότητες ενός συστήματος, καταφέρνοντας έτσι την κατανόησή τους σε επίπεδο μηχανής. Έχει σκοπό να εκμηδενίσει την ετερογένεια που προκύπτει από πολλές, διαφορετικές συσκευές που ανήκουν και αλληλεπιδρούν στο Διαδίκτυο των πραγμάτων, με τα διαφορετικά πρωτόκολλα επικοινωνίας και τον διαφορετικό τρόπο χρήσης τους σε εφαρμογές. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω προσθήκης μιας σαφώς καθορισμένης και παγκόσμια αναγνωρίσιμης σημασιολογίας σε όλες τις συσκευές του Διαδικτύου, ώστε να υπάρχει κοινή προσέγγιση στην επικοινωνία μεταξύ τους, στην ανταλλαγή δεδομένων και στην αλληλεπίδρασή τους με τον έξω κόσμο, δηλαδή τους χρήστες του Διαδικτύου. Αυτή η εκφραστικότητα γίνεται εφικτή με τη χρήση Οντολογίας, η οποία παρέχει τους ορισμούς των εννοιών και των ιδιοτήτων, δηλαδή την εκφραστικότητα που χρειάζονται όλες τις συσκευές που ανήκουν στον Ιστό. Συγκεκριμένα, οι οντολογίες περιλαμβάνουν ορισμούς των εννοιών του Διαδικτύου των Πραγμάτων (π.χ. αισθητήρες, υπηρεσίες) και των ιδιοτήτων τους (π.χ. μετρήσεις αισθητήρων) μέσω δυαδικών σχέσεων. Η γλώσσα ερωτήσεων SPARQL μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αναζήτηση πληροφοριών σε οντολογίες και οι μηχανισμοί συλλογισμού όπως ο Pellet προσφέρουν τον πολύτιμο μηχανισμό που χρειάζεται για την εύρεση ασυνεπειών και για την εξαγωγή νέων πληροφοριών από τις πληροφορίες που υπάρχουν στο Διαδίκτυο των Πραγμάτων και αναπαριστώνται στις οντολογίες. Στη παρούσα εργασία παρουσιάζεται μια αρχιτεκτονική Σημασιολογικού Ιστού των Πραγμάτων στο Υπολογιστικό Νέφος, υιοθετώντας μια υπηρεσιοκεντρική αρχιτεκτονική, που επιτρέπει την ένταξη συσκευών του Διαδικτύου στον Σημασιολογικό Ιστό και την χρήση τους σε εφαρμογές. Υποστηρίζεται επίσης, η αυτοματοποιημένη δημιουργία εφαρμογών Σημασιολογικού Ιστού, που θα εξυπηρετούν τον έλεγχο της λειτουργίας ενός οικο-συστήματος 2 επιπέδων: επίπεδο πόλης και επίπεδο σπιτιού. Οι εφαρμογές ελέγχουν και ερμηνεύουν σημασιολογικά τις συνθήκες που επικρατούν σε μια πόλη ή σπίτι και ρυθμίζουν την ομαλή λειτουργία του οικοσυστήματος των συσκευών που ανήκουν στο σύστημα. Παρουσιάζεται επίσης, μία οντολογία, κατασκευασμένη έτσι ώστε να περιγράψει επαρκώς ένα οικοσύστημα αισθητήρων οι οποίοι παρατηρούν καιρικές συνθήκες σε πόλη και σε σπίτι.

Abstract: 

The Semantic Web Of Things aims to unify all the devices that belong to the Internet of Things, assigning a clearly defined meaning to all entities of a system, accomplishing their understanding at machine level. It ‘s purpose is to nullify the heterogeneity that  results from many, different devices that belong and interact in the Internet of Things, with their different communication protocols and the different usage in applications. That is being achieved by adding a well-defined and globally recognizable semantic to all the devices if the Internet, so that there can be a common approach in the communication between them, their data exchange and their interaction with the outside world, meaning the Internet users. This expressivity  is made possible by the use of Ontology, which provides definitions of concepts and properties, that is, the expressiveness needed by all devices that belong on the Web. Specifically, ontologies contain definitions of concepts of the Internet of Things (eg sensors, services) and their properties (eg sensor measurements) through binary relationships. The query language SPARQL can be used for the discovery of information in ontologies and reasoning mechanics such as Pellet provide the valuable mechanism that is necessary to to find inconsistencies and extract new information from the information available on the Internet of Things and represented by the ontologies. This paper presents a Semantic Web of Things architecture on the Cloud, adopting a service oriented architecture, that enables the integration of devices to the Semantic Web and their usage in applications. The automated application creation of the Semantic Web is also supported. These applications serve to control the functioning of a 2 level ecosystem: city level and home level. Applications control and interpret semantically the conditions in a city or home and regulate the smooth functioning of the ecosystem of devices belonging to the system. An ontology created so that it adequately describe an ecosystem of sensors that observe weather in the city and at home, is also presented.