[发明专利]基于应用语义的无线传感器网络跨应用层MAC设计方法

摘要

于无线传感器网络面向应用的基本特点，选取时间、空间和传感器感应采集的信息作为描述无线传感器网络应用的基本数据。对数据进行语义标注得到应用的基本概念。根据具体应用的物理特性构建基本概念的关系，并通过本体的形式实现关系。构建了包括一般性规则、面向应用的规则和基于应用的凸性特征的MAC控制规则三类规则的本体运算推理规则。节点在传输信息之前与簇头基于应用的语义描述进行协商，确定所需传输的信息，提供了直接针对应用的跨应用层的MAC方法。提供了一个具体的跨应用层MAC算法。本发明的跨应用层MAC设计方法可以直接应用任何已有的WSN MAC算法，并和原有MAC算法向前兼容。结果显示网络节能20%以上。

主权项

一种WSN中应用的语义描述方法，其特征是：(1)采用了三层描述结构，分别是标识层、本体层和推理规则层；(2)采用时间变量、空间变量和传感器节点感应采集的信息三方面的数据来描述WSN的应用，若存在多种感应信息，则并行排列；对这三方面的数据应用采用SensorML语言进行描述和标注，得到WSN应用的基本的概念标识；(3)根据具体应用的内在关系，定义应用数据的本体关系，即前面所标注得到的概念之间的关系，并采用在SensorML中加入RDF标签的方法对本体建模；(4)构建了基于语义描述和分析，并和WSN MAC相结合的本体运算推理规则体系。其特征是包括一般性运算推理规则（包括数学运算、逻辑运算、布尔运算和类关系），面向应用的运算推理规则（由应用的物理特性所决定），以及基于应用的凸性特点的MAC控制的推理规则（应用合并Contain规则，和应用相交Intersection规则）。