A flexible semantic service composition framework for pervasive computing environments

Abstract

Teknolojinin ilerlemesiyle birlikte, yüksek hızlı bağlantılar, güçlü ve düşük maliyetli cihazlar ortaya çıktı. 2020'de İnternet'e bağlı on milyarlarca cihazın olacağı tahmin edilmekte. Bununla birlikte, bu kadar fazla cihazın daha etkin kullanılabilmesi için, bu cihazların farklı senaryolar dahilinde haberleşebilmeleri gerekiyor. Farklı yapıdaki cihazların haberleşme problemlerinin üstesinden gelebilmek için üzerinde anlaşılmış ortak yapılar benimsenmelidir. Nesnelerin Ağı (Web of Things), cihazları ve servisleri Web standardlarını yeniden kullanarak hızlıca birbirleriyle haberleştirme vizyonudur. Bu şekilde haberleşme protokolü çözülmüş oluyor fakat servis tanımlama, birleştirme ve verinin anlamının çözümlenmesi hala zorlu bir problem olarak duruyor. Bu tez çalışmasının amacı; semantik servis birleştirme alanını araştırmak, bir birleştirme mimarisi ortaya koymak ve farklı yapıdaki birbirine bağlı cihazların kullanıldığı çalışabilir bir sistem tasarımı yapmaktır. Servisleri semantik olarak tanımlayabilmek için karmaşık olmayan bir ontoloji oluşturuldu. Servislerin yayınlanması ve keşfedilmesi için Web of Things kısıtları düşünülerek bir servis kayıt çözümü sunuldu. Bir amaç dahilinde servisleri birleştirebilmek için kural tabanlı, esnek, semantik servis birleştirme çerçevesi ortaya konuldu. Çözüme ait bazı özellikleri içeren çalışabilir bir sistem gerçek cihazlar üzerinde gerçeklendi. Önerilen çözüm senaryo ve özelliklerin incelenmesiyle varolan çerçevelerle karşılaştırıldı.Anahtar Kelimeler: Semantik Servis Birleştirme Çerçevesi, Ontoloji, Nesnelerin Ağı

With the advances in technology, high-speed connections, powerful and low cost devices have become available. It is estimated that there will be tens of billions of devices connected to the Internet by 2020. However, for the effective use of such an outstanding number of devices, they should be able to communicate with each other in different scenarios. A commonly agreed structure should be adopted to overcome the communication problem of heterogeneous devices. Web of Things (WoT) is a vision about quickly connecting devices and services by reusing the Web standards. In this way, the communication protocol is provided, but service definition, composition and resolving the meaning of data stay as challenging problems. The goal of this thesis study is to investigate the area of semantic service composition, to propose a composition architecture, and to design a proof-of-concept system using heterogeneous networked devices. Accordingly, a lightweight ontology is constructed in order to define services semantically. A service registry solution considering WoT constraints is presented for publishing and discovering services, and a rule-based flexible semantic service composition framework is proposed for composing services to achieve a goal. A proof-of-concept system including some features of the proposed solution is implemented on real devices in order to assess its feasibility. In addition, the proposed solution is compared with existing frameworks by examining scenarios and features.Keywords: Semantic Service Composition Framework, Ontology, Web of Things