物联网服务的语义架构及其应用

沙特国王大学学报面向服务的物联网架构：一种语义方法Sugyan Kumar Mishra，AnirbanSarkar印度西孟加拉邦杜尔加普尔国家技术学院阿提奇莱因福奥文章历史记录：接收日期：2021年2021年9月26日修订2021年9月28日接受在线预订2021年保留字：物联网面向服务的体系结构语义传感器网络本体服务组合临床决策支持系统A B S T R A C T物联网（IoT）有助于系统、人类和服务之间的互连，以开发计算密集型自主应用程序。面向服务的架构（SOA）概念已被用作事实上的软件架构来开发基于物联网的系统。尽管SOA带来了各种好处，但与基于IoT的系统集成存在一些挑战，包括可配置性、互操作性和可扩展性。基于本体的方法为不同异构的基于IoT的系统和应用的互操作提供了语义丰富和严格的平台。语义建模研究主要集中在物联网资源管理上，而不涉及访问和利用物联网信息的方法。在此背景下，提出了一个基于物联网的大规模SOA（IoT-LSS）该本体集成了大规模SOA（LSS）和语义传感器网络（SSN）本体的概念。以临床决策支持系统（CDSS）本体论为例，说明了所提出的本体论.基于不同的特征，该系统和现有的几个基于物联网的服务本体之间进行该分析表明，IoT LSS支持动态特性，并通过其不同的机制向服务公开本文提出了一种基于物联网服务的环境的本体框架，以有效地用于大型服务域中的服务组合机制。版权所有©2021作者。由爱思唯尔公司出版代表沙特国王大学这是一个开放的访问CC BY-NC-ND许可证下的文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。1. 介绍如今，物联网系统正随着时间的推移而急剧增长。由于它被用于各种领域，使人们的生活更容易，如交通，农业，医疗等，因此，将物理世界与网络世界整合是一个重大挑战（Ngu等人，2017年）。在这种情况下，SOA提供了一个功能框架，支持基于IoT的系统中的连接性、互操作性和集成（Gyrard et al.，2018年）。因此，SOA有足够的能力来处理这样的系统。在当今缩略语：IoT，物联网; SOA，面向服务的架构; LSS，大规模SOA; SP，服务提供商;SC，服务消费者; SC，服务消费者; SP，服务提供商; SSN，语义传感器网络; CDSS，临床决策支持系统; NSS，中小型SOA。*通讯作者：高级软件工程实验室，CSE003，计算机科学与工程系，国家理工学院，Durgapur，西孟加拉邦713209，印度。电子邮件地址：sugyan3@gmail.com（S.K. Mishra）。1现住址：印度西孟加拉邦Durgapur国家技术学院计算机科学与工程系CSE 002室，邮编物联网的不同组件的安排，以及传感器和物联网应用之间的中介。中间件作为一个适当的方法，弥合异构性和传感器的可扩展性之间的差距。由于存在大量各种类型的事物/传感器，基于物联网的应用程序必须处理具有高动态性的大规模异构服务。因此，传统的SOA应该加强基于物联网的应用程序的语义设计。因此，LSS对于IoT建模是必要的。在物联网中，从语义的角度来看有两个主要挑战：互操作性和可扩展性问题（Zgheib et al.，2019年）。很少有任何标准语言来描述一组物联网服务及其约束。此外，基于物联网的服务，SP，SC及其上下文描述缺乏适当的语义（Uviase和Kotonya，2018）。服务组合和服务细化是物联网服务在动态环境中面临的另外两个主要挑战。传统的服务开发方法不适合动态物联网环境（Zorgati等人，2019年）。一些研究人员已经尝试使用基于非语义的方法来对基于IoT的服务进行建模，但是这些方法包括以下几个缺点：（i）设计缺陷不https://doi.org/10.1016/j.jksuci.2021.09.0241319-1578/©2021作者。由爱思唯尔公司出版代表沙特国王大学这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表沙特国王大学学报杂志首页：www.sciencedirect.comSugyan Kumar Mishra和A. Sarkar沙特国王大学学报8766（二）系统要素的功能并非总是可以解释。甚至可能存在用于相同或相似功能的重复元件，导致增加的设计复杂性;(iii)该系统可能无法验证。在这种情况下，语义建模在面向服务的物联网 计 算 中 发 挥 着 重 要 作 用 （ Wang et al. ， 2013; Tilla 和 Kim ，2019）。物联网中的语义方法实现了异构实体、信息模型之间的互操作性，并促进了高效的数据访问、资源发现和知识提取。物联网中语义技术的各种应用，特别是语义传感器网络（SSN）本体，可以描述传感器、它们的属性和传感器网络（Haller等人，2017），用于传感器数据发布者和发现的链接数据（Barnaghi等人，2010）和语义传感器观测服务（SemSoS）（Henson等人，2009年）。语义相对于非语义方法的各种好处包括（i）事物是可定义的，可分析的，并且格式丰富;（ii）系统实现是可维护的和可扩展的。在维护阶段进行系统重新设计在金钱和时间方面都是昂贵的在实施任何系统之前，最好先进行系统验证在维护阶段进行系统重新设计因此，最好在设计级验证和确认误差面向服务计算的语义方法提供了一种访问物联网资源的同构和可扩展的方法。这种方法还提供了一个平台，用于集成两种方法，如服务发现和组合与基于物联网的服务，使上下文感知的物联网应用程序。W3C语义传感器网络孵化器组（SSN-XG）在2011年开发了SSN本体（Haller等人，2017年）。它仅指定传感器设备、观察、测量数据和平台方面。然而，SSN本体不包含传感器的各种建模方面，诸如感兴趣的特征、测量单位和领域知识（Wang等人，2013年）。它没有解释域概念、时间和位置等。此外，与基于IoT的系统的若干实体（诸如物理对象、致动器和复杂系统）相关的概念没有在语义上解释（Henson等人， 2009年）。这种本体的结构对于定义传感器相关数据来说是非常复杂的它提供了一个高度复杂、耗时、消耗资源的过程来注释传感器数据。它也不包括单位和数量种类的概念。在这种情况下，IoT-lite本体为语义建模和注释数据提供了一个平台。该本体还包含Qu本体的Unit和QuantityKind类，具有对象属性，如hasUnit，hasQuantityKind（Urkude和Pandey，2021）。因此，与SSN相比，IoT-lite本体在传感器数据注释上具有更大的权重。资源受限设备在IoT中提供服务。这些设备具有有限的计算能力、网络带宽、存储和能量。物联网的服务发现机制考虑了动态环境，但由于连接性、移动性或能量限制，资源受限的设备无法到达。因此，IoT实体应该被表示和管理以实现互操作性。统一本体已经在（Nambi et al.，2014年），以克服与传感器数据的异构性相关联的互操作性和自动化问题本体将知识表示为彼此相关的概念的集合。各种物理参数和现实世界的实体可以通过互联网到达。因此，需要在物联网中将物理世界与数字世界集成。数据或服务应该以同构的方式定义，以允许互操作性并支持自主决策机制。然而，资源受限的设备在IoT中提供服务。资源受限的设备具有有限的计算能力、网络带宽、存储和能源。物联网的服务发现机制考虑了动态在这种情况下，网络环境中的设备可以是可达的，但是资源受限的设备由于连接性、移动性或能量约束而不能被到达。因此，物联网实体应该被表示和管理，以实现互操作性。所提出的方法的主要贡献包括（i）针对动态IoT环境提出的IoT-LSS本体。它是SSN本体的扩展版本。它还涉及动态服务创建、组合和采用。它至少在本体类中使用几个限制关键字进行描述，例如min，exactly，max。它支持异构性、互操作性、可管理性、灵活性、可扩展性和可伸缩性。(ii)已经使用医疗保健领域中的CDSS本体说明了IoT-LSS。CDSS的元素与IoT-LSS映射。(iii)通过考虑不同的特征，利用现有的几种基于物联网的服务本体来评估所提出的本体。其余各节组织如下。第2节讨论了为传感器数据开发的各种本体。为新手研究人员讨论了传感器网络和物联网服务的现有本体建模的各种限制。第3节提出了一种符合标准SSN本体的本体方法。所提出的本体是启发与一个合适的案例研究。第4节提出了建议的本体和几个现有的物联网服务本体之间的比较分析。各种特性被用作该分析的参数第五部分是结论和未来的工作。2. 相关作品本节简要介绍了现有的本体论方法及其对传感器和传感器网络的限制。目前的研究工作（Ngu等人，2017; Zgheib等人， 2019; Datta，2016;Wang等人，2012年; Adridez-Edo等人，2017; Seydoux等人，2016; Mandal等人，2019年）参考物联网服务的基于本体的模型进行了讨论。根据（Zgheib et al.，2019），基于本体的模型包括动态环境中的物联网服务，在解释传感器网络方面发挥着重要作用，并通过对象属性呈现关联类和子类之间的复杂关系。代表性状态转移（REST）风格（Ngu等人， 2017）定义了物联网服务。发现框架对SC使用REST- ful（Datta，2016）。然而，其中没有讨论Web服务设备描述文件（DPWS）和受限应用协议（COAP）在资源受限的设备上开发服务。RDF将原始数据转换为特定资源的链接数据，并将资源属性及其值封装为一个实体。每个资源都可以通过统一资源标识符（URI）访问斯坦福大学开发了Protégé（OWL编辑器）来设计和获取基于知识的模型。它允许用户构建领域本体（Protégé，1999）。OWL提供了一个在技术层以OWL格式传递正式消息的平台保证了信息的可靠性，提高了系统的可互操作性。本体论根据频率、准确度和测量能力来解释传感器观测（Zgheib等人， 2019年）。诸如CSIRO（Neuhaus和Compton，2009）和沿海环境传感器网络（CESN）（Calder等人， 2010）在能力、操作、测量等方面代表传感器。Wang等人（Wang等人，2012）通过扩展SSN本体概念提出了IoT-A和IoT.est模型，并提出了一些IoT想法，例如与传感器设备相关的服务和对象。此外，这两个本体用于IoT资源和服务发现、服务测试和服务组合。这些本体处理IoT域中大量资源之间的一种语境本体论Sugyan Kumar Mishra和A. Sarkar沙特国王大学学报8767模型（Aziez等人，2017）是在动态物联网环境中设计的。该本体支持在物联网环境中根据用户上下文的需求进行服务发现。 IoT-lite本体（Edo et al.，2017）是用于描述物联网基本概念的SSN本体的实例。一种IoT本体（Seydoux等人，2016）代表一组连接的设备及其在动态环境中建立的关系。这个本体论认为家庭自动化作为一个案例研究。它提供SemioTics、平台和机器人之间的语义互操作性。一个正式的模型（Mandal等人，2019年）专为物联网服务而设计。该模型由物理属性组成，并包括事物的上下文。正式的模型解释的帮助下，天气监测系统。W3C开发了SSN的扩展版本，称为传感器、观测、采样器和执行器（SOSA）。与SSN相比，它重量轻且易于使用（Janowicz等人，2019年）。SSN和SOSA本体都呈现了动态环境中的IoT传感器的完整描述（Zgheib等人，2019年）。SOSA和SSN的基本比较在（J.S. et al.，2020年）。它侧重于观察，采样，驱动和程序。已经针对医学应用开发了若干本体（Zgheib等人， 2019年）。物联网数据的各个方面都是实时数据收集问题，提供测量单位、上下文和数量种类的分类法SSN本体不会将传感器暴露给可以定义物联网领域中一些新概念的服务。Henson等人（2009）讨论了语义启用传感器观测服务（SemSOS）的高级知识和低级传感器读数没有捕获用于检索高级知识的上下文和域相关信息因此，检索知识的准确性本体论框架（Wang等人，2013）已经被提出来表示和检索物联网（WoT）中的连接对象。然而，现有的本体框架缺乏建模上下文信息，资源描述和服务发现的物联网。各种研究人员已经讨论了物联网的不同语义模型，但缺乏对资源受限实体的上下文信息和动态环境进行建模（Wang等人，2012年）。Deet al.（2011）为物联网的各种组件提出了一个建模框架。该模型包含实体、资源、服务三个概念。他们还解释了在领域知识中关联这些模型的方法。使用语义模型的目的是提供服务和数据级别的互操作性Agarwal和Jalote（2010）设计了一个服务质量（QoS）模型该模型结合了QoS属性，如成本，响应，时间，可用性和吞吐量。这些属性受限于可用时间、服务区域和执行时间。3. LSS建模的本体论框架本节介绍了一个本体论的方法来设计LSS。服务、SC和SP是传统SOA的元素。另一方面，LSS由多个服务、SC和SP组成。不同SP的类似类型的服务可以在LSS中可用。LSS在从SC到SP访问服务时遵循自底向上的方法，而NSS则是自顶向下的方法。物联网LSS本体采用了SSN本体和SOA的概念。与其他现有的基于物联网服务的本体相比，它支持各种动态功能。提出的CDSS本体用于描述IoT LSS。CDSS解释了医院系统的概述IoT-LSS和CDSS的所有类和子类都用OntoGrafs及其关联的以下所有OntoGrafs都是从Protégé工具（Protégé，1999）的插件中获得的。3.1. 基于大服务域概念的SSN本体扩展该服务通过互联网上的接口访问。服务本体说明了定义、表示和建模服务的方法。传统的Web服务本体语言（OWL-S）不存在动态特性。因此，提出了一个知识库本体集成与SSN本体。所提出的本体的所有类和子类彼此不相交。这些定义如下。(A) 系统：它是一个硬件和软件组件的集合，这些组件共同工作以实现SC的要求。系统具有各自的ID（IoT-LSS：Id，IoT-LSS：hasA），名称（IoT-LSS：Name，IoT-LSS：hasName）和不同的 配 置 （ IoT-LSS ： SystemConfiguration ， IoT-LSS ： hasSystemCon-figuration），以将自己与其他系统区分开来。类似地，设备通过其唯一id（I 〇 T-LSS：设备Id，I 〇 T-LSS：hasDevice Id）、名称（I 〇 T-LSS：设备名称，I 〇 T-LSS：hasDevice名称）来标识。设备状态（IoT-LSS：DeviceStatus，IoT-LSS：hasDeviceStatus）提供有关其可用性的信息。系统（IoT-LSS：hasCapabilty）的能力（IoT-LSS：isDefinedBy）是通 过 一 些 参 数 来 估 计 的 ， 例 如 电 池 电 量 （ IoT-LSS ：BatteryLevel）、存储容量（IoT-LSS：BullyLevel）和使用时间范围。系统的可用性可以从状态（IoT-LSS：Status，IoT-LSS：hasStatus ）中获得。Device （ ssn ： Device ）是系统的组件（IoT-LSS：hasComponent）设备是连接到现实世界实体的硬件组件的集合存在不同类型的设备（IoT-LSS：设备类型），诸如传感器（sosa：传感器）、致动器（sosa：致动器）、采样器（sosa：采样器）。传感器检测（ssn：detectsOnly，IoT-LSS：isUsedProcedurefor）刺激。刺激是环境中状态的变化该设备具有（IoT-LSS：hasDeviceConfiguration）各种硬件和软件规范（IoT-LSS：DeviceConfiguration）。DPWS和COAP是在资源受限设备（IoT-LSS：ResourceConstrained）中开发服务的两种方式设备（IoT-LSS：madeByDevice）在事物上执行一些动作以达到结果。系统类的Onto- Graf如图所示. 1.一、(B) Event ： DeviceEvent （ IoT-LSS ： DeviceEvent ， IoT-LSS ：hasDeviceEvent ） 、 Sensing （ ssn ： Sensing ） 和 Stimulus（ssn：Stimulus）是Event的子类。事件触发（IoT- LSS：MonitorFrom）设备工作。它定义为改变环境中的状态系统的状态由刺激事件维护（IoT-LSS：isMaintained-By）每个事件都有 一 个 日 期 （ dul ： hasEventDate ） 、 位 置 （ IoT-LSS ：hasEventLocation）和时间（IoT-LSS：hasEventTime）。(C) 兴趣特征（Feature of Interest）：一种其可观察属性被用来计算结果的事物（sosa：结果）。让一个人的身高估计为军中选拔营。因此，假设人类身高是一个可观察的属性（sosa：Observable，IoT-LSS：isAnobservablePropertyOf）;与身高相关联的值被认为是观察的结果（sosa：Observation）。最后，选 择 人 作 为 兴 趣 特 征 。 每 个 观 察 都 有 一 个 （ sosa ：hasobservureofInterest）感兴趣的特征。因此，观察是感兴趣特征的子类。它还具有（ssn：hasProperty）一些属性。在某个位置（sosa：Location，dul：hasLocation）和时间（IoT-LSS：Time，IoT-LSS：hasTime）中观察结果。每个观测结果都 有 一 些 测 量 （ oboe ： Measurement ， oboe ： hasMea-surement）属性，如单位（om：Unit）、频率（ssn- system：Frequency ） 和 漂 移 （ ssn-system ： Drift ） 。 结 果 （ om ：hasUnit）也有一些单位。频率最小Sugyan Kumar Mishra和A. Sarkar沙特国王大学学报8768Fig. 1. 以OntoGraf的形式描述系统类。在某些预定义条件下，一个观察、驱动（sosa：驱动）和采样之间的值。位置的特征是区域代码（IoT-LSS：AreaCode）、经度（sosa：Longitude）、纬度（sosa：Latitude）。类似地，时间（IoT-LSS：Time）也具有诸如开始时间（IoT-LSS：StartTime）、执行时间（IoT-LSS：ProcessingTime）和结束时间（IoT-LSS：EndTime）的属性。Date（IoT-LSS：Date）、month（IoT-LSS：Month）和year（IoT-LSS：Year）是日期格式（IoT-LSS：DateFormat）的子类。传感器用于产生（sosa：has- madeBySensor）各种结果（sosa：Resu-lt）。(D) 属性：它描述了感兴趣的特性（sosa：Interest）类的特性。Actuatable （ sosa ： Actu-atable ） 、 accuracy （ ssn-system ：Accuracy ） 、 observable （ sosa ： Observable ） 、 operatingrange（ssn-system：OperatingRange）和survival range（ssn-system ： SurvivalRange ） 是 属 性 的 子 类 （ IoT-LSS ： hassubclass ） 。每 个 系 统 都 有 自 己 的 特 性 （ ssn-system ：hasSystemProperty），例如操作范围和生存范围。通过考虑外部环境参数，系统或设备在一定范围内运行（ssn-system：hasAnOperatingRange ） 。 生 存 范 围 （ ssn-system ：hasASurvivalRange）定义了一个特定的范围（ssn-system ：Frequency），设备可以在该范围内正常工作如果超过这个范围，就会对设备造成损坏执行器作用于其上的属性（sosa：actsOnProperty），以更改感兴趣特征的状态假设一扇窗户在温度低于20度时自动关闭致动器是能够关闭窗户的设备，致动是活动。窗口打开或关闭的能力是它的可致动属性（IOT-LSS：isATypeofProperty）。各种可观察的属性，如人的身高和体重，树的高度，物体的重量是感兴趣的特征的属性（sosa：isAnObservablePropertyOf）诸如温度、陀螺仪、气压计之类的传 感 器 对 感 兴 趣 的 特 征 的 属 性 进 行 观 察 （ sosa ：isObservedBy）(E) 平台：它是一个便于托管其他实体（可以是传感器或执行器）的 实 体 它 还 具 有 ID （ IoT-LSS ： PlatformId ， IoT-LSS ：hasPlatformId）、名称（IoT-LSS：PlatformName，IoT-LSS：hasPlatformName）以及状态（IoT-LSS：PlatformStatus，IoT-LSS：hasPlatformSta- tus）.设备部署在（IoT-LSS：isDeployedOn）平台上。Deployment（ssn：Deployment）是平台的（IoT-LSS：has subclass）子类。每个平台都有其规范（IoT-LSS：PlatformConfiguration，IoT-LSS：hasPlatformConfiguration）。安装和维护是部署系统（IoT-LSS：usedProcedureFor）的两个生命阶段（IoT-LSS：PhaseLifeTime，IoT-LSS：hasLifeTime）。部署过程有一定的时间段（IoT-LSS：hasDeploymentSurvivalRange），超过该时间段，它将导致从头开始重新启动该过程(F) 过程：这是一种观察的方式，以达到结果。致动（sosa：致动）、聚合器（ IoT-LSS ：聚合器） 、合成（IoT-LSS ：合成）、消费（IoT-LSS：消费）、数据（IoT-LSS：数据）、发现 （ IoT-LSS ： 发 现 ） 、 发 布 （ IoT-LSS ： 发 布 ） 和 采 样（sosa：采样）是该过程的子类（IoT-LSS：具有子类）。每个过程从Result类（可能是原始数据）（IoT-LSS：hasData）中获取一些输入（ssn：Input，ssn：hasInput）参数，对其进行处 理 ， 并 将 结 果 作 为 输 出 参 数 （ ssn ： Output ， ssn ：hasOutput ）。 数据类具有标志位（ IoT-LSS ： DFlag ， IoT-LSS：hasADFlag）。这意味着数据可以作为输入或输出。每个设备都遵循一些过程（sosa：usedProcedure）来生成结果。每个过程都有特定的时间（IoT-LSS：hasProcedureTime）、位置（ IoT-LSS ： hasProcedureLocation ） 和 日 期 （ IoT-LSS ：hasProcedureDate）。采样过程说明了制作感兴趣特征的一些样本的各个步骤。驱动程序规定了执行驱动以及与致动器相互作 用 发 布 （ ssn ： implementedBy ） 和 消 费 （ IoT-LSS ：hasFollowedBy）分别是SP和SC使用的两种方法。组合是用于服务组合的方法（IoT-LSS：isAComposedMethodFor）。SC用于发现从注册表中查找（IoT-LSS：isUsed）服务的过程3.2. 采用LSS不同的服务子类用不同的对象属性来说明。这些子类也符合不同的Sugyan Kumar Mishra和A. Sarkar沙特国王大学学报8769图二.服务类的OntoGraf知识库表示。SSN本体的类和子类。服务通过其唯一ID（IoT-LSS：ServiceId，IoT-LSS ： hasServiceId ） 、 名 称 （ IoT-LSS ： ServiceName ， IoT-LSS ：hasServiceName ） 、其 特征 （IoT-LSS ： hasServiceProperty ） 来标识。服务的可用性或不可用性通过状态（IoT-LSS：ServiceStatus，IoT- LSS：hasServiceStatus）来识别。服务与设备相连（IoT-LSS：isAttachedwithDevice）以公开其功能。这些通过对象属性暴露给SSN本体的不同类。每个过程都有一个功能。通常，服务是特定类型的（IoT-LSS：isAPecificTypeOf）过程。图 2显示了Service类的OntoGraf 。 每 个 服 务 都 有 自 己 的 标 准 （ IoT-LSS ：isHavingServiceStandard）。服务标准Sugyan Kumar Mishra和A. Sarkar沙特国王大学学报8770定义了服务质量以及SC对服务的期望。Service类包含六个子类，如下所述。(i) 操作：订购号定义了各种参与服务的优先顺序号（IoT-LSS：Orderin-gNumber ， IoT- LSS ： hasAnOrderingNumber ） 。 通常，存在两种类型的动作（IoT-LSS：Action），诸如简单（IoT-LSS：Simple）和复合（IoT-LSS：Composite）。简单操作呈现了一个独特的活动，由各种任务组成（IoT-LSS：任务，IoT-LSS：分解任务）。复合操作是由服务执行的几个简单操作的集合。管弦乐队（IoT-LSS：伴奏，IoT-LSS：isAT类型伴奏）和编舞（IoT-LSS：编舞，IoT-LSS：isAT类型）是两种不同类型的复合动作。协调是在中央协调器的协助下在服务之间传递消息或数据的过程另一方面，编排是一种与不需要中央协调器的服务交换消息的方法。每个动作都有一个开始（IoT-LSS：startsIn）和结束（IoT-LSS：endsIn）时间。(ii) SData：它提供所需服 务 组 合 。 数 据 只 不 过 是 结 果 的 某 个 值 （ IoT-LSS ：isHavingValue 每 个 值 （ IoT-LSS ： Value ） 都 有 其 数 据 类 型（IoT-LSS：Key，IoT-LSS：hasKey）。它具有呈现标志（PF）（IoT-LSS：PresentationFlag）。如果PF的值为零，则选择原始数据（IoT-LSS：RawData，IoT-LSS：hasRawData）如果PF的值为1，则选择格式化的数据（IoT-LSS：hasertedData，IoT-LSS：hasertedData）。过程处理原始数据，而服务处理格式化数据。只有价值而没有任何单位的数据称为原始数据。SC可表示或可理解的数据该服务数据被提供给（IoT-LSS：isSuppliedTo）过程类的数据。(iii) 接地：它定义了（IoT-LSS：proceduretoAccess）访问服务的方式。它提供各种通信协议（IoT-LSS：Communicationprotocols ） 和 消 息 格 式 （ IoT-LSS ：MessageProtocol）。(iv) 接口：每个服务都通过一个接口（IOT-LSS：Interface）访问。每个接口都有一个名称（IoT-LSS：InterfaceName，IoT-LSS：hasInterfaceName ） 和 地 址 （ IoT-LSS ： Address ， IoT-LSS ：hasInterfa-ceAddress）。数据和消息（IoT-LSS：Message）已经通过（IoT-LSS：isPassedThrough）接口从一个服务传递到其他服务。(v) Registry：Service（IoT-LSS：Service）由SP以Web服务描述 语 言 （ WSDL ） 文 档 的 形 式 描 述 （ IoT-LSS ：ServiceDescription，IoT-LSS：hasDescription）。每个服务都有（IoT-LSS：hasaserviceSurvivalRange）自己的生命周期和目标 （ IoT-LSS ： hasServiceGoal ） 。 服 务 已 经 在 （ IoT-LSS ：hasImplementedOn）资源受限设备上实现。服务具有用于执行过 程 的 一 些 条 件 或 约 束 （ IoT-LSS ： Condition ， IoT-LSS ：hasCondition ） 。 它 还 具 有 某 种 配 置 （ IoT-LSS ：hasServiceConfiguration）。存在两种类型的约束，诸如可见性（IoT-LSS：可见性）和排序（IoT- LSS：排序）。排序约束表示服务执行过程中的服务顺序。可见性约束是服务可见性的前提。它有三种类型，例如意识（IoT-LSS：意识），可达性（IoT-LSS：可达性）和意愿（IoT-LSS：意愿）。通过考虑服务功能性因素（IoT-LSS：hasFunctionality）来执行服务的分配 。 这 种 方 法 被 称 为 服 务 集 群 （ IoT-LSS ：ServiceClustering）。(vi) 组合：根据（IoT-LSS：AccordingToTheDemandOf）SC的需求组合服务。基于相同类型（IoT-LSS：isBasedonSameTypeOf）的动作组合服务。与NSS相比，LSS中存在服务分组概念和服务动态性。因此，应进一步加强正常的服务组合。大规模服务组合由多个服务（IoT-LSS：NumberofServices）、组合模式（ IoT- LSS ： CompositionPattern ） 、 调 度 顺 序 （ IoT-LSS ：SchedulingOrder）、条件（IoT-LSS：Condition）、服务功能（ IoT-LSS ： ServiceFunctionality ） 和 工 作 流 （ IoT- LSS ：Workflow ）组 成 。 服务 组 合 模 式有 两 种 类型 （ IoT-LSS ：isATypeOfCompositionPattern ） ， 例 如 顺 序 （ IoT-LSS ：Sequential）和非顺序（IoT-LSS：NonSequential）。序列是一种顺序服务组合模式。服务在序列组合模式中逐个执行。并行（IoT-LSS：并行）、独占（IoT-LSS：独占）和包容（IoT-LSS：包容）是非顺序服务组合模式。在独占组合模式中只有一个路径处于活动状态。多个路径在一个par-acquisition组合模式中同时处于活动状态Inclusive是独占和并行组合模式的组合。服务按顺序（IoT-LSS：haschallengingOrder）组合以满足SC的要求。与编排顺序相比，编排顺序更快。在编排顺序的情况下，消息很容易从一个服务流到另一个服务。但是，由于存在一个协调有序的中央协调员，信息的流动要每一个服务都在与中央协调员进行协调。类似地，非顺序编排中的服务执行比编排的非顺序中的服务执行更快。编排非时序的系统结构更为复杂。(vii) 聚 合 ： 各 种 类 型 的 服 务 被 聚 合 以 （ IOT-LSS ：isAggregatedToForm）满足SC要求。假设add（）、sub（）、mul（）、div（）是一个简单计算器的不同服务类型。在这个场景中，这些不同的功能被聚合起来，以解决SC的复杂计算。这些功能在SOA中充当服务这些服务彼此独立，但它们根据SC的要求被调用。这种现象被称为聚合（IoT-LSS：聚合）。工作流（IoT-LSS：isRestrictedTo）对于服务组合是有用的，但对于聚合不是。(viii) SC：SC和SP在注册表（IoT-LSS：Regist-ry）中注册（IoT-LSS：isHavingRegistryUser）。首先，服务是根据其功能进行分组的SC在注册表（IoT-LSS：hasFoundIn）中找到期望的 服 务 （ 这 个 过 程 被 称 为 服 务 分 发 （ IoT-LSS ：ServiceDiscovery）。这是一种通过SC（IoT-LSS：isUsedBy）在注册表中查找（IoT-LSS：isAMethodtoFind）服务的方法。服 务 由 （ IoT-LSS ： hasConsumedBy ） SC 消 费 。 注 册 表（ IoTLSS ： hasPublishedIn ） 可 以 由 不 同 的 SP （ IoT-LSS ：hasPublished）提供相同的服务。在获得服务之后，SC与SP绑定（IoT-LSS：isBindWith）所提出的本体包括各种上下文信息，如位置，时间，地址。因此，该本体可以与诸如GeoNames等的其他本体集成这种本体论还可以在其他领域进一步扩大在下一节中，建议的本体评估的帮助下，一个合适的案例研究。Sugyan Kumar Mishra和A. Sarkar沙特国王大学学报8771图3.第三章。CDSS本体论概述3.3. 通过案例研究对所提出的本体进行评估物联网是医疗保健、智能城市、智能家居和安全系统领域的新兴和有用的技术。医疗保健部门已经采用这种高效的技术来改善设施（Zgheib等人，2019年）。医疗设备与这项技术相结合，以改善诊断。CDSS（Mishra等人，2019年）采用了IoT-LSS的概念。图3描绘了CDSS本体的各种子类和对象属性，其在下面描述。1. 医 院 ： 每 个 医 院 通 过 其 唯 一 ID （ CDSS ： HId ， CDSS ：hasAHospitalId ） 、 名 称 （ CDSS ： Hname ， CDSS ：hasAHospitalName ） 、 地 址 （ CDSS ： Haddress ， CDSS ：hasHospitalAddress ） 、 邮 件 ID （ CDSS ： Hmailid ， CDSS ：hasHospitalMailId ） 进 行 标 识 。 医 院 在 月 底 根 据 工 资 向 医 生（CDSS：Doctor）和工作人员（CDSS：Staff）支付工资（CDSS：hasPaidSalaryTo）。医院还为医生提供了更好的治疗设备。图4示出了医院类的本体。2. Doctor：Doctor将个人信息登记在相应的配置文件（CDSS：DProfile ） 中 。 医 生 配 置 文 件 包 含 地 址 （ CDSS ： DAddress ，CDSS ： hasAnAddress ） 、 联 系 人 详 细 信 息 （ CDSS ：DContactDetail ， CDSS ： hasAContactDetail ） 、 个 人 详 细 信 息（CDSS：DPersonalDetail）和主题专业化（CDSS：Dty-pe）。电话 号 码 （ CDSS ： DMobileNumber ） 和 电 子 邮 件 ID （ CDSS ：DEmaiId）是联系人详细信息的两个子类地址的子类包括：公寓号（CDSS：DFlatNo）、地标（CDSS：DLandmark）、本地区域（CDSS：DLocalArea）、