编织社交物联网：实现物联网中的自主、灵活交互

编织社交物联网：在物联网中实现自主、灵活的交互安德烈-尼古拉·乔特亚引用此版本：安德烈-尼古拉·乔特亚。编织社交物联网：在物联网中实现自主、灵活的交互。其他[cs.OH]。里昂大学;布加勒斯特政治技术大学，2016年。法语。NNT：2016LYSEM813。电话：01451195HAL ID：电话：01451195https://theses.hal.science/tel-01451195提交日期：2017年HAL是一个多学科的开放存取档案馆，用于存放和传播科学研究论文，无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构，也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaireNNT：2016年EMSE 0813论文提交人安德烈·乔特亚要获得的等级圣艾蒂安国立高等矿业学院博士，专业：计算机科学编织对象的社交网络：实现自主和灵活的在物联网中2016年1月14日在布加勒斯特举行评审团主席：Emil SLUANSCHI布加勒斯特政治技术大学教授报告员：Fabien Gandon Erik MannensHDR博士，INRIA，Sophia Antipolis教授，根特大学，根特考官：Alessandro Ricci博洛尼亚大学副教授博洛尼亚科斯汀·贝迪卡教授，克拉约瓦大学，克拉约瓦tefan TROlivier Boissier国立高等学校教授圣艾蒂安矿山Antoine ZIMMERMANN国立高等圣艾蒂安矿山负责博士专业：K.材料科学与工程Wolski机械与工程研究总监S.德雷珀教授过程的天才F.Gruy，研究地球科学B.Guy，环境科学与工程研究总监Graillot，研究负责任的博士专业应用数学O.强硬，助理大师计算机O. Boissier教授图像、视觉、信号JC。皮诺利教授工业工程师A.教授多尔吉微电子学S. Dauzere Peres，教授EMSE：教授-研究人员和被授权指导博士论文的研究人员（持有ABSI纳比尔CR工业工程CMP四月斯蒂芬PR2机械与工程独联体巴尔博弗拉维安PR2信息学法约尔巴塞罗让-弗朗索瓦公关材料科学与工程短信巴顿-休伯特米雷耶PR2环境科学与工程法约尔伯格·杜斯桑德琳PR2管理科学法约尔伯纳奇-阿索朗迪迪耶PR0工艺工程独联体比戈特让·皮埃尔MR（DR2）工艺工程旋转比拉尔尝试DR地球科学旋转布莱亚克西尔万MA（MDC）微电子学CMP布瓦西埃奥利维尔PR1信息学法约尔博贝利安德拉斯MR（DR2）材料科学与工程短信屠夫泽维尔PR2工业工程法约尔布罗达格克里斯蒂安DR环境科学与工程法约尔布鲁雄朱利安MA（MDC）机械与工程短信伯拉特帕特里克PR1工业工程法约尔库尔尼尔迈克尔PR0工艺工程直接达里厄拉特迈克尔IGM材料科学与工程短信多泽雷-佩雷斯斯蒂芬PR1工业工程CMP德贝勒约翰CR图像视觉信号独联体德拉福斯大卫PR0材料科学与工程短信德斯拉约克里斯托弗PR1机械与工程短信多尔吉亚历山大PR0工业工程法约尔布料西尔万PR1机械与工程短信费莱多米尼克PR1工业工程CMP费沃特吉勒PR1工艺工程旋转弗雷泽基维奇安娜DR材料科学与工程短信加西亚丹尼尔MR（DR2）工艺工程旋转格林格尔让MA（MDC）材料科学与工程独联体古里奥特多米尼克DR材料科学与工程短信格赖洛特迪迪耶DR环境科学与工程旋转格罗索菲利普DR工艺工程旋转格鲁伊弗雷德里克PR1工艺工程旋转盖伊伯纳德DR地球科学旋转汉哇吸MR机械与工程短信赫里让·米歇尔PR1工艺工程旋转凯尔穆什威廉PR2机械与工程短信叮当声赫尔穆特DR材料科学与工程短信拉弗雷斯特瓦莱丽MR（DR2）环境科学与工程法约尔勒里切鲁道夫CR机械与工程法约尔李让-米歇尔微电子学CMP马利亚拉斯乔治PR1微电子学CMP莫琳菲利普CMP莫利马德杰罗姆PR2机械与工程独联体蒙泰耶弗兰克DR材料科学与工程短信Moutte雅克CR工艺工程旋转纽伯特吉勒法约尔尼科洛夫斯基让-皮埃尔研究工程师CMP北方人帕特里斯PR1旋转皮乔拉特克里斯托弗PR0工艺工程旋转皮乔拉特米歇尔PR1工艺工程旋转皮诺利让·查尔斯PR0图像视觉信号独联体继续前进杰里米MR工艺工程独联体罗宾逊布鲁诺研究工程师CMP罗西艾格尼丝MA（MDC）工业工程CMP鲁斯坦奥利维尔MA（MDC）应用数学法约尔鲁克斯克里斯蒂安公关图像视觉信号独联体斯托拉茨雅克CR材料科学与工程短信TRIA阿西亚研究工程师微电子学CMP瓦尔迪维耶索弗朗西斯PR2材料科学与工程短信病毒让·保罗DR工艺工程旋转沃尔斯基克日斯托夫DR材料科学与工程短信十一小兰PR1工业工程独联体尤格玛加利安CR工业工程CMPENISE：教授-研究人员和被授权指导博士论文的研究人员（持有伯戈让-米歇尔PU机械与工程ENISE贝特朗菲利普MFC工艺工程ENISE杜布歇菲利普PU机械与工程ENISE费尔瓦奇埃里克MFC机械与工程ENISE福图尼耶罗兰公关材料科学与工程ENISE古萨罗夫安德烈合同制教师工艺工程ENISE哈姆迪赫迪MFC机械与工程ENISE里昂内帕特里克PU机械与工程ENISE搜索乔尔PU机械与工程ENISE斯穆罗夫伊戈尔PU机械与工程ENISE更新日期：2014年10月28日托斯卡诺罗萨里奥PU机械与工程ENISE扎胡阿尼哈桑PU机械与工程ENISEPROIECT EXCELDOC -POSDRU/159/1.5/S/132397Excelenîn cercetare印刷博士奖学金博士后布加勒斯特政治大学（UniversitatemaPolitehnica inBucuresti）自动化学院i计算器部门圣艾蒂安国立高等矿业学校圣艾蒂安ED-SIS博士学校休伯特·居里实验室，亨利·法约尔研究所，圣艾蒂安矿业N. 2015年12月3日参议院第239号决议泰兹德博士Obiecte的社交网络互联网上的灵活自治网Obiectelor编织社交网络：在物联网中实现自主和灵活的交互作者：Ing.安德烈-尼古拉·乔特亚博士委员会PreşedinteEmil SLUANSCHI从洛杉矶"政治技术布库雷什蒂博士生-1Adina Magda Florea从洛杉矶"政治技术布库雷什蒂博士生-2Olivier Boissier从洛杉矶国立高等学校圣艾蒂安矿山博士共同导师Antoine ZIMMERMANN博士从洛杉矶国立高等学校圣艾蒂安矿山推荐人Costin Bédic教授从洛杉矶克拉约瓦大学推荐人法比安·甘顿从洛杉矶国家研究所计算机科学与自动化（INRIA）推荐人Erik Mannens从洛杉矶根特大学推荐人助理教授Alessandro RICCI从洛杉矶博洛尼亚大学推荐人Stefan Tran教授博士从洛杉矶"政治技术布库雷什蒂2015年布库雷什蒂致我的祖父iii.确认文件过去的几年是一个令人难以置信的旅程。这一页是关于支持我一路走来的人。首先，我要向我的导师Adina-Magda Florea教授、Olivier Boissier教授和助理教授Antoine Zimmermann表示衷心的感谢和感谢，感谢他们不断的支持、指导和反馈。我想感谢教授。感谢Adina-Magda Florea向我介绍了人工智能这一令人兴奋的领域，感谢她邀请我加入AI-MAS实验室，特别是感谢她对我所有努力的持续信任和几乎无限的支持。有机会与这样一位乐观、支持我的主管一起工作，以最好的方式完全改变了我的人生轨迹。除了这篇论文，我们在过去几年里紧张工作的一个重要成果是罗马尼亚人工智能协会，该协会在任何衡量标准上都是一个重大成就。我 想 向 教 授 表 达 我 最 深 切 的 感 谢 Olivier Boissier 和 助 理 教 授 AntoineZimmermann感谢他们对我研究的持续指导和支持他们富有洞察力的投入和我们多年来的互动不仅使我成为一个更好的研究者，也使我成为一个更好的人。我还要感谢Olivier Boissier教授，他使我能够在圣艾蒂安呆上一年半，并承担了许多行政负担，使我能够专注于我的研究。所有这些努力都得到了极大的赞赏。我还要感谢AI-MAS和ISCOD实验室的同事们的友谊和支持。特别是，我的朋友亚历克斯·索里奇多年来一直是我的忠实伴侣，在许多旅行和许多项目中。我认为自己很幸运有这样一个出色的朋 友。非常感谢Mihai Trūscūu、ValentinLungu、Costin Caval、Marius-Tudor Benea、Andrei Ismail和我在AI-MAS团队的所有其他同事，我很幸运能在我们的许多项目中与他们合作。我要感谢BissanAudeh，感谢他是一位非常乐观和积极的办公室同事，感谢Reda Yaich，感谢我们的许多讨论和他有用的建议，感谢Amro Najjar、Oudom Kem、Marie-LineBarneoud、Gauthier Picard、Xavier Serpaggi、Niloufare Sadr、Nicolas Cointe和ISCOD团队中的每一个人，感谢他们让我在圣艾蒂安的逗留变得非常愉快。我要感谢Cristian Stoica和AQUASoft在我博士研究开始时的财政支持，以及一起工作的美好经历。最后，我衷心感谢我的家人和朋友，感谢他们对我所有努力的理解和不断的支持。我认为我自己很幸运，在我的生活中有这么多有意义的关系。这项工作由欧洲基金部2007-2013年人力资源开发部门业务方案通过财务协定POSDRU/159/1.5/S/132397提供Andrei Ciortea也得到了罗纳-阿尔卑斯地区（法国）的资助。摘要物联网（IoT）旨在创建由大量异构设备组成的全球无处不在的生态系统为了实现这一愿景，万维网正在成为将应用层的物联网设备和服务互连到物联网（WoT）的合适候选者然而，WoT正在朝着更大的事物孤岛发展，因此全球无处不在的生态系统的愿景还没有完全实现。此外，尽管WoT促进了异构物联网设备和服务的混搭，但现有方法会导致静态物联网混搭无法适应动态环境和不断变化的用户需求。最新的报告强调了物联网中另一个公认的挑战，即使人们能够与庞大、不断发展和异构的物联网进行交互为了解决上述局限性，我们提出了一个开放、自治的物联网生态系统架构，该生态系统由位于全球环境中并由异构平台支持的人和事物组成。我们的方法是赋予事物以自主性，并将社会网络隐喻应用于创建人和自主事物的灵活网络。我们的方法基于多智能体和WoT研究的结果，并将设想的物联网生态系统称为社交物联网。我们的提案强调物联网中的异构性、可发现性和灵活交互。同时，它通过多层抽象为开发人员和用户提供了较低的进入壁垒，使他们能够有效地应对整个生态系统的复杂我们只是简单地使用几个应用场景来演示这些功能。内容。1引言11.1动机11.2研究问题21.3论文大纲4I最新技术水平72万维网搭便车者2.1Web的体系结构102.1.1代议制国家转移102.1.2The “out-of-band information” problem2.2人的网132.2.1围墙花园的问题2.2.2开放和分布式社交Web142.2.3支持技术152.3机器Web202.3.1向信息添加结构202.3.2Web本体202.3.3读取/写入链接数据212.4物联网222.4.1对应用程序体系结构的需求2.4.2面向资源的架构232.5摘要253物联网中的新兴范式3.1实践中的物联网3.1.1WOT设备283.1.2WoT平台293.1.3WOT30中的互操作性3.2与物理事物的333.2.1局部相互作用333.2.2远程交互353.3物理混搭373.3.1过程驱动的组合373.3.2目标驱动的组合383.4WOT中的社会方面393.4.1平台和应用程序393.4.2社交活动403.5摘要424自主性、社交性和监管454.1多代理系统454.1.1代理和多代理系统464.1.2多智能体系统的建模维度4.2多智能体系统中的社交性474.2.1代理和人工制品474.2.2互动484.2.3社会理性504.3多智能体系统中的规则504.3.1MAS51中的标准4.3.2社会控制524.3.3规范性组织524.4摘要53II设计社交网络555社交物联网的分层架构5.1应用场景585.1.1可发现性：社交电视585.1.2灵活的互动：唤醒呼叫595.1.3远程互动：洗衣房605.1.4欢迎回家605.1.5讨论615.2原则635.2.1基本原则635.2.2一般设计原则655.3分层体系结构665.3.1代理层685.3.2社交层695.3.3标准层725.3.4应用层735.4摘要746社会技术网络模型756.1建模维度766.1.1初步定义766.1.2社会维度796.1.3标准维度806.1.4空间维度806.1.5数字维度816.2形式定义856.2.1结构856.2.2地狱876.2.3动力学876.2.4标准886.3数字社会技术网络886.3.1实体和关系类型896.3.2操作类型896.3.3社会人工制品926.4摘要977超媒体驱动的社交物联网997.1跨国公司的语义描述框架。... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...1007.1.1跨国公司本体。... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...1007.1.2代理说明。... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...1047.1.3平台描述。... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 1067.1.4数字人工制品描述。... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 1087.2跨国公司平台的统一接口。... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...1107.2.1一致性约束。... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 1117.2控制驱动接口。... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 1157.2.3数据驱动接口。... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...1167.2.4混合接口。... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...1177.3跨国公司平台的五层集成战略。... ... ... ... ... ... ... ...1187.3.1级别1：发布平台描述。... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 1187.3.2第2级：作为一等公民参与社会事务。 . . . . . ... 1197.3.3级别3：生成符合STD的表示。. . . . . ... 1197.3.4级别4：公开统一API。... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 1207.3.5第5级：打开平台。... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 1207.4总结。... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...121三经验和验证1238部署全球社会技术图1258.1将现有平台集成到SWoT中。... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...1268.1.1Facebook。... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...127... ... ... ...8.1.2声音云。... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...1318.1.3Twitter。... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...... ... ... ...1338.1.4Dweet.io。... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...1358.1.5讨论。... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...1398.2 ThingsNet：5级跨国公司平台。... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...1418.2.1设计与实施。... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 1428.2.2 API概述。... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...1438.2.3讨论。... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...1458.3部署世界范围的社会技术图。 . . . . . . . ...1468.3.1部署方案。... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 1468.3.2跨国公司的浏览器。... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...147x内容。8.3.3讨论：浏览社交网络1498.4摘要1529将理性主体带入社会物联网9.1面向社交物联9.1.1作为BDI代理对社会事物进行9.1.2SWoT156的多代理环境9.2用例：爬行社交网络1609.2.1部署方案1609.2.2代理逻辑1619.2.3经验教训1629.3用例：社交事物之间的9.3.1部署方案1649.3.2代理逻辑1659.3.3经验教训1689.4用例：与社交对象的9.4.1部署方案1699.4.2代理逻辑1709.4.3经验教训1709.5用例：社交物联1719.5.1组织规范1719.5.2代理逻辑1729.5.3经验教训1729.6摘要173IV结论和展望17510 结论和展望17710.1 第177章10.2 贡献17910.3 未来工作18110.3.1 限制18110.3.2 隐私保护18210.3.3 社会理性183出版物列表185V附录187跨国公司说明文件189A.1 Facebook189A.2 Twitter196A.3 SoundCloud201内容。xiA.4 Dweet.io204A.5 ThingsNet206B 家庭自动化标准组织211参考书目215