Wysokopoziomowy system adresowania urządzeń inteligentnego budynku, pracujący z wykorzystaniem ontologii i Internetu Rzeczy

W pracy opisano nowy sposób wyszukiwania, adresowania i uaktywniania urządzeń inteligentnego budynku. W odróżnieniu od klasycznych metod adresowania, zakładających sztywne powiązanie urządzeń sterujących i sterowanych za pomocą jednoznacznych identyfikatorów (tzw. „parowanie” urządzeń), w przedstawianym podejściu wykorzystywane jest dynamiczne łączenie kontekstowe w połączeniu z modelowaniem ontologicznym. Model obejmuje możliwości urządzeń, które są modelowane nie na poziomie charakterystyki (danych technicznych, sposobu podłączenia, adresu itp.) urządzenia, a na podstawie funkcji, jakie dane urządzenie pełni. Model obejmuje też kontekst, na który składają się te parametry, które są niezależne od wywołania, np. aktualna lokalizacja urządzenia lub osoby, temperatura w pomieszczeniu itp. Ostatnim modelowanym elementem są żądania wywołania odpowiedniej akcji, czyli uaktywnienia urządzeń. Zastosowane modele ontologiczne pozwalają na sformułowanie wymagań i zgłoszenie żądania, następnie dołączenie ograniczeń wynikających z kontekstu i ostatecznie dynamiczny wybór tych (grup) urządzeń, które na podstawie wcześniej zadeklarowanych przez siebie możliwości są w stanie te wymagania spełnić. Urządzenia te są następnie aktywowane, co skutkuje wykonaniem żądanej akcji. Opisywane podejście zostało zaimplementowane w postaci środowiska SITE (ang. Semantic Internet-of-Things Environment). Środowisko to okazało się użyteczne w modelowaniu wzajemnych interakcji między użytkownikami i urządzeniami inteligentnego budynku, szczególnie w kontekście miejsc publicznych, takich jak muzea, szpitale, urzędy itp., gdzie klasyczne sterowanie wyposażeniem budynku przez incydentalnych użytkowników, z wykorzystaniem ich urządzeń personalnych, nie może być stosowane.

---

The paper introduces a new way of searching for, addressing, and activating devices of an intelligent building. In contrast to classical methods of addressing, aiming in using hardcoded links among controlled and controlling devices by means of unique identifiers (so called “pairing” of devices), the approach is based on dynamic contextual bonding and uses ontological descriptions of devices. The proposed model covers definitions of device possibilities, at the level of the relations among devices and real-world artifacts they are related with rather that at the level of technical (or similar) description of the devices. Possibilities reflect the functions one may observe for each device. The possibilities are automatically enhanced by contextual information (such as current localization of a device/human, communication link, etc.), and compared at run-time with requests coming from humans and other devices. Applied ontological models are capable of: (1) formulating device possibilities and (2) incoming requests, (3) filtering of a target device set based on contextual information, and (3) final activation of the selected device(s) that may fulfill the requests based on their predefined possibilities. Activated devices perform certain actions, forming a response to the served request. The approach has been implemented as SITE (Semantic Internet-of-Things Environment) framework. This framework was found useful in modeling mutual interactions among humans and intelligent-building devices, especially at public spaces such as a museum, a hospital, an office, etc. In such case, classical controllers cannot be used due to incidental (ad-hoc) interaction and no possibility to apply personal devices such as a mobile phone.