面向智能农业的语义驱动物联网实时互操作框架

物联网（IoT）已彻底变革了包括农业在内的各类应用，但仍面临数据收集和理解的挑战。本文提出一个实时框架，引入三个额外的语义层，帮助IoT设备和传感器理解数据含义和来源。该框架包含六个层次：感知层、语义标注层、互操作性层、传输层、语义推理层和应用层，适用于动态环境。传感器以电压形式收集数据，然后由微处理器或单片机在语义标注和预处理层中处理。向原始数据中添加元数据，包括用途、ID号和应用。在语义互操作性和本体层提出两个语义算法：用于标准化文件类型的互操作性语义算法，以及用于识别同义词的同义词识别算法。在传输层，使用WiFi、Zigbee网络、蓝牙和移动通信网络等技术将原始数据和元数据发送到其他IoT设备或云计算平台。在语义推理层，提出用于从现有数据中推理新知识的模型，采用模糊逻辑、Dempster-Shaise理论和贝叶斯网络。在应用层提出图形用户界面（GUI），帮助用户与IoT传感器、设备以及推理出的新知识进行交互和监控。该框架为管理IoT数据、确保语义完整性以及实现实时知识推理提供了稳健的解决方案。集成不确定性推理方法和语义互操作性技术使本框架成为推进IoT应用的有价值工具，尤其是针对农业。