ایران ترجمه – مرجع مقالات ترجمه شده دانشگاهی ایران

پروتکل کاربردی محدود حسگری مشارکتی وب معنایی اشیا

پروتکل کاربردی محدود حسگری مشارکتی وب معنایی اشیا

پروتکل کاربردی محدود حسگری مشارکتی وب معنایی اشیا – ایران ترجمه – Irantarjomeh

 

مقالات ترجمه شده آماده گروه کامپیوتر
مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات رایگان

مطالعه ۲۰ الی ۱۰۰% رایگان مقالات ترجمه شده

۱- قابلیت مطالعه رایگان ۲۰ الی ۱۰۰ درصدی مقالات ۲- قابلیت سفارش فایل های این ترجمه با قیمتی مناسب مشتمل بر ۳ فایل: pdf انگیسی و فارسی مقاله همراه با msword فارسی -- تذکر: برای استفاده گسترده تر کاربران گرامی از مقالات آماده ترجمه شده، قیمت خرید این مقالات بسیار کمتر از قیمت سفارش ترجمه می باشد.  

چگونگی سفارش

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه (شماره حساب) ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.com شامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر -- مقالات آماده سفارش داده شده عرفا در زمان اندک یا حداکثر ظرف مدت چند ساعت به ایمیل شما ارسال خواهند شد. در صورت نیاز فوری از طریق اس ام اس اطلاع دهید.

قیمت

قیمت این مقاله: ۱۰۰۰۰ تومان (ایران ترجمه - irantarjomeh)

توضیح

بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.

مقالات ترجمه شده کامپیوتر - ایران ترجمه - irantarjomeh

www.irantarjomeh.com

پروتکل کاربردی محدود حسگری مشارکتی وب معنایی اشیا

شماره       
۲۲۳
کد مقاله
COM223
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
یک چارچوب مبتنی بر – پروتکل کاربردی محدود (CoAP) برای حسگری مشارکتی در وب معنایی اشیا
نام انگلیسی
A CoAP-based framework for collaborative sensing in the Semantic Web of Things
تعداد صفحه به فارسی
۲۴
تعداد صفحه به انگلیسی
۶
کلمات کلیدی به فارسی
وب معنایی اشیاء, پروتکل کاربردی محدود (CoAP), حسگری مشارکتی, اکتشاف منابع, منطبق سازی, داده کاوی
کلمات کلیدی به انگلیسی
Semantic Web of Things, CoAP, Collaborative sensing, Resource discovery, Matchmaking, Data mining
مرجع به فارسی
هفتمین سمپوزیوم بین المللی اینترنت فراگیر و اشیاء نافذ
علوم کامپیوتر
الزویر
مرجع به انگلیسی
The 7th International Symposium on Internet of Ubiquitous and Pervasive Things; Politecnico di Bari, via E. Orabona 4, Bari, Italy; Elsevier
سال
۲۰۱۷
کشور
ایتالیا

پروتکل کاربردی محدود حسگری مشارکتی وب معنایی اشیا

 

یک چارچوب مبتنی بر – پروتکل کاربردی محدود (CoAP) برای حسگری مشارکتی در وب معنایی اشیا
چکیده
این مقاله ارائه دهنده یک چارچوب وب معنایی اشیائی جدید شامل رویه های اکتشاف مشارکتی حسگرها و محرک ها / راه اندازها در محتواهای فراگیر و نافذ می باشد. این سیستم بر اساس ویژگی تعمیم یافته سازگار با مشخصه های قبلی پروتکل کاربردی محدود (CoAP) می باشد که قابلیت پشتیبانی از فرآیندهای تطبیقی معنایی پیشرفته از طریق سرویس های استنتاجی غیر استاندارد را فراهم می آورد. این چارچوب همچنین از ویژگی یکپارچه سازی فرآیند داده کاوی جویباری به منظور تحلیل داده های خام حاصل آمده از محیط پیرامونی و تشخیص رخدادهای سطح بالا با قابلیت تشریح این مشخصه ها از طریق فرا داده های مرتبط با توان درک ماشینی برخوردار می باشد. یک مطالعه موردی در خصوص کنترل ریسک محیطی به صورت مشارکتی و ممانعت از آن در حسگرهای ترکیبی و همچنین شبکه های نقلیه ای ارائه شده و نتایج عملکردهای تجربی مرتبط بر روی یک بستر آزمایشی حقیقی نشان داده شده است.
کلمات کلیدی: وب معنایی اشیاء، پروتکل کاربردی محدود (CoAP)، حسگری مشارکتی، اکتشاف منابع، منطبق سازی، داده کاوی
 

پروتکل کاربردی محدود حسگری مشارکتی وب معنایی اشیا

 

۱- مقدمه و انگیزه
ظهور وب معنایی اشیاء (SWoT) خود سبب تلفیق دو پدیده مرتبط یعنی وب معنایی و اینترنت اشیاء (IoT) شده است. هدف این تحقیق ارائه کلاس های جدید برنامه ها و خدمات هوشمند از طریق افزودن به آبجکت های دنیای حقیقی، موقعیت ها و حوادثی می باشد که از اطلاعات غنی و قابل درک ماشینی از نقطه نظر معنایی با قابلیت انتقال آن ها به ریز ابزارهای ارزان قیمت و ساده برخوردار می باشد. کنترل محیطی را می توان به عنوان چالش برانگیز ترین سناریو های کاربردی در این زمینه برشمرد. این مورد خود نیازمند تعامل و برخورد با مشکلات سخت می باشد، نظیر: داده های مقیاس بزرگ و مدیریت حسگرها، فراریت منابع، کاربران و ابزاره ها، ناهمگنی پلت فرم های سخت افزاری/ نرم افزاری، وابستگی به محتوا، محدودیت های اکید منابع محاسباتی مرتبط و موارد دیگر. پروتکل کاربردی محدود (CoAP) به عنوان یکی از پذیرفته شده ترین و گسترده ترین پروتکل های لایه کاربردی برای شبکه های اشیاء به شمار می آید. با این حال، این پروتکل در حال حاضر صرفا اجازه ارائه ویژگی های داده مبنای ساده ای در ارتباط با منابع را فراهم نموده و ویژگی بازیافت اولیه داده ها نیز خود متکی به تطبیق اکید بین درخواست ها و مشخصه های مربوط به منابع می باشد، که در حقیقت در بردارنده یک مشخصه باینری یا دوتایی «بلی/خیر» است. تطبیق دقیق درخواست ها/ منابع در سناریو های دنیای واقعی چندان غیر شایع نیستند، آن هم با توجه به ابزاره های ناهمگن، حسگرها و محرک ها که خود از سوی فراهم آورندگان متعدد مستقل در دسترس قرار گرفته است.
SWoT نیازمند اکتشاف منابع کارآمد بیشتری می باشد که در این زمینه از انطباق تقریبی پشتیبانی نموده و احتمالا می توان به ارائه نوعی ویژگی سنجشی مرتبط بین هر منبع در دسترس و درخواست ارائه شده اشاره داشت. از طریق حل این مشکل، می توان به طور قابل توجهی نسبت به ارتقای همکاری ها و تعاملات بینابینی در یک مقیاس بزرگ و با بهره گیری از شبکه های حسگر بی سیم چند سویه اقدام نمود. در نتیجه، یکپارچه سازی آبجکت های هوشمند و WSNها با فناوری های وب معنایی و زیرساخت های مرتبط هم اکنون به عنوان یک رویه تحقیقاتی به شمار می آید. راه حل های متعددی ارائه شده اند که می توان در این زمینه به هستی شناسی مرجع به منظور مشخص سازی داده ها، ابزاره ها و خدمات و به اشتراک گذاری داده های حسگری در رهنمودهای مرتبط با داده های پیوندی باز از طریق خدمات وبی RESTful اشاره داشت. زیرساختارهای خدماتی SPITFIRE برای کاربردهای معنایی سبب بهره گیری مطلوب تر از حسگرهای متصل به اینترنت و پروتکل های سبک وزن تری نظیر CoAP شده است. حسگرها تحت عنوان مشخصه سه گانه RDF توزیع شده و اکتشاف سرویس نیز بر مبنای فراداده نظیر ویژگی های ابزاری یا موقعیت می باشد. کاربرد مشخصه های معنایی برای ترکیب حسگر اتوماتیک نیز به منظور ارائه یک تحقیق توصیفی کاربر مبنا مورد بررسی قرار گرفته است که هدف از آن انتخاب مناسب ترین حسگر ها برای یک مشکل خاص می باشد. متاسفانه، این دسته از تحقیقات صرفا اجازه پرس و جوهای پایه ای در بخش های SPARQL در ارتباط با حاشیه نگار RDF را می دهند. ویژگی های اکتشاف منابع پیشرفته تر مورد پشتیبانی قرار نگرفته است. مدیریت داده ها و حسگرها در موبایل و محتویات فراگیر نیازمند فناوری هایی نظیر پردازش رخداد پیچیده بر مبنای هستی شناسی و انطابق سازی معنایی می باشد. مورد آخری علی الخصوص از تطبیق های تقریبی و رتبه بندی منابع با توصیف نتایج، از طریق خدمات رابط منطق- مبنا، پشتیبانی می نماید. جهت رسیدن به این هدف، این مقاله از فناوری های حاصله از وب معنایی جهت تعریف یک چارچوب SWoT جامع به منظور تعامل های کاملا غیر متمرکز استفاده می نماید. این رویکرد از ویژگی های حاشیه گذاری سطح بالای جریان های داده ای، با استفاده از ابزاره ها، رخدادهای مورد نظر و خدمات مرتبط، همراه با معنی کاملا تعریف شده w.r.t. به عنوان یک مفهوم به اشتراک گذاری شده در این حوزه یعنی ویژگی های هستی شناسی استفاده می نماید. از نقطه نظر فنی، این پیشنهاد قابلیت یکپارچه سازی ویژگی های ذیل را خواهد داشت: ۱)تعمیم ویژگی های سازگار با CoAP و CoRE Link Format (IETF CoREWorking Group RFC 6690, http://tools.ietf.org/html/rfc6690) با توجه به پروتکل اکتشاف منابع، (۲) تشخیص و حاشیه نویسی رخدادها با استفاده از الگوریتم های داده کاوی کارآمد مربوط به منابع بر روی داده های خام حاصل آمده به وسیله شبکه حسگر معنایی (SSN، یعنی یک WSN ارتقا یافته معنایی) با استفاده از ویژگی هستی شناسی SSN-XG به عنوان یک مولفه و لغت مرجع. ۳) رابط های غیر استاندارد برای تطبیق معنایی مبنا در زمینه بازیابی و رتبه بندی منابع، پشتیبانی از تطبیق های تقریبی و مشخصه های مرتبط. یک مطالعه موردی در زمینه کنترل ریسک محیطی مشارکتی و مدیریت در حسگر هیدریدی و شبکه های نقلیه ای (HSVNs) جهت مشخص سازی و توصیف این رویکرد عرضه شده است. یک بستر آزمایشی نیز با توجه به پیاده سازی چنین چارچوبی با ابزاره های حقیقی و آزمایشات اجرایی فراهم آمده است.

پروتکل کاربردی محدود حسگری مشارکتی وب معنایی اشیا

 

۲- شبکه های حسگر معنایی برای استخراج پیشرفته محتوا
معماری مرجع پیشنهادی ارائه دهنده یک نگارش اولیه چارچوب مبتنی بر – CoAP می باشد. حسگرهای پیاده سازی شده در یک ناحیه ارتباطاتی با یک گره سینک محلی، دارای عملکردی همانند هد کلاستر یا سرخوشه می باشند. سینک های متعدد به یک گیت وی متصل شده و موجب ارتباط شبکه با دنیای بیرونی می شود. هر حسگر نه تنها بر مبنای مشخصه های داده محور خود توصیف می گردد، بلکه به وسیله حاشیه نویسی معنایی نیز مشخص می شود که تشریح کننده ویژگی ها و کاربردهای آن است. سینک ها نیز قابلیت ذیل را دارند: (۱) ثبت حسگرها در امتداد توصیف های معنایی آن ها به عنوان منابع CoAP، (۲) پشتیبانی از اکتشاف منبع مبتنی بر منطق بر روی یک فراداده حاشیه نویسی شده، بهره گیری از یک تطبیق گر جاسازی شده سبک وزن. به همین دلایل گره های سینک در سرورهای CoAP جاسازی می شوند. آن ها همچنین اقدام به جمع آوری و پردازش داده ها برای تشخیص رخداد می نمایند. به هنگامی که یک رویداد شناسایی شد، اقدام به زیرنویسی آن شده و یک رکورد منبع در سرور به روزرسانی خواهد شد. فراتر از حاشیه نویسی معنایی، این رکورد حاوی پارامترهای محتوایی فوق منطقی بیشتری نظیر مختصات جغرافیایی و مهر زمانی می باشد. گیت وی مربوطه به انتظار درخواست های اکتشاف منبع از سیستم های کاربردی فلاینت می نشیند که در آن اقدام به جستجوی رویدادها در ناحیه مرتبط شده و متعاقبا پاسخ ها از طرف گره های سینک متصل عرضه خواهد شد.
دو پیمانه اولیه در چارچوب پایه توسعه یافته اند که جهت پشتیبانی از فرآیند حسگری مشارکتی در نظر گرفته می شوند. ارتباطات در SSN با استفاده از یک نگارش اصلاح شده کتابخانه CoAP (http://eclipse.org/californium/) اعمال می شود که سبب ارتقای ویژگی معنایی مبنای پروتکل CoAP خواهد شد.
افزونه JOSM SSN. شکل ۱ نشان دهنده نمونه GUI مرتبط با افزونه SSN برای ادیتور متن باز اپن استریت مپ جاوا (OSM) (http://josm.openstreetmap.de/) می باشد. از این ویژگی می توان جهت انجام مولفه های ذیل بهره گرفت: (۱) مرورگری SSN، که در نقشه مرتبط در (الف) مشخص شده است که حسگرهای موجود و گره های سینک در این زمینه بر روی گیت وی های CoAP رجستر می گردند. (۲) اکتشاف حسگر معنایی مبنا، برای اجابت مشخصه های یک درخواست CoAP معنایی مبنا با توجه به درخواست مشتری (از طریق مشخص سازی موقعیت مرجع، محدوده اکتشاف حداکثری، وظیفه سیستم رابط جهت انجام امور مرتبط و آستانه مربوطه) که به صورت مرتبط با استفاده از پانل (ب) در نظر گرفته شده و متعاقبا اقدام به ارسال آن برای بررسی حسگرها در منطقه مرتبط خواهد شد. (۳) ویژگی تولید سناریوی SSN به منظور ایجاد پیکربندی های تصادفی برای شبیه سازی های بزرگ مقیاس SSN، از طریق پانل (ج) نشان داده شده در شکل ۱، که قابلیت گسترش OSM به افزونه رسکیو را خواهد داشت (http://kaspar.informatik.uni-freiburg.de/osm/). این سناریو ها را می توان بر مبنای پارامترهای گزارش شده در جدول ۱ مقید ساخت.

پروتکل کاربردی محدود حسگری مشارکتی وب معنایی اشیا

 

۳- مطالعه موردی: کنترل محیطی مشارکتی
به منظور مشخص سازی رویکرد پیشنهادی و نشان دادن مزیت های آن، یک مطالعه موردی در زمینه محیطی مشارکتی اعمال شده است. این بررسی بر روی حسگر هیدرید و شبکه های نقلیه ای (HSVNs) تمرکز دارد، که در آن قابلیت ترکیب شبکه های اقتضایی نقلیه ای (VANETs) و WSNs فراهم می گردد. در HSVNs، حسگرها در جاده ها کار گذاشته شده تا قابلیت کنترل و جمع آوری اطلاعات در خصوص شرایط محیطی یک منطقه خاص فراهم شود. به علاوه، وسایل نقلیه یا ماشین ها نیز قابلیت دریافت اخطارهای ایمنی و اطلاعات ترافیکی از وایت های کنار جاده ای پیاده سازی شده (RSUs) با استفاده از فناوری های ارتباطاتی بی سیم ماشین به زیر ساختار (V2I) را خواهند داشت. هر RSU به عنوان یک گیت وی CoAP به شمار آمده و به صورت مقطعی اقدام به بررسی سینک ها در محدوده خود می نماید. سینک ها نیز اقدام به انجام پوشش مفهومی برای اکتشاف معنایی مبنا نموده تا قابلیت یافتن حسگرهای مناسب را داشته باشند و از این طریق توان بازگشت مجموعه ای از مناسب ترین مشخصه ها به RSU به وجود آید. این سیستم متعاقبا می تواند با استفاده از داده های خام دریافتی از گره ها کار خود را آغاز نموده و مشخص سازد که آیا رخدادهای مرتبط از طریق داده کاوی، همان گونه که در بخش ۲ تشریح شده است، مد نظر خواهند بود و چگونگی و کیفیت آن ها در چه سطحی است. حاشیه نویسی این رویدادها متعاقبا سبب اخطار به وسایل نقلیه در خصوص ضرایب ریسک رانندگی کنونی می شود. با گسترش هستی شناسی SSN-XG در امتداد الگوی طراحی محرک- حسگر- مشاهده، پارامترهای مشخص شده (همانند دما، رطوبت، سرعت باد) و ظرفیت های برآورد حسگر (همانند دقت، رزولوشن، فراوانی) تعریف و مشخص می شوند.

پروتکل کاربردی محدود حسگری مشارکتی وب معنایی اشیا

 

۴-آزمایشات
جهت اثبات امکان پذیری چارچوب پیشنهادی، یک ارزیابی عملکرد در بستر آزمایشی با ابزاره های حقیقی اعمال شد. این آزمایشات سعی در برآورد مقدار داده های تبادل یافته بین گره های شبکه و زمان سپری شده به وسیله RSU1 جهت حاصل آوردن لیستی از حسگرهای مفید به منظور کنترل شرایط محیطی می نماید. سرورهای CoAP معنایی مبنا برای RSU1 و سه سینک مرتبط بر روی سیستم مختلف Pi مدل B اجرا شدند (با توجه به مشخصه های: https://www.raspberrypi.org/products/model-b/) که با درنظرگیری پیکربندی Wheezy Raspbian (http://www.raspbian.org)، و بهره گیری از سیستم عامل مرتبط می باشد. گیت وی های RSU2 و RSU3، سینک های آن ها و حسگرهای مرتبط از طریق افزونه JOSM که بر روی یک ایستگاه کاری اجرا شده اند مورد شبیه سازی قرار گرفتند (HP Z820 with Xeon E5-2643 quad-core CPU at 3.3 GHz, 16 GB RAM, 1 TB hard disk). جدول ۲ نشان دهنده درخواست ها بر مبنای زمان و داده های مبادله شده در سناریوی شبیه سازی شده می باشد. به طور خاص، برای هر RSU پارامترهای ذیل مورد اندازه گیری قرار گرفتند: زمان انتظار (Ti)، مجموع کل بایت های انتقال یافته و دریافتی (Bitx, Birx) با توجه به سینک های آن ها جهت حاصل آوردن توصیفات حسگرها، مقدار زمان سپری شده (Tc) جهت اجرای فرآیند پوشش مفهومی به صورت محلی، زمان (Tf) و بایت های مبادله شده (Bftx, Bfrx) با RSUهای مجاور پس از ارسال و بخش غیر پوششی درخواست. برای زمان ها، ۵ مرحله اجرایی وجود داشته که هر کدام اقدام به تست ویژگی های مربوطه نموده و در نهایت میانگین چهار اجرا مشخص شد. جدول ۲ مشخص کننده شکاف عملکرد بین گره حقیقی (RSU1) و گره های شبیه سازی شده (RSU2, RSU3) می باشد که علت آن را می توان محدودیت های حافظه ای و پردازشی بر روی Pi دانست. با این حال، زمان مرتبط و نتایج آن به نظر قابل پذیرش می باشد (‑ ۱٫۷ s). زمان برترین مرحله برابر با Ti می باشد، چرا که این مورد شامل ایجاد ساختارهای داده به وسیله سیستم مرتبطی می باشد که بر روی برد قرار گرفته است. همان گونه که در مرجع ۸ برای وظایف استدلالی دیگر مشخص شده است، Tc در RSU1 دارای یک خط مشی مشابه w.r.t. RSU2 و RSU3 می باشد. زمان تقریبا به عنوان مرتبه بزرگی بالاتر از گره Pi محسوب شده است. با توجه به تبادل داده ها، تفاوت معنی داری بین اندازه Bitx و موارد دیگر (Birx, Bftx, Bfrx) دیده می شود. در حقیقت، پاکت های هر RSU اقدام به ارسال سینک های متصل نموده تا قابلیت حاصل آوردن لیست منابع معنایی را داشته باشند که صرفا حاوی درخواست های CoAP استاندارد است. در مقابل، درخواست ها از سینک ها و پاکت ها بین هر RSU مبادله شده که شامل پارامترهای درخواستی جدید می باشد که در مرجع ۱۰ تعریف شده است و شامل حاشیه نویسی های متراکم نیز است.

پروتکل کاربردی محدود حسگری مشارکتی وب معنایی اشیا

 

 ۵- نتیجه گیری
این مقاله تشریح کننده یک چارچوب شبکه حسگر معنایی پیشرفته می باشد. در این مبحث افزونه های CoAP با قابلیت سازگاری با ویژگی های قبلی برای توصیف منابع مبتنی بر مشخصه های معنایی، مدیریت و اکتشاف منابع عرضه شده است. داده کاوی جویباری کارامد و حسگری مشارکتی به عنوان مشخصه های قابل توجه در مبحث جاری عرضه شده اند. یک مطالعه موردی در سناریوی HSVN و آزمایشات تجربی بر روی بستر آزمایشی حقیقی اجازه ارزیابی امکان پذیری و کاربرد این رویکرد را به ما داده است. علی رغم زمان های پردازشی و بار شبکه که به میزان بیشتری در مقایسه با CoAP استاندارد می باشد، این ارتقا در زمینه کیفیت اکتشاف خود توجیه کننده رویکرد پیشنهادی در سناریوهای پیچیده ای نظیر کنترل محیطی توزیعی بزرگ مقیاس می باشد.
تحقیقات آتی شامل ترکیب الگوریتم های فراگیری ماشینی با مدیریت داده های حسگر مبتنی بر مشخصه های معنایی برای داده کاوی محتوایی انعطاف پذیرتر، همراه با یکپارچه سازی الگوریتم های متراکم سازی خاص برای زبان های وبی معنایی به منظور کاهش بار شبکه و فضای ذخیره سازی می باشد.

پروتکل کاربردی محدود حسگری مشارکتی وب معنایی اشیا

 

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
تماس با ما

اکنون آفلاین هستیم، اما امکان ارسال ایمیل وجود دارد.

به سیستم پشتیبانی سایت ایران ترجمه خوش آمدید.