Κατάλογος Εκδηλώσεων

Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών

Πρόγραμμα Προπτυχιακών Σπουδών

ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ

ΑΙΜΙΛΙΟΥ ΤΖΑΒΑΡΑ

με θέμα

Υποστήριξη Λειτουργικότητας Σημασιολογικού Ιστού σε Περιβάλλον Διαδικτύου των Πραγμάτων και Υπολογιστικού Νέφους

Supporting Semantic Web of Things Functionality in the Cloud

Τρίτη 8 Οκτωβρίου 2019, 4:30 μ.μ.

Λ – Κτίριο Επιστημών/ΗΜΜΥ, Αίθουσα Συνεδριάσεων Εργαστηρίου Intelligence, Κτίριο Επιστημών, Πολυτεχνειούπολη

Εξεταστική Επιτροπή

Καθηγητής Ευριπίδης Πετράκης (επιβλέπων)

Αναπληρωτής Καθηγητής Βασίλειος Σαμολαδάς

 Αναπληρωτής Καθηγητής Αντώνιος Δεληγιαννάκης

Περίληψη

 Ο κόσμος κατευθύνεται προς την επικοινωνία τύπου μηχανής, όπου οτιδήποτε (από τους έξυπνους αισθητήρες μέχρι τα καθημερινά προϊόντα στα σουπερμάρκετ) θα είναι συνδεδεμένο στο Διαδίκτυο.Η τεχνολογία Σημασιολογικού Ιστού του Διαδικτύου των Πραγμάτων (Semantic Web of Things ή SWoT) προτείνει το σχεδιασμό διαλειτουργικών υπηρεσιών ή διαδικτυακών εφαρμογών του Ιστού των Πραγμάτων με τη χρήση τεχνολογιών του Σημασιολογικού Ιστού. Το SWoT αποτελεί μια σημασιολογική επέκταση του Διαδικτύου των Πραγμάτων που επιτρέπει στις εφαρμογές να μοιράζονται περιεχόμενο και υπηρεσίες πέραν των ορίων τους ή, ακόμα πιο σημαντικό, να αναπτύσσουν νέες εφαρμογές ως σύνθεση υφιστάμενων (π.χ. χρησιμοποιώντας mashups). Η βασική ιδέα είναι να πετύχουμε όλα αυτά να γίνονται αυτόματα ή με ελάχιστη ανθρώπινη παρέμβαση. Πρέπει να εφαρμοστούν εργαλεία που είναι ικανά να κατανοήσουν τη σημασία των εφαρμογών του Διαδικτύου (δηλαδή δεδομένα και υπηρεσίες) και να αιτιολογούν το περιεχόμενό τους, προκειμένου να υλοποιηθεί το όραμα της τεχνολογίας του Σημασιολογικού Ιστού του Διαδικτύου. Όπως και στο Σημασιολογικό ιστό, οι ορισμοί των εννοιών και των ιδιοτήτων τους σχηματίζουν οντολογίες, οι οποίες ορίζονται με τη χρήση των RDF, RDFS και OWL. Συγκεκριμένα, οι οντολογίες του Διαδικτύου των Πραγμάτων περιλαμβάνουν ορισμούς των εννοιών του IoT (π.χ. αισθητήρες, υπηρεσίες) και των ιδιοτήτων τους (π.χ. μετρήσεις αισθητήρα) μέσω δυαδικών σχέσεων. Οι γλώσσες ερωτήσεων όπως η SPARQL μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αναζήτηση πληροφοριών σε οντολογίες και οι μηχανισμοί αιτίασης όπως ο Pellet μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εύρεση ασυνεπειών και για την εξαγωγή νέων πληροφοριών από τις πληροφορίες που αντιπροσωπεύονται στις οντολογίες. Στην παρούσα εργασία σχεδιάζεται και υλοποιείται μια αρχιτεκτονική Σημασιολογικού Διαδικτύου των Πραγμάτων, με χρήση των παραπάνω τεχνολογιών και υιοθετώντας μια υπηρεσιοκεντρική αρχιτεκτονική. Επιπλέον, επιδεικνύεται η αποτελεσματικότητα της παραπάνω αρχιτεκτονικής και αποδεικνύεται ότι είναι δυνατή η υλοποίηση του οράματος της τεχνολογίας Σημασιολογικού Ιστού του Διαδικτύου με όσο το δυνατόν περισσότερο συνδυασμό των πλεονεκτημάτων των κλασικών και των νέων τεχνολογιών.

Abstract

           The world is moving towards machine-type communication, where anything (from smart sensors to everyday products in supermarkets) will be connected to the Internet. The Semantic Web of Things (SWoT) concept suggests the design of interoperable services or Web of Things applications using Semantic Web technologies. SWoT is a semantic extension of the Web of Things that allows applications to share content and services beyond their limits or, even more significant, to develop new applications as a composition of existing ones (e.g. using mashups). The main idea is to succeed the accomplishment of these tasks automatically or with minimum human intervention. Tools that are capable of understanding the meaning of IoT applications (i.e. data and services) and reason over their content must be applied, in order to enable the SWoT vision. Just as in the Semantic Web, formal definitions of concepts and their properties form ontologies, which are defined using the RDF, RDFS and the OWL language. In particular, IoT ontologies comprise definitions of IoT concepts (e.g. sensors, services) along with their properties (e.g. sensor observations) by means of binary relations. Query languages such as SPARQL can be used for querying information in ontologies and reasoners such as Pellet can be applied for locating inconsistencies or for inferring new information from information represented in ontologies. In this thesis, a Semantic Web of Things architecture is designed and implemented, using the above technologies and adopting a service-oriented architecture. What’s more, the experimental results demonstrate the effectiveness of the above architecture and it is proved that the implementation of the SWoT vision is possible by combining the advantages of the classic and the new technologies as much as possible.