物聯(lián)網(wǎng)中適用于內(nèi)容搜索的實體狀態(tài)匹配預(yù)測方法

康莉莉 曹俊 重慶能源職業(yè)學(xué)院

近年來，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展為我國社會經(jīng)濟(jì)的建設(shè)做出了巨大的貢獻(xiàn)。在當(dāng)前多樣化、海量的物聯(lián)網(wǎng)物理實體的背景下，對物聯(lián)網(wǎng)搜索的效率提出了更高的要求。如何準(zhǔn)確、快速、高效的搜索用戶所需的物理實體，成為了提高物聯(lián)網(wǎng)搜索效率的關(guān)鍵性問題。因此，本文對物聯(lián)網(wǎng)中適用于內(nèi)容搜索的實體狀態(tài)匹配預(yù)測的方法展開研究，無疑對于提高物聯(lián)網(wǎng)實體搜索的效率具有重要的意義。

1 物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容搜索服務(wù)架構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容搜索服務(wù)架構(gòu)包括了實體與傳感器群、預(yù)測模型數(shù)據(jù)庫、物聯(lián)網(wǎng)官網(wǎng)官、互聯(lián)網(wǎng)鏈接和客戶端等。其中，客戶端是發(fā)送客戶搜索的請求；傳感器是采集實體狀態(tài)的信息；預(yù)測模型數(shù)據(jù)庫是用于存儲歷史的數(shù)據(jù)和預(yù)測模型；物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)是負(fù)責(zé)傳送用戶搜索請求和收集上報的數(shù)據(jù)；互聯(lián)網(wǎng)是確保傳輸用戶請求、收集用戶搜索請求等個環(huán)節(jié)信息的有效傳輸。

首先，客戶端發(fā)出的搜索請求，按照相應(yīng)的地理位置進(jìn)行信息分類，并將用戶搜索的請求信息通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)轿锫?lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。由于物聯(lián)網(wǎng)實體的狀態(tài)具有時效性，降低其應(yīng)有的實用價值。上層網(wǎng)關(guān)向下層網(wǎng)關(guān)下發(fā)搜索的命令后，通過訪問本地的預(yù)測模型數(shù)據(jù)庫，查詢相應(yīng)與搜索信息相匹配或相近的實體模型，并選取和模型概率相近的模型。最后，通過物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)驗證所搜的信息反饋給用戶。實現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容的搜索服務(wù)。

2 實體狀態(tài)預(yù)測方法

在進(jìn)行內(nèi)容搜索的過程中，為了保證搜索到的數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性和及時性，應(yīng)建立實體預(yù)測的預(yù)測模型，在用戶申請搜索服務(wù)后，能夠及時的為其提供所需實體。一般情況下，主要有以下幾種方法：（1）實體等時距狀態(tài)預(yù)測方法。該方法主要是利用實體狀態(tài)中包含的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，在傳感器進(jìn)行周期性采集的條件下，將實體的狀態(tài)信息進(jìn)行收集，并傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)，根據(jù)歷史信息的數(shù)據(jù)變化趨勢，對矩陣的變化狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測[1]。（2）實體周期內(nèi)狀態(tài)估計方法。該方法與第一種方法不同，由于用戶在進(jìn)行內(nèi)容搜索時，搜索的時間一般不具規(guī)律性，采用實體等時距狀態(tài)預(yù)測時，往往得到的數(shù)據(jù)結(jié)果不是很準(zhǔn)確。因此，實體周期內(nèi)狀態(tài)估計方法也是常用的一種方法。通常情況下，可以采用牛頓插值多項式的方式進(jìn)行預(yù)測。這時，實體狀態(tài)本點集可以表示為：，其中，是指用戶進(jìn)行內(nèi)容查詢的時間， 表示用戶查詢時的實體狀態(tài)值。

3 實體有序驗證方法

利用預(yù)測模型，網(wǎng)關(guān)能夠大體上估算出實體的狀態(tài)和用戶的需求是否一致，但在實體狀態(tài)的預(yù)測過程中，還有比較統(tǒng)一的度量標(biāo)準(zhǔn)。同時，為了確認(rèn)搜索結(jié)果的準(zhǔn)確性，實體的實際狀態(tài)還并不能夠確認(rèn)，需要網(wǎng)關(guān)對其進(jìn)行更進(jìn)一步的驗證。而有序驗證方法正是在網(wǎng)關(guān)的作用下，對實體的狀態(tài)進(jìn)行驗證的有效方法[2]。為了更好的對實體之間進(jìn)行合理的匹配，下面對具體的應(yīng)用方法進(jìn)行簡單的闡述：首先，應(yīng)對實體狀態(tài)的預(yù)測值進(jìn)行計算，再在向量空間中將得到的預(yù)測值進(jìn)行準(zhǔn)確的計量。此外，為了保證數(shù)據(jù)搜索結(jié)果的準(zhǔn)確性，應(yīng)選擇匹配實體并進(jìn)行驗證，該驗證過程中，位于下層的網(wǎng)關(guān)在收到排序列表之后，將所有的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)缴蠈泳W(wǎng)關(guān)中，再由上層網(wǎng)關(guān)完成處理，對下層網(wǎng)關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)排列，最終得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)果。

4 仿真驗證與結(jié)果分析

仿真驗證所采用的方法主要是數(shù)據(jù)集仿真驗證法，該驗證方法的準(zhǔn)確率能夠達(dá)到97.7%，其驗證過程中的誤差值比較小，通過將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄仃嚳臻g中，起到增強實體狀態(tài)的效果[3]。此外，還可以采用周期內(nèi)實體狀態(tài)預(yù)測法進(jìn)行預(yù)測，比較不同周期的歷史數(shù)據(jù)。在預(yù)測精度比較嚴(yán)格的應(yīng)用環(huán)境中，可以利用

法進(jìn)行匹配驗證，這以驗證過程中并不會使用到歷史數(shù)據(jù)，主要適用于網(wǎng)關(guān)的使用受到限制的應(yīng)用場景中。

綜上所述，本文對物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容搜索服務(wù)架構(gòu)進(jìn)行分析，針對物聯(lián)網(wǎng)實體物理搜索效率低的問題，提出了適用于物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容搜索實體狀態(tài)的匹配預(yù)測的方法。通過實體狀態(tài)預(yù)測方法、實體有序驗證方法、仿真驗證和試驗結(jié)果分析三方面展開探討。毫無疑問，本文所述的方法和傳統(tǒng)的方法相比而言，有利于提高物聯(lián)網(wǎng)實體實體的搜索精確度，有效的提高物聯(lián)網(wǎng)實體搜索的效率，能有效的降低物聯(lián)網(wǎng)搜索通訊的開銷。

[1]王贊，郜健，陳翔等.自動程序修復(fù)方法研究述評[J/OL].計算機學(xué)報，2017，26(06)：1-25.

[2]張普寧，劉元安，吳帆等.帶有匹配估計方法物聯(lián)網(wǎng)基于內(nèi)容的實體搜索機制[J].上海交通大學(xué)學(xué)報，2016，50(07)：1060-1064-1070.

[3]張普寧，劉元安，吳帆等.物聯(lián)網(wǎng)中適用于內(nèi)容搜索的實體狀態(tài)匹配預(yù)測方法[J].電子與信息學(xué)報，2015，37(12)：2815-2820.