Five Challenges for the Semantic Sensor Web

The combination of sensor networks with the Web, web services and database technologies, was named some years ago as the Sensor Web or the Sensor Internet. Most efforts in this area focused on the provision of platforms that could be used to build sensor-based applications more efficiently, considering some of the most important challenges in sensor-based data management and sensor network configuration. The introduction of semantics into these platforms provides the opportunity of going a step forward into the understanding, management and use of sensor-based data sources, and this is a topic being explored by ongoing initiatives. In this paper we go through some of the most relevant challenges of the current Sensor Web, and describe some ongoing work and open opportunities for the introduction of semantics in this context

Addressing the Challenges of Semantic Citizen-Sensing

Preprin

Estimating Fire Weather Indices via Semantic Reasoning over Wireless Sensor Network Data Streams

Wildfires are frequent, devastating events in Australia that regularly cause significant loss of life and widespread property damage. Fire weather indices are a widely-adopted method for measuring fire danger and they play a significant role in issuing bushfire warnings and in anticipating demand for bushfire management resources. Existing systems that calculate fire weather indices are limited due to low spatial and temporal resolution. Localized wireless sensor networks, on the other hand, gather continuous sensor data measuring variables such as air temperature, relative humidity, rainfall and wind speed at high resolutions. However, using wireless sensor networks to estimate fire weather indices is a challenge due to data quality issues, lack of standard data formats and lack of agreement on thresholds and methods for calculating fire weather indices. Within the scope of this paper, we propose a standardized approach to calculating Fire Weather Indices (a.k.a. fire danger ratings) and overcome a number of the challenges by applying Semantic Web Technologies to the processing of data streams from a wireless sensor network deployed in the Springbrook region of South East Queensland. This paper describes the underlying ontologies, the semantic reasoning and the Semantic Fire Weather Index (SFWI) system that we have developed to enable domain experts to specify and adapt rules for calculating Fire Weather Indices. We also describe the Web-based mapping interface that we have developed, that enables users to improve their understanding of how fire weather indices vary over time within a particular region.Finally, we discuss our evaluation results that indicate that the proposed system outperforms state-of-the-art techniques in terms of accuracy, precision and query performance.Comment: 20pages, 12 figure

City Data Fusion: Sensor Data Fusion in the Internet of Things

Internet of Things (IoT) has gained substantial attention recently and play a significant role in smart city application deployments. A number of such smart city applications depend on sensor fusion capabilities in the cloud from diverse data sources. We introduce the concept of IoT and present in detail ten different parameters that govern our sensor data fusion evaluation framework. We then evaluate the current state-of-the art in sensor data fusion against our sensor data fusion framework. Our main goal is to examine and survey different sensor data fusion research efforts based on our evaluation framework. The major open research issues related to sensor data fusion are also presented.Comment: Accepted to be published in International Journal of Distributed Systems and Technologies (IJDST), 201

Linked data enrichment with self-unfolding URIs

Linked Data resources are identified by Uniform Resource Identifiers. It is an important step in any Linked Data project to define the conventions for URI assignments. In some cases resources already have their natural identifiers, or they can be inherited from previous databases. However, there are cases when frequent insertions of triple sets occur without any convenient way for identification and grouping of them. In this paper we elaborate on a mechanism that makes handling complex and frequent insertions easier, and also provides the benefits of simple authoring together with rich querying and reasoning on the data. We show how to eliminate some of the time consuming and error prone aspects of Linked Data authoring by introducing the self-unfolding URI concept. This solution generates RDF description to entities based on information encoded in their URIs. For the generation of these new RDF triples we propose templates that can be implemented by SPARQL Insert queries

Une approche d'ontologie pour la modélisation des connaissances et l’interrogation des capteurs de réseaux sans fil

International audienceWireless sensor networks (WSNs) generate large volumes of raw data which increases the difficulty for applications to manage and query sensor data. WSNs are normally application specific with no sharing or reusability of sensor data among applications. In order for applications to be developed independently of particular WSNs, sensor data need to be enriched with semantic information. Ontologies are widely used as a means for solving the information heterogeneity problems because of their capability to provide explicit meaning to the information. This paper presents our work towards the development of a wireless sensor network ontology. Based on the proposed ontology we use the SPARQL query language to enable querying of sensor data. We present the description of the development of the proposed ontology, partial evaluation of the early prototype ontology, a discussion of design and implementation issues, and directions for future research works.Les réseaux de capteurs sans fil (WSN) génèrent de gros volumes de données brutes, ce qui complique la gestion et l'interrogation des données des capteurs par les applications. Les WSN sont normalement spécifiques à une application, sans partage ni possibilité de réutilisation des données de capteur entre les applications. Pour que les applications puissent être développées indépendamment de certains WSN, les données des capteurs doivent être enrichies d'informations sémantiques. Les ontologies sont largement utilisées pour résoudre les problèmes d'hétérogénéité de l'information en raison de leur capacité à donner un sens explicite à l'information. Cet article présente nos travaux en vue du développement d’une ontologie de réseau de capteurs sans fil. Sur la base de l'ontologie proposée, nous utilisons le langage de requête SPARQL pour permettre l'interrogation des données du capteur. Nous présentons la description du développement de l'ontologie proposée, une évaluation partielle de l'ontologie du prototype initial, une discussion des problèmes de conception et de mise en œuvre et des orientations pour les travaux de recherche futurs

Rôle d'une base de connaissance dans SemIoTics, un système autonome contrôlant un appartement connecté

National audienceL'Internet des Objets représente une réalité de plus en plus concrète au fur et à mesure que se déploient de larges réseaux d'objets connectés. Ceux-ci ouvrent de larges perspectives d'applications, mais rencontrent des difficultés en terme d'interopérabilité, de configuration ou de passage à l'échelle. Ces probléma-tiques peuvent être traitées par le recours aux principes du web de données liées, d'où l'émergence d'ontologies dédiées aux applications de l'IoT, comme IoT-O, une ontologie pour l'IoT.Par ailleurs, une description en-richie des systèmes permet d'envisager leur configuration autonome : on parle alors d'autonomic computing. Ce papier présente SemIoTics, un système autonome reposant sur des bases de connaissance pour la gestion d'un appartement connecté. Nous présentons tout d'abord une vision générique d'une architecture de réseaux d'objets connectés qui permet de guider une analyse des travaux à l'interface du web sémantique et de l'IoT. Nous décrivons ensuite les deux bases de connaissances spécialisant IoT-O sur lesquelles s'appuie SemIoTics, et leur relation avec le dispositif expérimental. Enfin, la structure de ce système autonome de domotique est présenté en détails, et mis en relation avec l'architecture identifiée dans l'état de l'art

Etat de l'art : Extraction d'information à partir de thésaurus pour générer une ontologie

International audienceAfin de participer au Web de données pour l'agriculture, nous voulons réutiliser AGRO-VOC qui est un thésaurus multilingue maintenu par la FAO comportant plus de 40.000 termes. Nous présentons ici un état de l'art des techniques de transformation de thésaurus pour obtenir une ontologie de domaine. Pour cela, nous avons étudié dix approches suivant trois axes : l'extraction de classes, l'extraction de la hiérarchie et l'extraction de relations. Ainsi, nous avons mis en évidence certaines difficultés liées à la transformation de thésaurus comme la désambiguïsation des relations ou la validation des résultats. Nous constatons que les dernières approches mises en oeuvre sont fondées sur des techniques manuelles pour répondre en partie à ces difficultés