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基于SWE的传感观测服务的研究与设计

作　者: 阳叶
导　师: 王建国
学　校: 西安工业大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: SWE 传感观测服务 传感器Web 传感器网络
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 58次
引　用: 1次
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内容摘要


目前,传感器网络种类繁多,但是传感器网络之间缺乏互操作性和互通性,特定的传感器网络只能被特定的应用程序访问,造成了资源的严重浪费。由于传感器网络的异构性、信息交换方式和通信格式各不相同,要实现一种通用且高效灵活的传感器观测数据获取服务异常困难。因而本文的主要目的就是通过研究基于SWE的传感观测服务,设计一种开放的传感观测服务体系结构,并在该体系结构的基础上设计和实现传感观测服务原型系统,其目标是使用户无需任何传感器的先验知识,只需要通过互联网调用该传感观测服务,就可以获取在来自异构传感器网络的观测数据。本文首先系统地阐述了基于SWE的传感观测服务理论基础,包括SWE体系结构,传感观测服务核心功能和传感观测服务发现与注册机制,并简略介绍了国内外的研究现状。其次详细阐述了传感观测服务原型系统的设计过程,并提出了一种开放的分层的传感观测服务体系结构。在系统体系结构的设计中引入了面向服务的思想,从而使系统适用于分布式环境和支持软件的重用。为了便于传感器网络和数据库系统的扩展,在数据层上引用了抽象工厂的设计模式。传感观测服务原型系统建立在SWE的信息模型的基础上,采用基于XML的观测数据绑定技术来实现对传感器和传感观测XML文档的访问操作。然后重点阐述了实现传观感观测服务原型系统的关键技术,包括实现系统业务逻辑和数据层核心类的关键技术,业务流程以及整个原型系统的数据库的结构。原型系统在功能上实现了OGC的SOS的三个核心操作,包括服务描述元数据文档、传感观测数据以及传感器描述信息元数据文档的获取。在实现上采用Java Web服务的形式,对外只提供接口而隐藏实现细节,远程的SOS客户端只需要通过服务的WSDL地址就能很方便地调用传感观测服务来获取所需要的观测数据。最后通过在真实的红外楼宇监控无线传感器网络环境中采集传感观测数据,对SOS原型系统的功能进行了实验,实验结果表明该原型系统中实现的SOS核心操作能够较好的完成数据采集服务。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-9
1 绪论  9-15
  1.1 论文研究背景  9-11
    1.1.1 传感器网络发展历程  9
    1.1.2 传感器网络发展的新阶段  9-11
  1.2 论文研究的目的及意义  11-12
  1.3 国内外研究现状  12-13
  1.4 论文研究的主要内容  13-14
  1.5 论文结构  14
  1.6 本章小节  14-15
2 传感观测服务核心功能  15-23
  2.1 SWE体系结构  15-16
  2.2 传感观测服务核心操作  16-20
    2.2.1 GetCapabilities(必选)  16-17
    2.2.2 GetObservation(必选)  17-19
    2.2.3 DescribeSensor(必选)  19-20
  2.3 SOS事务处理操作  20
  2.4 SOS可增强操作  20
  2.5 SOS服务注册与检索机制  20-22
  2.6 本章小节  22-23
3 SOS原型系统设计  23-37
  3.1 关键技术  23-30
    3.1.1 SOS信息模型  23-26
    3.1.2 基于XML的观测数据绑定机制和对象关系映射  26-28
    3.1.3 基于SOA的Java Web服务  28-30
  3.2 原型系统功能需求  30-31
  3.3 原型系统体系结构设计  31-34
    3.3.1 表示层  31
    3.3.2 业务逻辑层设计  31-33
    3.3.3 数据访问层设计  33-34
  3.4 SOS原型系统交互过程  34-36
    3.4.1 SOS与SPS交互  34-35
    3.4.2 SOS与传感器网络的交互  35
    3.4.3 SOS与数据库的交互  35-36
  3.5 本章小节  36-37
4 SOS原型系统实现  37-56
  4.1 核心业务流程  37-39
    4.1.1 GetCapabilities  38
    4.1.2 GetObservation  38-39
    4.1.3 DescribeSensor  39
  4.2 原型系统核心类  39-54
    4.2.1 业务逻辑层  39-49
    4.2.2 数据访问层  49-54
  4.3 SOS原型系统数据库结构  54-55
  4.4 本章小节  55-56
5 部署与运行  56-61
  5.1 开发环境与实验环境介绍  56-57
    5.1.1 开发环境介绍  56
    5.1.2 实验环境介绍  56-57
  5.2 原型系统的测试与结果  57-60
    5.2.1 GetCapabilities请求  57-58
    5.2.2 GetCapabilities响应  58
    5.2.3 GetObservation请求  58-59
    5.2.4 GetObservation响应  59-60
    5.2.5 DescribeSensor请求  60
    5.2.6 DescribeSensor响应  60
  5.3 本章小节  60-61
6 总结与展望  61-63
  6.1 课题研究成果  61
  6.2 工作展望  61-63
参考文献  63-66
攻读硕士学位期间发表的论文  66-67
致谢  67-69

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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