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基于SWE的传感规划服务的研究与设计

作　者: 曹立强
导　师: 王建国
学　校: 西安工业大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: SWE 传感规划服务互操作关键路径任务分配算法楼宇监测
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 40次
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内容摘要

由于目前传感器网络的异构性,他们的通信方式,数据存储和处理方式,类型都不同,因此各个传感器网络都是一个个孤立的信息岛,他们不能很好的互通和互操作。我们期望可以通过Internet访问和获得各个传感器网络的信息,达到数据的互通和互操作。而SWE是一个新型的传感器WEB标准,在SWE中传感规划服务是为一个用户或一个平台的一个或多个灵活的观测请求作出响应,并进行任务规划。它是SWE的核心服务,本文的主要目的就是通过研究基于SWE的传感规划服务的行为机理、特点,在实验室的楼宇监测传感器网络中实现传感规划服务原型系统,能够通过Internet为用户的请求和任务作出规划并响应。主要做了以下重点研究：1)研究基于SWE的传感规划服务的理论基础,包括SWE的体系结构,传感规划服务的核心功能,并对其WEB服务可行性进行了研究和分析。2)为了解决任务规划的问题,提出了一种基于静态任务分配的传感规划服务的任务分配算法一传感规划服务关键路径任务分配算法,并研究出一种传感规划服务注册技术与方法。3)进行了传感规划服务原型系统的设计,原型系统在功能上实现了OGC的SPS的三个核心操作,他们功能包括服务描述元数据文档的获取、任务的描述,观测任务的规划和提交。系统的实现主要采用了基于XML的数据绑定技术来实现对XML文档的存取操作,和基于java web服务的SOA来实现它的互操作。一般的用户只需通过浏览器就可从传感器网络中获得数据。从而真正的实现传感器网络的Internet可控。4)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信息数据,对SPS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SPS核心操作能够较好的进行任务规划。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
1 绪论  9-13
  1.1 传感器网络整合技术的发展  9-10
  1.2 传感WEB的提出及研究目的和意义  10-11
  1.3 本课题研究内容  11-12
  1.4 本文结构  12-13
2 SWE的简介  13-19
  2.1 SWE的构成  13-17
    2.1.1 SensorML  15-16
    2.1.2 O&M  16
    2.1.3 SOS  16-17
    2.1.4 SPS  17
    2.1.5 WNS  17
  2.2 SWE的体系结构  17-19
3 传感规划服务  19-25
  3.1 SPS的功能  19-21
    3.1.1 请求管理  20
    3.1.2 任务管理  20-21
    3.1.3 设备管理  21
  3.2 互操作的实现  21-22
  3.3 传感规划Web服务可行性研究  22-23
  3.4 规划服务的核心操作  23-25
4 传感规划服务规划算法和注册技术与方法  25-33
  4.1 传感规划任务分配算法  25-30
    4.1.1 问题的描述  25-26
    4.1.2 任务的描述  26
    4.1.3 算法描述  26-28
    4.1.4 具体的算法  28-30
  4.2 算法的性能  30
  4.3 规划服务的注册技术与方法  30-33
    4.3.1 注册的基本要求  31
    4.3.2 注册的过程  31-32
    4.3.3 注册的对象  32-33
5 SPS原型系统设计  33-58
  5.1 关键技术  33-37
    5.1.1 基于Java Web的SOA实践  33-34
    5.1.2 基于XML的可行性文档的绑定技术  34-35
    5.1.3 文档数据的读取  35-36
    5.1.4 文档数据的写入  36-37
  5.2 系统架构设计  37
  5.3 规划服务原型系统的功能需求分析  37-40
    5.3.1 SPS操作的具体过程  38-40
  5.4 SPS系统的互操作过程  40-43
    5.4.1 SPS与其他服务的互操作过程  40-42
    5.4.2 SPS与数据库的互操作  42-43
  5.5 服务层的设计  43-54
    5.5.1 GetCapabilities操作  43-44
    5.5.2 GetCapabilities操作请求的响应  44-46
    5.5.3 DescribeTasking操作  46-47
    5.5.4 DescribeTasking操作请求的响应  47-48
    5.5.5 Submit操作  48-50
    5.5.6 Submit操作的响应  50-52
    5.5.7 操作参数的构造  52-54
  5.6 数据层的设计  54-57
    5.6.1 数据库设计模式  54-55
    5.6.2 数据库表的设计  55-57
  5.7 本章小结  57-58
6 SPS原型系统的实现  58-72
  6.1 红外楼宇传感监测概述  58-60
    6.1.1 红外楼宇传感监测的Internet可控  58-60
  6.2 系统的实现  60-67
    6.2.1 服务层操作的流程  60-61
    6.2.2 SPS的信息建模  61-63
    6.2.3 请求响应的实现  63-64
    6.2.4 GetCapabilitie操作的实现  64
    6.2.5 结合任务分配算法DescribeTasking操作的实现  64-65
    6.2.6 Submit操作的实现  65-66
    6.2.7 SPS与数据库互操作的实现  66-67
  6.3 实验结果  67-71
    6.3.1 GetCapabilities请求  68-69
    6.3.2 DescribeTasking的请求  69
    6.3.3 Submit请求  69-71
  6.4 本章小结  71-72
7 结论  72-73
  7.1 论文研究成果  72
  7.2 未来的工作  72-73
参考文献  73-76
攻读硕士学位期间发表的论文  76-77
致谢  77-79

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