面向无线传感器网络的DPWS中间件

论文摘要

无线传感器网络是一种由大量微小的、具有感知、通信与计算能力的传感器节点以多跳无线通信方式构成的自组织网络,其低廉的成本和快速灵活的部署能力使其在军事、安全、环境、工业、交通、健康和家居等领域有着十分广阔的应用前景。与此同时,应用需求的多样性和硬件平台的异构性又给无线传感器网络应用的开发、部署和维护带来了挑战。DPWS(Device Profile for Web services)是一个Web服务子集,支持设备的服务化,能够将传感器节点及网络提供的功能封装为统一格式的服务,屏蔽底层硬件平台、网络协议和操作系统的异质性,简化应用的开发和部署。然而,在无线传感器网络环境中,网络带宽、内存容量、处理器计算能力、电源等资源都十分有限,无法支持通用的DPWS实现。针对这种情况,MinyDPWS中间件在资源受限的无线传感器网络中实现了DPWS规范。为了节省资源,MinyDPWS采用基于字典的算法对SOAP (Simple Object Access Protocal)消息进行压缩,通信双方基于字典进行通信,从而节省发送消息所需的能耗和网络带宽消耗。MinyDPWS中间件同时还根据WSDL(Web Services Discription Language)文件的特点采用了基于模式的压缩算法对它进行压缩,减小其所需的存储空间。此外,该中间件还支持适合无线传感器网络环境和应用需求的服务发现模式,该模式默认工作在服务代理模式下,按应用需求支持Ad hoc模式和服务代理模式的动态切换。系统测试表明,MinyDPWS中间件达到了预定的效果,同其他中间件相比,它减少了服务调用的时间,降低了通信开销;对WSDL文件进行了高效的压缩;能够根据应用需求动态的切换服务发现模式,快速的发现服务,减少了服务发现过程中的通信开销。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 全文组织和安排
• 2 MinyDPWS 系统设计
• 2.1 DPWS 概述
• 2.2 MinyDPWS 体系结构
• 2.3 工作机制和处理流程
• 2.4 小结
• 3 MinyDPWS 关键技术
• 3.1 SOAP 压缩
• 3.2 WSDL 压缩
• 3.3 WS-discovery
• 3.4 小结
• 4 系统性能评价
• 4.1 测试环境
• 4.2 WSDL 压缩率
• 4.3 服务发现
• 4.4 SOAP 压缩
• 4.5 小结
• 5 结论
• 5.1 主要工作总结
• 5.2 展望与未来
• 致谢
• 参考文献