基于SWE的传感器观测服务系统的设计与实现

论文摘要

伴随着传感器技术的飞速发展,传感器网络得到了人们的广泛关注,各个领域纷纷开始搭建传感器网络。目前,传感器网络已被应用于军事安保、环境污染监测、空间探索、医疗护理、智能交通、智能建筑、智能家居、工业控制等领域。但由于构建这些传感器网络的设备、通信协议,以及数据采集、处理和存储方式的不同,使得传感器网络变成了信息“孤岛”,造成了传感器网络的异构性和资源的不共享性。为了解决异构传感器网络之间的连接和资源的共享问题,开放地理信息联盟提出了传感器网络整合框架(SWE, Sensor Web Enablement)的基本概念,该标准已成为事实上的工业标准。SWE旨在通过Web发现、访问和应用所有类型的传感器资源,为构建“即插即用”的基于Web的传感器网络(Sensor Web)提供一个标准的平台。本文基于SWE的基本框架设计与实现了传感器观测服务原型系统。首先调研了国内外在传感器万维网方面的研究现状,分析了传感器万维网的技术能力,介绍了SWE标准框架的七个基本组件(SensorML, O&M, TML、SOS、SAS、SPS、WSN)。在此基础上,深入研究了SWE标准框架中三个信息模型的编码规范、SOS(Sensor Observation Service)服务模型的标准接口以及其应该完成的核心操作(GetCapabilities、 DescribeSensor和GetObservation),总结了SWE研究的重点问题、所用的关键技术以及对于重点问题的解决思路,然后依据系统的功能需求和性能需求,采用B/S模式设计系统的三层体系结构(表示层,业务逻辑层和数据访问层),并在遵循SWE标准框架的基础上,设计与实现了传感器观测服务的原型系统。最后对系统的功能进行了测试,测试结果表明系统实现了预期的功能,满足用户对传感器信息获取的需求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 主要研究内容
• 1.4 论文结构
• 第2章 SWE规范及关键技术
• 2.1 OGC-SWE标准简介
• 2.1.1 SWE信息模型
• 2.1.2 SOS服务模型
• 2.2 SOAP协议规范
• 2.2.1 SOAP协议架构
• 2.2.2 SOAP消息结构
• 2.2.3 SOAP消息传递
• 2.3 XML数据绑定
• 2.4 XML解析
• 2.5 本章小结
• 第3章 系统的分析与设计
• 3.1 需求分析
• 3.1.1 功能需求
• 3.1.2 性能需求
• 3.2 总体设计
• 3.2.1 设计目标
• 3.2.2 体系结构
• 3.3 详细设计
• 3.3.1 表示层设计
• 3.3.2 业务逻辑层设计
• 3.3.3 数据访问层设计
• 3.3.4 存储结构设计
• 3.3.5 缓存设计
• 3.4 本章小结
• 第4章 系统的实现与测试
• 4.1 系统开发环境
• 4.2 系统功能模块实现
• 4.2.1 SOS服务端模块的实现
• 4.2.2 SOS客户端模块的实现
• 4.3 系统测试
• 4.4 本章小结
• 第5章 结束语
• 5.1 课题总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢