Comunicação WebServices em Redes de Sensores sem Fio
utilizando o padrão SOA (Service-Oriented Arquitecture)
Cristina O. da Silva1
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Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
Centro Tecnológico – Departamento de Informática e Estatística
Florianópolis – SC – Brasil
[email protected]
Abstract. The Wireless Sensor Networks (WSNs) are composed of low-cost
sensors and limited computing resources, where they are now used extensively
for monitoring the phenomena of nature, automation of production, etc. In the
vast majority of cases, these networks are tightly coupled applications, to
decrease the coupling this article describes a proposal for a communication
architecture based on standard Web service and SOA, where the services
provided by the network will be made available through a WSDL interface for
the applications.
Resumo. As Redes de sensores sem fio (RSSFs) são compostas por sensores
de baixo custo e recursos de computação limitados, onde atualmente são
utilizados em larga escala para monitoração de fenômenos da natureza,
automação de produção, etc.. Na grande maioria dos casos estas redes estão
fortemente acopladas às aplicações, para diminuir este acoplamento este
artigo descreve uma proposta de arquitetura baseada em comunicação Web
Service e padrão SOA, onde os serviços providos pela rede serão
disponibilizados através de uma interface WSDL para as aplicações.
1. Introdução
Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) são redes ad-hoc compostas por sensores
distribuídos randomicamente ou de acordo com alguma estratégia de implantação.
Sensores são dispositivos de baixo custo, processamento, comunicação e consumo de
energia limitada, apesar das suas limitações, quando trabalham cooperativamente em
uma rede de sensores são muito eficientes. Uma rede de sensores pode possuir centenas
de sensores com objetivos diversos como monitoração de fenômenos da natureza,
vigilância de tráfego, monitoração de habitat selvagem, automação de produção,
vigilância em segurança militar, entre outras aplicações.
Os dados capturados pelos sensores são transmitidos para um ponto de saída
conhecido como sink, que também é um sensor como os outros, mas com capacidade de
processamento maior na qual disponibiliza as informações capturadas pela rede para as
aplicações formando um sistema altamente acoplado.
RSSF podem no futuro prover informações para várias aplicações, mas para isso
é necessário uma nova arquitetura de comunicação onde exista um baixo acoplamento
entre a rede e as aplicações interessadas nestes serviços. Para resolver este problema,
este trabalho propõe a implementação de uma ambiente utilizando o padrão SOA
(Service-Oriented Architeture: Arquitetura Orientada a Serviços), onde os serviços
providos pela rede poderão ser acessados de quaisquer aplicações, bastando que estas
consumam os serviços descritos por uma interface WSDL (Web Service Description
Language).
2. Estado da Arte
Dentre as várias pesquisas realizadas encontrou-se basicamente três trabalhos
relacionados: 1) “The Design and Implementation of a Web Service Framework for
Individual Nodes in Sinkless Wireless Sensor Networks” [Othman et al. 2007] que
propõe uma rede de sensores sem o nó sink para coleta de informações, onde todos os
nós da rede fazem o papel de provedor de serviços utilizando o padrão SOA, 2)
“Efficient Integration of Web Services in Ambient-aware Sensor Network Applications”
[Amundson et al. 2006] também propõe uma rede utilizando Web Service para integrar
RSSFs heterogêneas com o padrão SOA e 3) “A Flexible Web Service based
Architecture for Wireless Sensor Networks” [Delicato et al. 2003] apresenta uma
arquitetura de implementação para desacoplar as RSSFs das aplicações utilizando a
comunicação Web Service e o padrão SOA, utilizando o nó sink como provedor de
serviços. Todos estes trabalhos possuem a abordagem de comunicação via Web
Services em redes de sensores utilizando o padrão SOA com pequenas alterações na sua
arquitetura de implementação.
3. Descrição do Problema
Desenvolver um ambiente utilizando o padrão SOA para disponibilizar os serviços de
uma RSSF. Neste ambiente os nós sink serão provedores de serviços para as aplicações
externas à rede e ao mesmo tempo serão requisitores dos nós sensores internos à rede,
que por sua vez enviam a descrição dos seus serviços que serão publicados pelo nó sink.
As aplicações dos nós da RSSF serão desenvolvidas utilizando a linguagem de
programação nesC em cima do TinyOS que é um sistema operacional open source
projetado especificamente para RSSFs e os serviços serão publicados em um servidor
Web Tomcat.
4. Trabalho Realizado
Até o presente momento foi levantando uma boa parte do material para o
desenvolvimento deste trabalho assim como o estudo sobre o sistema operacional
TinyOS e a linguagem de programação nesC. O ambiente de desenvolvimento está
quase concluída, foi instalada uma máquina virtual VMWare com a distribuição Linux
XubuntOS que está pré-configurada com os pacotes TinyOS e falta instalar os pacotes
necessários para a implementação de WebServices em sensores, como o TinyXML, uIP
entre outros pacotes que serão necessários para a implementação deste projeto.
5. Resultados
O desenvolvimento deste projeto está em fase de pesquisas para a solução do problema
descrito, não sendo possível a apresentação de resultados.
6. Conclusões
Concluímos por meio deste estudo inicial que existe muito que pesquisar para
desenvolver este projeto e que utilizar o padrão SOA e a comunicação Web Services é
uma ótima abordagem para o desacoplamento entre as RSSFs e as aplicações [Delicato
et al. 2007]. Desta forma RSSFs podem disponibilizar por meio de interfaces WSDL os
seus serviços para qualquer aplicação.
Referências
Othman, N. Y., Glitho, R. and Khendek, F. (2007). The Design and Implementation of a
Web Service Framework for Individual Nodes in Sinkless Wireless Sensor Networks.
IEEE Symposium on Computers and Communications
Amundson, I., Kushwaha, M., Koutsoukos, X., Neema, S. and Sztipanovits, J. (2006).
Efficient Integration of Web Services in Ambient-aware Sensor Network Applications.
3rd IEEE/CreateNet International Workshop on Broadband Advanced Sensor Networks.
Delicato, F. C., Pires, P. F., Pirmez, L. and Costa Carmo, L. F. R. (2003). A Flexible
Web Service based Architecture for Wireless Sensor Networks. 23rd International
Conference on Distributed Computing Systems Workshops
TinyOS (2007). http://www.tinyos.net/.
TinyXML (2007). http://ics.yeditepe.edu.tr/tnl/html/tinyxml.html
nesC: A Programming Language
http://nescc.sourceforge.net/
for
Deeply
Networked
Systems
(2007).