Selbstbeschreibende RESTful Web Services in drahtlosen Sensornetzen

Themengebiet & Arbeitsschritte

Sensornetze bestehen aus Einzelsystemen, die über Sensoren, einen Prozessor und Speicher sowie ein Funkinterface verfügen und mit Hilfe von Batterien mit Energie versorgt werden. Das Sensornetzwerk soll als Gesamtheit der Einzelsysteme komplexere Problemstellungen wie z.B. die Analyse von Bewegungen von Feuerfronten bei Waldbränden bewältigen können, obwohl die Einzelsysteme nur einfache Aufgaben wie beispielsweise Temperaturmessungen durchführen können.

Aufgrund der schwierigen Rahmenbedingungen (Batteriebetrieb, Funkkommunikation, begrenzte Resourcen, ...) sind Sensornetzanwendungen häufig hochgradig spezialisiert und auf einzelne Anwendungsfälle zugeschnitten, was deren Entwicklung Kosten- und Zeitintensiv macht. Zur Verbesserung dieser Situation wird versucht, aus dem Internet bekannte "Standard"-Protokolle und -Technologien im Sensornetz zu verwenden. Insbesondere werden derzeit die Verwendung von IPv6 und HTTP-basierten RESTful Web Services im Sensornetz zur Bereitstellung von Diensten im Internet erforscht.

Ziel der Arbeit ist es, die technischen Grundlagen für die Verwendung von RESTful Web Services in drahtlosen Sensornetzen zu schaffen. Um den Einsatz dieser Dienste in Sensornetzen so einfach wie möglich zu gestalten, sollen darüber hinaus semantische Technologien eingesetzt werden. Durch die dadurch geschaffene Selbstbeschreibungsfähigkeit können Anwendungen für Sensorknoten automatisiert ein gegebenes Sensornetz analysieren und dessen Dienste nutzen.

Als technische Grundlage sollen IPv6 bzw. 6LoWPAN, sowie eine für das Sensornetz optimierte HTTP-Implementierung dienen. Nach einer Evaluation von Entwurfsmöglichkeiten soll zunächst eine Implementierung von HTTP für das WSN, sowie eines Mini-Web-Servers zur Bereitstellung von RESTful HTTP Web Services für die iSense-Plattform erfolgen. Auf dieser Basis sollen dann mehrere Dienste implementiert werden:

• Ein Dienst zum Abrufen der Sensorknoten-Selbstbeschreibung
• Jeweils ein Dienst für die durch den Sensorknoten bereitgestellten Messwerte

Hierzu ist eine bereits existierende Sensorknoten-Ontologie so zu erweitern, dass die zu den Sensoren gehörenden Dienste verlinkt werden und damit auffindbar sind. Abschließend ist die geschaffene Architektur mit einem geeigneten Werkzeug auf Anwendungsseite zu evaluieren sowie eine schriftliche Ausarbeitung anzufertigen.

Vorraussetzungen für die Arbeit

• Objektorientiertes Design
• Grundkenntnisse in Computernetzen (Protokolle, Schichtenarchitekturen, ...)
• C++-Kenntnisse
• Java-Kenntnisse von Vorteil
• Vorkenntnisse in semantischen Technologien von Vorteil
• Umgang mit Versionskontrolle (Subversion, ...)

Links

• RDF/OWL:
  • http://www.w3.org/RDF/
  • http://www.w3.org/2004/OWL/
  • http://www.w3.org/2007/OWL/wiki/OWL_Working_Group
  • http://www.w3.org/TR/2009/REC-owl2-overview-20091027/
• IPv6
  • RFC 2460, Internet Protocol, Version 6 (IPv6) Specification
  • RFC 4861, Neighbor Discovery for IP version 6 (IPv6)
  • RFC 4862, IPv6 Stateless Address Autoconfiguration
  • RFC 4291, IP Version 6 Addressing Architecture
• 6LoWPAN
  • RFC 4919, IPv6 over Low-Power Wireless Personal Area Networks
• iSense
  • coalesenses GmbH