Application server for wireless sensor networks

Abstract

Wireless Sensor Network (WSN), which combines wireless networking with environment sensing and data processing, is an emerging information production technology. WSNs utilized for data transmission and production are increasing the amount of available information in our every day life. The challenge is how to turn this information into valuable services for end users. The WSN developed by the DACI research group in Tampere University of Technology (TUT) is named TUTWSN. TUTWSN can be used in various applications for home and industrial environments. In the thesis work, an application server for TUTWSN was designed and implemented. This server, named TUTWSN Application Server (TAS), is a platform for sensor network applications. TAS was implemented by extending an existing application server called Neighborhood Server. The initial prototype of Neighborhood Server contained a service framework with support for simple communication and multiple types of client devices. These features were reused in TAS. The main challenges for implementing the new features of TAS arouse from the requirement of collecting and presenting continuously changing sensor data. This thesis describes solutions for publishing sensor data from WSNs, solutions for scalable information storing, and means for sensor data visualization. Sensor network applications require the ability to receive sensor data in real-time, permission management and mechanisms for downloading maps and graphs. A Weather Service that enables observation of temperatures using graphs and maps is presented as an example sensor network application. The information storing solutions were tested with increasing amounts of measurements.

AB3:Langattomat sensoriverkot, joissa yhdistyvät ympäristön mittaaminen, tiedon prosessointi ja langattomuus, ovat tärkeä teknologia tulevaisuuden älykkäiden ympäristöjen muodostamisessa. Uusien teknologioiden kautta saatavilla olevan tiedon määrä kasvaa. Haasteellista on se, miten tiedosta muodostetaan loppukäyttäjille suunnattuja palveluja ja miten tiettyä henkilöä kiinnostava tieto voidaan siirtää reaaliaikaisesti käyttäjän saataville päätelaitteesta riippumatta. Tampereen teknillisen yliopiston DACI-tutkimusryhmä tutkii ja kehittää langatonta TUTWSN-sensoriverkkoa. Sensoriverkkojen tuottamaa tietoa voidaan käyttää lukuisissa koti- ja teollisuuskäyttöön suunnatuissa sovelluksissa. Diplomityössä suunniteltiin ja toteutettiin sovelluspalvelin TUTWSN-sensoriverkoille. Tämä palvelin, nimeltään TUTWSN Application Server (TAS), toimii alustana sensoriverkkosovelluksille. TAS toteutettiin käyttämällä uudelleen ja laajentamalla aiemmin toteutettua Kotikatupalvelinta. Kotikatupalvelin on sovelluspalvelinprototyyppi, joka sisälsi sovelluskehyksen päätelaitteista riippumattomien palvelujen toteuttamiseksi, tuen tiedon tallentamiseksi ja yksinkertaiset kommunikointimekanismit. Suurin haaste toteutettaessa TAS:n uusia ominaisuuksia syntyi tarpeesta kerätä ja esittää jatkuvasti muuttuvaa mittausdataa. Esimerkkinä sensoriverkkosovellutuksesta toteutettiin ilmastopalvelu, jossa voidaan karttojen ja kuvaajien avulla tutkia sensoriverkkojen tuottamia lämpötiloja. TAS on Tampereen teknillisellä yliopistolla tutkimuskäytössä. Sitä käytetään muun muassa erilaisten sensoriverkkosovellutuksien pilotointiin ja langattomien sensoriverkkojen esittelyyn demonstraatiotilaisuuksissa.