Implementierung und Evaluation von adaptiven Aggregationsverfahren in iSense Sensornetzwerken

- Bachelorarbeit -


Beschreibung:
Gegenstand der Arbeit ist die Evaluation eines Aggregationskonzepts für Anfragen in Sensornetzen, sowie die Umsetzung von Aggregationsanfragen im Zusammenhang mit XPath/XML Ergebnissen des XOBE Systems.

Die Nutzung von XML in Sensornetzwerken birgt viele Vorteile in sich und ist das Hauptaugenmerk des XOBE for Sensor Networks Projekts. Dabei werden XML Daten per XML Anfragesprachen (u.a. XPath) aus dem Netzwerk "geladen".

Um den Kommunikationsaufwand zu optimieren, ist es ein bekanntes Vorgehen Resultate auf Aggregationsanfragen frühzeitig zu verarbeiten. Ein frühzeitiges Aggregieren fügt Teilresultate so zusammen, dass eine große Anzahl an Resultatnachrichten gespart werden kann.

Die XML Resultate in XOBE liegen dabei in einer komprimierten serialisierten Form vor (String). Dieser String ist in seiner Struktur durch ein XML Template beschrieben. XML Templates sind abhängig von den gegebenen XPath Anfragen, die hinsichtlich eines gegebenen XML Schemas bzw. anderer XML Templates die Struktur des Endergebnisses vorgeben.

Das Ziel dieser Arbeit ist es Aggregationen direkt auf den komprimierten serialisierten XML Daten auszuführen, ohne das gesamte XML Objekt in den Speicher zu laden. Hierzu müssen bzgl. des gegebenen XML Templates zueinander passende Datenfelder selektiert und die Daten hinsichtlich der Aggregationsfunktion "verschmolzen" werden.

In dieser Arbeit bilden folgende Fragestellungen weitere Ausgangspunkte:

  • Wieviel temporärer Speicherplatz ist nötig um zwei Teilergebnisse zu aggregieren ?
  • Wie lassen sich im Netzwerk ohne XML Schema XML Templates hinsichtlich einer gegebenen XPath Anfrage herleiten?
  • Wieviel Energie / Nachrichten spart die Aggregation ein?
  • Wie lässt sich das Problem der duplizierten Aggregation durch mehrere Aggregatoren umgehen?

Diese Arbeit ist vom Umfang an die Voraussetzungen der einzelnen Arbeitstypen (Dipl.-, Master-, Studien.- und Bachelorarbeit) anpassbar.

Ziel dieser Bachelorarbeit:

  1. Einarbeitung in das Gebiet von XML, XPath
  2. Einarbeitung in die konventionelle Anfrageverarbeitung in Sensornetzwerken
  3. Weiterführende Literaturrecherche im Bereich Optimierung von Anfragen durch Aggregation in Sensornetzwerken
  4. Entwicklung eines Aggregationskonzepts auf serialisierten komprimierten XML Daten.
  5. Implementierung des Konzepts
  6. Einarbeitung in das Gebiet der Duplikatenaggregation
  7. Praktische Implementierung eines vorhanden Verfahrens zur Vermeidung von Aggregationsduplikaten
  8. Praktische Evaluation dieses Verfahrens und Vergleich mit den Simulationsergebnissen einer vorherigen Arbeit

Vorkenntnisse/Anforderungen:
Vorlesung Datenbanksysteme
Grundlagen Programmierung (Java,C(++)), XML

Bearbeitung:
Julia Bulygina

Ergebnis:
Die Ausarbeitung kann im Institut für Informationssysteme angefordert werden.

Betreuung:
Nils Höller
Institut für Informationssysteme
Ratzeburger Allee 160 ( Gebäude 64 - 2. OG)
23538 Lübeck
Telefon: 0451 / 500 5707