MaD-WiSe

Il MaD-WiSe è un'applicazione per reti di sensori che permette di eseguire query verso una rete tramite un'interfaccia (gui) utilizzando un linguaggio SQL-like: l'insieme dei nodi viene trattato come se fosse un database che risponde alle richieste di un server e che comunica via radio i dati rilevati. L'interfaccia attraverso la quale un utente comunica con la rete permette di scrivere le query con un semplice editor, avviarle e bloccarle con un pulsante e analizzare i dati ricevuti dai sensori; inoltre è possibile visualizzare il piano di esecuzione che viene creato dall'applicazione per ottenere il risultato.

In figura 1 sono mostrati i tre ambienti che fanno parte dell'esecuzione:

GUI Server rete di sensori

    

Figura 1: Struttura dell'applicazione MaD-WiSe

I comandi vengono inviati dalla gui alla rete passando per un server: le informazioni necessarie per svolgerli vengono inviate ai sensori secondo un protocollo stabilito che prepara inoltre le rotte di comunicazione per garantire un corretto andamento della query.

Lo stack protocollare del MaD-WiSe è costituito da diversi livelli come mostrato in figura 2. Al livello più alto (livello applicazione) troviamo il Query Executor che sfrutta i servizi offerti sia dallo Stream System (livello di trasporto) che direttamente dal Network (livello di rete), su due diverse interfacce. Il livello di rete è implementato sulle funzionalità offerte dal MAC che prevede funzionalità per inviare e ricevere dati tra i nodi accedendo alla radio.

Figura 2: Stack del MaDWiSe

Il Query Executor è una configurazione composta da due moduli chiamati Query Manager e Query Processor ed è il livello applicazione. Questi due moduli si occupano rispettivamente delle operazioni di analisi dei comandi ricevuti dal server e della gestione e dell'invio dei dati rilevati verso di esso, eseguendo di fatto una parte della query.

Al di sotto di questo si trova uno strato di trasporto, Stream System, che offre un servizio orientato alla connessione per inviare i dati lungo la rete. A questo livello si gestisce lo scambio tra i nodi della rete degli stream di dati prodotti dai sensori.

Il livello di rete fornisce funzionalità sia allo Stream System che al Query Executor: per il primo mette a disposizione servizi per aprire comunicazioni orientate alla connessione e per la trasmissione dei dati, per il secondo offre un servizio per l'invio dei comandi ai nodi della rete: quest'ultimo non è orientato alla connessione e viaggia secondo un routing alternativo, in quanto precede la costruzione delle rotte su cui viaggeranno i dati.

MaD-WiSe funziona come un database di sensori che rilevano dati e li inviano all'utente. Il server fa da tramite impostando il corretto formato dei pacchetti per comunicare con la rete e programmando opportunamente i sensori coinvolti, al fine di distribuire l'esecuzione della query fra i vari nodi. Nello specifico si deve fare in modo che il flusso di dati rilevati (stream) viaggi da un nodo ad un altro fino a raggiungere il server che proietta i dati sull'interfaccia utente. Lo stream dei dati viene aperto dal nodo al quale è richiesta la rilevazione verso il nodo a cui i dati vengono trasmessi.

Il server programma tutte le rotte che devono essere costruite per portare le informazioni all'utente e invia ai nodi i comandi necessari. Per esempio la disposizione di effettuare una nuova connessione tra nodi arriva dal server tramite un comando (RemoteOpen) inviato al nodo con il quale si deve effettuare l'operazione; così si apre lo stream.

Uno stream cessa di esistere quando una query viene fermata: in questo caso il server invia un altro tipo di comando (Close) ai nodi per determinare la chiusura della connessione.

Gli altri comandi che il server invia preparano le funzionalità richieste dall'utente sui nodi e fanno parte del protocollo di funzionamento a regime della rete.