以SOAP 網路式服務建構分散式運算之高延展性自動化監測系統

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研究生：	黃禹澄 Yu-Checng Hung
論文名稱：	以SOAP 網路式服務建構分散式運算之高延展性自動化監測系統 A Scalable Automated Monitoring Information System using Distributed Computing Technique based on SOAP Web Services
指導教授：	謝佑明 Yo-Ming Hsieh
口試委員:	陳鴻銘 Hung-Ming Chen 鄭明淵 M.Y. Cheng
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工程學院 - 營建工程系 Department of Civil and Construction Engineering
論文出版年：	2007
畢業學年度：	95
語文別：	中文
論文頁數：	134
中文關鍵詞：	網路式服務、服務導向架構、自動化監測資訊系統、無線感測器
外文關鍵詞：	Web Services, Automated monitoring system, Wireless Sensor Network
相關次數：	點閱：218 下載：3
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本研究提供一個以Web Services 技術作為基礎的整合型自動化監測系統，其
目的在於整合不同的監測專案、強化資料的安全、與提升系統的延展性，並提供
一個開放且標準的開發介面，有利於異質平台對於本系統的開發與整合。並結合
無線感測器的通訊技術，建構出一個彈性且易部署的自動化監測資訊系統。
本研究自動化監測資訊系統成員包含：1.現地伺服器，負責現地感應器與感
應器監測資料的管理與保存，定時地回傳監測資料至資料伺服器，並同時提供靈
活的擴充介面有利於新增不同形式之感測器。2.資料伺服器，功能在於保存與管
理監測資料、提供硬體備援與異地備援的雙重備援機制加強資料的可靠性；資料
伺服器亦提供存取系統功能之Web Services API，簡化異質平台或應用程式對於
使用本系統的程式開發。3.媒合伺服器，負責協調與調度現地伺服器與資料伺服
器，讓多筆專案可同時在此架構下順利進行；若伺服器發生不可預期之狀況或容
量擴充之需求時，也可經由其再次的指派與調度，讓系統於最短的時間內恢復其
運行，提高監測資料的可靠度。
未來期許可以結合更多的知識管理或資料探勘等相關技術，將監測數據將自
動轉化為有意義的工程知識，並分門別類的儲存在知識資料庫中。這樣的知識累
積有作為日後營建工程設計、施工與維護的重要依據。

This thesis offers a automated monitoring information system using web services
technology, which integrate different monitor projects, strengthen the security of
monitoring data, improve the scalable of system structure, and offers one open
standard of development interface providing different kinds of system platform to
setup up and integrate easily. In the other side, the system will combine wireless
sensor network to set up a flexible and easy-deployed automated monitoring
information system structure.
There are three system members in the system structure; 1) Field Server
coondinates the sensors and save the monitoring data, sending the monitoring data
back to Data Server regularity, and offers a flexibility driver manage for user to add
his own sensor; 2) Data Server, the goal of which is to save monitoring data and
manage monitoring data, offers hardware redundancy and spatial redundancy to
provide higher system availability. Data Server also offers a web services API to save
or read monitoring data, which makes user set up or develop more easily; 3) The
Mediation Server, which is responsible for coordinating and managing the Field
Server and Data Server, enables plenty of investigations to go on smoothly under this
structure at the same time; When the upexpected situation or the demand of capacity
expand is eccountered, users can appointment and manage again to have the system
resume services in the shortest time and improve the reliability of monitoring data.
IV
It will permit relevant technology of data mining to combine more information
management technology or data investigation technologye in the future, and turn the
monitoring data into meaningful project knowledge automatically, the ones that put
into different categories will be stored in the knowledge database. Such knowledge
accumulation will be the important basis for building engineering design, constructing
and safeguarding in the future.

論文摘要	I
ABSTRACT	III
致謝	V
目錄	VII
圖目錄	XI
表目錄	XV
第一章 序論	1
1-1 研究背景與動機	1
1-2 研究架構與流程	2
1-3 論文架構	3
第二章 文獻回顧	4
2-1 營建工程監測系統	5
2-1-1 營建工程的監測領域	5
2-1-2 營建工程自動化監測系統案例	10
2-2 監測系統中資料傳輸的通訊模式	10
2-2-1 有線與無線通訊技術簡介	10
2-2-2 無線通訊的應用	13
2-2-3 通訊模式的選擇	15
2-3 Wireless Sensor Network - ZigBee	17
2-3-1 簡介	17
2-3-2 特色	18
2-3-3 硬體架構	18
2-3-4 網路拓樸與技術標準	20
2-3-5 應用案例	22
2-4 Service-Oriented Architecture	23
2-5 Web Services	26
2-5-1 Web Services簡介	26
2-5-2 XML	28
2-5-3 SOAP	28
2-5-4 WSDL	30
2-5-5 UDDI	31
2-5-6 PHP與Web Services簡介	32
2-5-7 Web Services的應用實例	33
第三章 系統設計與研究方法	35
3-1 監測專案規劃	35
3-2 系統架構	37
3-3 系統軟體開發平台	37
3-4 PHP與Web Services	39
3-4-1 建置Web Services範例	39
3-5 資料伺服器系統服務平台	42
3-5-1 Linux Virtual Server	42
3-5-2 Storage Sharing/Replication	48
3-6 媒合伺服器與現地伺服器	49
3-6-1 媒合伺服器	49
3-6-2 現地伺服器平台考量	51
第四章 系統分析	54
4-1 系統架構圖	54
4-2 使用案例圖	54
4-3 循序圖	62
4-4 系統佈署圖	63
4-5 資料庫關聯圖	64
第五章 現地伺服器系統與實作	70
5-1 現地伺服器系統架構	70
5-2 現地伺服器系統運作流程	71
5-3 現地伺服器軟硬體設備	72
5-3-1 硬體設備	72
5-3-2 系統軟體	74
5-4 驅動管理員（Driver Manager）	76
5-5 資料過濾處理器（Data Filter）	78
第六章 資料伺服器與媒合伺服器系統實作	80
6-1 資料伺服器系統架構	80
6-2 資料伺服器系統運作流程	80
6-3 資料伺服器軟硬體架構	82
6-3-1 資料伺服器硬體架構	82
6-3-2 資料伺服器軟體架構	83
6-4 Linux on High-Availability DataServer	83
6-5 媒合伺服器系統架構	85
第七章 無線感測器規劃與實作	87
7-1 無線感測器	87
7-2 感測器電路規劃	89
7-3 感測器資料展示	92
第八章 資訊系統架構之探討	95
8-1 情境探討	95
8-2 小結	96
第九章 結論與討論	99
9-1 總結	99
9-2 未來研究建議	102
參考資料	104

                                

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