Einbindung von Geräten in Internet-basierte Informationssysteme mit Java und XML

Abstract

Der Trend zur Vernetzung von Geräten unterschiedlichster Art, z.B. aus den Bereichen Automatisierungstechnik, Gebäudeautomation und Büroperipherie, ist seit längerer Zeit zu beobachten. Oft werden in diesem Kontext geräte- oder anwendungsspezifische Protokolle wie z.B. Feldbusprotokolle verwendet. Durch die zunehmende Verbreitung des Internet und des WWW als Medium zum uniformen Zugriff auf verteilte Informationen wächst der Wunsch nach Konsolidierung dieser Protokolle durch Internet-basierte Konzepte. Die Einbindung von Geräten in Internet-basierte Informationssysteme ermöglicht die standardisierte, weltweit ortstransparente Verwaltung von Gerätedaten mit modernen Konzepten der Informatik. Das zentrale Problem bei dieser Einbindung ist die Heterogenität der Gerätedatenkodierungen und der Zugangswege zu den Daten. Diese Arbeit stellt innovative Konzepte und entsprechende Fallstudien zur Lösung dieses Problems vor. Die entwickelten Konzepte beruhen auf der uniformen Repräsentation heterogener Daten durch textuelle XML-Fragmente, wobei die entsprechenden Datentypen jeweils durch Referenzen auf externe Java-Logik definiert werden. Diese Java-Logik kann bei Bedarf dynamisch instanziiert und zur Realisierung einer datentypspezifischen Erfassung, (De)Serialisierung und Analyse der Daten verwendet werden.

Today, there is a growing trend to interconnect devices of any kind by networks (e.g. in the areas of automation engineering, home automation, consumer electronics and office peripherals). While the corresponding communication protocols are often dedicated and restricted to specific application contexts, the Internet and especially the WWW provide an opportunity to hide this variety of protocols beneath a uniform communication paradigm. The integration of devices into Internet-based information systems allows the management of device related data by means of modern IT concepts in a standardized way and independent of spatial restrictions. The main challenge in this approach is to handle the inherent heterogeneity of the device data and of the access paths to the data. This work presents new concepts, corresponding prototype implementations and case studies addressing this problem. The key concept relies on a uniform information representation scheme based on XML documents. These documents are referencing external Java logic residing somewhere on the Internet. The corresponding Java classes can be loaded and instantiated dynamically from within device description documents providing static information about the devices. The Java logic provides the dynamic part of the information and implements the knowledge to (re)translate device specific data encodings into/from their textual XML representation and the knowledge how to access the individual data pieces via the corresponding network.