Estandarización y acceso a Datos procedentes de sensores hetereogéneos Protocolo SOS Lola Jimenez Jose Yépez

Laboratorio de Tecnologías de la Información Geográfica (LatinGEO) Introdución SENSOR Dispositivo capaz de observar un fenómeno en el medio ambiente y retornar un valor observado. Capacitado para capturar eventos de fenómenos; colectar y procesar datos; transmitir los datos colectados los usuarios interesados. 9/18/2018 Grupo de Investigación MERCATOR (UPM)

Introducción Existen varios tipos de sensores Micrófono (medidor de sonido-decibelios) Cámara (espectrómetro-para medir propiedades de la luz) Gps (indicador de posición) Cámara (medidores de pulso) Magnetómetro de la brújula (detector de metales)

Evolución Sistemas de sensores únicos Sensores en Red Redes de sensores colaborativas Web de Sensores (sensor web)

Introducción WMS Interfaces para visualizar capas de información. WFS interfaces para descarga y actualización de datos vectoriales. WCS interfaces para acceso a coberturas. SWE interfaces y codificaciones para el acceso a datos capturados por sensores y redes de sensores heterogéneos. 9/18/2018

El problema Los sistemas de sensores heterogéneos tienen dos problemas principales Como se recopila la información de los sensores? Como se accede a la información de los sensores?

Que se pretende Interoperabilidad de sensores Integración de sensores in situ y remotos, para lograr un sistema de captura de datos integrado y colaborativo, teniendo en cuenta tanto la interoperabilidad de datos, como de redes. 9/18/2018

Sensor Web: Infraestructura de observación Integra sensores heterogéneos a través de Internet. Provee : datos crudos y procesados, con sus metadatos asociados, vía un conjunto de interfaces de servicios estándares. 9/18/2018

Por qué sensor web? X Combinación de los recursos de sensores. Reutilización de sensores, incluso para otros propósitos que no es el original. Acceso abierto a los datos de sensores sin barreras, ni límites organizacionales. X 9/18/2018

La visión de Sensor Web Los sensores, sus datos y servicios sean: Accesibles en tiempo real a través de servicios web estandarizados Descubribles y auto-descriptos para humanos y software, Procesables bajo demanda sin un conocimiento a priori del sistema de sensores. Capaces de generar y responder ante alertas basado en observaciones. 9/18/2018

Objetivo Estandarizar las redes de sensores basadas en la Web

Sensor Web Enablement Iniciativa del Open Geospatial Consortium, Objetivo crear un sistema de sensores accesibles a través de la web, definir de un conjunto de interfaces y codificaciones, para que todo tipo de sensores, instrumentos, dispositivos de imagen y repositorios de datos sean localizables, accesibles, y cuando aplique controlables a través de la red. 9/18/2018

Herramientas de ayuda a la toma de decisiones El rol de SWE SWE Sensores Simulaciones Herramientas de ayuda a la toma de decisiones Modelos Proveer interoperabilidad entre: 9/18/2018

Funcionalidades de SWE Descubrimiento de sensores, observaciones y procesos. Determinación de las capacidades del sensor. Acceso a los parámetros y procesos. Recuperación de observaciones estándar en tiempo real o en series de tiempo. Programación de tareas de sensores y simulaciones para adquirir observaciones de interés. Subscripción y publicación de alertas basado en observaciones de sensores. 9/18/2018

Especificaciones SWE 3 codificaciones (modelos de información) O&M: Observation and Measurement SensorML: Sensor Model Language TransducerML: Tranducer Model Language 4 interfaces de servicios (protocolos de servicios Web) SOS: Sensor Observation Service SPS: Sensor Planning Service WNS: Web Notification Service SAS: Sensor Alert Service 9/18/2018

Modelos de Información O&M (Observations & Measurements) Representar e intercambiar resultados de observaciones. SensorML (Sensor Model Language) Describe los sensores o dispositivos conectados a la sensor web, qué posición geográfica tienen, qué tipo de datos miden, qué unidades de medida proporcionan, y todos los parámetros asociados a un procedimiento de medida. TML (Transducer Model Language) Acceso a streaming de observaciones en tiempo real

Protocolos de Servicios Web: SOS (Sensor Observation Service) Acceso a sensores disponibles y a observaciones Inserción de nuevos sensores y observaciones SPS (Sensor Planning Service) Permite controlar los sensores remotamente. SAS (Sensor Alert Service) Publicación y suscripción de alertas de observaciones. WNS (Web Notification Service) Gestión de mensajes asíncronos cliente-servicio o alertas (SAS, SPS)

O&M Observations and Measurements Schema: SML TML SOS SAS WNS SPS O&M Observations and Measurements Schema: modelo estándar y esquema XML, para la codificación de observaciones y medidas de un sensor, tanto a tiempo real como datos históricos almacenados. 9/18/2018

SensorML Sensor Model Language: modelo estándar y esquema XML, O&M SML TML SOS SAS WNS SPS SensorML Sensor Model Language: modelo estándar y esquema XML, para describir sistemas de sensores y procesos, provee la información necesaria para descubrimiento de sensores, localización de observaciones de sensores, procesado de bajo nivel de observaciones de sensor, listado de las propiedades programables. 9/18/2018

Laboratorio de Tecnologías de la Información Geográfica (LatinGEO) O&M SML TML SOS SAS WNS SPS TranducerML Tranducer Model Languages: modelo conceptual y esquema XML, para la descripción de transductores y el soporte del flujo de datos en tiempo real de y hacia el sistema de sensores. Transductor: Dispositivo que transforma el efecto de una causa física, como la presión, la temperatura, la dilatación, la humedad, etc., en otro tipo de señal, normalmente eléctrica. 9/18/2018 Grupo de Investigación MERCATOR (UPM)

SOS Sensor Observation Services: O&M SML TML SOS SAS WNS SPS SOS Sensor Observation Services: Interface de servicio web estándar para petición, filtrado y recuperación de observaciones e información del sistema de sensores. 9/18/2018

Operaciones SOS GetCapabilities DescribeSensor GetObservation O&M SML TML SOS SAS WNS SPS Operaciones SOS GetCapabilities DescribeSensor GetObservation RegisterSensor InsertObservation GetResult GetFeatureOfInterest GetFeatureOfInterestTime DescribeFeatureOfInterest DescribeObservationType DescribeResultModel 9/18/2018

SAS Sensor Alert Service: Interface de servicio web estándar, O&M SML TML SOS SAS WNS SPS SAS Sensor Alert Service: Interface de servicio web estándar, Para la publicación y subscripción a alertas de sensores. Ej: Mediciones fuera de tolerancia Detección de movimiento Detección de fuego Estado del sistema (batería, memoria) SAS es un registro de alertas, no un sistema de notificación 9/18/2018

Operaciones SAS GetCapabilities Publish Advertise CancelAdvertisement O&M SML TML SOS SAS WNS SPS Operaciones SAS GetCapabilities Publish Advertise CancelAdvertisement RenewAdvertisement Subscribe CancelSubscription RenewSubscription 9/18/2018

WNS Web Notificacion Services: Interface de servicio web estándar O&M SML TML SOS SAS WNS SPS WNS Web Notificacion Services: Interface de servicio web estándar para la distribución asincrónica de mensajes o alertas desde los servicios web SAS y SPS. E-mail SMS http Llamada telefónica 9/18/2018

Operaciones WNS GetCapabilities registerUser doNotification O&M SML TML SOS SAS WNS SPS Operaciones WNS GetCapabilities registerUser doNotification doCommunication doReply 9/18/2018

SPS Sensor Planning Services: Interface de servicio web estándar, O&M SML TML SOS SAS WNS SPS SPS Sensor Planning Services: Interface de servicio web estándar, para la petición y planificación de la captura de observaciones de interés del usuario. 9/18/2018

Operaciones SPS GetCapabilities DescribeTasking GetFeasibility Submit O&M SML TML SOS SAS WNS SPS Operaciones SPS GetCapabilities DescribeTasking GetFeasibility Submit GetStatus Update Cancel DescribeResultAccess 9/18/2018

SOS El protocolo SOS (Sensor Observation Service) es una especificación OGC dentro de la iniciativa Sensor Web Enablement (SWE), que permite acceder a las observaciones y datos de sensores heterogéneos de una manera estándar.

Escenario de caso de uso Laboratorio de Tecnologías de la Información Geográfica (LatinGEO) Escenario de caso de uso Registro sensores SOS SensorML Predicción de dispersión de nube tóxica en próximas 6-12 horas. Obtención de observaciones Sensores de viento Registro de sensores  Sensores de viento en el área de la explosión. SOS sus observaciones son obtenidas SensorML  observaciones geolocalizadas + simulación para : predicir de la dispersión de la nube tóxica provocada por el viento para las próximas 6-12 horas. 9/18/2018 Grupo de Investigación MERCATOR (UPM)

Laboratorio de Tecnologías de la Información Geográfica (LatinGEO) SOS Objetivo Proveer acceso a observaciones de sensores y sistemas de sensores en una forma estándar . Considera todos los tipos de sensores Remotos In-situ Fijos mobiles 9/18/2018 Grupo de Investigación MERCATOR (UPM)

SOS Utiliza O&M modelado de observaciones de sensores. SensorML modelado de sensores y sistemas de sensores. Observacion offering Colecciones de observaciones de sensores. Análogo a una capa en WMS. 9/18/2018

Operations Obligatorias Transactional Profile GetCapabilities 18 September 2018 Operations Obligatorias GetCapabilities DescribeSensor GetObservation Transactional Profile Register Sensor InsertObservation

Operations: Perfil aumentado GetObservationById GetResult 18 September 2018 Operations: Perfil aumentado GetObservationById GetResult GetFeatureOfInterest DescribeFeatureType DescribeObservationType DescribeResultModel

GetCapabilities Metadatos del servicio. Servicio: Parámetros: http://www.gomoos.org/cgi-bin/sos/oostethys_sos.cgi? Parámetros: VERSION=0.0.31& SERVICE=SOS& REQUEST=GetCapabilities http://www.gomoos.org/cgi-bin/sos/oostethys_sos.cgi?VERSION=0.0.31&SERVICE=SOS&REQUEST=GetCapabilities 9/18/2018

GetCapabilities 9/18/2018

DescribeSensor Información detallada sobre el sensor y los procedimientos. SensorML Servicio http://www.gomoos.org/cgi-bin/sos/oostethys_sos.cgi? Parámetros VERSION=0.0.31& SERVICE=SOS& request=DescribeSensor& SensorId=A01 9/18/2018

DescribeSensor http://www.gomoos.org/cgi-bin/sos/oostethys_sos.cgi?VERSION=0.0.31&SERVICE=SOS&request=DescribeSensor&SensorId=A01 9/18/2018

GetObservation Acceso a observaciones del sensor O&M Servicio http://www.gomoos.org/cgi-bin/sos/oostethys_sos.cgi? Parámetros VERSION=1.0.0& SERVICE=SOS& request=GetObservation& SensorId=A01& offering=A01& observedProperty=sea_surface_wave_significant_height 9/18/2018

GetObservation http://www.gomoos.org/cgi-bin/sos/oostethys_sos.cgi?VERSION=1.0.0&SERVICE=SOS&request=GetObservation&SensorId=A01&offering=A01&observedProperty=sea_surface_wave_significant_height 9/18/2018

Software SWE compatible 52º North Soporte de SOS, SPS, SAS y WNS Soporte de SOS completo Implementación de referencia del OGC Deegree (v3) Soporte de SOS (sólo perfil core) OGC compliant Mapserver

Software SWE compatible Clientes de escritorio gvSIG Cliente SOS, SensorML y O&M En fase de desarrollo uDIG Extensión para ArcGIS Proyecto de 52º North y ESRI

Software SWE compatible Clientes ligeros Openlayers Cliente SOS, SensorML y O&M Nuevo proveedor de datos SWE Thin Client Cliente SOS de 52 North

Proyectos y aplicaciones OSIRIS Smart and Interoperable networks in Risk management based on In-situ sensors. http://www.osiris-fp6.eu SANY  Sensors Anywhere. http://www.sany-ip.eu GITEWS German Indonesian Tsunami Early Warning System. http://www.gitews.org/index.php?id=23&L=1 Openioos. http://www.openioos.org/testbed/sos/index.html Más en: http://www.sensorsmag.com/sensors/article/articleDetail.jsp?id=480557 9/18/2018

www.openIOOS.org

Webgrafía http://www.mappinginteractivo.com/plantilla.asp?id_articulo=1717 www.gvsig.com http://www.ideandalucia.es/index.php/es LatinGeo - Curso IDE (IGN+UPM) 2008

Muchas Gracias por su atención……..