Internati o nal  Journal of Ele c trical   and Computer  Engineering  (IJE CE)  V o l.  6, N o . 1 ,  Febr u a r y   201 6,  pp . 38 1 ~ 39 I S SN : 208 8-8 7 0 8 D O I :  10.115 91 /ij ece.v6 i 1.9 058          3 81     Jo urn a l  h o me pa ge : h ttp ://iaesjo u r na l.com/ o n lin e/ind e x.ph p / IJECE  Implementing Dynamically E vol vable Com m unicati on with  Embedded Systems through WEB Services       Smt.  J. S a si B h an u 1 , A. Vin a y a   B a bu 2 , P .   Trimurth y 1 Department of Computer  Scien ce  Engineering  KL  University , Vadde swaram, Guntur  District, India  2 Department of computer  Science  and   Eng i neer in g, JNTU H y derabad, Ind i 3 Department of computer  Science and Engineer ing,  ANU Guntur,  India       Article Info    A B STRAC T Article histo r y:  Received Sep 22, 2015  Rev i sed  No 11 , 20 15  Accepted Nov 28, 2015      Embedded s y stems that monitor and c ontro l safety  and mission critical  s y s t em  ar com m unicated  with  b y  a  HOS T lo cat ed a t   a r e m o te  loca tion   through Internet. Such kind of embe dded s y stems are develo ped to be  d y nam i cal l y   evo l vabl e with respect to s y n t ax, se m a ntics, onlin e testing and   com m unication  s ubs y s tem s . All thes e s y s t e m s  are to be  d y nam i c a l l y   evolvab l e and  th e components needed for  evolution are  also to be added in to   the embedded s y stem. Arch itectural m odels describe var i ous components  using which dy namically  evo l vable  sub-s y stems are realis ed through   implementation  b y  using  specific an d  related technologi es. Implementation   s y stem describ e s the platform, code  uni ts and  the in terl acing  of various  proces s e s /tas k s  to the e l em ent a r y  l e vel of d e t a il s .  W E B s e rvice s  place  an   exce llen t  pla t for m  for im plem enting d y namically  evo l vable s y stems due to   the use of open standards. Th is paper pr es ents  an  im plem entat i on s y s t em  that   is related to d y namically   evolv a bl e communication and other sub-s y stems   using web serv ic es technologies. Keyword:  C o m m uni cat i o n sy st em Dy nam i c evol u t i o n   Em bedded syste m Re m o te communication  WEB se rvices   Copyright ©  201 6 Institut e  o f   Ad vanced  Engin eer ing and S c i e nce.  All rights re se rve d Co rresp ond i ng  Autho r Sasi Bha n u Ja m m a la m a daka,   Depa rt m e nt  of  C o m put er Sci e nce a n d  E ngi n eeri n g,   KL Uni v er sity V a dd esw a r a m ,  Gu n t u r  D i str i ct, An dhr a Pr adesh ,  In d i 52 250 2.  Em a il: sasib h a n u @k lun i v e rsity.in       1.   INTRODUCTION    1. 1. B a ck gr ou nd   The  ove ral l  ar chi t ect ure  of  d y n am i c  evol ut i on  o f  em bedde d f r om  t h e p o i n t  o f  vi e w  o f  e vol ut i o n  o f   syn t ax , sem a n tics an d  on lin e testin g  h a s b e en  shown  in  t h e Figu re  1 .  Th e first layer in  th is m o d e l i s  th co mm u n i catio n  sub - system . Co mm u n i cat i o n   b e tween   the HOST an d   th e TARGET is in itiated  from th e   HO ST t h r o ug h  com m a nds st r i ngs  whi c h f o l l o w t h UN IX  like standard. The phys ical connection bet w ee the HOST a nd the em bedde d syste m  can be  achieve d in  m a n y  w a y s .   P e e r  t o  p e e r  communication  between a  Target  a nd  H O ST ca n be  achi e ve d usi n g wi rel e ss c o m m uni cat i on m e t hods  whi c h i n cl u d W i - F i  and  B l uet oot h [ 1 ]  [ 2 ]  w h i c h  has  di st ance l i m i t a t i o ns.   Em bedded syst e m s can also be connected t o  a HOS T usi ng  SPI a nd i n t e rfa ci ng t h e sam e  wi t h  a I 2 C,  USB, RS425,  CAN  or m u lit  port interf ace [3], [4], [5],  [6] ,  [7], [8], [9].   HOST com m unication with the   TAR G ET u s i n g seri al   po rt  co m m uni cat i ons  sy st em s such a s  I 2 C, USB, R S 42 5, CAN  o r   m u l it p o r t is limited   by the  distance  to a m a x i m u m of   1 200  Meters.  An em bedde d   syste m  can be  connect ed to  an  In tern et so   as to  in c r ease its distance  from the HOST.  Use of Ethe rne t  interface and  use of TCP/IP  or  UD P ba sed  comm unication hel p s establis hing comm unication  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 088 -87 08  IJEC E V o l .  6, No . 1, Feb r uar y   20 1 6   :  38 1 – 39 8   38 2 b e tw e e n  th e HO S T  and  th T a r g e t . Bo th   H O S T  an d th TAR G ET ca n be situated at  lo ng er d i stan ces, thus  meeting the  pri m ary requir ement of  Safety a n d Mission crit ical syste m s.   Co mm u n i catio n  b e t w een  the H O S T and  th e Targ et u s i n g  t h e in tern et can  b e  ach iev e d  t h ro ugh  i m p l e m en tatio n  of a Em a il  ex ten s i o n  server,  W E B serv er or a  WEB service se rve r . WEB services seve al l o ws se veral  com m uni cat i on p r ot oc ol s f o r  effect i n g com m uni cat i on wi t h  t h e s o ft ware  com pone nt whi c are  depl oy ed  on  t o  i t s   ow serve r .  TC P/ IP  com m uni cat i on  pr ot oc ol  i s  t h e m o st  fre q u e nt l y  use d   pr o t ocol .   Tech nol ogi es t h at  su p p o r t  OP EN st an da rds a r e use d  t o   de ve l op a nd i m pl em ent  WEB  ser v i ces. T h i s  feat ure  o f   t h WEB  ser v i ces sy st em   m a kes i t   pos si bl t o  de vel o dy n a m i cal ly  evol v a bl e com m uni cat i on sy st em s.   C o m m uni cat i o bet w ee n t h e  H O ST a n d t h e Tar g et  can   be e ffect ed  by  seve ral  p r ot o c ol s s u ch  a s   TC P/ IP,  HTT P , U D P,  X . 2 5  et c. The  t a r g et  c a host  s e ve ral  ser v i ces an d a  di f f ere n t  com m uni cat i on p r o t ocol   is n ecessary for u tilizin g  a WEB serv ice. Thu s  th e co mm u n icatio n  system  m u st  ev o l v e  d y n a m i ca lly  b a sed  on  th e typ e   o f  pro t o c o l   n e ed ed b y  a serv ice  wh ich  is  i n itiated  by th e HOST for ex ecu tion   b y   th e TARGET.     The i m pl em ent a t i on  of  dy nam i c ev ol ut i o n m odel s  re q u i r es  fai r l y  m o re m e m o ry  reso urce s an fast e r   pr ocess o r .  T h e  M ode rn M i cr oco n t r ol l e r b a s e d sy st em  no do u b t  can  ru a dy nam i cal ly   evol vabl e em bedde d   syste m  d u e  to  t h e availab ility  o f  m o re resou r ces.  Ho wev e r,  lo w po wered micro c on tro ller  system may  n o t  b e   ab le to  tak e   mu ch  lo ad . So meti m e it  is wo rthwh ile id ea to  m o v e  so m e   o f  th e pro cessi n g  lo ad  to  th e HOST  and  kee p  t h e  em bedded  sy st em  l i ght  we i ght ed . T h d y n am i c  evol ut i on  of  t h e c o m m uni cat i on  sy st em   ho we ver i s   nee d ed s o  t h at  c o m m uni cat i on wi t h  t h WEB   servi ces ca n be  do ne as  per t h e pr ot oc ol  use d  by  i t .   Use of we b services technology ad d r esses  b o t h  t h e re q u i r e m ent s  of dy na m i c co m m uni cat i on sy st em  and t h e   l i ght wei g ht  em bed d e d  sy st em . Im pl em ent a t i on  of  dy na m i c evol ut i on  usi n g t h WEB  ser v i ces Tech n o l ogi es   i s  necessa ry  a s  t h ey  s u pp ort  OP EN  st an d a rds  w h i c h i s  t h e t r ue  m e ans  of  e vol vi n g   dy nam i c evol va bl e   syste m s.           Fi gu re  1.  O v er al l  archi t ect ure  o f   dy nam i c evol ut i o of  em bedde sy st em     There  could be m a ny architectures  t h at  s u pp o r t  dy nam i c ev ol ut i o usi n g  t h WEB   s e rvi ces.  It  i s   n ecessar y  to  f i n d  th e b e st o f  th e ar ch itect u r es th at suppo r t  du al pu rp oses o f  OPEN  co mm u n i catio n  and  d y n a m i c ev o l utio n .   Dyn a m i c  ev o l u tio n  is th e ab ility to  mak e  ch ang e s to  an y o f  t h e so ftware co mp on en ts  whi l e  t h e sy st em  i s  up and r u n n i n g. The  ge neral  we b ser v i ce archi t ect ur e i s  show n i n   t h e Fi gu re 2 .   A we b   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN 208 8-8 7 0 8     Im pl eme n t i n Dyn a m i c al l y  E v ol va bl e C o m m u n i c at i o n w i t h  E m bed d e d   S y st ems …   ( Sm t. J.  Sasi B h anu 38 3 services a r c h itecture ca be  viewe d  in two ways  wh ic h i n clude e x am in ing t h e roles  of each we b se rvices   actor a n d the  s econd is  to  e x a m ine the protocol stack.          Figure 2. W E B   service  arc h itecture       Th ree m a j o roles are to b e  co n s i d ered   wh ile atte m p t i ng t o  de vel o p a  we b se rvi ces  o r i e nt ed  sy st em .   The roles include Service regi stry, service re que ster an d service provider. Services  are deployed  on a s e rve r   by  t h e ser v i ce pr o v i d er a n d t h e sam e  are provi ded as  a n d whe n  the se rvi ce is reque sted. Service requestor  uses seve ral services and builds the applications . The se rvi ces are i n cl ude d i n t o  t h e ap pl i cat i on by  ope ni n g  a   net w or k co nne ct i on an d sen d i ng a  m e ssage i n  t h e XM L fo rm at . .Servi ce  regi st ry  i s  a reposi t ory  of se r v i ces  whi c h are re g i st ered. E v ery  servi ce i s  de scri be d usi ng  web se rvi ce d e scri pt i o n l a n gua ge ( W S D L ) . The   reg i stry is a cen t ralized   d a ta repo sito ry  which  is h o sted  on  a serv er. The serv ices can b e  pub lish e d   in to   regi st ry   by  a  d e vel o per  by  us i ng t h e i n t e rfa ce p r o v i d e d  by  t h regi st ry  ( U D D I ) .  U D D I  i s  l i k e a  cent r al i zed   cl eari ng se r v i ce fo r de vel o pe r s  t o  re gi ster and the  users t o  e n quire  for the  existence  of s u ch a service.  Various  types of  protoc ols are use d  for accessing the  WEB serv ices . The protoc ols are layered a nd stac ked  with the   pr ot oc ol s i n  o n e  st ack com m u n i cat i ng wi t h  t h e p r ot ocol s i n  anot he r st ack.  The p r ot ocol  st ack rel a t e d t o   WEB   servi ces  are  sh ow n i n  Fi gu re  3.           Fi gu re 3.  W e b servi ce p r ot oco l   st ack   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 088 -87 08  IJEC E V o l .  6, No . 1, Feb r uar y   20 1 6   :  38 1 – 39 8   38 4 Fou r  layers exists in  th stack Th e fist layer Tr an spo r t layer wh ich is respo n s i b le fo tran sm it tin messag e s in  between  th e serv ice p r ov id er an d  serv ice  req u e ster. In  th is la yer  Si m p le mail tran sfer  pro t o c o l   (SM T P ) , hy per t ext  t r ansfe r   pr ot oc ol  (H TTP ) ,  B l ocks E x t e n s i b l e  Exc h an ge  Prot ocol  (B E E P) et c. are  us ed f o r   tran sp orting  the m e ssag e s b e tween th p r ov id er and  th e requ ester. Th e seco nd  layer is  rel a ted  to  en co d i ng  th messag e s in  t h e XML fo rm at. In  t h is layer XML-RP C  an d S O A P  p r ot ocol s a r u s ed f o r en co di ng t h m e ssages.  WS DL  ( W e b   s e rvi ce  desc ri pt i on l a ng ua ge)  i s  use d   f o desc ri bi n g  t h WE B  ser v i ces. T h e desc ri pt i o n   o f  all th WEB serv ices is  prov id ed  in th th ird  layer.  This layer p r ov ided  th pu b lic i n terface u s i n wh ich   th serv ices related   enqu iries can  b e   in itiated .  UDDI  (U n i v e rsal  Discov ery and   In teg r at io n) is th e techn o l o g y   th at is in clu d e d in to  th e fo urth layer. Th e tech no log y  can   b e  u s ed   for pub lish i ng  th WEB  serv ices an d  also  to   en qu ire an d  ob tain  th e d e scrip tio n  of th e in tend ed   we b s e rvi ces.  Al l  t h e det a i l s  requi red f o r c ont act i ng t h e   ser v er  at  wh ich th w e b serv ices ar ho sted can   b e   o b t ained  th ro ugh  an  en qu ir y to UDD I   reg i str y Seve ral  t echn o l ogi es a r e bei n g u s ed  f o r i m pl em ent i ng  WE B  servi ces  w h i c h i n cl ude  U D D I,  XM L ,   SO AP  a n d WS DL. U D D I  (U n i versal  dat a  di s c ove ry   i n t e rfac e ) has bee n  de si gne as   a st anda r d   f o r bui l d i ng a  rep o si t o ry  o f   WEB  se rvi ces .  It  has  bee n  i n cl ude d i n t o  t h e  di sco v e r y  l a y e r o f  t h e p r ot o c ol  st ack .  Eac h   of t h WEB  ser v i ce i s  desc ri be d by  usi n WS DL  ( W e b  se rvi ces  descri pt i on l a n gua ge ) an d t h e  sam e  are regi st ered   within the U D D I re gistry WSDL f o llo ws XM L fo r desc r i bi ng a  WEB  servi ce.  UD DI  defi nes an A P I  whi c h   can be  us ed f o r p ubl i s hi n g , enq u i r i ng  a n d obt ai ni ng   t h e r e sp onse .   T h e com m uni cat i on  i s   achi v e d   t h r o ug t r ansm i ssi on o f  XM L m e ssages  peret a i n i n g t o   p ubl i s hi n g , e n q u i r i ng a nd  o b t a i n i n g t h e res p on se i n  t e rm s of  th e d e scrip t i o n of th W E B  serv ices.  Th e UDDI sp ecificatio n  in clud es API d e tail s for s earc h i n g  exi s t i ng dat a   and  pu bl i s hi ng  new d a t a U D D I  is im p l e m en ted  th rough   b u ild i n g  a bu sin e ss r e g i stry w h ich  fu lly im p l e m en ts U D D I  sp ecif i cation .  Th UD DI  re gistry  captu res the  d a ta from  the X M m e ssage s t h at   i n cl u d ge neral  descri pt i on (B u s i n ess n a m e busi n ess  descr i pt i on, a n d ad dress ) Gene ra l  dat a  desc ri pt i on (C om pany  nam e , Ind u st r y , descri pt i on  of t h e   pr o duct s  o ffe re d,  Ge o g ra phi c   code base on  t h u n i v e r sal  t a xo n o m i es) an d Tec h ni cal  i n f o rm at i on ( A   p o i n t e to an exte rnal  s p ecification and a n  a d d r ess  f o r in v oki ng  the  WEB se rvice ) .   XM L has bec o m e  de-fact o st anda r d  fo r effe ct i ng com m uni cat i on bet w ee n  t w o com put i n g st at i ons.   XM L i s  a n  ext e nde d  m a rk-u p  l a n gua ge t h at   hel p s  m o st  of  t h e c o m put ers t o  e x c h an ge  dat a  i n  a n  o p e n  m a nne r .   It  i s  not  de pe n d ent   on a n y  of  t h e OS  or  pr og ram m i ng l a ng u a ge. M a ny  t o ol s are i n  ext e nt  t oday  f o r de vel opi ng   an XM base d   m e ssage and  al so pa rsi n g t h e sam e . Tool t o  deal  wi t h   X M L based  d o c u m e nt s are ava i l a ble  nearl y  fo r eve r y  operat i n g sy st em  and fo r m i grat i ng i n t o   m a ny  of t h e l a ng ua ges w h i c h  i n cl ude  java , C # , C ,   C++ etc.  Co mm u n i catio n   b e tw een  t h co m p u tin g lo catio n s  can   b e  ef f ected thr ough  RPC  ( R em o t e Pro c ed ur C a l l s ). R P C s  can be  per f o r m e d by  usi ng  X M L-R P C  base d p r ot ocol  w h i c h i s  sim p l e . R e quest  t o  e x e c ut e a  pr oce d u r e at   o n of c o m put i n g  can  be  enc ode d i n t o  a n   XM L m e ssage w h i c h ca be  sent   usi n g a  t r ans p or t   pr ot oc ol  s u ch  as HTT P . T h e  resul t s   o b t a i n ed  out   of t h pr oce d u r e e x e c ut i o n  i s  f o rm ul at ed i n t o  a  XM message and transm itted back as a HTTP res p onse . XML  re spo n ses a r e em bed d e d  i n t o  t h e bo dy  of t h HTTP   response.  Diverse applications can c o mmunicate usi ng  M L -R PC  as t h e pr ot oc ol   as such is  platform  i nde pen d e n t .   For  exam pl e an A p pl i cat i on de vel o pe d i n  J A V A  ca n  com m uni cat e wi t h  a n  ap p l i cat i on  devel ope d i n   P E R L  l a ng ua ge.  XM L-R P C   de fi nes a set   of  d a t a  t y pes t h at  can be  use d  f o passi n g  t h dat a  as  fu nct i o n arg u m ent s , ret u r n  v a l u es and e r r o r   m e ssages, a reque st  rel a t e d m e ssage st ruct ure co nt ai ni ng  a HTTP   POST  re q u est   m e t hod a n d t h e i n f o rm at i on  and  a re sp o n se  rel a t e d m e ssage st r u ct u r e c o nt ai ni n g  a  HT TP G ET  req u est  m e t hod a n d  t h e i n f o r m at i on. A  rem o t e  p r oced ure   cal l  i s   m a de of  dat a re quest  a n d  res p onse  m e ssag e   whic h are all e n code d int o  a  XML m e ssage. The  XML m e ssage ca n al so   be i n cl ude d as  aa TC P/ IP m e ssage.  Parse r s a r e re q u i r e d  f o r ei t h e r  enc odi ng  o r   d ecodi ng  t h X M L m e ssages t h at  are  ei t h er  e n co de or  dec o ded .     In fo rm at i on  be t w een   t h c o m put e r ca al s o  be excha nge d  by  usi ng S O A P  (Si m pl e obje c t  ori e nt ed   access protoc ol). SOAP has  been  desi gned originally to im ple m ent re mote procedure calls and now it has  been m odi fi ed  such t h at   vari et y  of  m e ssagi ng sy st em ca n be  used to  deliver the m e s s ages using di ffe rent   t r ans p o r t  p r ot o c ol s.  SO AP t h us can  be us ed  fo r a cl i e nt  application to uses  the services  deployed  on a re m o te   serer  usi n g  a c o m m uni cat i on  pr ot oc ol  i m pl em ent e d by   WEB service a n d also i n vok e a  specific m e thod that   has bee n  co de d i n t o  t h WEB  servi ce. S O A P   m e ssage s can be del i v ered by  sui n g  vari et y  of t r ansp o r t   pr ot oc ol s s u ch  as HT TP,  T C P/ IP et c.  SOAP s p ecification includes t h r ee di ffe rent  parts that incl ude a n   envel ope , dat a  enco di n g  r u l e s,   an R P C   c o nv ent i o n s .   WEB  ser v i ces  are de fi ne u s i ng  WS DL  whi c uses XML Gramm a r.  W S DL is a  specification  l a ng ue use d  f o r descri bi n g  t h e WEB  servi c e s . Fo ur  di ffe re nt  aspect s o f  t h e WEB  servi c e s  have be en i n cl ude d   into the  WSDL specification that in cl ude s  inform ation  about the i n te rface which gives details  about  t h pu bl i c l y  cal l a bl e funct i o ns . WS DL al so  pr ovi des t h e de s c ri pt i o n ab out   di ffe re nt  ki n d s  of dat a  t y pes t h at  can  be i n cl u d e d  i n t o  di f f ere n t  re que st  resp o n se   m e ssage s. One can als o  s p ecify usi ng  WSDL, the t r ans p ort  pr ot oc ol s t h at  can  be  use d   fo r c o m m uni cat i on.  The  bi n d i n g i n fo rm at ion  rel a t e d t o   bi n d i n g a T r a n sp o r t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN 208 8-8 7 0 8     Im pl eme n t i n Dyn a m i c al l y  E v ol va bl e C o m m u n i c at i o n w i t h  E m bed d e d   S y st ems …   ( Sm t. J.  Sasi B h anu 38 5 pr ot oc ol  t o  a WEB  ser v i ce can be speci fi e d  usi ng t h WSDL specificati o n. The TC P/IP related  in fo rmatio n   related  to th serv er at  wh ich   web serv ices are  d e p l oyed ca n als o   be incl uded  in to  WSDL sp eci ficatio n.  The c o ntract  between the Cli e nt (Service  re que ster)  and the server (service provide r ) is  de fine by  WS DL in the  sim ilar way th at JAVA i n terface represents  the cont ract be tween a ja va object a nd the c lient  appl i cat i o n.  WSDL i s  pl at f o r m  i ndepe nde nt  and al s o  i s  l a ng ua ge i n depe nde nt  u n l i k e J A V A  o r  any   ot he r   l a ng uage a nd t h W S DL i s  us ed pri m ari l y  for descri bi ng  the W E B Serv ices. A clie nt can locate the existence   of a  W E B service using  WSDL and be abl e  to call  the  functions that are define d with public access. Tool s   th at h a v e   b een d e v e lop e d wit h   b u ilt-in   awaren ess  o f   WEB serv ices can be u s ed  to au t o mate th e p r o c ess of  in teg r ating  t h n e w serv ices with  th e app licatio n s .   WSDL  is the  nucleus   of  t h WE B  services a r chitecture  a s   i t  i n cl udes t h e  l a ng uage  usi n g w h i c h t h e se rvi ces a r e des c ri be d an pr ov i d es t h e s p eci f i cat i on re qui re d f o r   au to m a tical ly i n terfaci n g  th WEB serv ices  in to  a  serv er b a sed  app licatio n.    C o m m uni cat i o ove r t h e i n t e rnet  ca be ac hi eve d   by  u s i n g t h e  u n i v e r sal  dat a g r am  pr ot ocol   ( U D P )   and T r a n sport cont rol protoc ol (T CP). TCP and  UDP protocols ca n be   use d  for se ndi ng a n d receivi ng t h e   m e ssages o v er  t h e i n t e rnet M a ny  appl i cat i ons  uses  either UDP or TCP for co mm unicating over ei ther a   Local area  net w ork or  Internet. For e x am ple a com put er s e nds a  URL to a Dom a in name server (DNS)  a nd  gets the TCP\ IP a d dress.  A com puter sends a n  UR L t o  a  W E B server and the  WEB serve r  se nds the   req u est e d   WE B  pa ge  by  em beddi ng  t h e   WE B  pa ge i n t o  t h e  TC P se gm ent  of  TC dat a   pa cket . TC P a n d   UD can  be u s ed  t o   t r ansm i t   m e ssages  devel ope i n  any   ot he r f o rm at . Transm itt i ng  usi n UD P i s  a fast e r   pr oces s   as the protocol does  not support the process of ackno wledging the recei pt of the m e ssage, fi ndi ng  out the   proper  orde r of receipt  of t h message  and  findi ng out proper fl ow  of th messages. TCP/IP address ide n tifie s   the addre ss  of  bot h the  sende r  and t h e recei ver. UDP a s  s u ch nee d   not  have to i n clude  the sende r s T C P/IP  address as a  pa rt of the m e ssa ge that is m ean t for tra n sm itting. TCP/IP a d dress m u st be  associated  with a Net   mark address t o  route the m e ssage to  a sp ecific lo cal area n e two r k .  In  add itio n ,  it is n e cessary to  attach  few  m o re addresse s to the m e ssage whic include gateway  address ,   a router ad dress  when i t  acts as gateway a nd  an  IP add r ess of a DNS serv er. All th ese ad dresses will h e lp   in  prop er  ro u t i n g   of th e m e ssag e s an d  en su re th at   messages are  received  by the  designated  re ceiver.  T h e IP  addresses use d   for differe n t purposes   can be  pre - code wi t h i n  f i rm ware or a s e parat e   DHC P  (Dy n am i c  hos t  cont r o l  p r o g r a m )  serve r  can  be co nt act ed t o  ge t   t h e I P   Ad dre s s e s t h at  ca be  use d  f o di ffe r e nt  p u r p o ses .   TC P/ IP an d U D P p r ot oc ol s are use d  by  m a ny  appl i cat i o n speci fi c p r ot oc ol s suc h  as HT TP w h i c h i s   use d  fo r com m uni cat i n g wi t h   t h W E B  ser v e r . Eve r y  em bedde d b o a r d ca n  be pr o v i d e d  w i t h  dat a  rel a t e d  t o  IP  add r ess ,  net w o r k m a sk, l o gi c a l  po rt  n u m b er st ore d  i n  i t s  E E PR OM . T h Et her n et  p o rt  c a n be  bi n d e d   w i t h  t h TCP/IP a d dres s and suit a T C P/IP function calls can  be   m a de available as callable functions as regula r   functions that   can  be called from  a ES application.    1. 2. Pro b l em Defi ni ti on   Im pl em ent i ng WEB  se rvi ces  serve r   wi t h i n  a n  em bedde d sy st em s l eads t o   ext e nsi v e aut o m a t i on an d   reuse .  Im pl em ent a t i on o f   WEB  servi ces re qui res h uge a m ount  of st o r a g e area p r oce s si ng p o w er a n d p o rt i n o f  th e techn o l o g i es  wh ich  are requ ired  fo r in teractin g   wi th  in tern et world .  Em b e dd ed syste m s are l o w i n   r e sour ces an d th er ef or e t h ro w a challenge t o  im ple m ent light-weight  em bedde WEB se rvices t h at can cater  for th e user  req u i rem e n t s. Th e m a in  p r ob le m  is to  d e vel o p sim p le W E B services arc h itecture t h at requi re s   very  l e ss  res o urces  o n  t h e e m bedded  sy st em  si de whi c h   is expected t o   host all the  services  required t o   co m p lete th e task s i n itiated  b y  th HOST and returns th e resu lts ach iev e d ou t of ex ecu tio n of th e task s.    We ha ve seen  i n  t h e dy nam i c evol ut i on m odel  m a ny  t a sks are t o   be p e rf orm e d by  t h e TAR G E T   b a sed  on  t h e co mman d  in itiated  fro m  th e HOST and   reru th e resu lts  o b t ain e d  t h rou g h   ex ecu tion   of the tasks  back to t h e HOST. T h e Ta sks   that ha v e   b een  id en tified are  related  to  syn t ax , sem a n tics an d on lin e testin g and  evol vi n g  t h e t a sks  dy nam i cal ly Th e co mm an d s  in itiated  from th e HOST can  b e  en cl o s ed in to  a SOAP  messag e  wh ich is fo rm at ted   in XML language and transm itted. The SOAP  m e ssage is  received and pa rsed a nd the c o mmand is retrieved.  Based  on the c o mmand  received,  one  of t h e  m a in services   sem a ntic evolutions, Synta x  e vol ution, E v olution  of  o n l i n e t e st i ng  o r  pa ssi n g  t h e dat a   rece i v ed t o  t h e e m bedded a p pl i cat i on ca n be   un de rt ake n H e re t h services  prim ar ily are related t o   one  of t h e e v o l u tion  m o d e ls or th e ES app licatio n  itself.  An e fficient  WEB services  oriented arc h itecture is  requ ired  th at im p l e m e n ts th d y n a m i c ev o l u tion  an d p a ss d a ta  to  ES app licati o n. It is also  i m p o r tan t  that the real im plementati on plat form s are dete rm ined  and t h e sam e   are t o  be use d  for  devel opm ent  of se rvi ces  consi d eri n g t h e ev ol ut i o m odul es and t h e ES   ap p lication .   Thu s  th e prob l e m  is to  find  an  efficien t arch it ecture a n use the sam e  for effective im ple m entation  whi c h i s  sim p l e  t o  im pl em ent and t h at  re q u i r es ve ry  few  re sou r ces . O n e i m port a nt  way  i s  t o  ex pl ore  p u s hi n g   m u ch of t h pr ocessi ng t o   t h e H O ST a n d j u st  t h se rvices are im ple m ented on t h e target side . The  im pl em ent a t i o n m u st  be don e usi ng t h pl at form s t h at  requi re few res o urces . To t h ext e nt  p o ssi bl e  i t  i s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 088 -87 08  IJEC E V o l .  6, No . 1, Feb r uar y   20 1 6   :  38 1 – 39 8   38 6 necessa ry to  write proprietary platfo rm  so that the ove r heads that on e  has to  face  when tec h nol ogi es like  TOMCAT , W E BLO G IC SE RVER,  JB OSS   etc.  g e ts co m p letely g e ts eli m in ated   1. 3 Rel a ted W o rk   [Mich ael Sig  et al, 20 04 ] [10 ]  Main ly d e scrib e d  th e applicab ility o f   WEB serv ices in d i stribu ted  em bedde d sy st em s envi r onm ent .  They  ha v e  prese n t e d t h e si ze of t h e m e ssage t o  be  t r ansm i t t e d i n creases   ex ten s i v ely due to  ad d ition   o f  m a n y  of the ab straction s   o n  top   o f  t h actu a l m e ssag e . Th p r o b l em   is to   m i nim i se t h e o v er hea d  as m u ch as  possi bl e.  They  ha ve  de vel o ped a t o ol  cal l e W S T O OL f o r ge nerat i ng t h e   WEB  se r v i ces usi n g  m i nim u m  of  o v er he ads.  T h e t o ol   gene rat e WE B  ser v i ces  rel a t e d m i ddl ewa r e i n  C   Lan gua ge. T h e  t ool  al so ca be use d  t o   de v e l op  WEB  ser v i ces t h at  are t o  be  de pl oy ed  on t h e ser v er  s i de an t h e code  req u i r ed t o  be  resi d e nt  on t h e cl i e nt  si de t o  effe ct  co m m uni cat i on wi t h  t h e s e rve r  f o r wa nt  of a  service.     WSTOOL can also  g e n e rated th e sk eleto n  co d e  requ ired  to  exp o s e th e fu n c tion a lity o f  th e ex istin g   application  on  the serve r  side   trans p are n tly.  The t ool al so  allo ws  g e n e ratin g th e clien t  sid e  co d e  (st u b)  wh ich  can be used for requesting the servi ces offe red  by the server in a tran s p a r ent m a nner. T h e ST UB allows for  cal l i ng a  rem o t e  f unct i o n c o d e d i n t o  a   W E B  ser v i ce u s i n SO AP  pr ot o c o l . The  ST UB   p r o v i d es   a C i n terface   usi n g w h i c h a rem o t e  funct i on  of a  ser v i ce pr ovi der ca n  be re que st ed  fo r exec ut i o a of t h f unct i on i s   execute d l o cally.    The c ode t h at  acts as a stub on the client si de pick s t h e ar g u m e nt s val u es  t h at  nee d s t o   b e  passe d t o  a   fun c tion  an d em b e d  th e argumen t v a lu es into  a SOAP m e ssag e  and  th e req u e st to  t h e serv er  b y  tran smit tin g   t h m e ssage t h at  has bot h t h nam e  of t h e fu nct i on a n d t h e val u es t h at  m u st  be passe d t o   t h e arg u m e nt s of t h fu nct i o n. T h code  t h at  i s   ge nerat e on t h e  ser v er si de  re prese n t i n g t h e   skel et o n  i s  re s p o n si bl e f o r l i st eni n g   t h e re quest   fr o m  t h e cl i e nt  (STUB )  an d i n vo ki n g  t h f u n c t i on, t h e nam e  of  w h i c h a n d t h e a r g u m e nt s t h at   m u st be passe d to the  functions are c o ntaine d in  the  SOAP  message recei ved  by the  Skelt o n code.    [Sta nislav Sliva, et al, 2004]  [ 1 1]  St at ed t h at  di st ri but e d  p r ocessi ng  pl ay s a m a jo r r o l e  i n   appl i cat i o ns w hos e pa rt s (P r o ced u r es) a r execut e d i n  l o cal  no des a n d  i n  rem o t e  no des di st ri b u t e d  i n  a  n e two r k .   Distrib u t ed pro c essin g  ap p licab le to  em b e d d e d syste m s d e scrib e s sev e ral p o s sib ilities o f  u s ing  di st ri b u t e d co m put at i ons i n  an em bedde d en vi ro nm ent .  The  m a jor  part  of t h di st ri b u t e d p r ocessi n g   appl i cabl e  t o   em bedde sy st em s i s  foc u se on  a  descri p t i on  of   W E B   servi ces  an r e l a t e d p r ot oco l s l i k SO AP,  XM L - RPC.  The m a i n  i n t e nt i o n  o f   usi n di st ri b u t e p r o cessi ng  m echani s m  i n  desi g n i ng a n  em bed d e d sy st em  i s   to im prove  the  possibilities of  such a syste m   to ha ve a n   access to t h e services a n resources  present  on the   ot he r sy st em s i n   di st ri b u t e d e nvi ro nm ent .  Th ey  ad dre s s t h descri pt i on  of  se veral  exi s t i n di st r i but ed  processi ng m e chanism s They  prese n t e d t h at R P C  i s  a po pul ar a nd e a sy   m odel  for  im pl em ent i ng a com m uni cat ion sy st em   i n   th e clien t    a serv er m o d e   wi th in  a d i stri b u t ed  en v i ron m en t. RFC m ech an ism  is trig g e red   b y  callin g –clien t   wh ich  send s the rem o te  m e ssag e  to serv er t o  ex ecu te  a  cer t a i n  p r oce d ure  usi n g se nt  a r g u m ent s . The  o u t c om of t h e re sul t a n t   m e ssage i s  re t u r n ed t o  t h e  c a l l e r. The r e a r e m a ny  ot her i m pl em ent a t i ons o f  R P C .   H o weve som e  of t h e  R P C  im pl em ent a ti ons  uses   di ffe r e nt  p r ot oc ol m a ki ng i t   di f f i c ul t  t o  c o m m u n i cat e.    They  have  pre s ent e d t hat “ Q n et ” i s  a nat i v e net w o r di st ri but e d  pr ocessi ng m echani s m  used i n  t h e   real  t i m e  opera t i ng sy st em . Thi s  o p erat i n g s y st em  not  onl y  aim e d at  pow erf u l  wo r k st at i ons , ser v er s b u t  al so   su ppo rt em b e d d e d  system s  wh ich  are bu ilt u s in g  Mi cro c on tro llers. Th is m ech a n ism  a l so  called  as  Tran spa r ent   Di st ri but e d   pr oce ssi ng , i s  real i z ed  usi n passi ng m e ssages.   The m e ssage p a ssi ng m echan i s m  is  fund am en tal p a rt of In ter  Pro cess C o mm u n icatio n   (IPC )  of  Q n et  sy st em . They  descr i bed t h e p r e- re qui si t e s   t h at  need t o   b e  consi d ere d  f o bui l d i ng  di s t ri but e d  p r oces si ng m echani s m s . They  have al so pres ent e d t h e   p o s sib ility  o f  usin g W E B   services  for bu ild ing  d i stribu ted  em b e d d e d  system   was  d i scu s sed .    [Ke v i n   J. et  al ,  2 0 0 5 ]  [ 12]   Ha ve  prese n t e d  t h at  S N M P  ( S i m pl e net w or m a nagem e nt  prot ocol )  h a s   b een   u s ed  ex ten s iv ely fo r in teg r ating   WEB serv ices  re lated  in frastru ct u r i n to  n e two r k i ng  in frast ru ct u r e.  Th SNM P   has  bee n  i n cl ude d i n  t o  t h e  fi rm ware  of  net w o r ki ng   devi ces  w h i c are b a si cal l y  t h e em bedded  sy st em use d  f o un de rt aki n g net w o r ki n g . E x i s t i n g  appl i cat i o n s  are bei n g e n h a nced  wi t h  i n cl usi o n o f  ad d i t i onal   fun c tion a lity t o  ach i ev XM L/SOAP in ter-o p e rab ility th ereb y en ab ling   th e ex isting  app licatio n s  t o  prov id support t o  acce ss the  WEB se rvices.   Howe ver SNMP  or  similar networki ng prot ocol s  are installed  on l e gacy   har d ware a n d t h ere f o r e t o   do   not  a d here  t o  t h OPE N  st a n dar d s.   Kev i n  J. et al, 2 0 0 5   h a v e  atte m p ted  to  enhan ce th e cap ab ility o f  th e ex istin g   p r o t o c o l s so  as to  im pl em ent  WEB  ser v i ces b a sed  on  S N M P  p r ot ocol s .  I n   way  t h ey  at t e m p t e d t o  i m pl em ent e d SN M P   f o r   enabling the  WEB services. SNMP  V2  ha s bee n  exte nded through a s c hem e  that enables we b se rvices at   tran sp ort lev e l  th ro ugh  a  XML en co d e d   SOAP m e ssage  wh ich  is encap su lated  an d bo und  to HTTP for  t r ans p o r t i n g t h e m e ssage usi n g t h e  S N M P T h ey  ha ve  p r esen ted  t w o op tion s   for im p l e m e n tin g th e ex tensio n s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN 208 8-8 7 0 8     Im pl eme n t i n Dyn a m i c al l y  E v ol va bl e C o m m u n i c at i o n w i t h  E m bed d e d   S y st ems …   ( Sm t. J.  Sasi B h anu 38 7 t o  S N M P   whi c h i n cl ude  a  WEB  se rve r  a n d  JA V A  l i b ra ry , an d t h ot h e r o n bei n g t h use  of l i g ht  wei g ht   HTTP/ S O A P s t ack. B o t h  t h e  opt i ons  ha ve  been  i m pl em e n ted   b y  in tegratin g  th e ex ten s ion s   with in   SNM P   d aem o n  th at ru n s  as a  b ackg r ou nd  job .  Th ey h a v e  aimed  to  ach iev e  in terop e rab ility b e tween  both  th ap pro ach es and  also  to m a in t a in  in tero p e rabilit y b e tween  t h e leg acy  system s.   B o t h  t h e a p pr o aches  have t h e i r o w pe rf orm a nce l e vel s  a n d m a ny  feat ure s  an d as s u c h  b o t h  s u pp ort   WEB  se rvi ces  wi t h  SNM P  a s  t h e t r ans p ort  p r ot ocol .  T h e y  have   prese n t e d t h e  i m pact  on  t h e  pe rf or m a nce  whe n  E x tended SNMP, especially standard SNM P   V2   h a s b e en ex ten d e d  wi th  tran sp ort related   i n fra st ruct ure .   They  ha ve i m pl em ent e d t h e g S O A pr ot oc ol stack  with  Net-SNMP i n  th e first ph ase and  th en   i n t e grat e d  t h e   m odi fi ed S N M P  i n t o  A P A C HE  W E B  se rve r , J A V A  a ppl et s, t o  p r o v i d e a  br ow se r- base d   in terface  to  Net-SNMP.     Th e po ssi b ility o f  u s ing   WEB serv ices arch it ecture (WSA)  for i m p l e m en tin g  th e d i stribu ted  em bedde d sy st em s has been i nve st i g at ed by   [Ni kol ay  Ka ka nak o v , et  al , 2 0 0 5 ]  [1 3] . T h e y  have ex pl ai n e d t h at  WSA in teg r ates d i fferen t co mp on en t b a sed tech no log i es  wi th  th Worl d   W i d e   Web .     According to [R. Pallavi, et   al, 2015]  [14] a serv ice is:  “a software sy ste m  id en tified b y  a UR I,  wh ose  pu bl i c  i n t e rface s an bi n d i n gs are  d e fi ne d an d des c ri be d usi ng  X M L. It s de fi ni t i on ca n be  di scove re d   by othe r software syste m s. These system m a y then in teract with  th WEB serv i ces in a  m a nner pres cribe d   b y   its  d e fin ition ,  u s i n XML b a sed   m e ssag e conv eyed  b y  In tern et p r o t o c o l s.”   WEB se rvices  are accesse by the Applications  thro ugh us of WEB related  protoc ols a nd  differe n t   ki n d of  f o rm at t i ng st an dar d s .  HTT P  i s  t h e   m o st  freq u ent l y  used  p r ot oc o l  fo r t r a n s p o r t i n g  f o rm  one  en d t o  t h ot he r. XM L i s  uni versal l y  be i ng  used  fo r c odi ng t h e dat a  t o  be t r an sp or t e d o v er t h e i n t e rnet . T h e i n t e rnet   supports a structure that facil itates  th e p r ogra m  to  u s er in teractio n   wh ile WSA supp orts p r o g ram  to  p r o g ra in teractio n [Kerg e r et al,  20 01] [15 ]   Seve ral  st anda rds are  use d  fo r b u i l d i n g t h e ap p licatio ns u s ing   W S A. XML is u s ed  for d a ta  represe n tation, accessing the  WEB services  is im ple m en ted through SOAP,  descri bing the  W E B services is   ach iev e d  thro ug W S D L r e g i ster ing  an d i scov er of  th W E B ser v i ces is ach iev e d  thr oug h UDD I    [ R Pallav i ,  et al,   20 15 ] [14 ]  [K erg e r et al,   2 001 ] [1 5 ] .     SO AP ( S i m ple Ob ject  Acc e ss Pr ot oc ol i s  a l i ght  wei ght  p r ot oc ol  m eant  for  dat a  excha n ge   un de rt ake n  i n   a di st ri b u t e d  e nvi ro nm ent .  SOA P  i s  d e vel o ped  usi n g  t h XM L.  req u e s t  t o  a ser v e r  i s  sent   by   nam i ng t h e f u n c t i on t o   be i n v oke o n  t h e se rve r  si de  an d t h e ser v e r  se nd s t h e res p on se  cont ai ni ng  t h dat a  i n   XML f o rm at.    X M L gr amm a r  is u s ed   f o r   d e scr i b i ng  a  w e b  ser v ice  u s ing  yet an o t h e r  languag e  called   W S D L  (W EB   Ser v i ces Desc ri pt i o n Lan g u a ge) .  Al l  t h e pr o p ert i e s of  a W E B  se rvi c e are descri be d usi n WSD L  The   properties of a   W E B service  include its location,  desc ri ption of the  functionality, the m e thods t h at can be   i n v oke d a n d t h param e t e rs t h at  m u st  be p a ssed.   WSDL   i s  sim i l a r t o  C O R B A ,  an D C OM  w h i c a r e al related to de fining a n working  with the  interfaces.    U D D I  ( U ni ver s al  Descri pt i o n ,  Di sc ove ry  an d I n t e g r a tio n) i s  an  ap p lication  th at m a in tain s a reg i stry   of se r v i ces.  U D D I   pr ovi des  API  usi n g  w h i c h t h WEB  s e rvi ces a r pu bl i s he d, e n q u i r ed a nd  res p o n s e s sent .   Int e ract i o n  wi t h   UD DI  ser v e r  i s  achi e ved  t h ro u g h  XM L m e ssages  t h at   ha ve st a nda rd  f o r m at s.  The  det a i l s  of  a busines s , i n dustry,  product  and its  related  services , interfaces, c o mm unica tion protoc ol etc ., a r e st ored in  t h e re gi st ry . M a ny  p u b l i c  AP I  si t e s exi s t s  t o day  an d t h ey  c a be u s ed  f o pu bl i s hi ng t h WEB  se rvi ces.  On ce   p u b lish e d ,  th d e tails o f  tho s e serv ices can   be ob tain ed throu g h   u s e of  related  API.  Em bedded de vices whic h i n clude  the sm artphones  pr ovide   flexibility in a cce ssing the  data through  sup p o rt   of  m a ny  o f  t h e  com m uni cat i on sy st em s. A set  o f   sm art phone s c a n al so  col l a b o rat e   fo r e x ch ange   o f   th e d a ta a m o n g  th em . Hetero g e n e ity is th e fu nd am en tal issu e th at  m u st b e  ad dressed  wh en  it co mes to   di st ri b u t e d c o m put i ng. Het e r oge nei t y  i s  due  t o  use  of  di ffe rent ope r ating  syste m s,   hard ware platfo rm s,    real- ti m e  b e h a v i our and   p e rfo r m a n ce ch aracteristics an d  t h e ab ility o f  t h e d e v i ces in   a n e ighb ourhoo d to   co mm u n i cate with  i n  a seamless  m a n n e r [Dan iel  Sch a l l , et al,  20 05 ] [1 6 ] . Th e in t e rop e rab ility between  het e r oge ne ous  appl i cat i o ns  c o ul d be achi e ve d by   u s i n t h e  WEB   se rvi ces  whi c a r e not h i ng b u t   XM L  b a sed   p r o t o c o l s. Th e in ter-o p e rab ilit y b e tween  th ap p lication s  can  b e  add r essed b y  p o r ting   WEB serv ices into  the  em bedde d de v i ces. Several  t ool  ki t s  exi s t s   t h at  hel p   i n v e s t i g at i ng t h e pe rf orm a nce of t h e em bedded  devi ce s   i n t o   whi c h t h WEB  se rvi ces   have  bee n  p o rt ed.  The  m a in  g o a l as  on  tod a y  is to  im p l e m e n WEB serv ices on  the m obile devices and the n  t o  estim ate the  perform a n ce of s u ch de vices  into  whic h the   WEB se rvices  have   been ported.  Heteroge neity and Interopera bility am ong  differe nt  system s can be  addre ssed  by  using  the  WEB   services and a  fram e work in vol ving the  WEB services  will be of a  gr e a t help. It is necessary to conside r   li mitatio n s  on   th e p e rfo r m a n ce and  con s train t s th at ar e i m p o s ed  du e t o  th e av ailab ility o f  lim i t ed  reso urces  wh ile im p l e m e n tin g  t h WEB serv ices.  WEB serv ices ar e bei n g s u ed a s  ena b l i ng i n f r a st ruct u r e f o achvi ng  in terop e rab ility b e tween  th e h e tero g e n e o u s   m o b ile d e v i ces. Th e p e rfo rm an ce o f  th e ap p l icatio n s  is th m o st   i m p o r tan t  issue th at m u st b e  con s id ered wh ile atte m p tin g  to  im p l e m en W E B serv ices in  tho s syste m s.  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 088 -87 08  IJEC E V o l .  6, No . 1, Feb r uar y   20 1 6   :  38 1 – 39 8   38 8 Seve ral  pl at fo r m s exi s t s  t oday  usi ng w h i c h  t h e W E B  ser v i ces can be i m pl em ent e d. C o m p ari s on o f  t h e   per f o r m a nce of s u ch  pl at f o rm  i s  needed. One ca n com p are the perf orm a nce us i ng t h e t ech n o l o gi es   JAV A / J 2M E,  C ++ usi n w h i c h t h WEB   servi ces  can  b e  im pl em ent e d.A  fram e wo rk  has  bee n   pre s ent e d   usi n whi c h t h per f o r m a nce at  vari ou s l a y e rs o f   WE B services stack can be  m easured.  T h e pe rformance  measurem ents take int o  the  c onsi d er at i o cr eat i on  of  S O A P  m e ssages,  pr ocessi n g   o f  t h e m e ssages et c. T h e   fram e work provide d  a m e thod to trace  the  flow  of m e ssages betwee n the  c lient and the  serve r  and c o m putes  th e ti m e  sp en t i n  tran sm it tin g  t h e m e ssag e s.  Mo st o f  th e em b e d d e d  system s  are b u ilt as stan d a lon e  sy ste m s. Ho wever, th ese  d a ys m o st fo cu s is  on i n t e grat i n g  t h e em bedde d sy st em s wi th ot he r em bedde d sy st em and e v en  wi t h  t h e l o aded s y st em [G ui l h erm e  B e rt o n i  et  al , 20 06]  [ 1 7] .   The   em bedde d sy st em s are co nne ct ed wi t h   ot he r sy st em s by   usi n g   m a ny  t y pes of  com m uni cat i on sy st em s. Em bed d e d  sy st em s ar being inte rface d wit h  int e rnet s o  as t o  be able  to  co mm u n i cat e with  an y o f  th e syste m   th at  is p a rt o f  in tern et. TCP/IP is p r edo m in an tly  u s ed  for effecti n g  th com m unication am ong the s y stem s that ar e interface wit h   the internet.  WEB services   are hea v ily in use for  su ppo r ting d i str i b u t ed  ap p licatio n s  t h at run on  t h e in ter n et.  W E B  serv i ces or ien t ed  ar ch itectur e su pp or ts  i n t e rco n n ect i n g di ffe rent  t y pes  of sy st e m t h ro ug u s e of  TC P/ IP  dri v en  net w or ks. M a ny  b u si nes s   applications c o mm unicate s e a m lessly when the a pplica t i ons  are i m pl em ent e d by  u s i ng t h WEB  s e rvi c e s   whic h are de pl oyed on a HOST serve r . But  no cases as  su ch  is seen  wh ich  con s id ers in t e rconn ectio n   between   th e h e terog e n e o u s  em b e dd ed   syste m s u s in g   WEB serv ices. Th e feasi b ility  o f  su ch  a in terco n n ection  b e t w een  the heterogene ous em bedde d   syste m  and m a king the  em bedde d system s to comm unicate with each  ot her  by  u s ing  th WEB serv ices h a s b e en  ex p l o r ed. Th e feasi b ility o f  i n terco nnectin g  th e h e terog e n e ou s em b e dd ed   syste m s and  make them   to communicat e with each ot her through we b servi ces has bee n  tried on SHIP boa r whic h is i n terfaced  with m a ny othe r syst ems usi n g Interne t  as  connecting bac k bone.   It h a s b e co m e  a reality of i n terco n n ecting [Gu ilh erm e  Berto n i  Machad o, et al, 200 6 ]   [17 ]  an d   i n t e grat i n var i ous t y pe s o f  com put i ng  s y st em s and pl at form s i n cl ud i ng t h e em bedde d sy st em s.  W E B   servi ces  ori e nt ed arc h i t ect ure s  an d t ech nol o g i e s can  be  use d  t o   devel op m i ddl ewa r usi n g w h i c h i nde p e nde nt   syste m s can be  m a de to communicate with each  other.   W E B service s  orie nted tec h nologies are  being  em pl oy ed s u c cessf ul l y  for  i n t e grat i o of  di ffe re nt  b u s i n ess a ppl i c a t i ons.  In  fact ory  sy st em  several   devices/e qui pment exists that need s to communicate with each othe r a nd as suc h  the comm unication is  achi e ve d t h r o u g h  cu st om i s ed sol u t i o ns.  T h devi ces  an d t h e eq ui pm ent  ar e ge neral l y  het e ro ge neo u s i n   nat u re   and e v e n  f o l l o w di ffe rent  c o m m uni cat i on s y st em s. Such s y st em m u st  be i n t e grat e d  u s i ng t h WEB  s e rvi ces  rel a t e d t ech n o l ogi es  as c o m m uni cat i n g am ong  het e ro ge ne ous  sy st em s i s  qui t e   po ssi bl usi n WEB   se rvi ces.   The use  of  Web se rvices  has been investigated for  i n t e grat i n g v a ri o u s de vi ces  that are used in the  man u f act u r i n g o f  a sm artp hon e. Th e ap p licatio n  h a s b e en  in v e stig ated  fro m  th e p o i n t  o f   re-con figurab ility   an d wo rk ing   o f  th e sam e  u n d e r th re-con fi gu ration  situ a tion .  Th e ab ility o f  t h d e v i ces t o  re-co n figu re  u n d e ch ang e d  situ at io n s   will b e  ab le to  ad ap t the m selv es  to  the ch ang e s. Reco mmen d a tions h a v e   b e en  mad e  to   make changes  to the firm w a re loade d  int o  the em bedd ed syste m s so that the devi ces can be int e grate d   thr o u g h  WEB services .   The se rvice oriented a r chitec t ure  (SOA) is  being  u s ed   off late  for imp l em en tin g  the d i stribu ted  e m b e d d e d  syste m s [Mitk o  Petro  Shop ov , et al, 2 0 0 7 ]  [1 8 ] Th ere is a p o ssib ility  th at so me o f  th e syste m s th at  are v e nd or specific will b e  rep l aced   b y  th e system s  th at u s e open  stand a rd an d m o v i n g  to ward im pl em ent i ng  di st ri b u t e d  em bed d e d   de vi ces w h i c h  are  c o n n ect ed   on  t o  e n t e r p ri se  w i de n e t w or ks.   M a ny   expe ri m e nt s have bee n  co nd uct e d f o r e v al uat i ng t h W E B  servi ces t h at  are l a unc h e d o n  t o  AR M  based   syste m s w h ich r u n  und er  t h e co n t r o l of   LI NUX  op er at ing system Many  W E B s e rvices  orie nted code   gene rat i o n t o ol  ki t s  are  i n   use  an po rt  t h e  s a m e  t o  be i n st al l e d wi t h i n  t h e em bedded  d e vi ces t o  m a ke t h em   use d  as  WE N s e rvi ces  o r i e nt e d   devi ces gSO A P i s   o n of t h e fre q u ent l y  u s ed t o ol   ki t s  w h i c h i s  b e i n us ed f o gene rat i o WE B  ser v i ces rel a t e d co de t h at  c a be  po rt ed in the Em bedded de vices. T w WEB se rvices   (Echo  and  Tem p erat u r e)  ha ve  been  d e vel o ped  w h i c h are  de pl oy e d   on  t o   AP AC H E   W E B  s e r v er  usi n g C G I i n t e rface .   The se rvices that are  depl oyed are te st ed  u s i n gS OA P a n d  . N ET  WEB  cl i e nt s.   These  day s  i n f o rm at i on get s   gene rat e d  f r o m  di versi f i e d s o u r ces  [ D a v i E. Cu ller  et al, 20 07 ] [1 9]   an d  in teg r ate th is sam e  an d  prov id i n g  th un ified   p i ctu r e i s  th e n ecessity. Th e d a ta g e ts g e n e rated  ex ten s iv ely   t h r o u g h  t h e co m m uni cat i on m e di a whi c h a l l o ws t h e exc h ange a nd c o nt r o l  of  dat a . Th e part ne rs w h i c h are   excha n gi n g  da t a  usi n g t h e c o m m uni cat i on  m e di m u st  agr ee on  th d a ta represen tatio n, standards,  form ats,   m odels (Data/ Object) etc.  WEB services a r e to  be  disc overed and  use d   so t h at all the  basic iss u es ca be   add r esse fo b e i ng a b l e  t o  e x chan ge t h dat a  by  t h e  pa rt ne rs  usi n g t h e m e di a f o r  com m uni cat i on.   There i s  u r gen t  need f o usi n g di f f ere n t  t echn o l o gi es f o m a ki ng  het e ro gene o u s em bedde d de vi c e     connected on t o  a  network  to comm unicate  e ffectively  [ D a nilo  J et al, 20 08 ] [ 2 0 ] I t  is ne cessary that se rvic e   ori e nt ed t ech n o l o gi es be use d  fo r m a ki ng di ve rse an d h e t e ro gene o u s em bedde d de v i ces t o  co m m uni cat e   effectiv ely ov er th e n e two r k s   to  wh ic h the devices are connected.  XML and  WEB serv ices h a v e   b een   pu t in to  the  use  within the em bedded de vices . Th str o n g  in ter acti o n pow er of   t h WEB s e rvices m a kes it essay t o   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN 208 8-8 7 0 8     Im pl eme n t i n Dyn a m i c al l y  E v ol va bl e C o m m u n i c at i o n w i t h  E m bed d e d   S y st ems …   ( Sm t. J.  Sasi B h anu 38 9 access diffe re nt kinds of re sources  whic h gene rally  heteroge neous in nature . The  Middlewa r e developed  u s ing  th WEB serv ices m a k e s th sem a n tics o f  an  a pplication m o re abstract leadi n g to t h e hi ding the   co m p lex ity o f  t h e ap p lication   syste m s.  WS 4D i s   a co m m on o p en  so urce  pl at f o rm   fo r d e vel opi ng  an d u s i n g   de vi ce p r o f i l e   WEB  ser v i ces   (DPWS)  [Elmar Zee b , et al,  2008] [21]   t h at  can be  used in differe n t e n vi r onm ent s . S O A  i s  cha n gi n g  t h e vi e w   o f  m a n y  of th e en terp rise applicatio n s . SOA h e lp s in   de vel opi ng  t h e s o ft ware  arc h itected that c o nsiders the   m odular a p proaches  which ai m s  at high  degree  of i n terope rability and re usa b ility. SOA is m a king it possibl e   t o  m a ke sm al l   reso u r ce c onst r ai ned  de vi ces t o   becom e  po w e rf ul  by   usi n g   SO A a n d  net w or ki n g  t h e em bedde devi ces .     The  open  source platform  WS4D is us ed  wi th th web  ser v i ce t o ol  ki t  g S O A fo r t h devel opm ent   of  SO AP  base web  ser v i ces  usi n g C / C ++.  The  gS OA P t o ol  ki t  h a s i n  i t ,  t h e de vel opm ent  an d t h e r u n-t i m envi ro nm ent .  The t o ol  ki t  ai m s  at  t h e deve l opm ent  of  we b ser v i ces t h at  ru n o n  sm al l   fo ot p r i n t .   gS O A has  th e fun c tio n a li ty in  it g e n e rate cod e   for i m p l e m en tin g  t h WEN service u s ing  its  o w n   bu ilt-in  serv ice  descri pt i on l a n gua ge w h i c h i s  based  on C  l i k e sy nt ax . The  web se rvi ces  descri pt i on i s  s t ore d  i n  gS O A P  fi l e t h at  are si m i l a r t o  C  heade r  fi l e s. A t r a n sl at i o n m odul e al so  i s  cont ai ne d i n  gS OA P f o r t r a n sl at i ng t h WSDL   fi l e s i n t o  gS O A P fi l e s an d v i ce versa. g S O A P has a co de  gene rat i on t o ol  t h at  gene rat e s code re q u i r ed f o r   im pl em ent i ng t h e we b se rvi c es. T h e g S O A P  ge nerat e X M L schem a  t h at  i n cl ude C   d a t a  bi n d i n g w h i c h i s   al so ca pabl o f  ge nerat i n g st u b  a n d  S k el t o n  i n t e rface  m odul es f o r  desc ri bi ng  t h WEB   se rvi ces.   The  XM L sc h e m a  generat i o n p r ocess c r e a t e s a  m a p b e t w een C   dat a  t y pes an XM L sc hem a   st ruct u r es. M a r s hal l i ng a n d de -m arshal l i ng f unct i o ns a r i n cl ude d i n t o  t h e  code  ge nerat e d f o r c o nve rsi o n o n e   t y pe of  dat a  t o  ot he r. T h e S k el t on an d st ub  code s t h at  are  gene rat e d m a ps  W S DL  ope ra t i ons t o  C   fu nc t i ons .   The  ru nt i m e of gS O A P i n cl u d e s t h ge nerat e d c ode  an d t h ru nt i m e envi ro nm ent  of  gS O A P.   [R i s t o Ser g ,  et   al , 2 0 0 8 ]  [ 2 2]   Have  ex pl ai ne d t h at  m o st  e m bedded  sy st em s are sel dom  use d  al one Syste m s that comm unicate between eac ot her a r e m u ch  m o re com m on i n  real   wo rl d  u b i q ui t o u s  a ppl i cat i ons.   If t h e em bedd ed sens o r s an d  devi ces co ul d  di rect l y  wor k  t oget h e r  an wi t h  ot he r co m put i ng de vi ces, t h ey   would add value to each ot he r, and enable new consum er application.  Present requirem ents  of cyber-physica l   sy st em s are us ual l y  t o o  hi gh   fo r i m pl em ent i ng  t h em  on  si n g l e no n - net w o r ke u n i t s Usi n g  ser v i ce  ori e nt e d   arch itecture is  o n e   o f  th so l u tio n s  t o  ach i eve in tero p e rab ility an d po ssi b l e fu ture scaling   o f  th e system Th ey   have  ex pl ai ne d t h at  a  l i m i t e d s u b s et  o f   X M W E B  se r v i ce p r ot oc ol s can  be i m pl em ent e d i n   ve r y  l i m i t e d   en v i ron m en t. Su rprising ly th ey fo und  th at li mited  XML  W E B serv i ce i m p l e m en ta tio n  in trod u c es o n l y   m i nim a l  overh ead.   Using  XML  WEB serv ices as th e co mm u n i catio n  layer fo r em b e d d e d  system s  facilitate s   stan d a rd ization o f  co mm u n i catio n  an d   h e lp s in crease in terop e rab ility  b e tween d i fferen t  typ e s of  comm unicating system s. Ac cording t o  Me tcalfe’s law the  v a lue  o f  t h syste m  is larger th an  t h e sum  o f  its   com pone nt s.  Lim i t e d scal e SO AP i m pl em ent a t i on i n t r od uces i n l y  i n si gni fi ca nt  o v e rhea d a n d si m p li fi es  several   ubi qui t ous c o m put i n g  scenari o s. M e m o ry  const r ai n t s can o f t e be  deal t  wi t h  by   u s i ng  of fl i n e a n al y s is  t ool s a n d fi xi n g  c ode  an dat a  as m u ch as  p o ssi b l so as to pu t in to th e ROM m e m o ry area.    M ode rn  en gi ne eri n g ed ucat i o n re q u i r es e x t e nsi v use  o f  l a bo rat o ri es w h i c h are  q u i t e  l i m i t e d due t o   requ irem en t o f  hu g e  cap ital co st [Y in-Wei-Feng, et al, 2009]  [23].   Th e l a b o ratories are qu ite u s ed   for d a ta  col l ect i on,  anal y s i s  and   desi g n   of  dat a  an p r o v i d e  a  pl at fo rm  experi m e nt i ng.  T h e l a bo ra t o ri es a r bei n use d   in  trad ition a man n e r and  al ways ex ten s iv e op eration a l p l a n n i n g  is requ ired  t o   u s for t h p u rpo s es for wh ich  the laborat o rie s  are  provide d . Creation  of vi rtual environment or rem o te acce ss to the  laboratories is also  not   h e lp ing  t o  access th e laborato r ies i n  th e trad itio n a l m a n n e r.  W ith th av ailab ility o f  b r o a d  co nn ectiv ity,  peo p l e  st art e d t o  t h i n k  t o   use   web  ba sed  e-l e arni ng  so  t h at  t h e e - l earn e rs  c a n l ear n at  t h ei ow n c o nve ni ence.   New type of L a boratories are  bei ng  put in place that provides real  tim e  r e m o te access re m o te to all  t h e de vi ces  a nd  be a b l e  t o   con d u ct  ex peri m e nt s as pe r t h e u s ers  desi g n  s p eci fi cat i o n .  Em bedde d s y st em related laborat o ries which a r e quite limited in re s o urc e s are being provide d  with rem o te acces s for  con d u ct i n g  t h e  ex peri m e nt s u s i n g  act ual   har d wa re a n d t h related  too l s.  WEB serv ices  o r ien t ed  arch itectu r es  are  b e ing  im p l e m en ted  to b e   ab le to   sh are t h e lab o ratories  b y  m u ltip le u s ers.  The use of IP (Internet protoc ol)  is  not  goi ng to  be limited to accessi ng  of the Internet and com puter  n e two r k s   [Elmar Zeeb , et al, 20 10 [24 ] IP as  su ch   is  go ing   t o  b e  u s ed  for facilitati n g   co mm u n i catio n   i n   bet w ee n en o r m ous het e ro g e neo u s a ppl i c at i ons,  de vi ces and sy st e m s. M a ny  n e w com m uni cat i o n   archi t ect u r es, t echn o l o gi es,  p r ot ocol s, c once p t s  et c., w h i c h  cat er t o  t hous and s  of  devi ce s and com m un i cat i o n   poi nts are e x pected to  be  evol ved. T h es e new elem ents  m u st provi d e exte ns ive  support for effecting  interopera bility across  diffe rent dom a ins.  The DPWS provides  the  support require d   fo r c r oss dom a in access.          Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 088 -87 08  IJEC E V o l .  6, No . 1, Feb r uar y   20 1 6   :  38 1 – 39 8   39 0 2.   METHODS     2 . 1 .   E ffectiv e Architectura l Models  Arch itectu r al  m o d e ls p r ov ides th b a sis for  d e v e l o p i n g  an d in stallin g t h e im p l e m en ta tio n  system  t h at  consi d ers  t h e pl at form , t echnol ogi es ,  pro g r am m i ng l a ngua ges,  op erat i ng sy st em s, pr o g ram  uni t s  and   in terlacin g   b e t w een  sev e ral su b-system s.Two  altern ativ a r chi t ect u r es ha ve bee n   pr op o s ed [ 2 5]  whi c h ar e   effect i v fo r i m pl em ent i ng WEB  ser v i ces  ori e nt ed,  dy na m i cal ly  evol va bl e sy nt ax , se m a nt i c s, onl i n e t e st i n g     and c o m m uni cat i on rel a t e d su b-sy st em s. W E B  servi ces ha v e  been f o un d t o  be t h e way  t h e dy nam i c evol ut i o n   of comm unication sub-system can be ach ieved and also implem ent  the other s u b-systems and seeing to it that  t h e ent i r e  em bed d e d  s o ft wa re  on  t h TA R G ET  (Em b edde sy st em ) i s  m a de t o   be l i g ht - w ei g h t  and   dy nam i cal ly  evol va bl e.     2 . 2 .  Dy na mic Ev o l ut io th ro ug h  W e b  S e rv ices Architec ture – Alternative -1   This arc h itecture is shown i n  the Fi gu re 4.  Th is is essen tially a tw o tier architecture.  Tier-1 is the   HOST  wh ich is th e clien t  itself. At  the clien t UD DI reg i stry is i m p l e m en ted ,  th us elimin atin g  t h req u i r em ent  of  anot he r ser v e r . Thi s  al so  re duce s  t h e com m uni cat i on de l a y s  qui t e  dra s t i cal l y . The cl i e nt  appl i cat i o n use s  t h e UD DI f o r regi st eri ng t h e W E B  se rv ices th roug h  publish i n g  th WEB serv ices into  th regi st ry . T h e UD DI i s  an  appl i cat i o n by  i t s el f t h at   im pl em ent s  t h e UD DI p r ot ocol  t h ro u gh  use o f   SOAP/XML   messaging. T h e client application  uses  UDDI i n terface  both  for  publis hing a n d e n quiring t h details of the  WEB services. WSDL scripts  are written  for all the W E B s e rvices a nd the  sam e  are publ ishe in to  UDDI.  The cl i e nt  ap p l i cat i on parse s  t h e det a i l s  of  t h W E B  a ppl i cat i on aft e o b t ai ni ng t h W S DL sc ri pt fr om  UDDI . The com m and string that the c lient needs to  t r ansm it is quer i ed fr om  the data base or  obt ained   through a  user  interface is  de velope d int o  a  XML script  a n the sam e  is encaps u lated int o   SOAP m e ssage and  t r ansm i t t e d t o  t h e Em bed d e d sy st em s. On  t h em bedde sy st em s si de,  di ffe re nt  t y pes  o f  e vol ut i on  com pone nt s ar e reco gni ze d a s  t a sks o p erat i ng  u nde r t h e i n fl ue nce o f  a R eal  t i m e  operat i ng sy st em . The t a sks   ar e tr eated as  W E B ser v ices. How e v e r  the serv ice ex ecu tio n is und ertak e n  t h ro ugh task s th at t o g e th er  accom p lish a c o mmand initiated  from  the HOST  as a  HTTP  re quest. From   the arc h itecture  dia g ram  it can  be  seen  t h at serv i ce ex ecu tion  throug h task s is  always ach iev e d  thro ugh  th e syn t ax  ev o l u tion  task   This arc h itecture im ple m ents all the dynam i c evol u t i o n  m odel s  an d al so a r chi v es dy nam i c evol ut i o n   o f  co mm u n i catio n  system . Th e co mm u n i catio n  is  un d e r t ak en  thro ugh SOA P  m e ssa g e s i n to   wh ich  the  com m a nds t h a t  are co de d as  XM L m e ssages ha ve bee n   encode d. E v e n  the res u lts are also se nt as  XML   m e ssages, t h us  req u i r i ng t h parsi n g  t o   obt a i n t h e act u a l  re sul t s  t o   be  pre s ent e usi ng t h e GU I i m pl em ent e d   by the client. The arc h itecture  is exce llent as  long as the embedde d  syste m  has as m u ch resources as re quire d Th is is d e fin itely a  lig h t  weigh t  web  serv ices syste m  as th e  E m b e d d e d  syste m  is  n o t  b u rd en ed  with  th e n eed  for  a WEB server  or Application server  wh i c h  is  d e fi n itely a m a j o r adv a ntag e.          Fi gu re  4.  Dy na m i c Evol ut i o of  em bedde d s y st em  ori e nt ed  -  We b Se rvi c e s  A r chi t ect u r –  Al t e rnat i v e - 1   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.