TP3.4: Sensing on Demand

Teilprojektleitung
Prof. Dr. Jörg Ott
Bearbeiter
Vittorio Cozzolino


Stationäre Sensorsysteme (Parkhäuser, Mautsystem, Kameras, Wetterstationen, Sensoren für Luftqualität und Lärmbelästigung) werden zunehmend zur Aufzeichnung von Verkehrs- und Umgebungsdaten eingesetzt. Darüber hinaus sind mobile Geräte (Fahrzeuge, Mobiltelefone, Tablets) mit unterschiedlichen Sensoren ausgestattet, die in der Lage sind, beispielswiese Informationen über Position und Bewegung (und damit während der Aggregation über Verkehrsdichte und Verkehrsfluss) zu liefern, die aber auch in der Lage sind zusätzliche Parameter zu registrieren. Alle diese Sensoren bieten eine Vielzahl von Informationen, die aufgrund der reinen Datenmenge nicht an die Infrastruktur (Cloud) übertragen werden können. Wir bezeichnen ein solches Agglomerat von Sensoren und Geräten als IoT Ecosystem.

Eines der umfangreichsten Beispiele für IoT Ecosysteme sind Smart Cities: heterogene Umgebungen, die aus einer Vielzahl von Sensor-Netzwerken und Geräten bestehen, die sich an verschiedenen Aufgaben orientieren. In diesem Szenario gibt es mehrere Datenquellen / Sensor-Geräte (mobil, fixiert, von benutzerzentrieren Geräten bis hin zu WSN) mit dem Ziel, unterschiedliche Informationen zu liefern. Es ist keine triviale Aufgabe, Daten aus solch einem breiten Spektrum unterschiedlicher Datenquellen zu sammeln; sicher, effizient und über ein geografisch verteiltes und möglicherweise fragmentiertes Netzwerk [1].
Smart City
Abbildung 1: Smart City.
Aus wenn es entscheidend ist, einige der Berechnungen im lokalen Netzwerk voranzutreiben, um den Fortschritt des Fog Computing zu fördern, ist immer noch das Vorhandensein einer Back-End-Infrastruktur erforderlich. Wir sprechen über Cloud Computing.

Die beiden kritischen und dominanten Technologien zur Realisierung der allgegenwärtigen Kommunikationsvision sind Cloud Computing und IoT. Die Cloud kann großflächige und langlebige Speicher- und Verarbeitungsressourcen für die personalisierten Anwendungen liefern, die über die IoT sowie wichtige Back-End-Ressourcen geliefert werden. Jedoch sind Cloud-basierte Plattformen weit von den Knoten entfernt mit denen sie verbunden sind. Auf der anderen Seite sind gerätezentrierte Technologien und Anwendungen wie IoT, wo viele personalisierte und lebenswichtige Daten von Sensoren und Aktoren kommen. Ein solches Interaktions-Paradigma fördert auch Endbenutzer, als Teil der Datenerfassungskette erfüllt der Benutzer zwei Rollen: Dienstnutzer als auch Anbieter von Informationen. Abbildung 2 zeigt eine konzeptionelle Architekturübersicht, in der die Interaktion zwischen IoT und Cloud Services detailliert dargestellt ist.
Architectural Overview
Abbildung 2: Konzeptionelle Architekturübersicht.
Ziel diese Teilprojekts ist es eine Virtualisierungsumgebung zu entwickeln, die es ermöglicht, dass IoT-Geräte frei ausgewählte Parameter registrieren (offensichtlich begrenzt auf der Basis der auf dem Gerät verfügbaren Sensoren) und darüber hinaus einen Teil der Berechnungs- und Datenaggregation von der Cloud zum Fog Computing zu verschieben. Hierdurch kann die bestehende Infrastruktur virtualisiert und effizienter genutzt werden, da nicht jeder Dienstleister eine eigene Messinfrastruktur einrichten muss. Ein Benutzer kann über einen Dienstanbieter einmalige oder wiederkehrende Aufträge an die Plattform senden. Dabei wird festgelegt auf welchen Geräten zu welcher Zeit, wie oft sie ausgeführt werden und wie die gesammelten Daten aggregiert werden.

Wenn Sie mehr über dieses Teilprojekt erfahren möchten, oder über unsere Arbeit im Allgemeinen oder wenn Sie sich für eine Kooperation interessieren, um eine flexible, auf Anforderung basierende Sensorik für Datenerfassung und Eventverarbeitung zu entwickeln, wenden Sie sich bitte an Prof. Dr. Jörg Ott oder Vittorio Cozzolino.

REFERENCES
[1] HortonWorks DataFlow – Accelerating Big Data Collection and DataFlow Management
[2] http://www.libelium.com/wp-content/themes/libelium/images/content/applications/libelium_smart_world_infographic_big.png
[3] Suciu, G., Vulpe, A. , Halunga, S. , Fratu, O. , Todoran, G. , Suciu, V. ,Smart Cities Built on Resilient Cloud Computing and Secure Internet of Things