Mřížka senzoru - Sensor grid

A mřížka senzoru integruje bezdrátové senzorové sítě s grid computing koncepty umožňující sběr dat ze senzorů v reálném čase a sdílení výpočetních a úložných zdrojů pro zpracování a správu dat ze senzorů. Jedná se o umožňující technologii pro budování rozsáhlých infrastruktur, integrujících heterogenní senzory, data a výpočetní zdroje rozmístěné v široké oblasti, za účelem provádění komplikovaných úkolů dozoru, jako je monitorování životního prostředí.

Koncept a historie

Koncept mřížky senzorů byl poprvé definován v Discovery Net projekt, kde se rozlišovalo mezi „senzorovými sítěmi“ a „senzorovými mřížkami“.[1][2]

Stručně vzhledem k tomu, že návrh sítě senzorů řeší logickou a fyzickou konektivitu senzorů, zaměřuje se konstrukce mřížky senzorů na otázky týkající se správy dat, správy výpočtů, správy informací a správy zjišťování znalostí souvisejících se senzory a data, která generují, a jak je lze řešit v otevřeném výpočetním prostředí. Zejména v senzorové mřížce se vyznačuje:

  • Distribuovaný přístup a integrace dat ze senzorů: týkající se jak heterogenity, tak geografického rozložení senzorů v mřížce senzorů a způsobu, jakým lze senzory lokalizovat, přistupovat k nim a integrovat je do konkrétní studie.
  • Ukládání a správa velkých datových sad: týkající se velikostí dat shromažďovaných a analyzovaných více uživateli na různých místech pro různé účely.
  • Přístup a integrace distribuovaných referenčních dat: týkající se potřeby integrace analytických dat shromážděných ze senzorové mřížky s jinými formami dat dostupných na internetu.
  • Výpočet intenzivní a otevřené analýzy dat: týkající se potřeby použití velkého množství analytických komponent, jako jsou statistické, klastrové, vizualizační a klasifikační nástroje, které by mohly být prováděny vzdáleně na vysoce výkonných výpočetních serverech ve výpočetní síti.

Použití

Mřížka senzoru umožňuje sběr, zpracování, sdílení, vizualizaci, archivaci a vyhledávání velkého množství dat senzorů.[3][4] [5][6]Existuje několik důvodů pro mřížku senzoru. Nejprve lze obrovské množství dat shromážděných senzory zpracovat, analyzovat a uložit pomocí výpočetních a datových úložných zdrojů mřížky. Za druhé, senzory mohou být efektivně sdíleny různými uživateli a aplikacemi v rámci flexibilních scénářů použití. Každý uživatel má přístup k podmnožině senzorů během určitého časového období, aby mohl spustit konkrétní aplikaci a shromáždit požadovaný typ dat senzoru. Zatřetí, jelikož se senzorová zařízení s vestavěnými procesory stávají výpočetně výkonnějšími, je efektivnější odkládat specializované úkoly, jako je obraz a signál, na senzorová zařízení. Nakonec mřížka senzoru poskytuje všudypřítomný bezproblémový přístup k široké škále zdrojů. Pokročilé techniky v umělá inteligence, fúze dat, dolování dat a lze použít zpracování distribuované databáze k pochopení dat ze senzorů a generování nových znalostí o prostředí. Výsledky lze zase použít k optimalizaci činnosti senzorů nebo k ovlivnění činnosti akčních členů a ke změně prostředí. Senzorové mřížky jsou tedy vhodné pro adaptivní a všudypřítomná práce na počítači aplikace.

Sensor Grid architecture2-new.jpg
Typická architektura mřížky senzoru

Aplikace

Architektura založená na senzorové mřížce má mnoho aplikací, jako je monitorování životního prostředí a stanovišť, monitorování zdravotní péče o pacienty, sledování počasí a předpovídání, vojenská a vnitřní bezpečnost dohled, sledování zboží a výrobních procesů, sledování bezpečnosti fyzických struktur a stavenišť, inteligentních domů a kanceláří a mnoho dalších využití, která jsou v současné době mimo naši představivost. Různé architektury, které lze pro takové aplikace použít, stejně jako různé druhy analýzy dat a dolování dat, které lze provádět. Příklady architektur, které integrují mobilní senzorovou síť a Gridy, jsou uvedeny v [7]

Viz také

Reference

  1. ^ M Ghanem; Y Guo; J Hassard; M Osmond; M Richards (2004), „Senzorové mřížky pro monitorování znečištění ovzduší“, V Proc. 3. britské setkání E-Science All Hands, Nottingham, Velká Británie, 2004., CiteSeerX  10.1.1.127.1135
  2. ^ M Richards; M Ghanem; M Osmond; Y Guo; J. Hassard (2006), „Gridová analýza údajů o znečištění ovzduší“, Ekologické modelování, 194 (1–3): 274–286, doi:10.1016 / j.ecolmodel.2005.10.042
  3. ^ H.B. Lim a kol. Senzorová mřížka: Integrace bezdrátových senzorových sítí a mřížky, Proc. konference IEEE o místních počítačových sítích 30. výročí (LCN’05), říjen 2005.
  4. ^ Hingne, V .; Joshi, A .; Houstis, E .; Michopoulos, J. On the Grid and Sensor Networks. V Proc. Mezinárodního semináře o Grid Computing. stránky 166-173. Listopadu 2003.
  5. ^ M. Gaynor a kol. Integrace bezdrátových senzorových sítí do sítě. IEEE Internet Computing, strany 32–39, červenec / srpen 2004.
  6. ^ H. B. Lim, K. V. Ling, W. Wang, Y. Yao, M. Iqbal, B. Li, X. Yin a T. Sharma, „The National Weather Sensor Grid“, Proc. 5. konference ACM o vestavěných síťových senzorových systémech (SenSys 2007), listopad 2007.
  7. ^ Smět.; Richards, M .; Ghanem, M .; Guo, Y .; Hassard, J. (2008). „Monitorování znečištění ovzduší a těžba založená na senzorové síti v Londýně“. Senzory. 8 (6): 3601–3623. doi:10,3390 / s8063601. PMC  3714656. PMID  27879895.

Další čtení

Architektury, návrhy a aplikace senzorové mřížky najdete v následujících tématech:

  1. Crisisgrid (2007): http://www.crisisgrid.org
  2. Národní mřížka počasí: https://archive.is/20130418144026/http://nwsp.ntu.edu.sg/