1. Magyar Jövő Internet Konferencia 2014. október 17.
1
Tartalom 1. Bevezetés (IoT kutatási trendek és a FI kapcsolata)
2. FIRST/IoT kutatási témák áttekintése (1, …, 6)
3. FIRST/IoT kutatások témánként (1, …, 6)
4. Kutatási eredmények összefoglalása
Dr. Gál Zoltán: Tárgyak Internete (IoT)
2
► IoT az EB szemszögéből
Forrás: Európai Bizottság, DG Connect Dr. Gál Zoltán: Tárgyak Internete (IoT)
3
► IoT K+F irányok IoT réteg architektúra
Forrás: ITU-T
Európai Bizottság IoT koncepció
Forrás: Európai Bizottság (IERC)
Dr. Gál Zoltán: Tárgyak Internete (IoT)
4
Dr. Gál Zoltán: Waggle Dance alapú útválasztás vezetéknélküli szenzor hálózatokban
5
► 1. Tárgyak Internete és az IPv4/IPv6 rendszerekkel való integrációja
Interface Throughput [KiB/s]
• • •
Többutas L3 kommunikációs szoftver-könyvtár (MPT) prototípus Raspberry Pi „bankkártya méretű” mikroszámítógépes implementáció Kiváló hatékonyságú (>90%) „throughput aggregációs” tulajdonság 400
350 300 250
tun1
200
eth1
150
eth2
100 50 0 0
50
100 Time [s]
150
Dr. Gál Zoltán: Tárgyak Internete (IoT)
200
6
► 1. HPC (High Performance Computer) működésének elemzése - Architektúra: MPP; s = 128 CN; QDR IB (40 Gb/s), 1.536 CPU mag - Epoch-ok: N = 55.341; Epoch idő: T = 10 s; Változók száma: m = 20
Variable Cluster ID C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7
Index of the Variables 1, 2, 3, 10 5, 6, 7 9 8, 11 12 4, 13, 14 15, 16, 17, 18, 19, 20
Variable Cluster ID C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8
Dr. Gál Zoltán: Tárgyak Internete (IoT)
Index of the Variables 1, 2, 3, 4, 10 5, 6, 8 9 7, 11 12 13, 14, 17 18, 19, 20 15, 16, 17 7
cloud
► 2. Kiberfizikai rendszerek
Users
resource management
services
...
knowledge base
Dr. Gál Zoltán: Tárgyak Internete (IoT)
...
Megoldás: • magas fokú beágyazott virtualizáció • szenzorweb • dinamikus erőforrás allokáció futási időben • tudás hierarchikus ábrázolása ontológiával • tudásbázis az ismeretek újrafelhasználhatóságára • cloud integráció
user interface
Maintenance
performance monitoring
sensorweb
Applications deployment
new application
Beágyazott rendszerek hálózata, mint univerzális kiberfizikai infrastruktúra • sok szenzor, • sok beágyazott processzor • sok felhasználó, különböző igényekkel
Infrastructuremanagement
8
► 3. Önoptimalizáló és önmenedzselő kommunikációs megoldások a Tárgyak Internetén Kontextus-függő címzés és útválasztás az IoT-ben • A szenzorok, IoT eszközök egyéni IP címeit nem tudjuk, de nem is kell tudni • A kontextus paramétereik alapján keressük őket, kommunikálunk velük •
Pl. hely, memória, akku élettartam, jelerősség, kijelző méret, tulajdonos, stb.
Minden IoT eszköz kontextusa egy Bloom szűrőben tárolva • Az IoT eszközök egy RPL fába szerveződnek •
Routing Protocol for Low Power Lossy Networks
• A Bloom szűrők aggregálódnak az RPL fa mentén •
Hatékony, gyors keresés
• Hatékonyság elemzése szimulációk segítségével • Implementáció a Cooja szimulátorban • Jobban teljesít mint a Trendy és az MQTT-SN prot. •
Kevesebb jelzésüzenet sok csomópont, nagy RPL fák esetén
Dr. Gál Zoltán: Tárgyak Internete (IoT)
9
► 4. Intelligens otthon és időskori életvitel segítése infokommunikációs eszközökkel Tevékenység és egészségi paramétereket mérő eszköz prototípus fejlesztés Tevékenység felismerés, Matlab-ban modellezet mesterséges neurális hálózatok segítségével • 6 kéz pozíció felismerése - 100% • 5 testhelyzet felismerése - 99.96% • 10 tevékenység felismerése – 99,08% Hardverben (Raspberry Pi) implementált valósidejű tevékenység-felismerő módszer fejlesztésére
•
•
• 200
x
0 -200
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
std
x
50
0 200
y
0 -200
std
y
50
0 200
z
0 -200
std
z
20 10 0
HR
150 100 50
H
std R
5
FFT transzformáció alkalmazása a lépés frekvenciájának meghatározására
0
Dr. Gál Zoltán: Tárgyak Internete (IoT)
10
► 5. Időjárás mérő és előrejelző hálózat fejlesztése és elemezése •
Új Bayes modell átlagoláson (BMA) alapuló modellt fejlesztettünk ki a szélsebesség ensemble előrejelzéseinek kalibrálására. A szélsebesség sűrűségfüggvényét állítja elő.
•
A modellt implementáltuk az R nyelvben és teszteltük az OMSZ és a University of Washington ensemble előrejelzésein. A modell alkalmazása jelentősen javított az előrejelzések pontosságán és kalibráltságán és felülmúlta az eddig használt BMA modellt.
•
Dr. Gál Zoltán: Tárgyak Internete (IoT)
11
► 1. Tárgyak Internete és az IPv4/IPv6 rendszerekkel való integrációja • • • •
•
B. Almási, Sz. Szilágyi: Investigating the Throughput Performance of the MPT Multipath Communication Library in IPv4 and IPv6, Journal of Applied Research and Technology, 2014, to appear. B. Almási, Sz. Szilágyi: Throughput Performance Analysis of the Multipath Communication Library MPT , 36th Telecommunication and Signal Processing (TSP 2013), Rome, Italy, 2013, pp. 86-90. B. Almási: Multipath Communication: a new basis for the Future Internet Cognitive Infocommunication, IEEE 4th International Conference on Cognitive Infocommunications Budapest, Hungary, 2013, pp. 201-204. György Terdik, Zoltan Gál: Advances and practice in Internet of Things: A case study, Proceedings of IEEE 4th International Conference on Cognitive Infocommunications (CogInfoCom 2013), Budapest, Hungary, December 2-5, 2013, pp. 435-440. Z. Gal, T. Balla, A. Sz. Karsai: On the WiFi interference analysis based on sensor network measurements, IEEE 11th International Symposium on Intelligent Systems and Informatics (SISY 2013) Conference Proceedings, Subotica, Serbia, September 26-28, 2013, pp. 215-220. Dr. Gál Zoltán: Tárgyak Internete (IoT)
12
► 2. Kiberfizikai rendszerek • •
•
•
•
T Dabóczi, A Pataricza, Gy Strausz, D Varró, “Next Generation Embedded Systems.” In: György Terdik, István Gaál (szerk.) Conference on Advances in Wireless Sensor Networks (AWSN 2013). Debrecen, 2013.04.15. Debrecen, pp. 47-52. Imre Kocsis, Aron Toth, Zoltan Szatmari, Tamas Daboczi, Andras Pataricza, Gabor Guta, “Towards Cyber-Physical System Technologies over Apache VCL,” 2nd International IBM Cloud Academy Conference ICA CON 2014, May 8 -9, 2014, Atlanta, Georgia USA, pp. 1-10. Tamás Kovácsházy, Gábor Wacha, Tamás Dabóczi, Csanád Erdős, Attila Szarvas, “System Architecture for Internet of Things with the Extensive Use of Embedded Virtualization.”, 4th IEEE International Conference on Cognitive Infocommunications CogInfoCom 2013. Budapest, 2013.12.02-2013.12.06. Budapest: IEEE Press, pp. 549554. Hani Abdeen, Dániel Varró, Houari Sahraoui, András Szabolcs Nagy, Ábel Hegedűs, Ákos Horváth, “Multi-Objective Optimization in Rule-Based Design Space Exploration” Proceedings of the 29th ACM/IEEE International Conference on Automated Software Engineering, September 15 - 19, 2014, Västerås, Sweden, pp. 289-300 Csaba Debreceni, Ákos Horváth, Ábel Hegedűs, Zoltán Ujhelyi, István Ráth, Dániel Varró, “Query-driven incremental synchronization of view models” Proceedings of the 2nd Workshop on View-Based, Aspect-Oriented and Orthographic Software Modelling, 22 July 2014, York, United Kingdom, pp. 31-38, Dr. Gál Zoltán: Tárgyak Internete (IoT)
13
► 3. Önoptimalizáló és önmenedzselő kommunikációs megoldások a Tárgyak Internetén • •
•
Andras Kalmás, Maliosz Markosz, Rolland Vida, "Context-aware Addressing in RPL Networks", submitted to IEEE ICC 2015, London, UK, June 2015. Andras Kalmar, Rolland Vida, Markosz Maliosz, "Context-aware Addressing in the Internet of Things based on Bloom Filters", in Proceedings of IEEE Coginfocom 2013, Budapest, Hungary, December 2013. András Kalmár, Rolland Vida, „Towards Context-Aware Mobile Services Through the use of Hierarchical Temporal Memory”, in Proceedings of SoftCom 2013 – 21st International Conference on Software, Telecommunications and Computer Networks, technically co-sponsored by IEEE Communications Society, SplitPrimosten, Croatia, September 2013.
Dr. Gál Zoltán: Tárgyak Internete (IoT)
14
► 4. Intelligens otthon és időskori életvitel segítése infokommunikációs eszközökkel •
•
•
•
•
S. Oniga, J. Sütő: Human activity recognition using neural networks, 15th International Carpathian Control Conference - ICCC 2014, Velke Karlovice, l, Czech Republic, 28-30 May 2014, pp. 403-406. J. Suto, S. Oniga, G. Hegyesi: A simple Fast Fourier transformation algorithm to microcontrollers and mini computers, 18th International Conference on Intelligent Engineering Systems (INES), July 3-5, 2014, Tihany, Hungary, pp. 61-65. G. Sebestyen, A. Hangan, S. Oniga, Z. Gal: eHealth Solutions in the Context of Internet of Things, 2014 IEEE International Conference on Automation, Quality and Testing, Robotics THETA 19th edition (AQTR 2014), May 22-24 2014 Cluj-Napoca, Romania. A. Buchman, C. Lung: Received signal strength based room level accuracy indoor localization method, 2013 IEEE 4th International Conference on Cognitive Infocommunications (CogInfoCom), 2-5 Dec. 2013, Budapest, Hungary, pp. 103 – 108. J. Sütő, S. Oniga, I. Orha: Microcontroller based health monitoring system , 2013 IEEE 19th International Symposium for Design and Technology in Electronic Packaging (SIITME), 24–27 Oct 2013, Galaţi, Romania, pp. 227-230. Dr. Gál Zoltán: Tárgyak Internete (IoT)
15
► 5. Időjárás mérő és előrejelző hálózat fejlesztése és elemezése • •
•
•
• •
Baran, S., Horányi, A., Nemoda, D., Statistical post-processing of probabilistic wind speed forecasting in Hungary. Meteorol. Z. 22 (2013), no. 3, 273–282. Baran, S., Probabilistic wind speed forecasting using Bayesian model averaging with truncated normal components. Comput. Stat. Data. Anal. 75 (2014), 227238. Baran, S., Horányi, A., Nemoda, D., Probabilistic temperature forecasting with statistical calibration in Hungary. Meteorol. Atmos. Phys. 124 (2014), no. 3-4, 129-142. Baran, S., Möller, A., Joint probabilistic forecasting of wind speed and temperature using Bayesian model averaging. Environmetrics (2014), doi:10.1002/env.2316. Terdik, Gy., Bispectrum for non-Gaussian homogeneous and isotropic field on the plane. Publ. Math. Debrecen 84 (2014), no. 1-2., 303-318. Iglói, E., Terdik, Gy., When the bispectrum is real-valued. Statist. Probab. Lett. 95 (2014), 1–5. Dr. Gál Zoltán: Tárgyak Internete (IoT)
16
► FIRST/IoT alprojekt - Tudományos produktumok
Dr. Gál Zoltán: Tárgyak Internete (IoT)
