Univerza na Primorskem Fakulteta za matematiko, naravoslovje in informacijske tehnologije
Več informacij o projektu / More info about the project
Vsebina projekta / Project content
SLO
Zmanjševanje okoljskih, materialnih in energetskih vplivov stavb je ena glavnih prioritet EU in je eden od ciljev trajnostnega razvoja OZN. Zgradbe, opremljene z brezžičnimi senzorskimi omrežji (WSN), ki lahko poročajo o statusu svojih elementov, da bi optimizirale porabo energije, počutje njenih uporabnikov, vzdrževanje in prihodnje oblikovanje stavbe, so pomemben del doseganja teh ciljev. Tako opremljene stavbe imenujemo pametne stavbe, saj so zmožne samoocenjevanja stanja ter optimizacije svojih performans.
Tipični pristopi k pametnim stavbam omogočajo uporabo naprav v oblaku za nalaganje podatkov in oddaljeno obdelavo in se zanašajo na avtonomno zanko za upravljanje zgradb v njihovem življenjskem ciklu (zasnova, izdelava, uporaba in konec življenja). Vendar pa ti pristopi predstavljajo številne pomanjkljivosti, kot so odvisnost od ponudnikov storitev v oblaku, velika obremenitev omrežja, slaba učinkovitost (latenca omrežja), pomisleki glede zasebnosti zaradi računanja na daljavo in neprilagojena strategija za souporabo podatkov.
V zadnjem času smo priča drastičnemu povečanju integracije senzorjev v vgradne naprave. Ta razvoj je raziskovalce spodbudil k ponovnemu premisleku o tipičnih pristopih, ki temeljijo na oblačnih storitvah, in k distribuciji podatkov in procesov po omrežjih, koncept imenovan robno računanje (edge computing) ali računanje v megli (fog computing). Rešitve na področju robnega računanja predstavljajo številne prednosti. Optimizirajo uporabo omrežja, omogočajo dinamično konfiguracijo omrežja in nizke odzivne čase omrežja v primeru sprememb, lajšajo upravljanje podatkov, ponujajo možnost za porazdeljeno obdelavo podatkov na kraju samem in ohranjajo neodvisnost od ponudnikov oblakov.
V tem projektu se posvetimo modelu robnega računanja, da bi odkrili rešitve, ki uporabnikom omogočajo izkoristek prednosti nove generacije WSN naprav, kar zmanjšuje globalne okoljske stroške takšne opreme. Natančneje, preučujemo načine za združevanje teoretičnih orodij (grafi in modeli okužb), tehnologij (semantične spletne storitve, blokovno veriženje) in porazdeljenega rudarjenja podatkov, ki lahko pomagajo pri oblikovanju in izvajanju dinamičnih samo-prilagajajočih omrežij. Uporabnost predstavljenih pristopov bo prikazana z nizom pilotnih stavb različnih vrst (javnih in zasebnih), geografskih območij (severna, zahodna, srednja in vzhodna Evropa), življenjskih pogojev in načinov uporabe (stanovanjske in ne-stanovanjske).
ANG
Reducing the environmental impact of buildings is a top European priority and is highlighted in the sustainable development goals of the United Nations. To do so, we typically equip buildings with Wireless Sensor Networks (WSNs) to report the performance of building elements, optimise energy consumption and maintenance, improve the well-being of building occupants and inform future building design. Equipped buildings are then called smart buildings because they are able to self-assess and optimize their performance.
Typical approaches to smart buildings rely on cloud facilities for data storage and processing and on autonomic computing to manage buildings along their life cycle (conception, construction, use, and end of life). However, these approaches present several drawbacks: dependency to cloud providers, heavy network use, high network latency, privacy and security concerns.
Recently, we have witnessed a drastic increase of sensor integration into embedded devices. This evolution has driven researchers to reconsider typical cloud-based approaches and to distribute data and processes over the network, a concept called edge or fog computing. Edge computing solutions present multiple advantages. They optimize network usage, provide dynamic network configuration and low latency response to network changes, they facilitate data management, offer possibility for distributed on-site data processing and preserve independence from cloud providers.
In this project, we look to edge computing to take advantage of the new generation of WSN devices and reduce the environmental cost of building monitoring solutions. More specifically, we integrate graph and infection models and distributed data mining into a decentralized service-oriented framework to implement dynamic self-configuring networks. We demonstrate the applicability of our work with a set of pilot buildings of diverse types (public and private), geographical areas (north, west, central and eastern Europe), living conditions and usages (residential and non-residential).