پردازش پرس و جو در شبکه پردازش پرس و جو در شبکه هاي حسگرهاي حسگر

)قسمت دوم()قسمت دوم(سيد امير يحيوي فيروزآباديسيد امير يحيوي فيروزآباديدانشکده مهندسي برق و کامپيوتردانشکده مهندسي برق و کامپيوتر

دانشگاه تهراندانشگاه تهران

13851385زمستان زمستان

فهرست مطالبفهرست مطالب

مروري بر مطالب جلسه قبلمروري بر مطالب جلسه قبل•پردازش پرس و جو در شبکه هاي پردازش پرس و جو در شبکه هاي •

حسگرحسگربهينه سازي حساس به انرژيبهينه سازي حساس به انرژي•پخش و مسيريابي حساس به انرژيپخش و مسيريابي حساس به انرژي•درخت هاي مسيريابي معناييدرخت هاي مسيريابي معنايي•درخت هاي چندگانه درخت هاي چندگانه •پرس و جو هاي چندگانهپرس و جو هاي چندگانه•نتيجه گيرينتيجه گيري•منابعمنابع•

مروري بر مطالب قبليمروري بر مطالب قبلي

توليد حسگرهاي بي سيم ارزان قيمت و توليد حسگرهاي بي سيم ارزان قيمت و •کوچککوچک

BerkeleyBerkeley و و MITMITتحقيقات در دانشگاه هاي تحقيقات در دانشگاه هاي •

DARPADARPAپشتيباني پشتيباني •

ميليون در ميليون در 33افزايش تعداد حسگرها از افزايش تعداد حسگرها از • ميليون در سال ميليون در سال 465465 تا به تا به 20032003سال سال

20102010

مروري بر مطالب قبليمروري بر مطالب قبلي

TinyDBTinyDB و و TinyOSTinyOSپروژه پروژه •

معماري پردازش پرس و جومعماري پردازش پرس و جو•حساسيت به انرژيحساسيت به انرژي•مدل داده اي و زبان پرس و جومدل داده اي و زبان پرس و جو•

پردازش پرس و جو در شبکه هاي پردازش پرس و جو در شبکه هاي حسگرحسگر

مديريت کاتالوگ حسگرهامديريت کاتالوگ حسگرها•–SchemaSchemaشامل نام، واحدها، و محدوده هر حسگر شامل نام، واحدها، و محدوده هر حسگر

تراکم هاي درون شبکهتراکم هاي درون شبکه•شامل دو نوع وظيفه:شامل دو نوع وظيفه:–

شناسايي گروه هاشناسايي گروه ها•محاسبه آمارها روي اعضاي آن هامحاسبه آمارها روي اعضاي آن ها•

مهمترين هدف کاهش هزينه آمارگيريمهمترين هدف کاهش هزينه آمارگيري•

TAG (Tiny Aggregation)TAG (Tiny Aggregation)

تراکم هاي موثرتر با استفاده از الگوريتم تراکم هاي موثرتر با استفاده از الگوريتم •هاي مسيريابيهاي مسيريابي

فرستادن اطالعات هر گره به مرکزفرستادن اطالعات هر گره به مرکز–محاسبه تراکم و ارسال آن به باالمحاسبه تراکم و ارسال آن به باال–

بهينه سازي حساس به انرژيبهينه سازي حساس به انرژي

هدف: کاهش هزينه نمونه هدف: کاهش هزينه نمونه •گيري و انتقالگيري و انتقال

دسته بندي انواع تراکم:دسته بندي انواع تراکم:•((MonotonicMonotonicيکنواخت )يکنواخت )–

•COUNTCOUNT

((ExemplaryExemplaryنمونه اي )نمونه اي )–•MINMIN

((SummarySummaryخالصه )خالصه )–•AverageAverage

بهينه سازي حساس به انرژيبهينه سازي حساس به انرژي

دو روش اصلي بهينه سازيدو روش اصلي بهينه سازي•مرتب سازي نمونه گيري هامرتب سازي نمونه گيري ها–

انتخاب صفت هاانتخاب صفت ها••GROUP BYGROUP BY

•AGGREGATIONAGGREGATION

•HAVINGHAVING

الحاق رويدادهاي پرتکرارالحاق رويدادهاي پرتکرار–

پخش و مسيريابي حساس به پخش و مسيريابي حساس به انرژيانرژي

کوچک کردن درخت پرس و جوکوچک کردن درخت پرس و جو• Semantic Routing Semantic Routingدرخت هاي مسيريابي معنايي )درخت هاي مسيريابي معنايي )•

TreesTrees))داراي دو فازداراي دو فاز–

فرستادن به صورت سيل آسافرستادن به صورت سيل آسا•برگشت جواب و ساخت درختبرگشت جواب و ساخت درخت•

درخت هاي مسيريابي معناييدرخت هاي مسيريابي معنايي

دستور ساختن درخت هاي مسيريابي معناييدستور ساختن درخت هاي مسيريابي معنايي•–CREATE SRT loc ON sensors (xloc, yloc) ROOT 0CREATE SRT loc ON sensors (xloc, yloc) ROOT 0

مشکل: نگهداري درختمشکل: نگهداري درخت•ها:ها:SRTSRTدو بسط روي دو بسط روي •

ذخيره چند بازه داده ايذخيره چند بازه داده اي–نگهداري اطالعات گره هاي پدر مجاورنگهداري اطالعات گره هاي پدر مجاور–

درخت هاي چندگانه مسيريابي درخت هاي چندگانه مسيريابي پرس و جوپرس و جو

مشکالت معماري عادي:مشکالت معماري عادي:•عدم تحمل خطاعدم تحمل خطا–عدم توازن بارعدم توازن بار–

راه حل:راه حل:•به کارگيري درخت هاي چندگانه به کارگيري درخت هاي چندگانه –

پرس و جوپرس و جو

درخت هاي چندگانه مسيريابي درخت هاي چندگانه مسيريابي پرس و جوپرس و جو

ساخت دوباره درخت هاساخت دوباره درخت ها•چگونگي ساخت دوباره درخت ها:چگونگي ساخت دوباره درخت ها:•

–PeriodicallyPeriodically–TriggeredTriggered

مشکالت اصلي:مشکالت اصلي:•ساخت درخت هاساخت درخت ها–همگام سازي درخت هاهمگام سازي درخت ها–تعداد ايستگاه هاي اصليتعداد ايستگاه هاي اصلي–مکان ايستگاه هامکان ايستگاه ها–

مکان ايستگاه هامکان ايستگاه ها

حالت ايده آلحالت ايده آل•

نزديک به ايده آلنزديک به ايده آل•

چند ايستگاهچند ايستگاه•FHFFHFسياست سياست –

پرس و جو هاي چندگانهپرس و جو هاي چندگانه

بر پايه اشتراک نتايجبر پايه اشتراک نتايج•دو فازدو فاز•

((Query PreparationQuery Preparationآماده سازي پرس و جو )آماده سازي پرس و جو )–((Result PropagationResult Propagationانتشار نتايج )انتشار نتايج )–

شبيه سازيشبيه سازي

داليل شبيه سازيداليل شبيه سازي•TinyVizTinyViz و و TOSSIMTOSSIMبر پايه بر پايه •

مشکالت شبيه سازيمشکالت شبيه سازي•

جمع بنديجمع بندي

پردازش پرس و جو در شبکه هاي حسگرپردازش پرس و جو در شبکه هاي حسگر•بهينه سازي حساس به انرژيبهينه سازي حساس به انرژي•پخش و مسيريابي حساس به انرژيپخش و مسيريابي حساس به انرژي•درخت هاي مسيريابي معناييدرخت هاي مسيريابي معنايي•درخت هاي چندگانه درخت هاي چندگانه •پرس و جو هاي چندگانهپرس و جو هاي چندگانه•

منابع

• S. Madden and J. M. Hellerstein, "Distributing queries over low-power wireless sensor S. Madden and J. M. Hellerstein, "Distributing queries over low-power wireless sensor networks", SIGMOD 2002.networks", SIGMOD 2002.

• S. Madden, M. Franklin, J. Hellerstein and W. Hong, "TinyDB: An Acquisitional Query S. Madden, M. Franklin, J. Hellerstein and W. Hong, "TinyDB: An Acquisitional Query Processing System for Sensor Networks," ACM Transactions on Database Systems, Processing System for Sensor Networks," ACM Transactions on Database Systems, ISSN: 0362-5915, Volume 30, Issue 1, pp. 122-173, March 2005.ISSN: 0362-5915, Volume 30, Issue 1, pp. 122-173, March 2005.

• A. Munteanu, J. Beaver, A. Labrinidis and P. K. Chrysanthis, "Multiple Query Routing A. Munteanu, J. Beaver, A. Labrinidis and P. K. Chrysanthis, "Multiple Query Routing Trees in Sensor Networks," Proceedings of the IASTED International Conference on Trees in Sensor Networks," Proceedings of the IASTED International Conference on Databases and Applications (DBA05), pp. 145-150, Innsbruck, Austria, February 2005Databases and Applications (DBA05), pp. 145-150, Innsbruck, Austria, February 2005..

• Y. Yao and J. Gehrke, "The cougar approach to in-network query processing in sensor Y. Yao and J. Gehrke, "The cougar approach to in-network query processing in sensor networks," SIGMOD Record, Volume: 31, Issue: 3, pp. 9-18, September 2002.networks," SIGMOD Record, Volume: 31, Issue: 3, pp. 9-18, September 2002.

• S. R. Madden, M. J. Franklin, J. M. Hellerstein, and W. Hong. "Tag: A tiny aggregation S. R. Madden, M. J. Franklin, J. M. Hellerstein, and W. Hong. "Tag: A tiny aggregation service for ad-hoc sensor networks," OSDI 2002.service for ad-hoc sensor networks," OSDI 2002.

• N. Trigoni, Y. Yao, A. Demers, J. Gehrke and R. Rajaraman, "Multi-query optimization for N. Trigoni, Y. Yao, A. Demers, J. Gehrke and R. Rajaraman, "Multi-query optimization for sensor networks," Proceedings of First IEEE International Conference on Distributed sensor networks," Proceedings of First IEEE International Conference on Distributed Computing in Sensor Systems (DCOSS 2005), Marina del Rey, CA, USA, June 2005.Computing in Sensor Systems (DCOSS 2005), Marina del Rey, CA, USA, June 2005.

با تشکر از:

دکتر رهگذر و حضار گرامي ...دکتر رهگذر و حضار گرامي ...

سواالت؟سواالت؟