sensorcloud – fh köln sensorcloud – ein beitrag zum internet of things arbeitsgruppe...
TRANSCRIPT
SensorCloud – FH Köln
SensorCloud – Ein Beitrag zum Internet of Things
Arbeitsgruppe SensorCloud an der FH Köln
Prof. Dr. G. Hartung
SensorCloud – FH Köln
Trusted Cloud• Programm des Bundesministeriums für
Wirtschaft und Technologie zur Förderung der Cloud-Technologie
• Förderung von Cloud-Projekten in:
• Basistechnologien
• Anwendungen Industriesektor
• Anwend. Gesundheitssektor
• Anwend. öffentlicher Sektor
• www.trusted-cloud.deBild: Bearing Point GmbH
SensorCloud – FH Köln
Internet of Things (IoT)
The Internet of Things (IoT) is an integrated part of the Future Internet and could be defined as a dynamic global network infrastructure with self configuring capabilities based on standard and interoperable communication protocols where physical and virtual “things” have identities, physical attributes, and virtual personalities and use intelligent interfaces, and are seamlessly integrated into the information network.
(www.internet-of-things.eu)
SensorCloud – FH Köln
Bereiche des Internet of Things
• Studie des VDI/VDE-Instituts für Innovation und Technik:Vernetzung wesentlicher Bereiche des öffentlichen Lebens durch harmonisierte Protokolle und überall verfügbare Anwendungen
Quelle: Gabriel, Gaßner, Lange: „Das Internet der Dinge – Basis für die IKT-Infrastruktur von morgen“, IIT, VDI
SensorCloud – FH Köln
Allgemeine Ziele von SensorCloud
Schaffung einer „smarten Infrastruktur“:
• Sensorwerte in der Cloud verfügbar
• Aktoren aus der Cloud steuerbar
• Cloud-Apps steuern/regeln Systeme in
• Haushalt („smart Home“)
• Industrie
• Sichere, vertrauenswürdige Architektur - der Besitzer der Systeme behält die Kontrolle
SensorCloud – FH Köln
Der Kontext der SensorCloud
Steuerung und Data AkquisitionSteuerung und Data Akquisition
Verbraucher & TradingVerbraucher & TradingHomeAutomation
Cloud ServiceData-storage
ProzesskontrolleBilling etc
Bildquelle: QSC AG
FactoryAutomation
Green Energy
SensorCloud – FH Köln
SensorCloud - ein Prinzipbild
Trusted Cloud„SensorCloud“
AnwenderA
AnwenderA
AnwenderB
AnwenderB
Sensor
Aktuator
Lokales Sensornetzwerk
EmbeddedSystem
Mobile Device
Bildquelle: QSC AG
SensorCloud – FH Köln
Technische Ziele von SensorCloud
• Interoperabilität von Sensor/Aktordiensten verschiedener Hersteller
• Kontrollierter, geschützter Datentransfer zwischen Haushalt/Fabrik und Cloud-App
• Infrastruktur für sichere Sensor-Cloud-Applikationen
• Akzeptanzfragen einer SensorCloud
SensorCloud – FH Köln
Die Technik in der SensorCloud
FrontendiOS/HTML5/..
Service UserService User
Sensor NetworkSensor Gateway
Trust Point (TP)Trust Point (TP)
Sensor NetzwerkSensor Netzwerk
Sensor/AktorSensor/Aktor
Virtueller SensorVirtueller Sensor
TP AdminTP Admin
Sensor OwnerSensor Owner
HA ServiceHA ServiceHA Service
HA ServiceService 1
Service n
Service 2
Service InstanzService Instanz
PaaS CloudPaaS Cloud
Service Service
IaaS CloudIaaS Cloud
IaaS Cloud
PaaS Prov.PaaS Prov.
Service Prov.Service Prov.Serv OwnerServ Owner
IaaS Prov.IaaS Prov.
SensorCloud PlattformCloud Service Plattform (PaaS)
Bildquelle: QSC AG
SensorCloud – FH Köln
SensorCloud-Partner QSC
• QSC AG (Konsortialführer)
• Mittelständischer ITK-Infrastrukturanbieter
• Infrastruktur der SensorCloud
• ServiceLayer der SensorCloud
• Anwendungen der SensorCloud
HA ServiceHA ServiceHA ServiceHA ServiceService 1
Service n
Service 2
Service InstanzService Instanz
PaaS CloudPaaS Cloud
Service Service
IaaS CloudIaaS Cloud
IaaS Cloud
PaaS Prov.PaaS Prov.
Service Prov.Service Prov.
IaaS Prov.IaaS Prov.
SensorCloud – FH Köln
SensorCloud-Partner Symmedia
• Ingenieurbüro für Anlagensteuerungen
• SensorCloud für• Steuerung,
• Datenaquisition,
• Wartung,
• Ferndiagnose
Trusted Cloud„SensorCloud“
SensorCloud – FH Köln
SensorCloud-Partner RWTH
RWTH Aachen
• Applikationsentwicklung für SensorCloud: Werkzeuge, Prinzipien
• Kommunikationsstruktur der SensorCloud
• Soziologische Begleitforschung
HA ServiceHA ServiceHA ServiceHA ServiceService 1
Service n
Service 2
IaaS Cloud
AnwenderA
AnwenderA
AnwenderB
AnwenderB
Sensor Gateway
Trust Point (TP)Trust Point (TP)
TP AdminTP Admin
SensorCloud – FH Köln
SensorCloud-Partner FH Köln
SensorCloud – FH Köln
Beiträge der FH Köln im Projekt SensorCloud
• Föderiertes Datenbanksystem auf Grundlage eines Sensor/Aktor-Modells
• Entwicklung und Integration bildverarbeitender Sensoren in die SensorCloud
• Lokales Cloud Sensor Netzwerk
SensorCloud – FH Köln
Föderiertes Datenbanksystem in der SensorCloud
• Aufbau von Datenbanksystemen in der SensorCloud
• Leichtgewichtiges DBS für Daten eines Sensor/Aktor-Verbunds (einer location)
• Abbildung der S/A-Funktionalität in dem NoSQL-DBS der Cloud
SensorCloud – FH Köln
Anforderungen an das DBS
• Dienstschnittstellen für die SensorCloud
• Datenintegrität
• Replikationsfähigkeit
SensorCloud – FH Köln
Vision Sensor
Integriert Handy-Kameramodule
Systemherstellungskosten < 300 Euro
Klein (Westentaschenformat)
Intelligente Auswertung und Komprimierung der Bilddaten
Flexibel einsetzbar
Erzeugt wenig Netzlast
SensorCloud – FH Köln
Vision Sensor als Raumüberwachungsmodul
• Auswertung definierten Bildbereiche hinsichtlich zeitlicher Änderungen
• Art der zu detektierenden Änderungen ist weitestgehend parametrierbar.
• Detektierte Änderungen bewirken einen Alarm und die Übertragung komprimierter Bilddaten
SensorCloud – FH Köln
Idee eines Prototyps für einen Raumüberwachungs-sensor
SensorCloud – FH Köln
Lokales Cloud Sensor Netzwerk
• Location-Master
• Raumsensor
• Energieerfassungssensor
SensorCloud – FH Köln
Location-Master
• Gateway aus S/A-Bereich in die Sensor Cloud mit TrustPoint-Funktion
• Temporäre Datenpufferung in kleinem DBS
• Multiprotokollfähig für existierende Sensor/Aktor-Systeme
• Ontologiebasierte Beschreibung der Sensoren/Aktoren
SensorCloud – FH Köln
Sensorbenutzung in SensorCloud
SensorCloud – FH Köln
Multi-Sensor für Cloud
• Robuster preiswerter Sensor für Raumüberwachung mit:
• Infrarot-Detektor, Feuchte- und Temperaturmesser, Erfassung der Luftgüte
• Bridgefunktion zum Location Master
• „Selbstkonfiguration“
SensorCloud – FH Köln
Multi-Sensor für Cloud (2)
• Einbindung in die Sensor Cloud• Datenmodell für Multi-Sensor
• Prozessmodell
• Protokolladaption (in und außerhalb der Location)
SensorCloud – FH Köln
Energieerfassungssensor
• Wichtiges Anwendungsgebiet der Sensor Cloud: Smart Power Grid
• Dezentrale Erfassung der Leistungs-erzeugung
• Daten- und Objektmodell für Einbindung in Sensor Cloud
SensorCloud – FH Köln
Zusammenfassung
• SensorCloud: ein Beitrag zum InternetOfThings
• Zusammenarbeit von Industrie und Hochschulen:
• Schaffung einer Infrastruktur zur Kommunikation mit Sensoren/Aktoren in „Smart Homes“ und Industrie
• Realisiert die Idee der TrustedCloud
• Schafft einen Marktplatz für Cloud-Services