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RDSP: Forschungsgruppe - Resource-constrained Distributed Stream Processing

In Sensornetzwerken spielt die Lebensdauer der batteriebetriebenen Knoten eine entscheidende Rolle. Hierbei muss zwischen einer Vorverarbeitung auf den Knoten und der Übertragung größerer Datenmengen abgewogen werden. Um dies effizient zu erreichen, wird ein softwareschichtenübergreifender Ansatz erforscht, bei dem es zu einer engen Kopplung des Betriebssystems, der Datenstromanwendung und der Netzwerkalgorithmen kommt.
Entsprechend wird das Vorhaben von drei verschiedenen Seiten angegangen:
  • DSAM (Data Stream Application Manager): DSAM verwaltet alle Datenströme und deren Operatoren. Ausgehend von der Anfrage wird die optimale Platzierung der Operatoren berechnet. Anschließend werden diese für die Zielplattform generiert, übersetzt, gepackt und an den Zielkonten übertragen. Kommt die Evaluation der Anfragen zu dem Ergebnis, dass eine andere Platzierung der Operatoren sinnvoll ist, werden diese auf andere Knoten migriert.

  • Betriebssystem: Um Operatoren auf Sensornetzwerkknoten nachzuladen oder gar auf einen anderen Knoten zu migrieren, muss diese Funktionalität vom Betriebssystem unterstützt werden.

  • Energieverbrauchs- und Lebenszeitabschätzung: Um die optimale Verteilung der Operatoren zu erlauben, wird eine präzise Kostenfunktion benötigt. Die Abschätzung der Energiekosten ist nicht-trivial, da sie von verschiedensten, zum Teil hochdynamischen, Einflussfaktoren abhängt. Hierzu zählen unter anderem die Ausführung des Betriebssystems, die Übertragung der Daten, die Ausführung der Vorverarbeitung, aber auch die Aktivität der Sensoren. Soll ein Operator auf einen anderen Knoten migriert werden, sind auch diese Energiekosten mit einzubeziehen. Anhand dieser Informationen kann DSAM über die Position der Operatoren entscheiden.

Beteiligte:
Prof. Dr.-Ing. Rüdiger Kapitza, PD Dr.-Ing. habil. Falko Dressler, Dr.-Ing. Michael Daum, Dipl.-Ing. Moritz Strübe, Dipl.-Ing. Niko Pollner

Stichwörter:
Datenstromverarbeitung, Sensornetzwerk,WSN, BTnode, Tmote sky, TelosB, Datenbank

Beginn: 1.9.2009

Publikationen
Strübe, Moritz ; Kapitza, Rüdiger ; Stengel, Klaus ; Daum, Michael ; Dressler, Falko: Stateful Mobile Modules for Sensor Networks. In: Rajaraman, Rajmohan ; Moscibroda, Thomas ; Dunkels, Adam ; Scaglione, Anna (Hrsg.) : IEEE (Veranst.) : Distributed Computing in Sensor Systems (6th IEEE International Conference, DCOSS 2010, Proceedings) (6th IEEE International Conference for Distributed Computing in Sensor Systems (DCOSS ’10) Santa Barbara, California June 2010). Berlin : Springer, 2010, S. 63-76. (Lecture Notes in Computer Science Bd. LNCS, Nr. 6131) - ISBN 978-3-642-13650-4
[doi>10.1007/978-3-642-13651-1_5]
Dressler, Falko ; Kapitza, Rüdiger ; Daum, Michael ; Strübe, Moritz ; Schröder-Preikschat, Wolfgang ; German, Reinhard ; Meyer-Wegener, Klaus: Query Processing and System-Level Support for Runtime-Adaptive Sensor Networks. In: Geihs, Kurt ; David, Klaus (Hrsg.) : Proc. of 16. GI/ITG Fachtagung Kommunikation in Verteilten Systemen ((KiVS 2009) Kassel, Germany March 2009). 2009, S. 55-66.
Pollner, Niko ; Daum, Michael ; Dressler, Falko ; Meyer-Wegener, Klaus: An Overlay Network for Integration of WSNs in Federated Stream-Processing Environments. In: IEEE (Hrsg.) : The 10th IFIP Annual Mediterranean Ad Hoc Networking Workshop (MedHocNet 2011 Favignana, Italien Juni 2011). 2011, S. 157-164.
[doi>10.1109/Med-Hoc-Net.2011.5970483]
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