センサーグリッド

センサーグリッドは、ワイヤレスセンサーネットワークとグリッドコンピューティングの概念を統合し、リアルタイムのデータ収集と、センサーデータの処理と管理のための計算リソースとストレージリソースの共有を可能にします。これは、環境モニタリングなどの複雑な監視タスクを実行するために、広範囲に展開された異種のセンサー、データ、計算リソースを統合し、大規模なインフラストラクチャを構築するための実現技術です。

コンセプトと歴史

センサーグリッドの概念は、ディスカバリーネットプロジェクトで初めて定義され、「センサーネットワーク」と「センサーグリッド」が区別されました。^[1]^[2]

簡単に言えば、センサーネットワークの設計ではセンサーの論理的および物理的な接続性に対処しますが、センサーグリッドの構築では、センサーとそれらが生成するデータに関連するデータ管理、計算管理、情報管理、知識発見管理に関する問題と、オープンコンピューティング環境内でそれらに対処する方法に重点が置かれます。特に、センサーグリッドの特徴は次のとおりです。

分散センサーデータアクセスと統合:センサーグリッド内のセンサーの異質性と地理的分布、および特定の調査内でセンサーを配置、アクセス、統合する方法の両方に関連します。
大規模データセットの保存と管理:複数のユーザーがさまざまな場所でさまざまな目的で収集および分析するデータのサイズに関連します。
分散参照データアクセスと統合:センサーグリッドから収集された分析データをインターネットで利用可能な他の形式のデータと統合する必要性に関連します。
集中的かつオープンなデータ分析計算:計算グリッド上の高性能コンピューティングサーバーでリモート実行できる統計、クラスタリング、視覚化、データ分類ツールなどの多数の分析コンポーネントを使用する必要性に関連します。

用途

センサーグリッドは、大量のセンサーデータの収集、処理、共有、視覚化、アーカイブ化、検索を可能にします。 ^[3] ^[4] ^[5] ^[6] センサーグリッドにはいくつかの根拠があります。第一に、センサーによって収集された膨大な量のデータは、グリッドの計算リソースとデータストレージリソースを使用して処理、分析、および保存できます。第二に、柔軟な使用シナリオの下で、さまざまなユーザーやアプリケーションがセンサーを効率的に共有できます。各ユーザーは、特定の期間にセンサーのサブセットにアクセスして、特定のアプリケーションを実行し、必要なタイプのセンサーデータを収集できます。第三に、組み込みプロセッサを備えたセンサーデバイスの計算能力が向上するにつれて、画像や信号などの特殊なタスクをセンサーデバイスにオフロードする方が効率的です。最後に、センサーグリッドは、さまざまなリソースへのシームレスなアクセスを広範囲に提供します。人工知能、データフュージョン、データマイニング、分散データベース処理の高度な技術を適用して、センサーデータを理解し、環境に関する新しい知識を生成することができます。その結果は、センサーの動作を最適化したり、アクチュエータの動作に影響を与えて環境を変更したりするために使用できます。したがって、センサーグリッドは、適応型コンピューティングアプリケーションやパーベイシブコンピューティングアプリケーションに最適です。

アプリケーション

センサーグリッドベースのアーキテクチャには、環境や生息地の監視、患者のヘルスケア監視、気象監視と予報、軍事および国土安全保障監視、商品や製造プロセスの追跡、物理的構造物や建設現場の安全監視、スマートホームやスマートオフィスなど、現在では想像もできない多くの用途があります。このようなアプリケーションに使用できるさまざまなアーキテクチャと、実行できるさまざまな種類のデータ分析とデータマイニング。モバイルセンサーネットワークとグリッドを統合したアーキテクチャの例は、^{[7]に記載されています。}

参照

参考文献

^ M Ghanem、Y Guo、J Hassard、M Osmond、M Richards (2004)、「大気汚染監視用センサーグリッド」、第3回英国E-Science All Hands Meeting Proc.、ノッティンガム、英国、2004年。、CiteSeerX 10.1.1.127.1135
^ M Richards、M Ghanem、M Osmond、Y Guo、J Hassard (2006)、「大気汚染データのグリッドベース分析」、Ecological Modelling、194 (1–3): 274–286、doi :10.1016/j.ecolmodel.2005.10.042
^ HB Lim 他「センサーグリッド: ワイヤレスセンサーネットワークとグリッドの統合」、IEEE ローカルコンピュータネットワーク 30 周年記念会議 (LCN'05) の議事録、2005 年 10 月。
^ Hingne, V.; Joshi, A.; Houstis, E.; Michopoulos, J. 「グリッドとセンサーネットワークについて」。国際グリッドコンピューティングワークショップの議事録。166-173 ページ。2003 年 11 月。
^ M. Gaynor、他「ワイヤレスセンサーネットワークとグリッドの統合」IEEE Internet Computing、32～39ページ、2004年7月/8月。
^ HB Lim、KV Ling、W. Wang、Y. Yao、M. Iqbal、B. Li、X. Yin、および T. Sharma、「The National Weather Sensor Grid」、第 5 回 ACM 組み込みネットワークセンサーシステムカンファレンス (SenSys 2007) の議事録、2007 年 11 月。
^ Ma, Y.; Richards, M.; Ghanem, M.; Guo, Y.; Hassard, J. (2008). 「ロンドンのセンサーグリッドに基づく大気汚染監視と採掘」.センサー. 8 (6): 3601–3623. Bibcode :2008Senso...8.3601M. doi : 10.3390/s8063601 . PMC 3714656. PMID 27879895 .

さらに読む

センサーグリッドのアーキテクチャ、設計、アプリケーションについては、以下を参照してください。

クライシスグリッド (2007): http://www.crisisgrid.org
国立気象センサーグリッド: https://archive.today/20130418144026/http://nwsp.ntu.edu.sg/

[1] M Ghanem、Y Guo、J Hassard、M Osmond、M Richards (2004)、「大気汚染監視用センサーグリッド」、第3回英国E-Science All Hands Meeting Proc.、ノッティンガム、英国、2004年。、CiteSeerX 10.1.1.127.1135

[2] M Richards、M Ghanem、M Osmond、Y Guo、J Hassard (2006)、「大気汚染データのグリッドベース分析」、Ecological Modelling、194 (1–3): 274–286、doi :10.1016/j.ecolmodel.2005.10.042

[3] HB Lim 他「センサーグリッド: ワイヤレスセンサーネットワークとグリッドの統合」、IEEE ローカルコンピュータネットワーク 30 周年記念会議 (LCN'05) の議事録、2005 年 10 月。

[4] Hingne, V.; Joshi, A.; Houstis, E.; Michopoulos, J. 「グリッドとセンサーネットワークについて」。国際グリッドコンピューティングワークショップの議事録。166-173 ページ。2003 年 11 月。

[5] M. Gaynor、他「ワイヤレスセンサーネットワークとグリッドの統合」IEEE Internet Computing、32～39ページ、2004年7月/8月。

[6] HB Lim、KV Ling、W. Wang、Y. Yao、M. Iqbal、B. Li、X. Yin、および T. Sharma、「The National Weather Sensor Grid」、第 5 回 ACM 組み込みネットワークセンサーシステムカンファレンス (SenSys 2007) の議事録、2007 年 11 月。

[7] Ma, Y.; Richards, M.; Ghanem, M.; Guo, Y.; Hassard, J. (2008). 「ロンドンのセンサーグリッドに基づく大気汚染監視と採掘」.センサー. 8 (6): 3601–3623. Bibcode :2008Senso...8.3601M. doi : 10.3390/s8063601 . PMC 3714656. PMID 27879895 .