Cảm biến dịch vụ Cloud-Centric Inte

Cảm biến dịch vụ Cloud-Centric Internet of Things:: một cuộc khảo sát, phân loại và thách thức
Burak Kantarci, Senior Member, IEEE, and Hussein T. Mouftah, Fellow, IEEE

Abstract—Virtually interconnected objects with unique identifiers and computing, communication and sensing functionalities form the Internet of Things (IoT) architecture. In the cloudcentric IoT concept, IoT objects can provide sensing services based on a cloud-inspired business model. Smart mobile devices have a great potential to improve the performance of IoT applications by enabling access to their built-in sensor data through cloud servers based on the pay-as-you-go fashion. Such an architecture requires effective sensing service provider search techniques accompanied with effective recruitment algorithms for sensing service providers. Moreover, reliability and trustworthiness of sensing service provisioning is a crucial challenge. This paper provides a brief survey of the state of the art in sensing services over cloud-centric IoT, and presents recent research that addresses the challenges that are mentioned above. Moreover, the paper aims at defining a taxonomy of the surveyed schemes while reporting open issues, existing challenges and possible research directions.
Index Terms—Cloud computing, Cloud-centric IoT, Internet of Things, smart phone sensing, Sensing as a Service
I. INTRODUCTION
The Internet of Things architecture interconnects billions of objects that are uniquely identifiable and that have communications, computing and sensing functionalities [1]. As shown in Fig. 1, the cloud-centric IoT paradigm enables offering sensing resources and instruments as a service through cloud platforms based on the pay as you go fashion [2].
Cloud-centric IoT can leverage the efficiency of several applications including but not limited to pervasive healthcare, future transportation systems, smart city, and public safety which is a featured application area of the smart city. In a pervasive healthcare application, the cloud platform can enable efficient management of body area sensors [3] whereas cloudbased processing of metering data of smart homes can lead to advanced profiling and decisions on energy consumption [4]. Furthermore, smart city denotes inter-connected objects (e.g., sensors, RFID tags and so on) that control, manage and regulate everyday life in an intelligent manner [5], and research reports that distributed cloud services can help manage and control IoT objects deployed in a smart city environment [6], [7]. As a featured component of the smart cities, intelligent transportation systems can be enhanced by interconnection of in-vehicle smart phones, roadside sensors and/or cameras where sensing data is collected, aggregated and analyzed in a cloud platform for regular reports or emergency alerts [8],
[9]. As another featured component of smart city, public
B. Kantarci is with the Department of Electrical and Computer Engineering at Clarkson University, Potsdam, NY, USA, 13699. email: [e-mail].
H. T. Mouftah is with the School of Electrical Engineering and Computer Science of the University of Ottawa, Ottawa, ON, K1N 6N5, Canada. e-mail: [e-mail]
978-1-4673-6305-1/15/$31.00 ©2015 IEEE
safety management can take advantage of cloud-centric IoT architecture [10], [11].
The cloud platform in a cloud-centric IoT architecture provides storage resources for aggregated sensing data, as well as computing resources for data analytics and data mining for information retrieval and knowledge discovery on sensing data received via IoT objects, namely the built-in sensors of mobile smart devices [12]. Related work reports that builtin sensors of smart mobile devices can be utilized more effectively if they are integrated into the IoT architecture, and furthermore, integration of the smart device sensors introduce tremendous energy savings and reduction in communication overhead when compared to the conventional wireless sensor network (WSN)-based data collection and processing [13], [14]. To the best of our knowledge, Sheng et al. introduced this cloud-inspired service model for the first time under the name Sensing as a Service (S2aaS) [15].
An aggregation framework for WSNs to provide sensing and actuation clouds as a service is an important challenge to transform the existing sensing infrastructure. Furthermore, since sensing is provided as a service over the cloud, sensors need to be virtualized to enable access by the users who need to utilize the physical sensor hardware in an isolated manner so that other users can utilize the same sensing hardware concurrently without any interference. In resource constrained environments, efficient communication protocols are emergent to enable data exchange by achieving feasible data rates. Furthermore, participatory sensing is a major application in cloud-centric IoT, and it introduces several challenges some of which can be listed as reliability, trustw

Kết quả (Việt) 1:

Cảm biến dịch vụ Internet những điều đám mây-Centric:: một cuộc khảo sát, phân loại và thách ngữBurak Kantarci, cao cấp thành viên, IEEE và Hussein T. Mouftah, đồng bào, IEEE Trừu tượng-hầu như kết nối các đối tượng với các định danh duy nhất và máy tính, truyền thông và viễn thám chức năng tạo kiến trúc Internet of Things (IoT). Trong khái niệm IoT cloudcentric, IoT đối tượng có thể cung cấp cảm biến dịch vụ dựa trên một mô hình kinh doanh truyền cảm hứng cho đám mây. Thiết bị di động thông minh có một tiềm năng rất lớn để cải thiện hiệu suất của ứng dụng IoT bằng cách cho phép truy cập vào dữ liệu của họ được xây dựng trong cảm biến thông qua máy chủ cloud dựa trên thời trang trả. Một kiến trúc đòi hỏi hiệu quả cảm biến dịch vụ nhà cung cấp tìm kiếm kỹ thuật đi kèm với hiệu quả tuyển dụng các thuật toán cho cảm biến cung cấp dịch vụ. Hơn nữa, độ tin cậy và tin cậy của cảm biến dịch vụ cung cấp là một thách thức rất quan trọng. Bài báo này cung cấp một khảo sát ngắn của nhà nước của nghệ thuật trong cảm biến dịch vụ trên mây-centric IoT, và trình bày nghiên cứu gần đây địa chỉ những thách thức được đề cập ở trên. Hơn nữa, giấy nhằm mục đích xác định một phân loại của các chương trình khảo sát trong khi báo cáo vấn đề mở, những thách thức hiện tại và có thể nghiên cứu hướng dẫn.Chỉ số điều khoản — điện toán đám mây điện toán, Cloud-centric IoT, Internet những điều, điện thoại thông minh cảm biến, cảm biến như là một dịch vụI. GIỚI THIỆUKiến trúc Internet của những điều cần liên kết nối hàng tỷ của các đối tượng nhận dạng duy nhất và có thông tin liên lạc, máy tính và viễn thám chức năng [1]. Như minh hoạ trong hình 1, cho phép mô hình đám mây-centric IoT cung cấp cảm biến nguồn lực và các công cụ như là một dịch vụ thông qua nền tảng đám mây dựa trên thời trang trả như bạn đi [2].Mây-centric IoT có thể tận dụng hiệu quả của một số ứng dụng bao gồm, nhưng chăm sóc sức khỏe không giới hạn để phổ biến, Hệ thống giao thông vận tải trong tương lai, thành phố thông minh và an toàn công cộng là một khu vực ứng dụng nổi bật của thành phố thông minh. Trong một ứng dụng chăm sóc sức khỏe phổ biến, nền tảng đám mây có thể cho phép quản lý hiệu quả của các thiết bị cảm ứng cho các khu vực cơ thể [3] trong khi xử lý cloudbased đo dữ liệu của ngôi nhà thông minh có thể dẫn đến profiling tiên tiến và các quyết định về lượng tiêu thụ [4]. Hơn nữa, thành phố thông minh là bắt liên kết nối các đối tượng (ví dụ: thiết bị cảm ứng, thẻ RFID và như vậy) mà kiểm soát, quản lý và điều chỉnh cuộc sống hàng ngày một cách thông minh [5], và báo cáo nghiên cứu phân phối dịch vụ đám mây có thể giúp quản lý và kiểm soát các đối tượng IoT được bố trí trong một môi trường thành phố thông minh [6], [7]. Là một thành phần nổi bật của các thành phố thông minh, Hệ thống giao thông thông minh có thể được tăng cường bởi các kết nối của điện thoại thông minh trong chiếc xe, cảm biến bên lề đường và/hoặc máy ảnh mà cảm biến dữ liệu được thu thập, tổng hợp và phân tích trong một nền tảng đám mây cho các báo cáo thường xuyên hoặc cảnh báo khẩn cấp [8],[9]. như một thành phần nổi bật của thành phố thông minh, công cộngB. Kantarci là với vùng điện và kỹ thuật máy tính tại Đại học Clarkson, Potsdam, NY, USA, 13699. email: [e-mail].H. T. Mouftah là trường kỹ thuật điện và máy tính khoa học của đại học Ottawa, Ottawa, ON, K1N 6N5, Canada. e-mail: [e-mail]978-1-4673-6305-1/15/$31.00 © 2015 IEEEquản lý an toàn có thể tận dụng lợi thế của cloud-Trung tâm kiến trúc IoT [10], [11].Nền tảng đám mây trong kiến trúc IoT cloud là trung tâm cung cấp tài nguyên lí để tổng hợp dữ liệu cảm biến, cũng như các tài nguyên tính toán cho dữ liệu phân tích và khai thác dữ liệu đối với thông tin tra cứu và khám phá kiến thức trên cảm biến dữ liệu nhận được từ các đối tượng IoT, cụ thể là các cảm biến được xây dựng trong thiết bị di động thông minh [12]. Công việc có liên quan báo cáo rằng builtin cảm biến thông minh các thiết bị di động có thể được sử dụng hiệu quả hơn nếu họ được tích hợp vào kiến trúc IoT, và hơn nữa, tích hợp các cảm biến điện thoại thông minh giới thiệu về tiết kiệm năng lượng to lớn và giảm chi phí truyền thông khi so sánh với mạng cảm biến không dây thông thường (WSN)-dựa trên các dữ liệu thu thập và xử lý [13] [14]. Tốt nhất của kiến thức của chúng tôi, Sheng et al. giới thiệu mô hình này lấy cảm hứng từ đám mây dịch vụ lần đầu tiên với tên thám như một dịch vụ (S2aaS) [15].Một tập hợp các phụ kiện WSNs để cung cấp các cảm biến và đáp đám mây như một dịch vụ là một thách thức quan trọng để biến đổi các cơ sở hạ tầng hiện có của cảm biến. Hơn nữa, kể từ khi cảm biến được cung cấp như một dịch vụ trong các đám mây, cảm biến phải được vọt để cho phép truy cập bởi những người dùng cần phải sử dụng phần cứng vật lý cảm biến một cách cô lập vì vậy mà những người dùng khác có thể sử dụng cùng một phần cứng thám đồng thời mà không có bất kỳ sự can thiệp. Trong môi trường tài nguyên bị ràng buộc, giao thức giao tiếp hiệu quả đang cấp cứu cho phép trao đổi dữ liệu bằng cách đạt được tốc độ dữ liệu khả thi. Hơn nữa, cảm biến có sự tham gia là một ứng dụng chính trong Trung tâm đám mây IoT, và nó giới thiệu một số thách thức một số trong đó có thể được liệt kê như là đáng tin cậy, trustw

Kết quả (Việt) 2:

Cảm biến dịch vụ Cloud-Centric Internet of Things :: one cuộc khảo sát, phân loại and thách thức
Burak Kantarci, Thành viên, IEEE, và Hussein T. Mouftah, Fellow, IEEE đối tượng Tóm tắt-Hầu như kết nối với định danh duy nhất và tính toán, thông tin liên lạc và cảm biến các chức năng hình thành Internet of Things (IOT) kiến trúc. Trong khái niệm IOT cloudcentric, các đối tượng IOT có thể cung cấp dịch vụ viễn dựa trên một mô hình kinh doanh điện toán đám mây lấy cảm hứng. Thiết bị di động thông minh có một tiềm năng rất lớn để cải thiện hiệu suất của các ứng dụng IOT bằng cách cho phép truy cập vào dữ liệu cảm biến tích hợp của họ thông qua các máy chủ đám mây dựa trên thời trang pay-as-you-go. Một kiến trúc như vậy đòi hỏi dịch vụ cảm biến kỹ thuật tìm kiếm nhà cung cấp có hiệu quả đi kèm với các thuật toán tuyển dụng hiệu quả cho các nhà cung cấp dịch vụ viễn. Hơn nữa, độ tin cậy và sự tin cậy của dịch vụ dự phòng cảm biến là một thách thức rất quan trọng. Bài viết này cung cấp một bản tóm tắt những nhà nước của nghệ thuật trong các dịch vụ cảm biến trên đám mây trung tâm IOT, và trình bày nghiên cứu gần đây đề cập đến các thách thức được đề cập ở trên. Hơn nữa, giấy nhằm xác định một nguyên tắc phân loại của đề án khảo sát, trong khi báo cáo các vấn đề mở, thách thức hiện tại và hướng nghiên cứu có thể. Chỉ số khoản-Điện toán đám mây, điện toán đám mây trung tâm IOT, Internet of Things, cảm biến điện thoại thông minh, cảm biến như một dịch vụ I. GIỚI THIỆU The Internet of Things liên kết nối kiến trúc tỷ của các đối tượng được định danh và có thông tin liên lạc, điện toán và chức năng cảm ứng [1]. Như thể hiện trong hình. 1, các đám mây trung tâm IOT mô hình cho phép cung cấp nguồn cảm biến và các công cụ như một dịch vụ thông qua các nền tảng điện toán đám mây dựa trên trả như bạn đi thời trang [2]. Cloud-centric IOT có thể tận dụng hiệu quả của một số ứng dụng bao gồm nhưng không giới hạn để chăm sóc sức khỏe phổ biến , hệ thống giao thông trong tương lai, thành phố thông minh và an toàn công cộng mà là một lĩnh vực ứng dụng đặc trưng của thành phố thông minh. Trong một ứng dụng chăm sóc sức khỏe phổ biến, các nền tảng điện toán đám mây có thể giúp quản lý hiệu quả của bộ cảm biến tích cơ thể [3] trong khi chế biến cloudbased dữ liệu đo của ngôi nhà thông minh có thể dẫn đến profiling tiên tiến và các quyết định về tiêu thụ năng lượng [4]. Hơn nữa, thành phố thông minh biểu tượng liên kết với nhau (ví dụ như, cảm biến, thẻ RFID và vv) điều khiển, quản lý và điều tiết cuộc sống hàng ngày một cách thông minh [5], và các báo cáo nghiên cứu phân phối các dịch vụ đám mây có thể giúp quản lý và kiểm soát đối tượng IOT triển khai trong một môi trường thành phố thông minh [6], [7]. Là một thành phần đặc trưng của thành phố thông minh, hệ thống giao thông thông minh có thể được tăng cường bằng cách kết nối của điện thoại trong xe thông minh, cảm biến bên lề đường và / hoặc máy ảnh, nơi dữ liệu cảm biến được thu thập, tổng hợp và phân tích trong một nền tảng điện toán đám mây cho các báo cáo định kỳ hoặc cảnh báo khẩn cấp [ 8], [9]. Là một thành phần đặc trưng của thành phố thông minh, công B. Kantarci là với Sở Điện và Kỹ thuật máy tính tại Đại học Clarkson, Potsdam, NY, USA, 13699. email:. [e-mail] HT Mouftah là với các trường Kỹ thuật điện và khoa học máy tính của Đại học Ottawa, Ottawa, ON, K1N 6N5, Canada. e-mail: [e-mail] 978-1-4673-6305-1 / 15 / 31,00 $ © 2015 IEEE quản lý an toàn có thể tận dụng lợi thế của điện toán đám mây trung tâm IOT kiến trúc [10], [11]. Các nền tảng điện toán đám mây trong một kiến trúc IOT đám mây trung tâm cung cấp nguồn lưu trữ dữ liệu cảm biến tổng hợp, cũng như tài nguyên điện toán để phân tích dữ liệu và khai thác dữ liệu để thu hồi thông tin và khám phá tri thức trên dữ liệu cảm biến nhận được thông qua đối tượng IOT, cụ thể là xây dựng trong bộ cảm biến của các thiết bị di động thông minh [ 12]. Công việc liên quan đến báo cáo rằng các cảm biến dựng sẵn của thiết bị di động thông minh có thể được sử dụng hiệu quả hơn nếu họ được tích hợp vào trong kiến trúc IOT, và hơn nữa, tích hợp các thiết bị cảm biến thông minh giới thiệu tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí thông tin liên lạc khi so sánh với các mạng cảm biến không dây thông thường (WSN) thu thập và xử lý [13] dựa trên dữ liệu, [14]. Để tốt nhất của kiến thức của chúng tôi, Sheng et al. giới thiệu mô hình dịch vụ điện toán đám mây này lấy cảm hứng cho lần đầu tiên dưới tên Sensing như một dịch vụ (S2aaS) [15]. Một khuôn khổ hợp cho WSNs để cung cấp đám mây cảm ứng và dẫn động như một dịch vụ là một thách thức quan trọng để chuyển đổi cơ sở hạ tầng cảm biến hiện có. Hơn nữa, kể từ khi cảm biến được cung cấp như một dịch vụ trên đám mây, cảm biến cần phải được ảo hóa để cho phép truy cập bởi những người dùng cần phải sử dụng các phần cứng cảm biến vật lý một cách cô lập để người dùng khác có thể sử dụng các phần cứng cảm biến tương tự đồng thời mà không cần bất kỳ sự can thiệp . Trong môi trường tài nguyên hạn chế, các giao thức truyền thông hiệu quả là cấp cứu để cho phép trao đổi dữ liệu bằng cách đạt được tốc độ dữ liệu khả thi. Hơn nữa, cảm biến có sự tham gia là một ứng dụng quan trọng trong đám mây trung tâm IOT, và nó giới thiệu một số thách thức một số trong đó có thể kể đến như độ tin cậy, trustw