Atmosphere: Context and situational-aware collaborative IoT architecture for edge-fog-cloud computing

要約

モノのインターネット (IoT) は、通信容量の増加と通信コストの低下、およびテクノロジーの圧倒的な発展を伴って、その人気が大幅に高まりました。
同時に、ビッグ データとリアルタイム データ分析が非常に重要になってきており、国民、行政機関、その他の組織間でのデータ共有に対する前例のない関心が高まっており、いわゆるコラボレーション型モノのインターネットが誕生しました。
データとインフラストラクチャのこの増加には、その活用を可能にするソフトウェア アーキテクチャが伴う必要があります。
エッジ、フォグ、および/またはクラウド レベルでの IoT の活用に焦点を当てたさまざまな提案がありますが、コンテキストおよび状況の分析だけでなく、3 つの層を一緒に活用するソフトウェア ソリューションを見つけるのは簡単ではありません。
各層のデータだけでなく、隣接する層間の双方向通信も可能です。
このペーパーでは、エッジ、フォグ、クラウドの各層のリソースの管理に適した新しいテクノロジーを提案することで、これらの欠点を解決するアーキテクチャを提案します。
さらに、アーキテクチャの 3 層に沿った双方向通信が許可されているという事実により、各層のコンテキストおよび状況情報が大幅に強化され、リアルタイムでの意思決定が大幅に支援されます。
この論文では、病院における呼吸器疾患監視のケーススタディを通じて、提案されたソフトウェア アーキテクチャを説明します。
その結果、提案されたアーキテクチャにより、これらのタイプの IoT シナリオのニーズに応じて、異なる層間の効率的な通信が可能になります。

要約(オリジナル)

The Internet of Things (IoT) has grown significantly in popularity, accompanied by increased capacity and lower cost of communications, and overwhelming development of technologies. At the same time, big data and real-time data analysis have taken on great importance and have been accompanied by unprecedented interest in sharing data among citizens, public administrations and other organisms, giving rise to what is known as the Collaborative Internet of Things. This growth in data and infrastructure must be accompanied by a software architecture that allows its exploitation. Although there are various proposals focused on the exploitation of the IoT at edge, fog and/or cloud levels, it is not easy to find a software solution that exploits the three tiers together, taking maximum advantage not only of the analysis of contextual and situational data at each tier, but also of two-way communications between adjacent ones. In this paper, we propose an architecture that solves these deficiencies by proposing novel technologies which are appropriate for managing the resources of each tier: edge, fog and cloud. In addition, the fact that two-way communications along the three tiers of the architecture is allowed considerably enriches the contextual and situational information in each layer, and substantially assists decision making in real time. The paper illustrates the proposed software architecture through a case study of respiratory disease surveillance in hospitals. As a result, the proposed architecture permits efficient communications between the different tiers responding to the needs of these types of IoT scenarios.

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