SensorCloud – Ein Beitrag zum Internet of Things

1. SensorCloud – Ein Beitrag zum Internet of Things Arbeitsgruppe SensorCloud an der FH KölnProf. Dr. G. Hartung

2. 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.de Bild: Bearing Point GmbH

3. 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)

4. 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

5. 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

6. Der Kontext der SensorCloud Green Energy Steuerung und Data Akquisition Cloud ServiceData-storage ProzesskontrolleBilling etc Verbraucher & Trading HomeAutomation FactoryAutomation Bildquelle: QSC AG

7. SensorCloud - ein Prinzipbild Anwender B Anwender A TrustedCloud „SensorCloud“ Mobile Device Embedded System Sensor Lokales Sensornetzwerk Bildquelle: QSC AG Aktuator

8. 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

9. Die Technik in der SensorCloud PaaSCloud Frontend iOS/HTML5/.. Service 2 PaaS Prov. SensorCloud PlattformCloud Service Plattform (PaaS) Service User HA Service HA Service Service Instanz Service HA Service HA Service Service 1 ServOwner Service Prov. Sensor Netzwerk Sensor/Aktor Service n Virtueller Sensor Sensor Network Sensor Owner IaaSCloud Sensor Gateway IaaS Prov. IaaSCloud Trust Point (TP) Bildquelle: QSC AG TP Admin

10. SensorCloud-Partner QSC PaaSCloud • QSC AG (Konsortialführer) • Mittelständischer ITK-Infrastrukturanbieter • Infrastruktur der SensorCloud • ServiceLayer der SensorCloud • Anwendungen der SensorCloud Service 2 PaaS Prov. HA Service HA Service HA Service Service Instanz Service HA Service Service 1 Service Prov. Service n IaaSCloud IaaS Prov. IaaSCloud

11. SensorCloud-Partner Symmedia • Ingenieurbüro für Anlagensteuerungen • SensorCloud für • Steuerung, • Datenaquisition, • Wartung, • Ferndiagnose TrustedCloud „SensorCloud“

12. SensorCloud-Partner RWTH Anwender B Anwender A RWTH Aachen • Applikationsentwicklung für SensorCloud: Werkzeuge, Prinzipien • Kommunikationsstruktur der SensorCloud • Soziologische Begleitforschung Service 2 HA Service HA Service HA Service HA Service Service 1 Service n Sensor Gateway IaaSCloud Trust Point (TP) TP Admin

13. SensorCloud-Partner FH Köln

14. 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

15. 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

16. Anforderungen an das DBS • Dienstschnittstellen für die SensorCloud • Datenintegrität • Replikationsfähigkeit

17. Vision Sensor Integriert Handy-Kameramodule Systemherstellungskosten < 300 Euro Klein (Westentaschenformat) Intelligente Auswertung und Komprimierung der Bilddaten Flexibel einsetzbar Erzeugt wenig Netzlast

18. 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

19. Idee eines Prototyps für einen Raumüberwachungs-sensor

20. Lokales Cloud Sensor Netzwerk • Location-Master • Raumsensor • Energieerfassungssensor

21. 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

22. Sensorbenutzung in SensorCloud

23. Multi-Sensor für Cloud • Robuster preiswerter Sensor für Raumüberwachung mit: • Infrarot-Detektor, Feuchte- und Temperaturmesser, Erfassung der Luftgüte • Bridgefunktion zum Location Master • „Selbstkonfiguration“

24. Multi-Sensor für Cloud (2) • Einbindung in die Sensor Cloud • Datenmodell für Multi-Sensor • Prozessmodell • Protokolladaption (in und außerhalb der Location)

25. Energieerfassungssensor • Wichtiges Anwendungsgebiet der Sensor Cloud: Smart Power Grid • Dezentrale Erfassung der Leistungs-erzeugung • Daten- und Objektmodell für Einbindung in Sensor Cloud

26. 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