CNS Core: Small: Dynamic and Composite Resource Management in Large-scale Industrial IoT Systems

CNS 核心:小型:大型工业物联网系统中的动态复合资源管理

基本信息

  • 批准号:
    2008463
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 46万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-10-01 至 2024-09-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

An Industrial Internet of Things (IIoT) paradigm aims at creating unified sensing, computing, and control framework to interconnect all the industrial assets with information systems and business processes and to streamline the manufacturing process and lead to optimal industrial operations. Because IIoT applications - including autonomous driving and smart highway, manufacturing automation with robots, etc. - are distinguished from commercial IoT by stringent performance guarantees and certifiable robustness, research is needed to provide a holistic resource management framework that enables effective sensing and control operations in the presence of intermittent data sources and unpredictable system disturbances. This project aims to lay the foundation for such a framework by formulating and investigating three fundamental questions: 1) How to achieve real-time data retrieval with intermittent data sources and large-scale high-speed wireless control with guaranteed performance? 2) How to perform dynamic packet scheduling to compensate for unexpected system disturbances? 3) How to perform composite resource management to jointly consider network and computing resources for resource scheduling among multiple IIoT applications? By addressing these questions, the proposed dynamic and composite resource management framework has the potential to vastly advance the adoption of IIoT technologies, accelerate the transformation of legacy communication infrastructure to advanced wireless infrastructure and boost the nation's economic growth and competitiveness.To fundamentally transform the design principles of resource management in large-scale IIoT systems, this project will (i) design novel algorithms for real-time data management in IIoT systems with intermittent data sources; (ii) develop new scheduling techniques for control performance optimization in multi-cluster wireless networks; (iii) design a fully distributed packet scheduling framework to handle unexpected system disturbances in complex industrial environments; and (iv) explore new models and scheduling methods to develop a composite resource management framework for handling heterogeneous resource scheduling, partitioning and reconfiguration for time-critical end-to-end services in large-scale IIoT systems. These innovations will be validated using high-fidelity IIoT simulation tools and deployed on university-industry co-established IIoT testbeds for thorough performance evaluation. This proposed resource management framework will provide researchers and industrial partners holistic solutions to achieve provable performance in large-scale IIoT systems and support a wide range of industrial applications. The research outcomes will be integrated into an innovative professional education program at the University of Connecticut to educate current and next-generation researchers and professionals in a creative way to understand, appreciate and contribute to the fast-growing and rapidly evolving IIoT technologies.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
工业物联网(IIoT)范式旨在创建统一的传感、计算和控制框架,将所有工业资产与信息系统和业务流程互联,并简化制造流程,实现最佳工业运营。由于IIoT应用程序-包括自动驾驶和智能高速公路、机器人制造自动化等-在严格的性能保证和可证明的健壮性方面有别于商业物联网,因此需要研究提供一个整体的资源管理框架,使其能够在存在断断续续的数据源和不可预测的系统干扰时进行有效的传感和控制操作。本项目旨在通过对三个基本问题的阐述和研究,为该框架奠定基础:1)如何在保证性能的情况下实现间断数据源和大规模高速无线控制的实时数据检索?2)如何进行动态分组调度以补偿意外的系统干扰?3)如何进行综合资源管理,以联合考虑网络和计算资源,以便在多个IIoT应用之间进行资源调度?为了从根本上改变大规模IIoT系统中资源管理的设计原则,本项目将(I)为具有间歇性数据源的IIoT系统设计新的实时数据管理算法;(Ii)开发用于多集群无线网络控制性能优化的新调度技术;(Iii)设计一个全分布式分组调度框架以应对复杂工业环境中的意外系统干扰;以及(Iv)探索新的模型和调度方法,开发一个复合资源管理框架,用于处理大规模IIoT系统中时间关键型端到端服务的异构资源调度、划分和重新配置。这些创新将使用高保真IIoT模拟工具进行验证,并部署在大学和行业共同建立的IIoT试验台上,以进行彻底的性能评估。这一拟议的资源管理框架将为研究人员和行业合作伙伴提供整体解决方案,以在大规模IIoT系统中实现可证明的性能,并支持广泛的工业应用。研究成果将被整合到康涅狄格大学的创新专业教育项目中,以创造性的方式教育当前和下一代研究人员和专业人员,以理解、欣赏和贡献快速增长和快速发展的IIoT技术。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的智力优势和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Composite Resource Scheduling for Networked Control Systems
  • DOI:
    10.1109/rtss52674.2021.00025
  • 发表时间:
    2021-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Peng Wu;Chenchen Fu;Tianyu Wang;Minming Li;Yingchao Zhao;C. Xue;Song Han
  • 通讯作者:
    Peng Wu;Chenchen Fu;Tianyu Wang;Minming Li;Yingchao Zhao;C. Xue;Song Han
Reliable Dynamic Packet Scheduling With Slot Sharing for Real-Time Wireless Networks
  • DOI:
    10.1109/tmc.2022.3196922
  • 发表时间:
    2023-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.9
  • 作者:
    Tianyu Zhang;Tao Gong;Mingsong Lyu;Nan Guan;Song Han;X. Hu
  • 通讯作者:
    Tianyu Zhang;Tao Gong;Mingsong Lyu;Nan Guan;Song Han;X. Hu
Online reconfiguration of regularity-based resource partitions in cyber-physical systems
  • DOI:
    10.1109/rtss46320.2019.00050
  • 发表时间:
    2019-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.3
  • 作者:
    Wei-Ju Chen;Peng Wu;Pei-Chi Huang;A. Mok;Song Han
  • 通讯作者:
    Wei-Ju Chen;Peng Wu;Pei-Chi Huang;A. Mok;Song Han
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Song Han其他文献

Wiring Bacterial Electron Flow for Sensitive Whole-Cell Amperometric Detection of Riboflavin
连接细菌电子流以进行核黄素的灵敏全细胞安培检测
  • DOI:
    10.1021/acs.analchem.6b03538
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Rong-Wei Si;Yuan Yang;Yang-Yang Yu;Song Han;Chun-Lian Zhang;De-Zhen Sun;Dan-Dan Zhai;Xiang Liu;Yang-Chun Yong
  • 通讯作者:
    Yang-Chun Yong
Pollutant template method synthesis of oxygen vacancy and template cavity riched TB-TiO2@MFA towards selective photodegradation of ciprofloxacin
污染物模板法合成氧空位和模板空腔富集的TB-TiO2@MFA选择性光降解环丙沙星
  • DOI:
    10.1016/j.apsusc.2021.151027
  • 发表时间:
    2021-08
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Ziyang Lu;Yangrui Xu;Yewei Ren;Guosheng Zhou;Huan Yan;Minshan Song;Panpan Wang;Changchang Ma;Song Han;Xinlin Liu
  • 通讯作者:
    Xinlin Liu
Throughput Maximization in Wireless Communication Systems Powered by Hybrid Energy Harvesting
混合能量收集驱动的无线通信系统吞吐量最大化
Hydroisomerization of n-hexane over gallium-promoted sulfated zirconia
镓促进的硫酸化氧化锆上正己烷的加氢异构化
  • DOI:
    10.1016/j.catcom.2003.08.003
  • 发表时间:
    2003
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    C. Cao;Song Han;Changlin Chen;N. Xu;Chunye Mou
  • 通讯作者:
    Chunye Mou
Improved predictive functional control for ethylene cracking furnace
乙烯裂解炉改进的预测功能控制
  • DOI:
    10.1177/0020294019842602
  • 发表时间:
    2019-04
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Song Han;Su Cheng-li;Shi Hui-yuan;Li Ping;Cao Jiang-tao
  • 通讯作者:
    Cao Jiang-tao

Song Han的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Song Han', 18)}}的其他基金

Collaborative Research: SHF: Medium: Heterogeneous Architecture for Collaborative Machine Learning
协作研究:SHF:媒介:协作机器学习的异构架构
  • 批准号:
    2106711
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 46万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: PPoSS: LARGE: Principles and Infrastructure of Extreme Scale Edge Learning for Computational Screening and Surveillance for Health Care
合作研究:PPoSS:大型:用于医疗保健计算筛查和监视的超大规模边缘学习的原理和基础设施
  • 批准号:
    2119340
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 46万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: PPoSS: Planning: S3-IoT: Design and Deployment of Scalable, Secure, and Smart Mission-Critical IoT Systems
协作研究:PPoSS:规划:S3-IoT:可扩展、安全和智能的关键任务物联网系统的设计和部署
  • 批准号:
    2028875
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 46万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: PPoSS: Planning: Principles for Edge Sensing and Computing for Personalized, Precision Healthcare at National Scale
合作研究:PPoSS:规划:全国范围内个性化精准医疗的边缘传感和计算原则
  • 批准号:
    2028888
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 46万
  • 项目类别:
    Standard Grant
RAPID: Preventing the Spread of Coronavirus with Efficient Deep Learning
RAPID:通过高效的深度学习防止冠状病毒的传播
  • 批准号:
    2027266
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 46万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: Efficient Algorithms and Hardware for Accelerated Machine Learning
职业:用于加速机器学习的高效算法和硬件
  • 批准号:
    1943349
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 46万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CPS: Small: Collaborative Research: A Secure Communication Framework with Verifiable Authenticity for Immutable Services in Industrial IoT Systems
CPS:小型:协作研究:工业物联网系统中不可变服务的具有可验证真实性的安全通信框架
  • 批准号:
    1932480
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 46万
  • 项目类别:
    Standard Grant
PFI-TT: Developing a Configurable Real-time High-speed Wireless Communication Platform for Large-scale Industrial Control Systems
PFI-TT:为大型工业控制系统开发可配置的实时高速无线通信平台
  • 批准号:
    1919229
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 46万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CCRI: Planning: Collaborative Research: A Software-defined Wireless Communications Network Research Infrastructure for the Industrial Internet of Things(IIoT)Research Community
CCRI:规划:协作研究:工业物联网(IIoT)研究社区的软件定义无线通信网络研究基础设施
  • 批准号:
    1925706
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 46万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

胆固醇羟化酶CH25H非酶活依赖性促进乙型肝炎病毒蛋白Core及Pre-core降解的分子机制研究
  • 批准号:
    82371765
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
锕系元素5f-in-core的GTH赝势和基组的开发
  • 批准号:
    22303037
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于合成致死策略搭建Core-matched前药共组装体克服肿瘤耐药的机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
鼠伤寒沙门氏菌LPS core经由CD209/SphK1促进树突状细胞迁移加重炎症性肠病的机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
肌营养不良蛋白聚糖Core M3型甘露糖肽的精确制备及功能探索
  • 批准号:
    92053110
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    70.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划
Core-1-O型聚糖黏蛋白缺陷诱导胃炎发生并介导慢性胃炎向胃癌转化的分子机制研究
  • 批准号:
    81902805
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    20.5 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
原始地球增生晚期的Core-merging大碰撞事件:地核增生、核幔平衡与核幔边界结构的新认识
  • 批准号:
    41973063
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    65.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
CORDEX-CORE区域气候模拟与预估研讨会
  • 批准号:
    41981240365
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    1.5 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
RBM38通过协助Pol-ε结合、招募core调控HBV复制
  • 批准号:
    31900138
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

CNS Core: Small: Core Scheduling Techniques and Programming Abstractions for Scalable Serverless Edge Computing Engine
CNS Core:小型:可扩展无服务器边缘计算引擎的核心调度技术和编程抽象
  • 批准号:
    2322919
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 46万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CNS Core: Small: Network Wide Sensing by Leveraging Cellular Communication Networks
CNS 核心:小型:利用蜂窝通信网络进行全网络传感
  • 批准号:
    2343469
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 46万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CNS Core: Small: Intelligent Fault Injection to Expose and Reproduce Production-Grade Bugs in Cloud Systems
CNS 核心:小型:智能故障注入以暴露和重现云系统中的生产级错误
  • 批准号:
    2317698
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 46万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CNS Core: Small: Repurposing Smartphones to Minimize Carbon
CNS 核心:小型:重新利用智能手机以最大限度地减少碳排放
  • 批准号:
    2233894
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 46万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CNS Core: Small: A Compilation System for Mapping Deep Learning Models to Tensorized Instructions (DELITE)
合作研究:CNS Core:Small:将深度学习模型映射到张量化指令的编译系统(DELITE)
  • 批准号:
    2230945
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 46万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: NSF-AoF: CNS Core: Small: Towards Scalable and Al-based Solutions for Beyond-5G Radio Access Networks
合作研究:NSF-AoF:CNS 核心:小型:面向超 5G 无线接入网络的可扩展和基于人工智能的解决方案
  • 批准号:
    2225578
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 46万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CNS Core: Small: Toward Opportunistic, Fast, and Robust In-Cache AI Acceleration at the Edge
CNS 核心:小型:在边缘实现机会主义、快速且稳健的缓存内 AI 加速
  • 批准号:
    2228028
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 46万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CNS Core: Small: SmartSight: an AI-Based Computing Platform to Assist Blind and Visually Impaired People
合作研究:中枢神经系统核心:小型:SmartSight:基于人工智能的计算平台,帮助盲人和视障人士
  • 批准号:
    2418188
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 46万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CNS Core: Small: Redesigning I/O Across Heterogeneous Systems
CNS 核心:小型:跨异构系统重新设计 I/O
  • 批准号:
    2231724
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 46万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CNS Core: Small: Creating An Extensible Internet Through Interposition
合作研究:CNS核心:小:通过介入创建可扩展的互联网
  • 批准号:
    2242503
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 46万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了