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A Distributed Fog Computing (DFC) Model to Reduce Energy Consumption of the IoT

减少物联网能耗的分布式雾计算 (DFC) 模型

基本信息

批准号：
22K12018
负责人：
滝沢誠
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Hosei University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究課題では、IoTを実現するための自律分散型フォグコンピューティング(DFC)モデルで消費される電力量[J]の低減を目指している。初年度では、1)フォグノードで応用プロセスを実行したときの消費電力を与える電力消費(PC: Power Consumption)モデルと、実行時間を与える計算(CM: Computation)モデルを明らかにした。フォグノードとして、Raspberry Piを考え実験を行い、消費電力を実測し、実測データを解析することにより、ノードの電力消費に最も影響を与えるパラメータを求め抽象化し、PCモデルとCMモデルを明らかにした。次いで、2) PCとCMモデルを基に、デバイス、フォグノード、サーバの各種ノードでの処理、通信で消費される電力量と実行時間を与えることができるシミュレータを研究開発した。3) IoTの様な大規模システムでは、全構成ノードの集中管理は、負荷、信頼性等の点で困難であるので、本研究課題では、各フォグノードが互いに自律的に協調動作を行うDFCモデルとして、FTBFC(Flexible Tree-based FC)モデルを提案した。フォグノード間の親子関係とセンサデータを処理するプロセスとを、消費電力量を低減するように、柔軟にを変化させるモデルを考案し、評価を行った。4) アクセス権限のないフォグノードが、デバイスのセンサデータを不正に処理、獲得してしまう可能性がある。フォグノード間での不正な情報流を防止するために、ケーパビリティベースアクセス制御(CBAC)モデルを研究した。研究代表者は1), 2), 3)の研究を担当し、研究分担者(中村)は1)と4)を担当した。「物品経費」として、実験データの整理、アルゴリムの開発、評価に利用するPCを購入した。「その他の経費」を用いて、研究成果を国際会議で14件、国際論文誌論文2件を発表した。

This research topic では, IoT を be presently するための self-discipline dispersible フォグコンピューティング (DFC) モデルで consumption される electric power [J] の low cut を refers している. Early annual では, 1) フォグノードで応 with プロセスを line be したときの Consumption Power を and える Power Consumption (PC: Power Consumption) モデルと, be time を and える calculation (CM: Computation) モデルを Ming らかにした. フォグノードとして, Raspberry Pi をえ test be 験をい, consumption power を be し, be measured データを parsing することにより, ノードの electricity consumption に most もを influence and えるパラメータをめ abstraction し, PC モデルと CM モデルを Ming らかにした. Time いで, 2) PC と CM モデルをに, デバイス, フォグノード, サーバの various ノードでの処 principle, communication で consumption される electric power と line be time を and えることができるシミュレータを research open 発した. 3) IoT の others な large-scale システムでは, full composition ノードのは centralized control, load and letter 頼ので difficult であるので, this research topic では, various フォグノードが mutual いに self-discipline に coordinated action line をう DFC モデルとして, FTBFC (Flexible Tree - -based FC)モデをを proposal た. フォグノー among ドの parent-child masato とセンサデータを処 Richard するプロセスとを, low consumption of electricity power を minus するように, soft にを variations change させるモデルをし, test case review 価を line った. 4) アクセス権 limit のないフォグノードが, デバイスのセンサデータを not に処 principle, get してしまう possibility がある. Between フォグノードでの is not straight な intelligence flow を prevent するために, ケーパビリティベースアクセス suppression (CBAC) モデルを research した. The research representatives are を 1), 2), 3) を. The research contributors (Nakamura) are 1)と and を are た. "Item 経 fee" として, be 験データの sorting, アルゴリムの発, review 価に using する PC を buy した. The article "そ <s:1> expenses" を has contributed to てて, 14 research achievements を international conferences で, 2 international journal papers を publications た.