A big data management framework on fog devices for real-time IoT and computer vision applications

用于实时物联网和计算机视觉应用的雾设备大数据管理框架

基本信息

批准号：
22KF0314
负责人：
有次正義
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Kumamoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

IoTとコンピュータビジョンアプリケーションは，スマートシティ，ヘルスケア，スマートグリッド，スマート農業など，多様な分野での利用が期待されているものである．このIoTとコンピュータビジョンアプリケーションの重要性に鑑み，クラウド，エッジ，フォグで構成された計算環境におけるビッグデータ管理フレームワークの開発を目指している．本年度は，研究を進めるために必須の実システム環境を構築した．Raspberry Pi 4 model Bをエッジデバイスとして採用した．また，対象アプリケーションのプロトタイプシステムを構築した環境で作成・動作させた．具体的には，画像分類，ビデオ中のオブジェクト検出など画像処理アプリケーションに注目し，それらのプロトタイプシステムを作成した．そこで必要となるバッチ処理，ストリーム処理，サーバレスコンピューティングについては，Apache Spark, Apache Flink, Apache Openwhiskをそれぞれ用いることとした．今後の研究の展開に必要な，エッジ・フォグ上でのデータ処理について，画像分類やビデオ中のオブジェクト検出など，これら具体的な処理サンプルを用いて，具体的なシステム動作の確認を行った．これにより，処理が重くクラウドサーバ上で実行することが一般的と考えられるバッチ処理，ストリーム処理，イベントドリブンの処理などに関して，フォグやエッジデバイスの協調動作により，一定程度実用的に処理できることを確認した．

物联网和计算机视觉应用预计将应用于智慧城市、医疗保健、智能电网和智慧农业等不同领域。考虑到物联网和计算机视觉应用的重要性，我们的目标是在由云、边缘和雾组成的计算环境中开发大数据管理框架。今年，我们构建了一个真实的系统环境，这对我们的研究进行至关重要。采用 Raspberry Pi 4 B 型作为边缘设备。此外，还创建了目标应用程序的原型系统并在构建的环境中运行。具体来说，我们专注于图像处理应用，例如图像分类和视频中的对象检测，并为其创建了原型系统。对于所需的批处理、流处理和无服务器计算，我们决定分别使用 Apache Spark、Apache Flink 和 Apache Openwhisk。对于未来研究所必需的边缘雾的数据处理，我们使用这些特定的处理样本，例如图像分类和视频中的目标检测，来确认特定的系统操作。通过这一点，我们确认了批处理、流处理、事件驱动处理等通常在云服务器上执行的繁重处理，在一定程度上可以通过雾和边缘设备的协同操作来实际处理。。