JP2015508523A - モノのインターネットにおけるサービス・インスタンス指向のエネルギー管理のための方法、システム、およびコンピュータ・プログラム - Google Patents
モノのインターネットにおけるサービス・インスタンス指向のエネルギー管理のための方法、システム、およびコンピュータ・プログラム Download PDFInfo
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Abstract
Description
1. サービスについては、各サービス・インスタンスは、センサの異なる組合せによって達成され得、センサ装置管理の項目は、アプリケーションについてスクリーニングされ、それによって、アプリケーション開発の柔軟性が強化される。
2. センサ装置については、特定のセンサ装置によって提供されるサービスは、センサ装置を管理する際に十分に考慮され得る。それによって、サービスの信頼性が確実になり、そのため、サービス・インスタンスに基づくエネルギー管理パターンは、柔軟性および信頼性を確実にしながら、システム・エネルギー消費を最小限にする。また、特定のセンサ装置によって提供されるサービスは、他のIoTアプリケーション・サポート・プラットフォームに移し替えられ得る。
S1={{1},{3、5}}
S2={{2、4},{2、5},{4、5}}
S3={{6},{5、8},{8、9}}
S{1,2}=S1×S2
S{2,3}=S2×S3
S{1,3}=S1×S3
S{1,2,3}=S1×S2×S3
ただし、Siは、サービス・インスタンスiの必須カバー集合を示し、S{1,2}は、サービス・インスタンス1および2が同時に実行される条件を満たす必須カバー集合を示し、かつS1×S2に等しく、ここで演算子「×」は、S1およびS2のカルテシアン積を示す。たとえば、ここで、S{1,2}={{1、2、4},{1、2、5},{1、4、5},{2、3、4、5},{2、3、5},{3、4、5}}である。さらには、S{2,3}、S{1,3}およびS{1,2,3}の定義は、S{1,2}の定義と同様である。
ステップ710:予測するステップ、
ステップ720:選択するステップ、
ステップ730:制御するステップ
を含む。
ステップ710では、サービス・インスタンス遷移モデルに基づいて、後続の時間期間にサービスを受けることになるターゲット・サービス・インスタンスが予測される。
rand≦0.89→サービス・インスタンス1
rand>0.89→該当なし
ただし、「該当なし」は、サービスを受けるサービス・インスタンスがない状態を示す。したがって、生成された乱数によれば、次の時間期間(サイクル)にサービスを受けることになるサービス・インスタンスが予測される。rand=0.3と仮定すると、ステップ710で、サービス・インスタンス1は、次の時間期間にサービスを受けることになると予測される。
(0,0)→(0,1):1回⇒0.5 (1,0)→(0,1):0回⇒0
(0,0)→(1,0):1回⇒0.5 (1,0)→(0,0):0回⇒0
(0,0)→(1,1):0回⇒0 (1,0)→(1,1):2回⇒1
(1,1)→(0,1):2回⇒0.67 (0,1)→(1,1):1回⇒0.33
(1,1)→(0,0):0回⇒0 (0,1)→(0,0):2回⇒0.67
(1,1)→(1,0):1回⇒0.33 (0,1)→(1,0):0回⇒0
ただし、上記の遷移確率は、対応する状態遷移の回数に基づいて計算される。たとえば、(0,0)から生じる状態遷移は、2回起こり、1回は(0,1)に遷移し、1回は(1,0)に遷移する。したがって、対応する遷移確率は、それぞれ0.5である。
ステップ720で、ターゲット・サービス・インスタンスに対応する必須カバー集合、必須カバー集合におけるセンサの使用履歴データ、およびセンサのエネルギー・パラメータによれば、ターゲット・サービス・インスタンスが基づいているサービスを提供するために、オンにすべきONセンサ集合が選択される。
・ センサ1のみONである:0.1エネルギー単位(E)/時間単位が消費される
・ センサ2のみがONである:0.1エネルギー単位/時間単位が消費される
・ 各センサの最初のエネルギーは10Eであり、センサのON/OFF各操作は0.1Eエネルギーを消費する
・ センサ1とセンサ2の両方がONであるとき、その各々は、0.1エネルギー単位/単位時間を消費する
と定義され、ただし、
は、i番目のセンサのエネルギー消費率であり、
は、i番目のセンサのONの総時間であり、Tは、総統計時間期間であり、еiは、i番目のセンサのON/OFFの単回操作によって消費されるエネルギーであり、Εiは、i番目のセンサの残存エネルギーであり、γ1およびγ2は、設定された重み係数である。
と計算され、ここでは、現在の状態は(0,1)であり、センサ1は、ON状態にあり、したがって、センサのON/OFF操作を実行する必要はなく、それによってеi=0となり、Tは時間単位である。加えて、
は、S{1}のエネルギー消費率を示す。
ステップ730では、次の時間期間が開始すると、ON/OFF制御がIoTにおけるセンサに対して実行され、ONセンサ集合におけるセンサはオンにされ、ONセンサ集合におけるこれらのセンサ以外のセンサはオフにされる。
Claims (23)
- モノのインターネット(IoT:Internet of Things)におけるサービス・インスタンス指向のエネルギー管理方法であって、
サービス・インスタンス遷移モデルに基づいて、後続の時間期間にサービスを受けることになるターゲット・サービス・インスタンスを予測するステップと、
前記ターゲット・サービス・インスタンスに対応する必須カバー集合、前記必須カバー集合におけるセンサの使用履歴データ、および前記センサのエネルギー・パラメータに従って、前記ターゲット・サービス・インスタンスが基づいているサービスを提供するために、オンにすべきONセンサ集合を選択するステップと、
前記時間期間の開始に応答して、前記ONセンサ集合における前記センサはオンにされ、前記ONセンサ集合における前記センサ以外のセンサはオフにされるように、前記IoTにおける前記センサに対してON/OFF制御するステップと
を含むエネルギー管理方法。 - 前記サービス・インスタンスが、センサの組合せに基づいて提供され得るサービスのインスタンスである、請求項1に記載のエネルギー管理方法。
- サービス・インスタンスに対応する前記必須カバー集合は、前記サービス・インスタンスが基づいているサービスを提供する能力を有する1つまたは複数のセンサの様々な組合せの集合である、請求項2に記載のエネルギー管理方法。
- 前記時間期間におけるセンサの使用量に従って、センサの前記使用履歴データを更新するステップをさらに含み、
前記選択するステップ、前記制御するステップ、および前記更新するステップが、定期的に実行され、第2の実行からは、各実行中に前記選択するステップにおいて使用されるセンサの前記使用履歴データが、最後の実行中に前記更新されるステップにおいて更新されるセンサの前記使用履歴データである、請求項1に記載のエネルギー管理方法。 - 前記センサの前記エネルギー・パラメータが、少なくとも、前記センサの最初のエネルギー、前記センサの単位時間ごとに消費されるエネルギー、および前記センサのON/OFFの単回操作によって消費されるエネルギーを含む、請求項1に記載のエネルギー管理方法。
- 前記選択は、前記必須カバー集合における各組合せが選択されるとき、前記ターゲット・サービス・インスタンスに対応する前記必須カバー集合、前記必須カバー集合におけるセンサの前記使用履歴データ、および前記センサのエネルギー・パラメータに従って計算されるエネルギー消費率に基づいている、請求項1に記載のエネルギー管理方法。
- 前記必須カバー集合が、あらかじめ設定される、請求項1に記載のエネルギー管理方法。
- 前記必須カバー集合が、センサの情報およびサービス・インスタンスの情報に従って、オフライン状態で自動的に生成される、請求項1に記載のエネルギー管理方法。
- 前記センサが、前記IoTの種々の領域に位置している、請求項1に記載のエネルギー管理方法。
- 前記サービス・インスタンス遷移モデルが、サービス・インスタンスの実行履歴に対するオフラインの学習を通じて取得される、請求項1に記載のエネルギー管理方法。
- 前記学習は、前記サービス・インスタンス遷移モデルが定期的に更新されるように、定期的に実行される、請求項10に記載のエネルギー管理方法。
- モノのインターネット(IoT:Internet of Things)におけるサービス・インスタンス指向のエネルギー管理システムであって、
サービス・インスタンス遷移モデルに基づいて、後続の時間期間にサービスを受けることになるターゲット・サービス・インスタンスを予測するように構成された予測手段と、
前記ターゲット・サービス・インスタンスに対応する必須カバー集合、前記必須カバー集合におけるセンサの使用履歴データ、および前記センサのエネルギー・パラメータに従って、前記ターゲット・サービス・インスタンスが基づいているサービスを提供するために、オンにすべきONセンサ集合を選択するように構成された選択手段と、
前記時間期間の開始に応答して、前記ONセンサ集合における前記センサはオンにされ、前記ONセンサ集合における前記センサ以外のセンサはオフにされるように、前記IoTにおける前記センサに対してON/OFF制御するように構成された制御手段と
を備えるエネルギー管理システム。 - 前記サービス・インスタンスが、センサの組合せに基づいて提供され得るサービスのインスタンスである、請求項12に記載のエネルギー管理システム。
- サービス・インスタンスに対応する前記必須カバー集合は、前記サービス・インスタンスが基づいているサービスを提供する能力を有する1つまたは複数のセンサの様々な組合せの集合である、請求項13に記載のエネルギー管理システム。
- 前記センサの前記エネルギー・パラメータが、少なくとも、前記センサの最初のエネルギー、前記センサの単位時間ごとに消費されるエネルギー、および前記センサのON/OFFの単回操作によって消費されるエネルギーを含む、請求項12に記載のエネルギー管理システム。
- 前記選択手段では、前記必須カバー集合における各組合せが選択されるとき、前記選択が、前記ターゲット・サービス・インスタンスに対応する前記必須カバー集合、前記必須カバー集合におけるセンサの前記使用履歴データ、および前記センサのエネルギー・パラメータに従って計算されるエネルギー消費率に基づいている、請求項12に記載のエネルギー管理システム。
- 前記必須カバー集合が、あらかじめ設定される、請求項12に記載のエネルギー管理システム。
- 前記必須カバー集合が、センサの情報およびサービス・インスタンスの情報に従って、オフライン状態で自動的に生成される、請求項12に記載のエネルギー管理システム。
- 前記センサが、前記IoTの種々の領域に位置している、請求項12に記載のエネルギー管理システム。
- 前記サービス・インスタンス遷移モデルが、サービス・インスタンスの実行履歴に対するオフラインの学習を通じて取得される、請求項12に記載のエネルギー管理システム。
- 前記学習は、前記サービス・インスタンス遷移モデルが定期的に更新されるように、定期的に実行される、請求項19に記載のエネルギー管理システム。
- 前記時間期間におけるセンサの使用量に従って、センサの前記使用履歴データを更新するように構成された更新手段をさらに備える、請求項12に記載のエネルギー管理システム。
- コンピュータにおいて実行されると、請求項1ないし11のいずれかに記載の方法ステップを実行するように適合されているプログラム・コードを備えるコンピュータ・プログラム。
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