The main subject of this Master's thesis is the Intelligent Heterogeneous Embedded System (IHES), a Cyber-Physical System conceived by a research group of the Politecnico di Milano and now under development. A network of environmental and inertial sensor units composes the IHES system. These sensors, equipped with intelligent mechanisms that transform raw data into events, can detect changes in the surrounding environment. The main advantage of IHES lies in an integrated, intelligent mechanism of data processing very close to the sensor level, which enables real-time detection of events even in hazardous contexts. The objective is to develop an operational prototype of the IHES, applicable to environmental monitoring, investigating the possibility of integrating in the system the middleware of PerLa, a language that provides, on top of a middleware, an SQL-like interface. First, the role of Middleware in the Pervasive Information System has been investigated, with attention to PerLa. PerLa was designed specifically for data management in Wireless Sensor Networks, and thus is suitable for environmental monitoring applications. Then, new functionalities were developed within the IHES system, with the aim of demonstrating the applicability of the entire architecture to smart sensing applications in the geophysical field. From the experimental point of view, by integrating the event data produced by IHES with the real-time geo-referenced earthquake data provided by the RESTful Web Service of the INGV (Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia), it was possible to implement an event-detection application IHES for the detection of seismic events.
Il tema principale di questa tesi è l'Intelligent Heterogeneous Embedded System (IHES), un Sistema Cyber-Fisico ideato da un gruppo di ricerca del Politecnico di Milano e attualmente in fase di sviluppo. Il sistema IHES è costituito da una rete di nodi sensore di tipo ambientale e inerziale. Questi sensori, dotati di meccanismi intelligenti che trasformano i dati grezzi in eventi, sono in grado di rilevare i cambiamenti nell'ambiente circostante. Il vantaggio principale del sistema IHES risiede in un meccanismo integrato e intelligente di elaborazione dei dati fornito al livello sensore, che permette di rilevare gli eventi in tempo reale, anche in condizioni di rischio. L'obiettivo è quello di sviluppare un prototipo operativo dell'IHES, applicabile al monitoraggio ambientale, indagando la possibilità di integrare nel sistema il middleware di PerLa, un linguaggio che fornisce, oltre ad un middleware, un'interfaccia di tipo SQL. In primo luogo, è stato studiato il ruolo del Middleware nei sistemi pervasivi, con particolare attenzione a PerLa. PerLa è stato progettato appositamente per la gestione dei dati nelle reti di sensori wireless, ed è quindi adatto ad applicazioni di monitoraggio ambientale. Successivamente sono state sviluppate nuove funzionalità all'interno del sistema IHES, con l'obiettivo di dimostrarne il possibile utilizzo in applicazioni di smart sensing in campo geofisico. Dal punto di vista sperimentale, è stato possibile implementare un'applicazione del sistema IHES per il rilevamento di eventi sismici, integrando i dati degli eventi provenienti dai sensori IHES con i dati georeferenziati dei terremoti forniti in tempo reale dal servizio web RESTful dell'INGV (Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia).
Pervasive systems : a geophysical case study and possible solutions
SCUTTI, ALESSANDRA
2018/2019
Abstract
The main subject of this Master's thesis is the Intelligent Heterogeneous Embedded System (IHES), a Cyber-Physical System conceived by a research group of the Politecnico di Milano and now under development. A network of environmental and inertial sensor units composes the IHES system. These sensors, equipped with intelligent mechanisms that transform raw data into events, can detect changes in the surrounding environment. The main advantage of IHES lies in an integrated, intelligent mechanism of data processing very close to the sensor level, which enables real-time detection of events even in hazardous contexts. The objective is to develop an operational prototype of the IHES, applicable to environmental monitoring, investigating the possibility of integrating in the system the middleware of PerLa, a language that provides, on top of a middleware, an SQL-like interface. First, the role of Middleware in the Pervasive Information System has been investigated, with attention to PerLa. PerLa was designed specifically for data management in Wireless Sensor Networks, and thus is suitable for environmental monitoring applications. Then, new functionalities were developed within the IHES system, with the aim of demonstrating the applicability of the entire architecture to smart sensing applications in the geophysical field. From the experimental point of view, by integrating the event data produced by IHES with the real-time geo-referenced earthquake data provided by the RESTful Web Service of the INGV (Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia), it was possible to implement an event-detection application IHES for the detection of seismic events.| File | Dimensione | Formato | |
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