ApproxECIoT: 一种基于自适应分层采样的边缘计算新架构
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作者简介:

张德干(1969-), 男, 博士, 教授, 博士生导师, 主要研究领域为边缘计算, 物联网, 无线传感器网络, 移动计算, 信息安全, 云计算;颜浩然(1995-), 男, 硕士, 主要研究领域为物联网, 无线传感器网络, 移动计算, 边缘计算;张捷(2000-), 男, 学士, 主要研究领域为车联网, 移动计算, 云计算;张婷(1972-), 女, 博士, 教授, 主要研究领域为物联网, 车联网, 边缘计算;王嘉旭(1997-), 男, 硕士, 主要研究领域为物联网, 车联网, 边缘计算

通讯作者:

颜浩然, E-mail: yhr99999@126.com

中图分类号:

TP393

基金项目:

国家自然科学基金(61571328); 天津市自然科学基金(18JCZDJC96800); 天津市重大科技专项(17YFZCGX00360)


ApproxECIoT: New Edge Computing Architecture Based on Adaptive Stratified Sampling
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    摘要:

    随着物联网技术的发展, 目前的物联网系统产生的数据量越来越多, 这些数据持续不断的传输到数据中心, 传统的物联网数据处理分析系统效率低下且无法处理数量如此庞大的数据流. 另外, 物联网智能设备存在资源受限的特性, 在分析数据时这一特性是不可忽略的. 提出一种适用于物联网实时数据流处理的新架构ApproxECIoT (approximate edge computing Internet of Things), 实现了一种自调整分层采样算法, 用于处理物联网系统中产生的实时数据流. 该算法在维持已给出的资源预算不变的情况下, 根据每层方差的大小进行样本层内大小的调整, 这对于资源有限的情况下提高计算结果准确度是非常有益的. 最后使用模拟数据流和真实数据流进行实验分析, 结果表明ApproxECIoT在边缘节点资源有限的情况下, 仍能获得具有较高准确度的计算结果.

    Abstract:

    With the development of the Internet of Things (IoT) technology, the current amount of data generated by the IoT system is increasing, and the data is continuously transmitted to the data center. The traditional IoT data processing and analysis system is inefficient and cannot handle such a large number of data streams. In addition, IoT smart devices have a resource-limited feature, which cannot be ignored during data analysis. This study proposes a new architecture ApproxECIoT (approximate edge computing IoT) suitable for real-time data stream processing of the IoT. It realizes a self-adjusting stratified sampling algorithm to process real-time data streams. The method adjusts the size of the sample strata according to the variance of each stratum while maintaining the given memory budget. This is beneficial to improving the accuracy of the calculation results when resources are limited. Finally, the experimental analysis is performed using simulated datasets and real-world datasets. The results show that ApproxECIoT can still obtain high-accuracy calculation results even with limited resources of the edge nodes.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

张德干,颜浩然,张捷,张婷,王嘉旭. ApproxECIoT: 一种基于自适应分层采样的边缘计算新架构.软件学报,2022,33(9):3437-3452

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  • 收稿日期:2020-05-21
  • 最后修改日期:2020-09-16
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  • 在线发布日期: 2022-07-15
  • 出版日期: 2022-09-06
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