Efficient task allocation in internet of things based systems
IoT tabanlı sistemlerde etkin görev dağılımı
- Tez No: 545561
- Danışmanlar: PROF. DR. SUAT ÖZDEMİR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 198
Özet
Nesnelerin İnterneti (Nİ), bilgi toplamak, iletişim ve bilgi işlemek için kullanılan gelişmekte olan bir teknolojidir. Nİ'nin başarılı uygulamaları, farklı kabiliyetlere sahip olan nesneleri bir heterojen ağ çatısı altında birbirine bağlı bir şekilde tutar. Amaç ağda bulunan nesnelerin kaynaklarını bulundurup ve dinamik bir şekilde işbirliği yaparak istenilen bir görevi yerine getirmektir. Ancak Nİ'nin birçok cihaz için görev dağılımında harcanacak enerjiyi minimize etmek hayati bir önem taşımaktadır. Günümüzde, bu konu ile ilgili mevcut çalışmaların hemen hemen tümü nesnelerin farklı enerji seviyelerini ve çeşitli işletim güçlerini dikkate almadan sezgisel en iyileme yöntemlerini kullanarak görev dağılımının farklı sorunlarını çözmeye uğraşmıştır. Bu tezde nesnelerin İnternetin'de görev dağolım problemi ele alınmıştır. Problem görev grupları ve sanal nesneler kavramını kullanarak evrimsel yöntemler çatısı altında modellenmiştir. Ayrıca, farklı uygulamaların farklı tasarım özelliklerini düşünerek, farklı uygulama senaryoların gereksinimlerini karşılıyabilen yedi yeni protokol geliştirilmiştir. Geliştirilen protokoller, enerji verimliliği, uzatılmış operasyonel ve stabil süreler ve işleme gücü artırmak gibi hedeflere uyacak şekilde tasarlanmıştır. Bilgimiz dahilinde çalışmamız Nİ'de görev dağılımı problemi için görev grupları ve sanal nesneler kavramı tabanlı bir çözüm çerçevesi öneren ilk çalışmalar arasındadır. Ayrıca, meta sezgisel yöntemleri kullanarak bu problemi çözen ilk çalışmadır. Geliştirilen protokollerin performansını değerlendirmek için, enerji verimliliği, operasyonel tur sayısı, stabil sürelerin uzunluğu, sanal nesnelerde ortalama enerji miktarı, hesaplama gücü, gereken hesaplama zamanı ve önerilen evrimsel algoritmanın kalitesi gibi çeşitli değerlendirme metrikleri kullanılmıştır. Protokollerin performansı analiz edilmiş ve literatürdeki en ilgili çalışmayla karşılaştırılmıştır. Sonuçlar geliştirilen protokollerin performans üstünlüğünü kanıtladı.
Özet (Çeviri)
Internet of Things is a fast growing technology for information collection, communications and processing. Successful applications of Internet of Things aim to interconnect objects with varied capabilities within the same heterogeneous network. The goal is to allow the network entities to cooperate and make their resources available in order to perform the demanded task. However for variety of Internet of Things objects minimizing the energy to be spent for task allocation purposes will be one of the primary constraints. Currently, almost all existing studies employ heuristic optimizations to cope with different aspects of task allocation problems without taking into consideration the heterogeneous nature of IoT objects in terms of their computation and energy levels. In this thesis, the problem of task allocation in Internet of Things is addressed. The problem is modeled using task groups and virtual objects concept by adopting evolutionary based methods. Considering different design requirements of different applications, we have proposed seven novel protocols to meet the requirements of different application scenarios. The proposed protocols are tailored to meet different goals of energy efficiency, extended operational and stability periods, and maximized computation power. To the best of our knowledge, our work is among the first works to propose task groups and virtual objects based framework to solve the task allocation problem in IoT, and the first work that adopts meta-heuristic methods for this purpose. To evaluate the proposed protocols several evaluation metrics are considered, such as: energy efficiency, number of operational rounds, length of stability periods, average available energy in virtual objects, computation power, computation time, and the quality of the proposed evolutionary algorithm. The performance of the protocols are analyzed and benchmarked by comparing them with the most relative work in the literature through extensive simulations. The results have proved the superiority of the proposed protocols.
Benzer Tezler
- Coğrafı̇ bı̇lgı̇ teknolojı̇lerı̇ ı̇le akıllı şehı̇r tasarımı
Designing geographic information system framework for smart cities
ABDULLAH SAİD TÜRKSEVER
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAHSİN YOMRALIOĞLU
- Çoklu ürün ekosistemlerinde kullanıcı deneyimi: Akıllı banyo baskülleri üzerinden bir inceleme
User experience in multi-device ecosystems: An evaluation on connected smart scales
CEYDA BAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Endüstri Ürünleri Tasarımıİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Ürünleri Tasarımı Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ EKREM CEM ALPPAY
- Ultra güvenilir düşük gecikmeli sınır bilişimde dinamik görev aktarımı ve kaynak tahsisi
Dynamic task offloading and resource allocation for ultra-reliable low-latency edge computing
ŞEVKET EFE GÜLLERCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMRE AKTAŞ
- Resource allocation in vehicular edge computing networksbased on deep reinforcement learning
Araç uç bilişiminde derin pekiştirmeli öğrenmeye dayalıkaynak tahsisi
HOMA MALEKI
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Uygulamaları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LÜTFİYE DURAK ATA
- Dynamic use of spatial information produced by crowdsourcing approach through social media in the cloud-based decision support process during a disaster
Afet anında toplumun sosyal medya araçlarıyla ürettiği mekânsal bilgilerin bulut tabanlı karar destek sürecinde dinamik kullanımı
FEYZİ ÇELİK YILANKIRAN
Doktora
İngilizce
2021
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Uygulamaları Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CANER GÜNEY