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Vortrag bei Verteidigung meiner Dissertation mit dem Thema "Context as a Service" ...

Vortrag bei Verteidigung meiner Dissertation mit dem Thema "Context as a Service"

Zusammenfassung: In Mark Weisers Vision von ubiquitären Computern verschwinden Computer aus dem Blickfeld der Nutzer und interagieren nahtlos mit anderen Computern und Nutzern um Dienste und Informationen bereitzustellen. Durch das Verschieben des Computers in den Hintergrund des Nutzers wird eine andere Art an Anwendungen benötigt, um weiterhin zu interagieren allerdings ohne den Nutzer zu stören. Der Kontext einer Anwendung umfasst alle Informationen, die genutzt werden können um Situationen, Orte oder andere für die Anwendung relevante Objekte zu beschreiben. Kontextsensitive Anwendungen sind in der Lage ihre Umgebung zu überwachen und Wissen über externe Betriebsbedingungen anzusammeln. Diese Anwendungen können ihr Verhalten dynamisch an die gesammelten Informationen anpassen und somit (zumindest einen Teil) der fehlenden Nutzerinteraktion ersetzen. Kontextsensitivität kann also als wichtiger Baustein für Anwendungen im Umfeld von ubiquitären Computern angesehen werden. Dabei müssen kontextsensitive Anwendungen in Umgebungen ubiquitärer Systeme besondere Herausforderungen meistern, wie beispielsweise die Verteilung von Informationen über diverse Geräte, die Mobilität dieser Geräte, Beschränkung von Geräteressourcen und Heterogenität von Informationsquellen.

Moderne mobile Geräte sind heutzutage mit schnellen Prozessoren, großem Speicher und mehreren Sensoren, wie Global-Positioning-System-Sensor (GPS), Lichtsensor oder
Beschleunigungsmesser, ausgestattet. Da viele Anwendungen im Umfeld ubiquitärer Systeme Kontextinformationen nutzen, um ihre Dienste zu verbessern, eignen sich diese
Geräte hervorragend um kontextsensitive Anwendungen auszuführen. Zusätzlich zu den Sensoren können so genannte Kontext-Reasoner und externe Informationsquellen, wie
zum Beispiel ein in einem Gebäude installiertes Lokalisierungssystem existieren und somit auch als weitere Informationsquellen auf dem mobilen Gerät genutzt werden. Dabei
ist es möglich, dass all diese Sensoren und andere Quellen Informationen des gleichen Typs zur Verfügung stellen. Allerdings können sich diese Dienste in Qualitätsstufen
(z. B. Genauigkeit), Darstellungsform der angebotenen Informationen (z.B. Position in Koordinaten und als Adresse dargestellt) und in den Kosten für die Bereitstellung der
Informationen unterscheiden (z.B. Batterieverbrauch).

Mehr unter http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hebis:34-2013032242665

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  • Context as a ServiceDisputationMichael WagnerVerteilte SystemeFB16 - Elektrotechnik/InformatikUniversität Kassel
  • ÜbersichtEinführung und AufgabenstellungLösungsweg und Ergebnisse Kontextmodell und -ontologie Context Offer and Query Language Suche und Abgleich SelektionEvaluationZusammenfassungMichael Wagner – Context as a Service4. März20132
  • Einführung undAufgabenstellungMichael Wagner – Context as a Service4. März20133 View slide
  • Ubiquitous Computing“The most profound technologies are thosethat disappear. They weave themselves intothe fabric of everyday life until they areindistinguishable from it.“ [Wei91] Mobilität Dynamik Interoperabilität Heterogenität Nutzerinteraktion Adaptivität Kontextsensitivität SicherheitMichael Wagner – Context as a ServiceHerausforderungen im Ubiquitous Computing:4. März20134 View slide
  • Kontext & KontextsensitivitätKontext ist jede Information, die genutztwerden kann, um die Situation einer Entitätzu charakterisieren.KontextEine Anwendung ist kontextsensitiv, wennihr Verhalten durch Informationen überihren Kontext beeinflusst wird.KontextsensitivitätMichael Wagner – Context as a Service4. März20135
  • Kontextanbieter – BeispieleSensoren GPS-Sensor Digitaler Kompass Näherungssensor Lichtsensor Beschleunigungssensor ThermometerReasoner Zellen-basierte Position Netzwerk-basierte Position Kalender-basierte Position Aktivität Internet WetterMichael Wagner – Context as a Service4. März20136
  • HeterogenitätKontextanbieter lokal und verteilt bieten teilweiseInformationen vomgleichen Typ an aber unterschiedlicheQualität und Kosten und Repräsentationenvon Informationen undMetadatenKontextkonsumenten lokal und verteilt benötigen teilweiseInformationen vomgleichen Typ aber unterschiedlichePräferenzen bzgl.Qualität und Kosten und bzgl.Repräsentationen vonInformationen undMetadatenMichael Wagner – Context as a Service4. März20137
  • AufgabenstellungAuswahl und Aktivierung dynamisch zurLaufzeit entdeckter Kontextanbieter Abwägen von Qualität und Kosten Kostenminimierung Abschätzung von Qualität und Kostendeaktivierter Anbieter Unterstützung heterogener RepräsentationenMichael Wagner – Context as a Service4. März20138
  • HerausforderungenKontext alsDienstHeterogenitätAbstraktionLose Kopplung DynamischesAuffindenDynamischeAuswahlKosten-minimierungMichael Wagner – Context as a Service4. März20139
  • Existierende LösungenIm QuellcodeverlinkteKomponentenKapselung vonSensoren undReasonerKeineUnterstützung fürSuche undSelektionDynamische Suche undSelektion, z.B. [Dey00;CAS06;HM04]Keine Unterstützung fürheterogeneDatenrepräsentationenKeine Unterstützung fürDeaktivierung oderandereressourcenschonendeMaßnahmenFusion vonKontextinformationenunterschiedlicherQuellen, z.B. [NM04]Wenige Arbeitenunterstützen heterogenrepräsentierteDaten, z.B. [Rei10]Keine Deaktivierungunbenötigter QuellenKein AuswahlprozessMichael Wagner – Context as a Service4. März201310
  • Lösungsweg und ErgebnisseMichael Wagner – Context as a Service4. März201311
  • Lösungsweg• HeterogenitätKontext-modell und-ontologie• Abstraktion• Lose KopplungContextOffer andQueryLanguage• DynamischesAuffindenSuche undAbgleich• DynamischeAuswahl• KostenminimierungSelektionKopplungKonvertierungSuche und AbgleichSelektionMichael Wagner – Context as a ServiceKontext als Dienst4. März201312
  • KontextmodellMichael Wagner – Context as a ServiceKontext-modell und-ontologieScopeEntityRepresentationBasicRepresentationCompositeRepresentationcharacterizes *hasRepresentation *has Dimension *is-a4. März201313
  • RepräsentationenMichael Wagner – Context as a ServiceKontext-modell und-ontologieScopeEntityRepresentation LocationRepLocationInfocharacterizes *hasRepresentation *John Doeiois-ais-aLocationInfoIndv1Street = KönigstorNumber = 12City = KasselLatitude = 52.868Longitude = -2.193LocationInfoIndv2ioioiohasRepresentation *hasRepresentationcharacterizes *4. März201314
  • Kontextontologie Interne Struktur der Kontextinformationen undderen Metadaten als Repräsentationen in derOntologie Inter-Representation-Operations (IROs) zurTransformation zwischen Repräsentationen Metadaten-Operationen zur Berechnung neuerMetadaten basierend auf vorhandenenMetadaten Grundlagen: MUSIC [Rei+08a], CoOL [SLF03] undReichle [Rei10]Michael Wagner – Context as a ServiceKontext-modell und-ontologie4. März201315
  • Context Offerand Query LanguageMichael Wagner – Context as a ServiceAngebotoderNachfragevonKontext-information• einem bestimmtenInformationstyp zugehörig• eine bestimmte Entitätbeschreibend• in einer bestimmtenRepräsentation dargestellt• gemäß Bedingungen zuMetadatenGrundlagen: MUSIC Context Query Language(CQL) [Rei+08b] und der Information Offer andRequest Language (IORL) [Rei10]ContextOffer andQueryLanguage4. März201316
  • Beispiel fürAngebot und NachfrageMichael Wagner – Context as a ServiceContext Query 1Entity: User | Jon DoeScope: PositionRep: Cartesian CoordinatesAccuracy< 1 kmBatteryCost< 0.1mWhFreshness< 1 minContext Offer 1Entity: UserScope: PositionRep: WGS84GPS SensorAccuracy:< 10mBatteryCost< 0.5 mWhTimestamp(UNIX)ContextOffer andQueryLanguageAccuracy(0.1)Cost(0.9)4. März201317
  • Abgleich vonAngebot und NachfrageMichael Wagner – Context as a ServiceSuche undAbgleich4. März201318
  • Mediator ChainBeispiel für AbgleichMichael Wagner – Context as a ServiceSuche undAbgleich1. Informations-typen2. Entitäten3. Repräs-entationen4. Metadaten-BedingungenContext Query 1Entity: User |Jon DoeScope: PositionRep: CartesianCoordinatesAccuracy< 1 kmBatteryCost< 0.1mWhFreshness< 1 minContext Offer 1Entity: UserScope: PositionRep: WGS84GPS SensorAccuracy:< 10mBatteryCost < 0.5 mWhContext Offer 2Entity: UserScope: PositionRep: Cartesian CoordinatesCell-ID based Location SensorBatteryCost < 0.1 mWhAccuracy= 1 cellTimestamp(UNIX)Timestamp(UNIX)MediationWGS84 CartesianMetadataOperationMetadataMediation4. März201319
  • Anforderungen an dieSelektion Auswahl einer Kontextquelle für jede Anfrageanhand deren Präferenzen bzgl. Kosten undQualität Berücksichtigung der Möglichkeit, einenKontextdienst als Quelle für mehrere Anfragenzu nutzen Minimierung der KostenMichael Wagner – Context as a ServiceSelektion4. März201320
  • Selektionsfunktion4. März2013Michael Wagner – Context as a Service21Selektion
  • EvaluationMichael Wagner – Context as a Service4. März201322
  •  23 Kontextdienstemit 31Kontextangebote 5 Demonstratoren Heterogene Daten Einfache Selektion Selektion für mehrereAnfragen Teilen vonKontextdiensten KostenminimierungDemonstratorenMichael Wagner – Context as a ServiceDemonstratorKostenminimierung4. März201323
  • Evaluation vonPerformanz und SkalierbarkeitMediations-dienst• Exponentielles Wachstum im „Worth Case“• z.B. 250 Bedingungen in Anfrage und Angebot 18,39 msAbgleich vonBedingungenSelektions-dienstMichael Wagner – Context as a Service4. März201324
  • Zusammenfassung & AusblickMichael Wagner – Context as a Service4. März201325
  • ZusammenfassungUnterstützung kontextsensitiver Anwendungenin Ubiquitous Computing UmgebungenAufgabeKontextdienste als Abstraktion dynamischauffindbarer, lokaler und externerKontextquellen, -reasoner und andererDatenquellenLösungswegUmfassendes Konzept und Implementierung zurUnterstützung von kontextsensitiverAnwendungen bei der Suche, Mediation undSelektion von Kontextdiensten basierend aufQualitäts- und KostenkriterienErgebnis4. März201326Michael Wagner – Context as a Service
  • Ausblick Verbesserung der Skalierbarkeit desSelektionsansatzes z.B. durch einen Divide-and-Conquer-Ansatz Kombination aus Selektionsansatz undFusionsansatz Datenschutz und Sicherheit Methodische Unterstützung von EntwicklernMichael Wagner – Context as a Service4. März201327
  • Context as a ServiceDisputationMichael WagnerVerteilte SystemeFB16 - Elektrotechnik/InformatikUniversität Kassel
  • Publikationen als (Ko-)Autor I Jacqueline Floch, Cristina Fra, Rolf Fricke, Kurt Geihs, Michael Wagner, JorgeLorenzo, Eduardo Soladana, Stefan Mehlhase, Nearchos Paspallis, HosseinRahnama, Pedro A. Ruiz, and Ulrich Scholz. Playing MUSIC - building context-aware andself-adaptive mobile applications. In: Software: Practice and Experience (2012). issn:1097-024X. doi: 10.1002/spe.2116. url: http://dx.doi.org/10.1002/spe.2116. Kurt Geihs, Roland Reichle, Michael Wagner, and Mohammad Ullah Khan. Modeling ofContext-Aware Self-Adaptive Applications in Ubiquitous and Service-OrientedEnvironments. In: Software Engineering for Self-Adaptive Systems. Berlin, Heidelberg:Springer-Verlag, 2009, pp. 146-163. url:http://www.vs.uni-kassel.de/publications/2009/GRWK09. Kurt Geihs, Roland Reichle, Michael Wagner, and Mohammad Ullah Khan. Service-Oriented Adaptation in Ubiquitous Computing Environments. In: Proceedings IEEECSE09, 12th IEEE International Conference on Computational Science andEngineering, August 29-31, 2009, Vancouver, BC, Canada. IEEE ComputerSociety, 2009, pp. 458-463. Roland Reichle, Michael Wagner, Mohammad Ullah Khan, Kurt Geihs, JorgeLorenzo, Massimo Valla, Cristina Fra, Nearchos Paspallis, and George A. Papadopoulos. AComprehensive Context Modeling Framework for Pervasive Computing Systems. In:Distributed Applications and Interoperable Systems, 8th IFIP WG 6.1 InternationalConference, DAIS 2008, Oslo, Norway, June 4-6, 2008. Proceedings. Ed. By Rene Meierand Sotirios Terzis. Vol. 5053. LNCS. 2008, pp. 281-295. isbn: 978-3-540-68639-2.Michael Wagner – Context as a Service4. März201329
  • Publikationen als (Ko-)Autor II Roland Reichle, Michael Wagner, Mohammad Ullah Khan, Kurt Geihs, MassimoValla, Cristina Fra, Nearchos Paspallis, and George A. Papadopoulos. A Context QueryLanguage for Pervasive Computing Environments. In: Sixth Annual IEEE InternationalConference on Pervasive Computing and Communications (PerCom 2008), 17-21March 2008, Hong Kong. IEEE Computer Society, 2008, pp. 434-440. Michael Wagner. Context as a service. In: UbiComp 2010: UbiquitousComputing, 12th International Conference, UbiComp2010, Copenhagen, Denmark, September 26-29, 2019, Adjunct Papers Proceedings.Ed. by Jakob E. Bardram, Marc Langheinrich, Khai N. Truong, and Paddy Nixon. ACMInternational Conference Proceeding Series. ACM, 2010, pp. 489- 492. isbn: 978-1-4503-0283-8. Michael Wagner, Roland Reichle, and Kurt Geihs. Context as a service -Requirements, design and middleware support. In: Ninth Annual IEEE InternationalConference on Pervasive Computing and Communications, PerCom 2011, 21-25March 2011, Seattle, WA, USA, Workshop Proceedings. IEEE, 2011, pp. 220-225.Michael Wagner – Context as a Service4. März201330
  • Existierende Ansätze IMichael Wagner – Context as a ServiceArbeitAnforderung1:SucheAnforderung2:LooseKopplungAnforderung3:HeterogenitätAnforderung4:Angebot&AnfrageAnforderung5:(De-)AktivierungAnforderung6:ServiceSelektionAnforderung7:KostenreduzierungCoBrA[CFJ03a; CFJ03b; Che04;CFJ04]↑ ↑ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓CONTEXT[CAS06] ↑ ↑ ↓ ↗ ↓ ↑ ↘Context Toolkit[SDA99; DA00;Dey00]↓ ↑ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓↓= no support ↘ = very limited support ↗ = partial support ↑ = full support4. März201331
  • Existierende Ansätze IIMichael Wagner – Context as a ServiceArbeitAnforderung1:SucheAnforderung2:LooseKopplungAnforderung3:HeterogenitätAnforderung4:Angebot&AnfrageAnforderung5:(De-)AktivierungAnforderung6:ServiceSelektionAnforderung7:KostenreduzierungCOSMOS[CRS07; RCS08; ACC09] ↓ ↑ ↓ ↘ ↓ ↓ ↓EEMSS[Wan+09] ↓ ↓ ↓ ↓ ↑ ↗ ↑Gaia[Rom+02; RC03; RAC04] ↑ ↑ ↗ ↗ ↓ ↓ ↓Huebscher et al.[HM04] ? ↑ ↓ ↑ ↓ ↗ ↘↓= no support ↘ = very limited support ↗ = partial support ↑ = full support4. März201332
  • Existierende Ansätze IIIMichael Wagner – Context as a ServiceArbeitAnforderung1:SucheAnforderung2:LooseKopplungAnforderung3:HeterogenitätAnforderung4:Angebot&AnfrageAnforderung5:(De-)AktivierungAnforderung6:ServiceSelektionAnforderung7:KostenreduzierungHydrogen[Hof+03] ↓ ↑ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓Korpipää et al.[Kor+03; KM03;Kor+04; Kor+05]↑ ↑ ↓ ↗ ↓ ↓ ↓MobiLife[Flo+05; Ker+06] ↑ ↑ ↓ ↑ ↓ ↓ ↓MUSIC & Paspallis[Pas09] ↑ ↑ ↗ ↗ ↑ ↓ ↘↓= no support ↘ = very limited support ↗ = partial support ↑ = full support4. März201333
  • Existierende Ansätze IVMichael Wagner – Context as a ServiceArbeitAnforderung1:SucheAnforderung2:LooseKopplungAnforderung3:HeterogenitätAnforderung4:Angebot&AnfrageAnforderung5:(De-)AktivierungAnforderung6:ServiceSelektionAnforderung7:KostenreduzierungNexus[Bec04; Rot+06; NM04;Gro+09; Lan+09; Hön+09]↓ ↑ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓QCMM[MTD08; MTD09; MTD10] ? ↑ ↓ ↗ ↓ ↗ ↓Reichle[Rei10] ↑ ↑ ↗ ↗ ↓ ↓ ↓↓= no support ↘ = very limited support ↗ = partial support ↑ = full support4. März201334
  • Existierende Ansätze VMichael Wagner – Context as a ServiceArbeitAnforderung1:SucheAnforderung2:LooseKopplungAnforderung3:HeterogenitätAnforderung4:Angebot&AnfrageAnforderung5:(De-)AktivierungAnforderung6:ServiceSelektionAnforderung7:KostenreduzierungRoy et al.[RGD10; RDJ12] ↑ ↑ ↓ ↗ ↓ ↗ ↗Sentient Object Model[BC04] ↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ↓ ↓SOCAM[GPZ04; Gu+04; GPZ05] ↑ ↑ ↓ ↑ ↓ ↓ ↓↓= no support ↘ = very limited support ↗ = partial support ↑ = full support4. März201335
  • Semantisches Tableau fürAusdruckslogikX XMichael Wagner – Context as a ServiceBeispiel:Konstruktionsregeln:4. März201336
  • ZusammengesetzteRepräsentationMichael Wagner – Context as a ServiceScope Representationhas RepresentationBasicRepresentationCompositeRepresentationis a is ahasDimensionLocationRepWGS84Repis ais ais aFloatRepis aLocationConceptsLatitudeLongitudeAltitudeis ais ais ais ahas Latitudehas Longitudehas Altitudehas RepresentationUnithas UnitFloatInMeterRepdegreesmeterBaseUnitUnitDerivedByScalingradianis ais a is aderived fromhas Unit<implicitclass>is ahas Unithas RepresentationDerivedUnitis ainstance ofinstanceofinstance ofKontext-modell und-ontologie4. März201337
  • KontextoperationenMichael Wagner – Context as a ServiceOperationInter-RepresentationOperationMetadataOperationScopeMetadataDerived Metadata Common Metadatais aTimestampFreshnessbased onis a is ais ais ais ais aworks onOperationGroundinghas Groundingderived byderivesFreshnessOperationderived byderivesis ahas Input Metadatahas Output Metadatahas DependencyRepresentationhas Representationhas Inputhas OutputKontext-modell und-ontologie4. März201338
  • MetadatenMichael Wagner – Context as a ServiceScopeis aMetadataCommon Metadata ScopeMetadataRepresentationMetadataAtomic Metadata Derived Metadata CostMetadataSensor CostMetadataCost of ContextMetadatais ais ais a is ais ais ais ais ais abased onTimestamp FreshnessbasedOnis ais ais ais ais aValue Rangeis aReliabilityis aEstimated SensorCostis aEstimated CoCis aChange Frequencyis abasedOnbasedOnis aKontext-modell und-ontologie4. März201339
  • Hierarchische Kompositionder KontextontologieMichael Wagner – Context as a Service Quelle: [Rei10]Kontext-modell und-ontologie4. März201340
  • Context Offerand Query LanguageMichael Wagner – Context as a ServiceContext Offer/RequestScope Representation SubscriptionSource(0ffer)Characterized Entity(1..*)EntityEntityConstraintSelectionFunction(Request)SelectionFunctionFactor (0..*)ScopeConstraint(0..*)MetadataConstraint(0..*)Scope ConstraintComposite Scope ConstraintOperator Scope Constraint (0..*)Atomic Scope ConstraintScopeID orScopePropertyOperator Value DeltaMetadata ConstraintComposite Scope ConstraintOperator Metadata Constraints (0..*)Atomic Metadata ConstraintMetadataclassOperator Value Delta RepresentationPositionWGS84OnChangejon@doe.com0.9 accuracy(max)0.1 cost (min)freshnessless1 minContextOffer andQueryLanguage4. März201341
  • MediatorkettenMichael Wagner – Context as a ServiceGenericmetadatummediation &calculationIRO-baseddependencymediationContext offerGenericmetadatummediationIRO-specificmetadatummediationContextInformationRep_outMetadatum1Rep_outMetadatum3Rep_outContextInformationRep_inMetadatum1Rep_inMetadatum2Rep_inMediationMediationMediationMediatorchainMediator chainMediationMediationMediationMediationMediationContext queryMetadatum2Rep_outCalculationMetadata MediatorIRO Mediator1234Suche undAbgleich4. März201342
  • Beispiel – MediatorkettenMichael Wagner – Context as a ServiceIRO-baseddependencymediationGenericmetadatummediationIRO-specificmetadatummediationGenericmetadatummediation &calculationContext offerContext queryMediator chainPosition(WGS_84)Metadatum1Accuracy (m)Metadatum2Freshness (min)PositionWorkstationNumberMetadatum1Accuracy (m)Metadatum2Timestamp (UNIX)Mediationsecond intominuteacc=1 mfresh>0 mincost =0.05 mWhMediator chainBuilding Position(WGS84)CalculationFreshness (s)based onTimestamp(UNIX)MediationEstimated cost(mWh)increaseMediationPosition WGS84MediationAccuracy(m)decreaseMediationWorkstationNo. RoomPositionrelativMetadatum3Estimated cost(mWh)Metadatum3Estimated cost(mWh)MediationAccuracy (m)decreaseacc >10 mtimestamp >0 scost =0.15mWhfresh>0 sSuche undAbgleich4. März201343
  • Abgleich Bedingungen –Metadaten-Wertbereiche Wertebereiche von Metadaten Der Wertebereich eines Typs von Metadatenumfasst alle möglichen Werte von Metadatendieses Typs. Beispiele für Ableitung des Wertebereichs ausBedingungen:Michael Wagner – Context as a ServiceSuche undAbgleichOperator Abkürzung PrädikatEqual EQGreaterthan GTLessthan LTGreaterorequal GE4. März201344
  • Abgleich Bedingungen –KonsistenzMichael Wagner – Context as a ServiceSuche undAbgleichSchwache KonsistenzStrenge Konsistenz4. März201345
  • Beispiel – Abgleich BedingungenMichael Wagner – Context as a Serviceweak X4. März201346
  • Beispiel – SelektionMichael Wagner – Context as a ServiceChain 7Chain 1Chain 3Chain 2Chain 4Chain 6Chain 5cost: 15 acc: 10cost :5 acc: 5cost: 100 acc: 100cost: 50 acc: 50cost: 5 acc:5Context Offer 2cost: 100 acc: 100Context Offer 1cost: 5 acc: 5Context Request 2cost accContext Request 1cost accContext Request 3cost acccost: 50 acc: 50cost: 5 acc: 5Chain 8cost: 50 acc: 50Context Offer 3cost: 50 acc: 50high preference of request tomin/max metadatummedium preferencelow preferenceoptimal selection for singlequerysuboptiomal selection for asingle queryoptimal selection for set ofqueriesSelektion4. März201347
  • Berechnung QualitätswertMichael Wagner – Context as a ServiceSelektion4. März201348
  • Berechnung KostenwertMichael Wagner – Context as a ServiceSelektion4. März201349
  • Wertebereich IMichael Wagner – Context as a ServiceSelektion4. März201350
  • Wertebereich IIMichael Wagner – Context as a ServiceSelektion4. März201351
  • Wertebereich IIIMichael Wagner – Context as a ServiceSelektion4. März201352
  • Michael Wagner – Context as a ServiceSelektionsfunktion I Selektion4. März201353
  • Selektionsfunktion IIMichael Wagner – Context as a ServiceSelektion4. März201354
  • Middleware – InfrastrukturMichael Wagner – Context as a ServiceDevice 2Device 2 Device mDevice 1MiddlewareInstance 1Application 1CQSensor 1COReasoner 1COCQApplication 2CQSensor 3COSensor 4COSensor 5COApplication 4CQApplication 3CQSensor 2COMiddlewareInstance 3Reasoner 2COCQApplicationReasoning 1CQContextServiceConsumerMiddlewareContextServicesMiddlewareInstance 2Synchronous orasynchronous communicationof context informationServiceadvertisement &context disseminationCO Context Offer CQ Context Query4. März201355
  • Middleware – Architektur JAVA-Implementierung Basierend aufOSGi Android-spezifischeKontextdiensteMichael Wagner – Context as a ServiceMiddlewareOntologyReasonerMediationEngineSelectionServiceQoC & CoCMonitorRegisterTrigger MatchingUseTriggerSelectionTriggermediation checkTriggerBinding &AccessRepository Punish &amnesty offersEstablishmediatorchainsAccessRepositoryAccessOntologyAccess OntologyAccessRepositoryMatchingServiceOntologyManagerOntologyAccess RepositoryTriggerMonitoringAccessRepository DiscoveryServiceContext Offer& QueryRepositoryDiscoveryPluginMiddlewareInstancesContextRepositoryContext DataRepositoryContextServiceConsumerContextServiceData Push/PullDataPush/PullActivate / deactivate offerBindingServiceBindingPluginMediator ChainRepositoryVisualizationServiceInform Inform4. März201356
  • Kontextdienst – ZyklusMichael Wagner – Context as a ServiceContext Service lifecycleActiveOSGi lifecycleINSTALLEDRESOLVEDUNINSTALLEDSTARTINGC_INSTALLEDC_RESOLVEDC_ACTIVESTOPPINGinstallresolverefresh /updateuninstalluninstallrefresh / updatestartc_resolvec_resolvec_activate c_deactivatestopC_PUNISHEDc_punishc_amnesty4. März201357
  • DemonstratorBeispiele KontextangeboteOffer Entity Scope Representation Metadata ConstraintsAcceleration(GoogleNexus One –normaldelay)Device| thisAcceleration Android-Device-Acceleration-RepTimeStamp ≥ 1UnixTimeStamp ᴧPowerConsumption 1.71PercentPerHour ᴧChangeFrequency = 4.09 HzFall detection Device| thisFallDetectionBooleanRep FalseNegativeRate = 2.67%ᴧFalsePositiveRate = 8.7%ᴧDeviceMemoryUsage =600kB ᴧCPUUsage = 3.128MHzActivityrecognition 1User |thisActivity Activity-KwapiscRep(String)Accuracy > 61.5% ᴧAccuracy < 98.3%CalendarActivityUser |thisActivity Activity-CalendarRep(String)Cost = 0Michael Wagner – Context as a Service4. März201358
  • DemonstratorBeispiele KontextanfragenContextConsumerEntity Scope Representation MetadataConstraintsSelectionCriteriaFalldetectionDevice| thisAcceleration Android-Device-Acceleration-RepminChange-FrequencyActivityrecognition 5Device| thisAcceleration Android-Device-Acceleration-RepChange-Frequency >10 HzminChange-FrequencyDem. A1 User |mwaLocation AddressRep Freshness <10s0.9 minEstimatedSensorCost& 0.1Accuracy(m)Dem. A2 User |mwaActivity ActivityKoseRepMichael Wagner – Context as a Service4. März201359
  • DemonstratorBeispiele IROsIRO Name Scope InputRep OutputRep InputMetadataOutputMetadataActivityLee-ToKoseIROActivity ActivityLeeRep ActivityKoseRepSecondTo-MilliSecond-IROScope DoubleRep &Unit=secondDoubleRep &Unit=milli-secondWGS84To-AddressIROLocation LocationWGS84AddressRep EstimatedSensorCost(DoubleRep)EstimatedSensorCost(DoubleRep)CastIRO Scope Basic-RepresentationBasic-RepresentationMichael Wagner – Context as a Service4. März201360
  • Demonstrator A: ScreenshotsMichael Wagner – Context as a ServiceQuery 1: Location (AddressRep) Ausgewählte Kette:Network Location Service Query 14. März201361
  • Demonstrator E:KostenminimierungMichael Wagner – Context as a Service4. März201362
  • Evaluation – MediationsdienstMichael Wagner – Context as a Service4. März201363
  • Evaluation – Mediationsdienst –SpeicherMichael Wagner – Context as a Service4. März201364
  • EvaluationAbgleich von ConstraintsMichael Wagner – Context as a Service4. März201365
  • Evaluation – SelektionMichael Wagner – Context as a Service4. März201366
  • Referenzen I Zied Abid, Sophie Chabridon, and Denis Conan. A Framework for Quality of ContextManagement. In: Quality of Context, First International Workshop, QuaCon 2009, Stuttgart,Germany, June 25-26, 2009. Revised Papers. Ed. by Kurt Rothermel, Dieter Fritsch, WolfgangBlochinger, and Frank Düurr. Vol. 5786. LNCS. Springer, 2009, pp. 120-131. isbn: 978-3-642-04558-5. Alessandra Agostini, Claudio Bettini, Nicolo Cesa-Bianchi, Dario Maggiorini, Daniele Riboni,Michele Ruberl, Cristiano Sala, and Davide Vitali. Towards Highly Adaptive Services for MobileComputing. In: Mobile Information Systems, IFIP TC 8 Working Conference on MobileInformation Systems (MOBIS), 15-17 September 2004, Oslo, Norway. Ed. by Elaine Lawrence,Barbara Pernici, and John Krogstie. Vol. 158. IFIP International Federation for InformationProcessing. 2004, pp. 121-134. isbn: 0-387-22851-9. Alessandra Agostini, Claudio Bettini, and Daniele Riboni. A Performance Evaluation ofOntology-Based Context Reasoning. In: Fifth Annual IEEE International Conference on PervasiveComputing and Communications - Workshops (PerCom Workshops 2007), 19-23 March 2007,White Plains, New York, USA. IEEE Computer Society, 2007, pp. 3-8. isbn: 978-0-7695-2788-8. Alessandra Agostini, Claudio Bettini, and Daniele Riboni. Loosely Coupling OntologicalReasoning with an Ecient Middleware for Context-awareness. In: 2nd Annual InternationalConference on Mobile and Ubiquitous Systems (MobiQuitous 2005), 17-21 July 2005, San Diego,CA, USA. IEEE Computer Society, 2005, pp. 175-182. isbn: 0-7695-2375-7.Michael Wagner – Context as a Service4. März201367
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