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Sistemi Mobili MSistemi Mobili M
Università di BolognaCdS L M i t l i I i I f tiCdS Laurea Magistrale in Ingegneria Informatica
II Ciclo - A.A. 2013/2014
Corso di Sistemi Mobili M (8 cfu)
Docente: Paolo [email protected]
http://lia.deis.unibo.it/Courses/sm1314-info/
Intro al Corso - Sistemi Mobili M 1
p // / / /
http://lia.deis.unibo.it/Staff/PaoloBellavista/
Sistemi Mobili M in una SlideSistemi Mobili M in una Slide
Propedeuticità: nessunama i contenuti dei “vecchi” corsi di reti di calcolatori (Reti di Calcolatori Tma i contenuti dei vecchi corsi di reti di calcolatori (Reti di Calcolatori T e anche, molto parz, Reti di Calcolatori M) e Tecnologie Web T possono essere sicuramente utili
Modalità d’esame: lunga ☺ prova orale (con discussione di piccolo progetto – opzionale; anche possibilità di Attività Progettuale da 3/4 cfu)
Oggetto del corso (in estrema sintesi): conoscenza dei modelli e delle soluzioni alla base della realizzazione di sistemi mobili allo stato dell’arte dei servizi erogati su essi e deimobili allo stato dell arte, dei servizi erogati su essi, e dei sistemi di supporto (middleware) necessari allo sviluppo e alla gestione runtime di tali servizi mobili. Conoscenze gmetodologiche, modellistiche e implementative per progettazione, realizzazione, deployment e valutazione
Intro al Corso - Sistemi Mobili M 2
runtime di servizi mobili
Sistemi Mobili M:Sistemi Mobili M:Abilità Conseguite (1)Abilità Conseguite (1)Abilità Conseguite (1)Abilità Conseguite (1)
Competenze in uscita:Complementi di comunicazioni e sistemi wireless
cenni su modelli di propagazione e fadingpanoramica su principali caratteristiche IEEE 802 11panoramica su principali caratteristiche IEEE 802.11(infrastrutturato, ad hoc – WiFiDirect - e mesh)panoramica su principali caratteristiche reti cellularipanoramica su principali caratteristiche IEEE 802 15panoramica su principali caratteristiche IEEE 802.15reti mobile ad hoc (MANET) e principali protocolli di routinggestione mobilità e Mobile IPt i h di i i t bilitàtecniche di posizionamento e mobilità
Concetto di mobile middleware esempi di piattaforma (J2ME, Android, iOS,...)tecnologie di supporto (SIP, IMS, Web Services, discovery, …)argomenti avanzati come context awareness service
Intro al Corso - Sistemi Mobili M 3
argomenti avanzati come context awareness, service composition, overlay networking, mobile-to-cloud integration
Sistemi Mobili M:Sistemi Mobili M:Abilità Conseguite (2)Abilità Conseguite (2)Abilità Conseguite (2)Abilità Conseguite (2)
Concetto di mobile middleware …principi e pattern (principi Internet, Web, SOA e mobile, pattern per mobile computing)
bil imobile messagingpublish/subscribedata synchronization
Filoni applicativi, domini specifici e scenariaccesso mobile al Web multi-modalità e multi-canalitàaccesso mobile al Web, multi modalità e multi canalitàservizi location-aware e context-awarecontext management e smart spacealta mobilità e reti veicolari DTNalta mobilità e reti veicolari, DTN, …opportunistic networkingdisseminazione dati e metadati, coordinamento tramite
t ti ti
Intro al Corso - Sistemi Mobili M 4
comportamenti emergenticenni di mobile social networking e privacy
Sistemi Mobili M:Sistemi Mobili M:Abilità Conseguite (3)Abilità Conseguite (3)Abilità Conseguite (3)Abilità Conseguite (3)
Il corso includerà inoltre:
alcune esercitazioni guidate di laboratorio su alcune tematiche e tecnologie affrontate a lezione (handoff orizzontale e
ti l J2ME A d id ti t i i l ti d d tverticale, J2ME, Android, gestione smart space, servizi location-dependent e geolocalizzazione, context-awareness, …). Le esercitazioni saranno a svolgimento autonomo da parte degli studenti, sotto supervisione del docente; prevederanno l’utilizzo di ambienti di simulazione avanzati (Qualnet e iTetris) e di dispositivi Android; le soluzioni e i progetti realizzati saranno resi disponibili sul sito Web del corso p
discussione di casi di studio concreti, specialm. nei domini applicativi dei servizi Web mobili e dei servizi pplocation/context-aware e per smart space
possibilità di seminari addizionali di presentazione di
Intro al Corso - Sistemi Mobili M 55
possibilità di seminari addizionali di presentazione di significativi casi aziendali
Sistemi Distribuiti M:Sistemi Distribuiti M:Modalità e Date d’EsameModalità e Date d’EsameModalità e Date d EsameModalità e Date d Esame
La prova d’esame consisterà:
in una LUNGA prova orale, che verterà ovviamente ☺sull’intero programma del corso
nella discussione di un progetto opzionale (guidato e proposto dal docente) di realizzazione di applicazioni e/o supporti che sfruttino alcune tecnologie affrontate all’interno del corsoche sfruttino alcune tecnologie affrontate all interno del corso
Il progetto, ovviamente in tal caso di complessità maggiore ☺, potrà essereassociato ad una Attività Progettuale da 3/4 cfu
Date d’esame (si prevedono 8 appelli annuali; date successive e iscrizione obbligatoria tramite http://almaesami.unibo.it):
Primo appello – martedì 17 giugno 2014, ore 9:30, ufficio docente
Secondo appello - martedì 1 luglio 2014, ore 9:30, aula tbc
Intro al Corso - Sistemi Mobili M 66
Terzo appello – martedì 22 luglio 2014, ore 9:30, aula tbc
Materiale DidatticoMateriale DidatticoCopiaCopia delle diapositive mostrate a lezione ed esercitazioni guidate di laboratorio (scaricabili mano a mano dalle pagine Web del corso; le slide saranno caricate di settimana in settimana)saranno caricate di settimana in settimana)
Testi suggeriti:Testi suggeriti:S. Tarkoma, Mobile Middleware, Wiley, 2009Ke-Lin Du, M.N.S. Swamy, Wireless Communication Systems, Cambridge University Press, 2010R. Meier, Professional Android 2 Application Development, Wrox, 2010M. Gargenta, Learning Android, O’Reilly, 2011
Altre utili sorgenti onAltre utili sorgenti on--line di informazioniline di informazioni:J2ME tutorial, http://developers.sun.com/mobility/midp/articles/wtoolkit/Corso di Mobile & Pervasive Computing, Univ. Carnegie-Mellon, 2010p g, g ,Corso di Mobile Computing, Univ. Ohio, 2009Corso di Pervasive Computing, MIT, 2008Corso di Mobile Computing, Virginia Tech, 2010
Intro al Corso - Sistemi Mobili M 77
Corso di Mobile Computing and Sensor Networks, NJIT, 2008
Accesso ai Lab e Accesso ai Lab e Ricevimento StudentiRicevimento StudentiRicevimento StudentiRicevimento Studenti
Laboratorio assegnato per le esercitazioni autonome:Lab2Lab2(utilizzabile ogni volta che il lab non è occupato da lezioni)Strumenti: soliti IDE, specialmente Eclipse, per sviluppo su Android e J2ME iOS SDK Q l t ( i l t t lli t tti i li lli d llJ2ME, iOS SDK, Qualnet (simulatore per protocolli a tutti i livelli dello stack protocollare), SUMO/ns3/iTetris? e veri dispositivi Android(solo in qualche unità ☺…)Strumenti di sviluppo e deployment ulteriori ( i tiliStrumenti di sviluppo e deployment ulteriori (cosiccome utili sorgenti addizionali di materiale) saranno descritti e citati quando si affronteranno gli argomenti specifici
Orari di ricevimento del docente:lunedì ore 14:00-16:00lunedì ore 14:00 16:00 o previo appuntamento via email (specie durante il II ciclo di lezioni)c/o “nuovi” studi DISI – edificio aule nuove (di fianco aula 5.7)
Intro al Corso - Sistemi Mobili M 88
( )E-mail: [email protected]
Interazione DocenteInterazione Docente--StudentiStudenti
Oltre alle lezioni e all’orario di ricevimento:Oltre alle lezioni e all orario di ricevimento:Il punto di riferimento essenziale è il sito Web del corso:http://lia.deis.unibo.it/Courses/sm1314-info
(eventualmente anche) Lista di distribuzione del corso: è un servizio del portale di ateneo che consente di inviare, via e-mail, comunicazioni, messaggi e materiali di approfondimento agli studenti
Accesso mediante lo stesso account della “mia e-mail” alla pagina:Accesso mediante lo stesso account della mia e-mail alla pagina:http://www.unibo.it/Portale/Servizi+online/Liste+distribuzione/default.htm
d ll li t 1314 i f
Intro al Corso - Sistemi Mobili M 99
nome della lista: sm1314-info
Orario delle LezioniOrario delle Lezioni
Normalmente:
lunedì ore 12-14, aula 7.6giovedì ore 11-14, aula 7.4
(any overlapping???)( y pp g )
Un numero limitato di lezioni potrà essere svolto direttamente in Lab2, previo avviso a lezione in abbondante anticipo
Eventuali variazioni verranno comunicate prontamente tramite sito Web del corso e
Intro al Corso - Sistemi Mobili M 1010
prontamente tramite sito Web del corso e mailing list di distribuzione
Perché un Corso di Sistemi Mobili:Marketing Presentation ☺Marketing Presentation ☺
Trend di mercato degli ultimi anni mostra grande crescita degli smartphonesmartphone
Disponibilità di applicazioni molto attrattiveBrowserMultimedia player, augmented realitySocial networking
Hardware con crescenti performanceHardware con crescenti performance, ad es. display
Connettività (Rete 3.5G, Wi-Fi, Bluetooth)GPS, bussola, giroscopi, sensori, …Sistemi di storage SSD
Tendenza a diventare un mercato di massaTendenza a diventare un mercato di massaNel 2015 (dati Juniper Research)
prezzo degli smartphone scenderà a 80$
Intro al Corso - Sistemi Mobili M 11
185 milioni di unità vendute
Smartphone – Mercato Globale
Nel corso del 2011 scenario di mercato a livello globale delineato in maniera abbastanza netta:
Rispetto all’anno precedente, vendite aumentate del 42% (l’anno precedente dell’89%!)Dispositivi con sistema operativo Android sono stati i più venduti nell’ultimoDispositivi con sistema operativo Android sono stati i più venduti nell ultimo quarto del 2011 (già crescita del 615% tra 2010 e 2009)115 milioni di unità vendute in 3Q11
Sistema operativo 3Q11Unità
3Q11 Quota di mercato (%)
3Q10 Unità 3Q10 Quota di mercato (%)
Android 60.490.400 52,5 20.544.000 25,3Symbian 19.500.100 16,9 29.480.100 36,3
iOS 17.295.300 15,0 13.484.400 16,6RIM 12.701.100 11,0 12.508.300 15,4
Bada 2.478.500 2,2 920.600 1,1
Dati: Canalys
Microsoft 1.701.900 1,5 2.203.900 2,7Others 1.018.100 0,9 1.991.300 2,5Totale 115.185.400 100 81.132.600 100
Intro al Corso - Sistemi Mobili M 12
Dati: CanalysGartner, Nov. 2011
Tablet – Mercato Globale
Mercato dei tablet conferma lo stesso andamento di rapida crescita di terminali Androidterminali Android
OS Vendite Q3 Vendite Q4 Totale 2010 (milioni) 2010 (milioni) 2010
Apple iOS 4.2 7.3 14.8Android 0 1 2 1 2 3Android 0.1 2.1 2.3Altro 0.1 0.3 0.5Totale 4.4 9.7 17.6
OS Quota di t Q3
Quota di t Q4
Totale 2010
ota e 9 6
mercato - Q3 2010
mercato - Q4 2010
2010
Apple iOS 95.5% 75.3% 84.1%
Intro al Corso - Sistemi Mobili M 13
Android 2.3% 21.6% 13.1%Dati: Canalys
Smartphone – Mercato EU5Mercato EU5 (UK, DE, FR, ES, IT) degli smartphone è cresciuto del 41%
60.850.000 sottoscrittori a luglio’10 contro 43.053.000 a luglio’0960 850 000 so osc o a ug o 0 co o 3 053 000 a ug o 09Symbian Apple Microsoft RIM Google
luglio ’10 33.080 11.667 7.081 4.886 3.708 Sottoscrizioni (K)
54.4% 19.2% 11.6% 8.0% 6.1% Percentuale
luglio’09 29.601 4.308 5.972 2.746 208 Sottoscrizioni (K)
68.8% 10.2% 13.9% 6.4% 0.5% Percentuale
Diffusione sistemi operativi, tendenza italiana simile a quella europea (dati luglio‘10)Maggiore penetrazione smartphone Symbian
Variazione -14.4% 9.0% -2.3% 1.6% 5.6% Percentuale
Maggiore penetrazione smartphone SymbianQuote di mercato ancora relativamente basse per iPhone e Android
UK Francia Germania Italia Spagna
Symbian 37.3% 35.4% 51.6% 72.5% 69.3%
Apple 29.6% 31.6% 21.2% 9.8% 8.6%
Microsoft 7.1% 13.8% 16.0% 11.4% 11.9%
Intro al Corso - Sistemi Mobili M 14
RIM 16.0% 7.4% 5.5% 4.7% 4.7%
Google 9.9% 11.8% 5.7% 1.5% 1.5%Dati: ComScore
Smartphone – Accessi Web
Quota di mercato maggiore di Nokia ma maggioranza di accessi Web avviene da iPhoneavviene da iPhone
Intro al Corso - Sistemi Mobili M 15Dati: StatCounter
Smartphone – Accessi Web USAAccesso Web negli USA è un dato interessante perché dà una prospettiva sul mercato europeo e italiano nel breve terminep p pSi nota come negli USA l’utilizzo di terminali con Android OS sia già molto ampio
Intro al Corso - Sistemi Mobili M 16Dati: StatCounter
Perché un Corso di Sistemi Mobili:Perché un Corso di Sistemi Mobili:un pochino più tecniciun pochino più tecniciun pochino più tecnici…un pochino più tecnici…
Definizione di mobile computing contextDefinizione di mobile computing, context awareness e middleware Perché mobile computing non è per nulla commodityPerché mobile computing non è per nulla commodity ma grandissima opportunità aperta di ricerca e businesse businessMobile computing genera differenti requisiti in progettazione/implementazione middleware eprogettazione/implementazione middleware e applicazioni swEsempi di middleware e servizi mobili ad alta pinnovativitàIdea provocatoria: “future pervasive systems
Intro al Corso - Sistemi Mobili M 17
p p yas social sharing spaces”?
Mobile Computing (1)Mobile Computing (1)
Mobile computing richiede approccio a livelli multipli eMobile computing richiede approccio a livelli multipli e con competenze multiple:Dispositivi embedded (problematiche miniaturizzazione, consumo ridotto di energia, …)Comunicazioni wireless (IEEE 802.11a/b/g/s, Bluetooth, WiMAX, comunicazioni veicolari, …)WiMAX, comunicazioni veicolari, …)Piattaforme di supporto software (Android, iOS, SymbianOS, MS Windows Phone, …)Gestione energia a livello piattaforma softwareGestione interfacce wireless multiple e handover a livello piattaforma softwarelivello piattaforma softwareGestione contesto…
Intro al Corso - Sistemi Mobili M 18
Mobile Computing (2)Mobile Computing (2)
…Gestione cross-layer requisiti applicativi e allocazione risorseSupporto a servizi infrastructure-basedSupporto a servizi peer-to-peerS t i i bili t i ti i d lSupporto a servizi mobili opportunistici e delay-tolerantSupporto a servizi mobili social-awareSupporto a servizi mobili social awareSupporto a servizi mobili in smart cyber physical systemE design, implementazione, deployment e management runtime di tutte queste categorie di servizi!
Intro al Corso - Sistemi Mobili M 19
servizi!
Contesto Contesto
Gartner, November 2009, “Context-aware Computing will be p ga $12 Billion Market by 2012” – Ipotesi verificata?Contesto (time, location, i t i li tt i ti h personaltime andinteressi personali, caratteristiche device/risorse/servizi, gruppi, affinità sociali, storia sessioni
personal interests
time and location
devicecharacteristics
user context
precedenti, previsioni su sessioni future, …)Usato per personalizzare
service administrative domains
p pfruizione del servizio(adattamento) e disciplinare accessodisciplinare accesso a risorse/servizi (visibilità personalizzata) network domains
personalized
Intro al Corso - Sistemi Mobili M 20
personalizedservice view
NON è una COMMODITY!NON è una COMMODITY!
Mobile computing richiede approccio a livelli multipli eMobile computing richiede approccio a livelli multipli e con competenze multiple:Dispositivi embedded (problematiche miniaturizzazione, consumo ridotto di energia, …)Comunicazioni wireless (IEEE 802.11a/b/g/s, Bluetooth, WiMAX, comunicazioni veicolari, …)WiMAX, comunicazioni veicolari, …)Piattaforme di supporto software (Android, iOS, SymbianOS, MS Windows Phone, …)Gestione energia a livello piattaforma softwareGestione interfacce wireless multiple e handover a livello piattaforma softwarelivello piattaforma softwareGestione contesto… MIDDLEWARE
Intro al Corso - Sistemi Mobili M 21
MIDDLEWARE
NON è una COMMODITY!NON è una COMMODITY!
…Gestione cross-layer requisiti applicativi e allocazione risorseSupporto a servizi infrastructure-basedSupporto a servizi peer-to-peerS t i i bili t i ti iSupporto a servizi mobili opportunisticiSupporto a servizi mobili social-awareE design implementazione deployment eE design, implementazione, deployment e management runtime di tutte queste categorie di servizi!
MIDDLEWARE + APP
Intro al Corso - Sistemi Mobili M 22
+ APP
Middleware e Middleware e Applicazioni MobiliApplicazioni MobiliApplicazioni MobiliApplicazioni Mobili
Solo per citare alcuni esempi possibili:Distribuzione di streaming multimediale dinamicamente adattato gverso terminali mobili differenziatiAlways Best Connected e Always Best Served Sensori smart environment e conseguente adattamentoSensori, smart environment e conseguente adattamento dinamico per servizi context-awareMonitoraggio urbano collaborativo (traffico, inquinamento, uso di veicoli/utenti intrinsecamente mobili ) vedi MobEyes COLOMBOveicoli/utenti intrinsecamente mobili, …) – vedi MobEyes, COLOMBOReplicazione e applicazioni delay-tolerantResource sharing per prossimità – vedi RAMPResource sharing e comportamenti socialiOnline stream processing di big data generati da smartphone (e non solo))…
Ora qualche esempio concreto per partire light ☺ e per ti l l t f t i ti
Intro al Corso - Sistemi Mobili M 23
stimolare la vostra fantasia creativa (non esistono solo app e AppStore)…
SharingSharing di Info Monitoraggio in Reti Veicolari:di Info Monitoraggio in Reti Veicolari:MobEyesMobEyes (1)(1)
MobEyes
MobEyesMobEyes (1)(1)
Automobili operanoyhttp://netlab.cs.ucla.edu/cgi-
bin/usemod10/wiki.cgi?MobEyes
Automobili operano sensing opportunistico
nell’ambiente urbano e mantengono dati
localmente
Disseminazione collaborativa di metadati
b t d i i i l libasata su decisioni locali
Possibilità di comportamenti emergenti per soddisfare
requisiti application-specific(ad es. completezza query,
Intro al Corso - Sistemi Mobili M 24
( p q ytempo risposta, overhead, …)
MobEyesMobEyes (2): (2): Idea BaseIdea Base
Monitoraggio urbano tramite reti veicolari di sensori opportunistiche e autonome
Idea BaseIdea Base
sensori opportunistiche e autonomeIncontri opportunistici di auto “normali” equipaggiate con sensori e comunicaz wirelesssensori e comunicaz. wirelessMobilità sensori “not-directed”
Differenze rispetto a WSN:Vincoli meno stringenti su memoria,
storage e consumo potenzaLarga scala di deployment
Scenario applicativo:Post-crime investigation (ad
es. dopo attacco terroristico)Auto con sensori A/V
Intro al Corso - Sistemi Mobili M 2525/24
Auto con sensori A/VMetadata summaries
MobEyesMobEyes (3): (3): Idea BaseIdea Base
Come indurre comportamento emergente desiderato con operazioni di gestione minime e lightweight?
Idea BaseIdea Base
operazioni di gestione minime e lightweight?Nuovi protocolli per summary diffusion
Single hop/k hop passi e diff sionSingle-hop/k-hop passive diffusionSingle-hop active diffusion
Nuovi protocolli perNuovi protocolli per summary harvesting
Adozione filtri BloomTuning adattativo di protocolli in
dipendenza da stime su proprietàdipendenza da stime su proprietà locali, ad es. densità
Lavoro estensivo di simulazionein scenari di deployment realistici
Intro al Corso - Sistemi Mobili M 26
in scenari di deployment realistici
MobEyesMobEyes (4): (4): Protocolli, Protocolli, TradeoffTradeoff ed Estensionied Estensioni BioBio--inspiredinspired
Non solo tuning adattativo di protocolli per summary diff i h ti
TradeoffTradeoff ed Estensioni ed Estensioni BioBio inspiredinspired
diffusion e harvestingObiettivo di best tradeoff fra overhead limitato e requisiti app-
ifi (l t l t ) i bi ti id lspecific (latenza, completezza, …) in ambienti wide-scale
Come coordinare agenti multipli per metadata harvesting?Necessità di minimo coordinamento esplicito e minimo overhead
P lli Bi i i dProtocolli Bio-inspiredDensità di metadati (prop. densità veicoli) e datataxis (ispirato a chemotaxis di E.coli))Differentiated foraging (Levy jump, biased jump, constrained walk, …)Risoluzione conflitti (via stigmergy )
Intro al Corso - Sistemi Mobili M 2727/24
Risoluzione conflitti (via stigmergy, …)
Mobilità Veicolare e Mobilità Veicolare e Comportamenti EmergentiComportamenti Emergenti
Importanza di altra forma di mobilità, legata forse in futuro prossimo a connettività continua: mobilità dei veicoli elettrici
Comportamenti EmergentiComportamenti Emergenti
Impatto su gestione efficiente smart grid elettrica
Comportamenti e trend emergentitrend emergentiper
Mobilità veicolarePattern abituali di
caricamentoPattern di
produzione in impianti microgenerazione
Intro al Corso - Sistemi Mobili M
SharingSharing Sociale di Risorse di Connettività:Sociale di Risorse di Connettività:MMHC (1)MMHC (1)( )( )
Multi-hop Multi-path Heterogeneous Connectivity (MMHC)http://lia deis unibo it/Research/MMHC/http://lia.deis.unibo.it/Research/MMHC/
Intro al Corso - Sistemi Mobili M 29
MMHC (2)MMHC (2)
Sfruttare interfacce wireless multiple in contemporanea in diversi path multi-hop eterogenei gestiti a livello applicativopath multi-hop eterogenei, gestiti a livello applicativoIncentivi alla collaborazione e alla condivisione di risorseBasato su indicatori di contesto innovativi e lightweight, ad es. relativi a previsioni di joint mobility, previsioni di throughput, consumo batteria, appartenenza a gruppi sociali, …
Informazioni aggiuntive su MMHC/RAMP:http://lia.deis.unibo.it/Research/MMHC/http://lia.deis.unibo.it/Research/RAMP/P. Bellavista, P. Gallo, C. Giannelli, G. Toniolo, A. Zoccola: “Discovering and Accessing Peer-to-peer Services in UPnP-based Federated Domotic Islands”, IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol. 58, No. 3, pp. 810-818, Aug. 2012P. Bellavista, A. Corradi, C. Giannelli: “Middleware for Differentiated Quality in Spontaneous Networks”, IEEE Pervasive Computing, Vol. 11, No. 3, pp. 64-75, March 2012
Intro al Corso - Sistemi Mobili M 30
2012.
RAMP Middleware perRAMP Middleware perReti SpontaneeReti SpontaneeReti SpontaneeReti Spontanee
Real Ad-hoc Multi-hop Peer-to-peer (RAMP)Interconnessione impromptu di nodi fissi e mobili
Non solo per ottenere connettività Internet (Always Best Connected -ABC) ma anche per supportare volontà utente di condividereABC), ma anche per supportare volontà utente di condividere contenuti, risorse e servizipacket dispatching a livello applicativo su piattaforme eterogeneeGestione spazi di indirizzamento IP non coordinati
RAMP supporta creazione e gestione UMTS
Base StationIEEE 802.11Access Point
Gestione spazi di indirizzamento IP non coordinati
pp gdi reti spontanee
connettività multi-hop end-to-endutenti invocano e offrono servizi
CDA
E
IEEE 802.11IBSS
Bluetoothutenti invocano e offrono servizi (peer-to-peer)API di supporto allo sviluppo di nuovi servizi in modo semplificato
FB G
interface providing ad hoc connectivity
Piconet
Bluetooth Piconet
IEEE 802.11IBSS
Intro al Corso - Sistemi Mobili M
p y PiconetIBSSsingle-hop link
31
Gestione Routing Gestione Routing ApplicationApplication--DrivenDrivenApplicationApplication--Driven Driven
34
234
2Without NRBTWith NRBT
routing storingrouting rerouting
NRBT RPS HRMD
A B
1
234
1 34
12
A B
1
t
t0A X L Bt0A X L Bt0
A B
34
12
A B
1342
A B A B
t2
t1
A X L B
N
t1A X L Bt1
Sviluppatori di applicazioni specificano strategie di consegna con granularità per-packet
2
Non Reliable Bulk Transfer (NRBT): high performance, low overhead, low reliability. Basata su packet splitting (pacchetti “grandi”, ad es. per file sharing)R li bl P k t St i (RPS) ll i di i iReliable Packet Streaming (RPS): alleviare disconnessioni, uso (limitato) di risorse addizionali sui nodi partecipanti (molti piccoli pacchetti, ad es. per multimedia streaming)Highly Reliable Message Delivery (HRMD): massima availability per
Intro al Corso - Sistemi Mobili M
Highly Reliable Message Delivery (HRMD): massima availability per servizi delay-tolerant ma consumo di memoria (consegna di messafggi critici)
32
ApplicationApplication--layer layer Multimedia ReMultimedia Re castingcastingMultimedia ReMultimedia Re--castingcasting
1) Nodi fanno splitting cooperativo end-to-end dei cammini multimediali in segmenti differentimultimediali in segmenti differenti
minore traffico su nodi intermedi
main stream
split stream
D: Multimedia DispenserS: Smart SplitterH i H
2) Nodi fanno monitoring cooperativo della qualità degli stream split streamH: Dynamic Harvester
D H2
a)
4 3 2 1D H2
2 1 1 1
qualità degli stream(packet loss, jitter, …) e adattano flussi dinamicamente (priority
H4H1 H3
a)
D S H2
2 1 2 1
H1
D S H2
2 1 1 1
dinamicamente (priority-based video frame dropping)
gestione fine-grained e per-segment per ridurre D S H2
H4H1 H3
b)
D S H2
H1
per segment per ridurre throughput necessario vicino ai colli di bottiglia identificati dinamicamente
Intro al Corso - Sistemi Mobili M 33
Visione “Tradizionale” Visione “Tradizionale” sui Sistemi Pervasivisui Sistemi Pervasivisui Sistemi Pervasivisui Sistemi Pervasivi
Esempio classico di “smart home”,Esempio classico di smart home , più o meno tradizionale
Soluzioni efficaci ma ad-hoc
Usualmente, interoperabilità a livelloUsualmente, interoperabilità a livello di servizio
Costi di sviluppo, scarsa riusabilità,
Intro al Corso - Sistemi Mobili M 34
integrazione costosa e complessa con soluzioni legacy
Visione “Quasi Tradizionale”: Visione “Quasi Tradizionale”: Sistemi Pervasivi su Scala UrbanaSistemi Pervasivi su Scala Urbana
Troverete scritto da mille parti ☺: Entro 2015, un migliaio di dispositivi per persona;
Sistemi Pervasivi su Scala UrbanaSistemi Pervasivi su Scala Urbana
, g p p p ;maggior parte in grado di comunicare con ambientecircostanteUtenti beneficeranno di smart app innovativeppInformazioni correlate a locazione/spazio/ambientesaranno a disposizione anywhere, come infrastruttura elettrica oggiConnessione fra mondo fisico reale e “mondodell’informazione” arricchirà user experienceRivoluzione “Internet-like” per lo spazio fisico
fTutte le info che utenti desiderano e necessitano sulproprio ambiente saranno facilmente disponibiliModo comune e aperto di accedere all’informazionedi t i t d t d idi smart environment da smart deviceApplicazioni semplici e derivanti da mash-up locale,basate su dispositivi e dati di smart env aperti
Intro al Corso - Sistemi Mobili M 3535/24
Verso interoperabilità information-level
CrowdsensingCrowdsensing -- ParticipActParticipActgg pp
Utilizzo di smartphone per misurare in modo opportunisticofenomeni sul territorio cittadino
Cittadini come risorsa partecipativa per collezionare dati sulterritorio anche interrogando altri device sparsi nell’ambienteterritorio, anche interrogando altri device sparsi nell ambiente
Processo relativamente sempliceRi hi di l d iRichiesta di raccolta datiRecupero datiElaborazione dati e risultati
Sfide modellistiche e tecnologiche:Come raccogliere dati?Come raccogliere dati?A quali cittadini inviare le richieste?Come coinvolgere i cittadini?
Intro al Corso - Sistemi Mobili M
ParticipActParticipAct: smartphone : smartphone AndroidAndroidpp pp
Smartphone come piattaforma di sensing
–Dati raw –Inferenze di alto
–Accelerometro:–Consente di rilevare le
–Dati raw livello
Activity RecognitionConsente di rilevare le accelerazioni sui tre assi
–MicrofonoRegistra audio
Activity Recognition
Rumore ambientale, inquinamento–Registra audio
circostante
–GPS–Rileva posizione
inquinamento acustico
p
–Altro–Giroscopio, campo magnetico WiFi
Intro al Corso - Sistemi Mobili M
magnetico, WiFi, Fotocamera …
Modello: Modello: infrastruttura immaterialeinfrastruttura immaterialeinfrastruttura immaterialeinfrastruttura immateriale
Nuovo modello basato su infrastruttura immaterialeIn base ad alcuni parametri:
LocalitàP i bit liPercorsi abitualiSocial networkGrado di partecipazione del cittadino
Individuare un gruppo di cittadini specifico e inviare loro una richiesta di raccolta datiraccolta dati
Intro al Corso - Sistemi Mobili M
ParticipActParticipActpp
Primo esperimento al mondo sul larga scala di partecipazione usando smartphoneI volontari raccolgono dati in modo passivo e attivo che vengono elaborati e condivisi con gli altri partecipanti e con i ricercatori
Alcuni dati sull’esperimento:300 studenti provenienti da diversi corsi300 studenti provenienti da diversi corsiuniversitari1 anno di durata in cui tutti partecipantip psaranno equipaggiati con un Samsung Galaxy S3 Mini e una connesione dati flat
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ParticipActParticipAct tasktaskppCrowdsensing di ParticipAct è attivato da richieste di raccolta dati chiamate Task
Task possono essere: task attivi: richiedono l’intervento del partecipante per essere portate a terminep p p ptask passivi: sono portati a termine in modo autonomo dal telefonotask geolocalizzati: task attivati in corrispondenza di una prefissata posizione
Scatto di una foto Livello batteriaEsempi di task attivi: Esempi di task passivi:
Scatto di una foto
Compiere un’azioneTag Activity Recognition
Livello batteria
WiFiQuestionario
Rilevazione visiva
Cella telefonicaGPS
Rumore ambientale
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Rilevazione visiva Rumore ambientale
MoSTMoST: : MobileMobile Sensing TechnologySensing TechnologyMobile Mobile Sensing TechnologySensing Technology
Framework ottimizzato per la gestione delle attività di sensing su Androidsensing su AndroidIn ParticipAct tutte attività di sensing delegate a MoST
Pipeline (Sensori)p ( )• AUDIO_CLASSIFIER• ACCELEROMETER• ACCELEROMETER_CLASSIFIER• RAW_AUDIO
AVERAGE ACCELEROMETER• AVERAGE_ACCELEROMETER• APP_ON_SCREEN• APPS_NET_TRAFFIC• BATTERY• BLUETOOTH• CELL• CONNECTION_TYPE• DEVICE_NET_TRAFFIC • GOOGLE_ACTIVITY_RECOGNITION• GYROSCOPEGYROSCOPE • INSTALLED_APPS• LIGHT• LOCATION• MAGNETIC_FIELD
PHONE CALL DURATION
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• PHONE_CALL_DURATION• PHONE_CALL_EVENT• SYSTEM_STATS• WIFI_SCAN
Sistemi Pervasivi + Smart CitySistemi Pervasivi + Smart City+ Social Sharing+ Social Sharing+ Social Sharing+ Social Sharing
Non solo sistemi urban space
pervasivi su larga scala
(smart city) ma
personal space social space
(smart city), ma anche forte spinta versospinta verso
condivisioneCOLLABO-
RATIVA
Courtesy:MetroSense, A. Campbell
Social sharing di informazione derivante da sensing
y p
Intro al Corso - Sistemi Mobili M 42
Social sharing di risorse disponibili sotto-utilizzate
Social Smart App: Social Smart App: Ulteriore Spinta verso Resource Sharing?Ulteriore Spinta verso Resource Sharing?Ulteriore Spinta verso Resource Sharing?Ulteriore Spinta verso Resource Sharing?
Il di i lIl successo di social smart app piò cintribuire a soingere comunità rilevanti di utenti verso migliore gsfruttamento risorse disponibili (è questo “green” ( q gcomputing?) tramite sharing dinamico ed efficace died efficace di info+servizi da sistemi pervasivi
Intro al Corso - Sistemi Mobili M 4343/24