Corso di Sistemi Mobili M (8 cfu) -...

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


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


argomenti avanzati come context awareness, service composition, overlay networking, mobile-to-cloud integration


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


comportamenti emergenticenni di mobile social networking e privacy


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


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


Terzo appello – martedì 22 luglio 2014, ore 9:30, aula tbc

Materiale DidatticoMateriale Didattico

CopiaCopia 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


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)


( )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


nome della lista: sm1314-info

Orario delle LezioniOrario delle Lezioni

Normalmente:

lunedì ore 12-14, aula 7.6

giovedì 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


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 attrattiveBrowser

Multimedia player, augmented reality

Social networking

Hardware con crescenti performanceHardware con crescenti performance,

ad es. displayConnettività (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 massa

Nel 2015 (dati Juniper Research)prezzo degli smartphone scenderà a 80$


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 25,3

Symbian 19.500.100 16,9 29.480.100 36,3

iOS 17.295.300 15,0 13.484.400 16,6

RIM 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 2,7

Others 1.018.100 0,9 1.991.300 2,5

Totale 115.185.400 100 81.132.600 100


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 14.8

Android 0 1 2 1 2 3Android 0.1 2.1 2.3

Altro 0.1 0.3 0.5

Totale 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%


Android 2.3% 21.6% 13.1%Dati: Canalys

Smartphone – Mercato EU5

Mercato 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 Symbian

Quote 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%


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


Dati: StatCounter

Smartphone – Accessi Web USA

Accesso Web negli USA è un dato interessante perché dà una prospettiva sul mercato europeo e italiano nel breve terminep p p

Si nota come negli USA l’utilizzo di terminali con Android OS sia già molto ampio


Dati: 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 sw

Esempi di middleware e servizi mobili ad alta pinnovativitàIdea provocatoria: “future pervasive systems


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 software

Gestione interfacce wireless multiple e handover a livello piattaforma softwarelivello piattaforma software

Gestione contesto…


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!


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


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 software

Gestione interfacce wireless multiple e handover a livello piattaforma softwarelivello piattaforma software

Gestione contesto… MIDDLEWARE


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


+ APP

Middleware e Middleware e

Applicazioni MobiliApplicazioni MobiliApplicazioni MobiliApplicazioni MobiliSolo 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


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 operanoy

http://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,


( 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. wireless

Mobilità 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


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 harvesting

Obiettivo 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 )


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 veicolare

Pattern abituali di caricamento

Pattern 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/


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 applicativo

Incentivi alla collaborazione e alla condivisione di risorse

Basato 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. 2012

P. Bellavista, A. Corradi, C. Giannelli: “Middleware for Differentiated Quality in Spontaneous Networks”, IEEE Pervasive Computing, Vol. 11, No. 3, pp. 64-75, March 2012


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 mobiliNon 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


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


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


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,


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


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 semplice

Ri hi di l d iRichiesta di raccolta dati

Recupero dati

Elaborazione dati e risultati

Sfide modellistiche e tecnologiche:

Come raccogliere dati?Come raccogliere dati?

A quali cittadini inviare le richieste?

Come coinvolgere i cittadini?


ParticipActParticipAct: smartphone : smartphone AndroidAndroidpp pp

Smartphone come piattaforma di sensing

–Dati raw–Inferenze di alto

–Accelerometro:

–Consente di rilevare le

–Dati rawlivello

Activity RecognitionConsente di rilevare le accelerazioni sui tre assi

–Microfono

Registra audio

Activity Recognition

Rumore ambientale, inquinamento–Registra audio

circostante

–GPS

–Rileva posizione

inquinamento acustico

p

–Altro

–Giroscopio, campo magnetico WiFi


magnetico, WiFi, Fotocamera …

Modello: Modello: infrastruttura immaterialeinfrastruttura immaterialeinfrastruttura immaterialeinfrastruttura immateriale

Nuovo modello basato su infrastruttura immaterialeIn base ad alcuni parametri:

Località

P i bit liPercorsi abituali

Social network

Grado di partecipazione del cittadino

Individuare un gruppo di cittadini specifico e inviare loro una richiesta di raccolta datiraccolta dati


ParticipActParticipActpp

Primo esperimento al mondo sul larga scala di partecipazione usando smartphone

I 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 corsiuniversitari

1 anno di durata in cui tutti partecipantip psaranno equipaggiati con un Samsung Galaxy S3 Mini e una connesione dati flat


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 p

task passivi: sono portati a termine in modo autonomo dal telefono

task geolocalizzati: task attivati in corrispondenza di una prefissata posizione

Scatto di una foto Livello batteria

Esempi 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


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 Android

In ParticipAct tutte attività di sensing delegate a MoSTPipeline (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


• 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


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


Corso di Sistemi Mobili M (8 cfu) -...

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