004 Informatik
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The Internet of Things (IoT) relies on sensor devices to measure real-world phenomena in order to provide IoT services. The sensor readings are shared with multiple entities, such as IoT services, other IoT devices or other third parties. The collected data may be sensitive and include personal information. To protect the privacy of the users, the data needs to be protected through an encryption algorithm. For sharing cryptographic cipher-texts with a group of users Attribute-Based Encryption (ABE) is well suited, as it does not require to create group keys. However, the creation of ABE cipher-texts is slow when executed on resource constraint devices, such as IoT sensors. In this paper, we present a modification of an ABE scheme, which not only allows to encrypt data efficiently using ABE, but also reduces the size of the cipher-text, that must be transmitted by the sensor. We also show how our modification can be used to realise an instantaneous key revocation mechanism.
Reliable information processing is an indispensable task in Smart City environments. Heterogeneous sensor infrastructures of individual information providers and data portal vendors tend to offer a hardly revisable information quality. This paper proposes a correlation model-based monitoring approach to evaluate the plausibility of smart city data sources. The model is based on spatial, temporal, and domain dependent correlations between individual data sources. A set of freely available datasets is used to evaluate the monitoring component and show the challenges of different spatial and temporal resolutions.
Interpolation of data in smart city architectures is an eminent task for the provision of reliable services. Furthermore, it is a key functionality for information validation between spatiotemporally related sensors. Nevertheless, many existing projects use a simplified geospatial model that does not take the infrastructure, which affects events and effects in the real world, into account. There are various available algorithms for interpolation and the calculation of routes on infrastructure based graphs and distances on geospatial data. This work proposes a combined approach by interconnecting detailed geospatial data whilst regarding the underlying infrastructure model.
For Delay-Tolerant Networks (DTNs) many routing algorithms have been suggested. However, their performance depends heavily on the applied scenario. Especially heterogeneous scenarios featuring known and unknown node movements as well as different kinds of data lead to either poor delivery ratios or exhausted network resources.
To overcome these problems this paper introduces Data-Driven Routing for DTNs. Data is categorized according to its requirements into priority queues. Each queue applies an appropriate DTN routing algorithm that fits the data requirements best. Simulation results show that Data-Driven Routing allows high delivery ratios for time-critical data while saving network resources during the transfer of less time-critical data at the same time.
Ein modulares Framework zur Modellierung, Konfiguration und Regelung von kooperativen Agrarprozessen
(2016)
Die Komplexität vieler Agrarprozesse nimmt aufgrund von technischem Fortschritt, steigenden rechtlichen Anforderungen und Nachweispflichten beständig zu. Prozessketten werden in Kooperation verschiedener Akteure (Landwirt, Lohnunternehmer, Dienstleister, digitaler Vermittler, Behörde) gemeinsam bearbeitet, dokumentiert und geprüft. Ein ökonomisch und ökologisch ressourceneffizientes Management der Prozessausführung stellt eine Herausforderung für alle Akteure dar. Dynamische Prozessveränderungen führen vielfach zu manuellen Eingriffen in die Prozessregelung, die kostenintensive Verzögerungen verursachen. Das Forschungsvorhaben OPeRAte entwirft und evaluiert neu gestaltete Konzepte und Mechanismen zur durchgehenden Organisation und Regelung kooperativer Agrarprozesse. Es werden konfigurierbare und wiederverwendbare Module identifiziert, die sich an Prozessparameter anpassen und in artverwandten Prozessen erneut verwenden lassen. Das OPeRAte-Framework ermöglicht die Zusammenführung aller beteiligten Akteure und Ressourcen (Maschinen, Sensoren, Aktoren, Endgeräte, Server, Daten, etc.) über offene Schnittstellen. Prozessinhaber sollen durch autonome Prozesskonfigurationen und -adaptionen entlastet und durch Visualisierungen zu effizienten Entscheidungen befähigt werden. Die Konzepte dieses Beitrags dienen als Diskussionsgrundlage zur Formulierung von flexiblen und erweiterbaren Lösungsstrategien für die Landtechnik.
Die Nutzung von Sensorsystemen bei der teilflächenspezifischen Bewirtschaftung eines Schlags steigert den Ertrag sowie die Wirtschaftlichkeit des Pflanzenanbaus. Dennoch tragen weitere Faktoren zur optimalen Nährstoffversorgung einer Pflanze bei, als sie von solch einem lokal arbeitenden System erfasst werden. Um die Effizienz dieser Precision Farming Systeme auszubauen ist der nächste, hier erfolgreich durchgeführte Schritt die Anbindung der mobilen Landmaschine über das Internet an eine regionsübergreifende Datenanalyseplattform und die Ausführung zeitkritischer Optimierungsfunktionen auf der Landmaschine.
Der wirtschaftliche Druck in der Landwirtschaft mit weniger Ressourcen höhere Erträge zu erwirtschaften hat zu einer zunehmenden Automatisierung und Industrialisierung agrartechnischer Prozesse geführt. Die Vernetzung von kooperativen Agrarprozessen verfügt über außerordentliches wirtschaftliches Potenzial, birgt aber auch große Gefahren für die Datensicherheit. Daten werden vielfach nicht durch den Dateneigentümer erfasst, sondern von beauftragten Dienstleistern (z.B. von Lohnunternehmen). Bei einer Datenerfassung durch Dienstleister sind Datenzugriffe nicht kontrollierbar und nachträgliche Datenmanipulationen nicht auszuschließen. Datensicherheitslösungen aus anderen Wirtschaftsbereiche lassen sich nur unzureichend auf die Landtechnik übertragen. Dieser Beitrag stellt ein Basiskonzept zur bereichsübergreifenden Datensicherheit in der Landtechnik vor. Das Ziel des Konzeptes ist, die Datenhoheit durch den Eigentümer zu jeder Zeit zu gewährleisten und ausgewählte Prozessdaten manipulationssicher zu dokumentieren.
Die Unterstützung des Maschinenführers auf der Landmaschine durch digitale Dienste nimmt immer stärker zu. Die Darstellungsmöglichkeiten sind jedoch auf die Größe der eingesetzten Terminals beschränkt. Um Sichteinschränkungen aus der Kabine durch zusätzliche Terminals zu vermeiden, ist der Einsatz von Augmented Reality sinnvoll. Hier lassen sich die vorhandenen Informationen statisch oder dynamisch in das Sichtfeld des Landwirts einblenden. Doch erst durch die in diesen Beitrag gezeigte Overlay Darstellungsebene mit integrierten Informationen lässt sich das Potenzial der Augmented Reality vollständig nutzen.
In der Agrartechnik steht Landwirten und Lohnunternehmern eine steigende Anzahl digitaler Dienste zur Verfügung. Eine Modellierung, Ausführung und Steuerung von kooperativen Agrarprozessen ist aufgrund der verschiedenen, zueinander inkompatiblen IT-Lösungen nur eingeschränkt möglich. Es fehlt ein einheitlicher Standard zur Beschreibung dieser Prozesse. Der Beitrag stellt die Beschreibung von Agrarprozessen mit der Business Process Model and Notation (BPMN) dar. Domänenexperten (z.B. Landwirte, Lohnunternehmer, digitale Dienstanbieter) können kooperative Prozessabläufe plattformübergreifend gestalten, ohne dabei Prozessinterna mit anderen Akteuren teilen zu müssen. Als Brücke zwischen der kooperativen Prozessebene und der ausführenden Maschinenebene wird im Beitrag Message Queue Telemetry Transport (MQTT) eingesetzt: Mittels MQTT können Anweisungen und Informationen (z.B. Arbeitsaufträge, Statusdaten) zwischen beiden Ebenen in Echtzeit vermittelt und verarbeitet werden.