Smart farming is a recent innovation in the agriculture sector that can improve the agricultural yield by using smarter, automated, and data driven farm processes that interact with IoT devices deployed on farms. A cloud-fog infrastructure provides an effective platform to execute IoT applications. While fog computing satisfies the real-time processing need of delay-sensitive IoT services by bringing virtualized services closer to the IoT devices, cloud computing allows execution of applications with higher computational requirements. The deployment of IoT applications is a critical challenge as cloud and fog nodes vary in terms of their resource availability and use different cost models. Moreover, diversity in resource, quality of service (QoS) and security requirements of IoT applications make the problem even more complex. In this paper, we model IoT application placement as an optimization problem that aims at minimizing the cost while satisfying the QoS and security constraints. The problem is formulated using Integer Linear Programming (ILP). The ILP model is evaluated for a small-scale scenario. The evaluation shows the impact of QoS and security requirement on the cost. We also study the impact of relaxing security constraint on the placement decision.

Bản dịch tiếng Việt:

Nông nghiệp thông minh là một cải tiến gần đây trong lĩnh vực nông nghiệp có thể cải thiện năng suất nông nghiệp bằng cách sử dụng các quy trình nông nghiệp thông minh hơn, tự động hóa và dựa trên dữ liệu tương tác với các thiết bị IoT được triển khai tại các trang trại. Cơ sở hạ tầng sương mù đám mây cung cấp nền tảng hiệu quả để thực thi các ứng dụng IoT. Trong khi điện toán sương mù đáp ứng nhu cầu xử lý theo thời gian thực của các dịch vụ IoT nhạy cảm với độ trễ bằng cách đưa các dịch vụ ảo hóa đến gần hơn với các thiết bị IoT, thì điện toán đám mây cho phép thực thi các ứng dụng có yêu cầu tính toán cao hơn. Việc triển khai các ứng dụng IoT là một thách thức quan trọng vì các nút đám mây và sương mù khác nhau về tính sẵn có của tài nguyên và sử dụng các mô hình chi phí khác nhau. Hơn nữa, sự đa dạng về tài nguyên, chất lượng dịch vụ (QoS) và yêu cầu bảo mật của các ứng dụng IoT càng khiến vấn đề trở nên phức tạp hơn. Trong bài viết này, chúng tôi mô hình hóa vị trí ứng dụng IoT như một vấn đề tối ưu hóa nhằm mục đích giảm thiểu chi phí đồng thời đáp ứng các ràng buộc về QoS và bảo mật. Bài toán được xây dựng bằng Lập trình tuyến tính số nguyên (ILP). Mô hình ILP được đánh giá cho kịch bản quy mô nhỏ. Đánh giá cho thấy tác động của QoS và yêu cầu bảo mật đối với chi phí. Chúng tôi cũng nghiên cứu tác động của việc nới lỏng các hạn chế về an ninh đối với quyết định sắp xếp vị trí.

Document Ready

Click below to load the full PDF document natively.