Complex Event Processing für intelligente mobile M2M- Kommunikation

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1 Complex Event Processing für intelligente mobile 2- Kommunikation Hochschule Hannover arcel etzdorf, Prof. Dr. Ralf Bruns, Prof. Dr. Jürgen Dunkel, Henrik asbruch Inside 2 Ilja Hellwich, Sven Kasten

2 2 Inhaltsverzeichnis 1. otivation 2. Überblick über Complex Event Processing 3. CEP für mobile 2-Systeme 4. Fallstudie: Überwachung von Solarstromanlagen 5. Fazit und Ausblick

3 1. otivation 3 1. otivation kontinuierliche zunehmende Vernetzung durch digitale Datennetze automatische Überwachung von 2-Systeme Beispielsweise überwachen 2-Systeme Solarstromanlagen, Fahrzeuge, Drucker oder Verkaufsautomaten

4 1. otivation 4 1. otivation Beispiel für ein mobiles 2-System für die Überwachung einer industriellen Solarstromanlage

5 1. otivation 5 1. otivation 2-Systeme unterstützen meist nur das Sammeln und Präsentieren einzelner feingranularer aschinendaten die Interpretation bleibt fachlichen Experten überlassen manuelle Auswertung ist in der Praxis häufig unzureichend, weil Probleme schnellstmöglich erkannt werden müssen Verwendung von Complex Event Processing um so intelligente Datenkorrelation, schnelle Reaktionszeit und hohe Flexibilität miteinander zu verbinden

6 2. Überblick über Complex Event Processing 6 2. Überblick über Complex Event Processing Complex Event Processing (CEP) ist eine Softwaretechnologie zur Verarbeitung von großen, kontinuierlichen Datenströme

7 2. Überblick über Complex Event Processing 7 2. Überblick über Complex Event Processing Ereignisregeln werden durch eine deklarative Event Processing Language (EPL) beschrieben erkannte Ereignismuster führen zu einen neuen komplexeren Ereignis oder zu einer fachlichen Aktion komplexe Ereignisse höhere Abstraktionsebene komplexe Ereignisse Abstraktionsgrad tiefere Abstraktionsebene einfache Ereignisse

8 2. Überblick über Complex Event Processing 8 2. Überblick über Complex Event Processing durch das Konzept der Event Processing Agents (EPA) lassen sich CEP Anwendungen modularisieren und strukturieren unterschiedliche EPAs lassen sich zu einem Event Processing Network (EPN) kombinieren Kommunikation über Ereignisse EPA1 Ereignisquellen Regelmenge A EPA2 EPA3 Regelmenge C Ereignisbehandlung Regelmenge B

9 3. CEP für mobile 2-Systeme 9 3. CEP für mobile 2-Systeme Anforderungen an ein mobiles 2-System bestehen aus: Verarbeitung großer kontinuierlicher Datenströme Korrelation einfacher aschinendaten zu einem komplexeren fachlichen Zusammenhang ersetzen der meist starren und im Source Code verteilten Algorithmen durch explizite Ereignisregeln von CEP

10 3. CEP für mobile 2-Systeme Ereignisgesteuerte Architektur Erweiterung der Architektur um CEP-Engine Ereignismodell 2-Regeln

11 3. CEP für mobile 2-Systeme Ereignismodell

12 3. CEP für mobile 2-Systeme Ereignisregel: Verbindungsproblem aschine 1 C D aschine 2 C D aschine 3 < 10 min Zeit > 10 min C C D C =: connect D =: disconnect C =: missing connection CONDITION EVERY Disconnect AS d ( NOT Connect(machineID = d.machineid) ) TIER(10 min) ACTION new issingconnection(d.machine)

13 3. CEP für mobile 2-Systeme Ereignisregel: Provider Problem 10 min Fenster 1 Fenster 2 Fenster 3 Zeit =: issingconnection CONDITION issingconnection TIER(10 min) GROUP BY mcc, mnc GREATER THAN 3 ACTION new ProviderProblem(mcc, mnc)

14 3. CEP für mobile 2-Systeme Event Processing Network (EPN) Aufteilung der Regeln in ein EPN EPN am Beispiel von Solarstromanlagen GPRS Ereignisquelle Solar Ereignisquelle GPRSConnect GPRSDisconnect GPRS Connection EPA Regelmenge A easurement Solar easurement EPA Regelmenge C State issingconnection GPRS Network EPA Regelmenge B State Solar State EPA Regelmenge D ConnectionProblem issingconnection ProviderProblem RegionalProblem CriticalState issingdata LowNetVoltage LowNetPower Ereignisbehandlung

15 3. CEP für mobile 2-Systeme Event Processing Network (EPN) Aufteilung der Regeln in ein EPN EPN am Beispiel von Solarstromanlagen GPRS Ereignisquelle Solar Ereignisquelle Verbindungsproblem GPRSConnect GPRSDisconnect GPRS Connection EPA Regelmenge A easurement Solar easurement EPA Regelmenge C State issingconnection State Provider Problem GPRS Network EPA Regelmenge B ConnectionProblem issingconnection ProviderProblem RegionalProblem CriticalState issingdata LowNetVoltage LowNetPower Solar State EPA Regelmenge D Ereignisbehandlung

16 3. CEP für mobile 2-Systeme Vorteile des Ansatzes intelligente Datenkorrelation Korrelation durch ein Regelwerk Weiterverarbeitung von korrelierten Daten schnelle Reaktionszeit nahe zu Echtzeit hohe Flexibilität einfache Anpassung durch die EPL Analyse durch Algorithmen entfällt einfache Integration neuer aschinentypen

17 4. Fallstudie: Überwachung von Solarstromanlagen Fallstudie: Überwachung von Solarstromanlagen Datenbasis: Echtdaten realer industrieller Solarstromanlagen 200 GPRS-Terminals 2000 Wechselrichter 100 illionen essdaten 30 illionen Statusnachrichten Implementierung: Esper

18 5. Fazit und Ausblick Fazit und Ausblick CEP erkennt relevante oder kritische Zustände des 2-Systems neue Qualität von 2-Systemen intelligente Datenkorrelation schnelle Reaktionszeit hohe Flexibilität nächster Schritt Entwicklung einer Domain Specific Language (DSL)

19 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit