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mirco Dr.-Ing. Mirco Stern
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Forschungsinteressen

  • Anfragebearbeitung in Sensornetzen
  • Selektivitätsschätzung
  • Anfrageoptimierung

Kurzbiographie

Studium der Informatik an der Universität Karlsruhe (TH) und der University of Washington at Seattle; 2005: Abschluss des Informatikdiploms an der Universität Karlsruhe (TH); seitdem angestellt als wissenschaftlicher Mitarbeiter mit dem Ziel der Promotion.

Aktuelles Forschungsprojekt

Effiziente Bearbeitung komplexer Anfragen in Sensornetzen

Sensornetze stellen ein neuartiges Messinstrument dar, welches die Datenerfassung/ Überwachung großer Flächen bei hoher Auflösung ermöglicht. Aktuelle Anwendungsbereiche erstrecken sich von umwelttechnischen Messungen bis hin zur Anlagenüberwachung im industriellen Bereich. Die zur Anwendung kommenden Sensorknoten sind typischerweise kleine, batterie-betriebene Rechner mit beschränkten Ressourcen (CPU, RAM, usw.), die drahtlos miteinander kommunizieren.

Der Hintergrund des Einsatzes von Sensornetzen ist, aus den Messdaten (z.B. Luftfeuchtigkeit, Temperatur, usw.), Informationen über die beobachtete Umgebung/ das Objekt zu gewinnen. Grundlage ist die Beschaffung der relevanten Daten aus dem Netz, d.h. die Beschaffung aktueller Messdaten, fokussiert auf die den Nutzer interessierenden Aspekte. Aus Sicht der Datenverarbeitung entspricht dies einer Filterung und Verknüpfung der Daten.

Diese Datenverarbeitung, d.h. das Beschaffen der Daten und das Fokussieren auf relevante Aspekte, stellt sich allerdings für den Anwender als wesentliche Hürde heraus. Deklarative Anfragen können hier Abhilfe schaffen. Sie erleichtern dem Nutzer die Interaktion mit dem Sensornetz, da lediglich zu spezifizieren ist, was, d. h. welche Information, beschafft werden soll. Die Festlegung, wie diese Daten beschafft werden, ist Aufgabe der Anfragebearbeitung.

Die grundlegende Idee, die deklarative Anfragen an Sensornetze ermöglicht, ist die Betrachtung des Netzes als eine Relation im Datenbank-Sinn, deren Attribute den verschiedenen Sensoren entsprechen (z.B. Feuchtigkeit, Temperatur, usw.). Ziel der Anfragebearbeitung ist nun eine „möglichst gute“ Beantwortung von Anfragen. Da die Knoten in der Regel batterie-betrieben sind, steht die Minimierung des Energieaufwands als Optimierungsziel im Vordergrund. Essentiell ist hier die Minimierung der Kommunikationskosten, da Kommunikation um Größenordnungen die teuerste Operation eines Knotens ist.

Bisher wurde auf dem Gebiet der Anfragebearbeitung vor allem betrachtet, wie Anfragen nach gemessenen Werten einzelner Sensoren sowie Aggregaten darüber bearbeitet werden können. Offen ist dagegen die effiziente Bearbeitung komplexer Anfragen, wie Verbund- (Join-) Anfragen, sowie Anfragen, deren Ergebnisberechnung die Kombination der Daten des gesamten Netzes erfordert. Der Verbundoperator ermöglicht es beispielsweise, Daten verschiedener Knoten zueinander in Beziehung zu setzen (zu vergleichen) und ist somit häufig Bestandteil von Filterungen/ Vorverarbeitungen.

Für diese komplexen Anfragen ist aktuell die einzige Möglichkeit der Bearbeitung, sämtliche Messdaten des Netzes an der Basisstation zu konsolidieren und eine zentrale Berechnung durchzuführen. Dies ist mit Blick auf die Kommunikationskosten das teuerste Vorgehen, welches möglich ist. Ziel dieses Projekts ist die effiziente Bearbeitung solcher komplexer Anfragen.

Veröffentlichungen

2009      

    • Mirco Stern, Erik Buchmann, and Klemens Böhm, "A Wavelet Transform for Efficient Consolidation of Sensor Relations with Quality Guarantees", In Proceedings of the 35th International Conference on Very Large Data Bases (VLDB 2009), August 24 – 28, 2009 Lyon, France.

    • Mirco Stern, Erik Buchmann und Klemens Böhm, “Towards Efficient Processing of General-Purpose Joins in Sensor Networks”, In Proceedings of the 25th International Conference on Data Engineering (ICDE’09), March 29 - April 4, 2009, Shanghai, China.

      2008

      • Mirco Stern, Erik Buchmann und Klemens Böhm, “Where in the Sensor Network Should the Join Be Computed, After All?“, In Proceedings of Ubiquitous Knowledge Discovery Workshop 2008 (UKD 08), September 19, 2008, Antwerp, Belgium.

      2007

      • Ulrich Küster, Birgitta König-Ries, Mirco Stern und Michael Klein, ”DIANE: an integrated approach to automated service discovery, matchmaking and composition”, In Proceedings of the 16th International Conference on World Wide Web 2007 (WWW’07), May 8-12, 2007, Banff, Canada.

      • Ulrich Küster, Birgitta König-Ries, Michael Klein und Mirco Stern, ”DIANE - A Matchmaking-Centered Framework for Automated Service Discovery, Composition, Binding and Invocation on the Web”, In International Journal of Electronic Commerce (IJEC), 12 (2), Special Issue: Semantic Matchmaking and Resource Retrieval on the Web. December 2007.

      • Mirco Stern, “Optimal Locations for Join Processing in Sensor Networks”, In Proceedings of the International Workshop on Data Intensive Sensor Networks 2007 (DISN'07), May 11, 2007, Mannheim, Germany.

      2006

      • Ulrich Küster, Birgitta König-Ries, Mirco Stern und Michael Klein, ”Achieving Multiple Effects - An Approach to Service Composition”, In Proceedings of the 4th IEEE European Conference on Web Services (ECOWS06), Poster Session, December 2006, Zürich, Switzerland.

      2005

      • Ulrich Küster, Mirco Stern und Birgitta König-Ries, “A Classification of Issues and Approaches in Service Composition”, In Proceedings of the  First International Workshop on Engineering Service Compositions (WESC’05), December 2005,  Amsterdam, Netherlands.

      Lehre

      SS 2009

        WS 2008/09

        SS 2008

        SS 2007

        WS 2006/07

        SS 2006