undefined

Architecture for Enabling Edge Inference via Model Transfer from Cloud Domain in a Kubernetes Environment

Julkaisuvuosi

2021

Tekijät

Pääkkönen, Pekka; Pakkala, Daniel; Kiljander, Jussi; Sarala, Roope

Tiivistelmä

The current approaches for energy consumption optimisation in buildings are mainly reactive or focus on scheduling of daily/weekly operation modes in heating. Machine Learning (ML)-based advanced control methods have been demonstrated to improve energy efficiency when compared to these traditional methods. However, placing of ML-based models close to the buildings is not straightforward. Firstly, edge-devices typically have lower capabilities in terms of processing power, memory, and storage, which may limit execution of ML-based inference at the edge. Secondly, associated building information should be kept private. Thirdly, network access may be limited for serving a large number of edge devices. The contribution of this paper is an architecture, which enables training of ML-based models for energy consumption prediction in private cloud domain, and transfer of the models to edge nodes for prediction in Kubernetes environment. Additionally, predictors at the edge nodes can be automatically updated without interrupting operation. Performance results with sensor-based devices (Raspberry Pi 4 and Jetson Nano) indicated that a satisfactory prediction latency (~7–9 s) can be achieved within the research context. However, model switching led to an increase in prediction latency (~9–13 s). Partial evaluation of a Reference Architecture for edge computing systems, which was used as a starting point for architecture design, may be considered as an additional contribution of the paper.
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy

Pakkala Daniel

Kiljander Jussi

Pääkkönen Pekka

Sarala Roope

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Volyymi

13

Numero

1

Artikkelinumero

5

Sivut

1-24

Julkaisu­foorumi

78274

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Kokonaan avoin julkaisukanava

Kustantajan version lisenssi

CC BY

Rinnakkaistallennettu

Ei

Avoimen saatavuuden kirjoittajamaksu €

829

Avoimen saatavuuden kirjoittajamaksun vuosi

2021

Muut tiedot

Tieteenalat

Tietojenkäsittely ja informaatiotieteet; Sähkö-, automaatio- ja tietoliikennetekniikka, elektroniikka

Avainsanat

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Ei

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.3390/fi13010005

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä