亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Collaborative Learning at the Edge for Air Pollution Prediction

计算机科学 MQTT公司 GSM演进的增强数据速率 机器学习 测距 人工智能 空气质量指数 协作学习 边缘设备 数据建模 实时计算 物联网 数据库 嵌入式系统 云计算 电信 知识管理 物理 操作系统 气象学
作者
I Nyoman Kusuma Wardana,Julian W. Gardner,Suhaib A. Fahmy
出处
期刊:IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:73: 1-12 被引量:2
标识
DOI:10.1109/tim.2023.3341116
摘要

The rapid growth of connected sensing devices has resulted in enormous amounts of data being collected and processed. Air quality data collected from different monitoring stations is spatially and temporally correlated, and hence, collaborative learning can improve deep-learning (DL) model performance. Research on collaborative learning at the edge has not specifically focused so far on air quality prediction, which is the subject of this work. We compare three collaborative learning strategies and implement them on edge devices, such as the Raspberry Pi and Jetson Nano, with communication facilitated through the MQTT protocol. Federated learning (FL) is shown to enhance model accuracy in comparison to local training alone. An approach called clustered model exchange reduces communication costs during training. Finally, our proposed spatiotemporal data exchange approach exploits information from neighboring sensing stations to enhance model performance. It achieves the highest accuracy in air quality predictions, outperforming other methods in minimizing loss during training. It results in RMSE improvements ranging from 0.525% to 8.934% when compared to models that are only trained locally. We compare the real training costs of the three methods on real hardware to validate them.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
不加糖完成签到,获得积分10
3秒前
www发布了新的文献求助100
6秒前
15秒前
Vivifang完成签到,获得积分10
25秒前
袁青寒完成签到,获得积分10
34秒前
Zhang完成签到,获得积分10
58秒前
呼呼完成签到,获得积分20
1分钟前
JoJo完成签到,获得积分10
1分钟前
坚定的小土豆完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
Belief发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
TIDUS完成签到,获得积分10
1分钟前
脑洞疼应助gjww采纳,获得100
1分钟前
TIDUS完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
小白完成签到 ,获得积分10
1分钟前
a36380382完成签到,获得积分10
1分钟前
小林发布了新的文献求助10
1分钟前
PhH发布了新的文献求助10
1分钟前
2分钟前
2分钟前
wangzheng完成签到,获得积分10
3分钟前
gjww发布了新的文献求助100
3分钟前
科研通AI6.4应助小林采纳,获得10
3分钟前
英勇的黑猫完成签到,获得积分10
3分钟前
健壮雪碧发布了新的文献求助10
3分钟前
大个应助蝶步韶华采纳,获得10
3分钟前
3分钟前
调皮枫叶发布了新的文献求助10
3分钟前
调皮枫叶完成签到,获得积分10
4分钟前
4分钟前
4分钟前
爆米花应助科研通管家采纳,获得30
4分钟前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
4分钟前
蝶步韶华发布了新的文献求助10
4分钟前
明朗完成签到 ,获得积分10
4分钟前
Ava应助蝶步韶华采纳,获得10
4分钟前
yhtsyy完成签到 ,获得积分10
4分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Research Handbook on the Law of the Paris Agreement 1000
Various Faces of Animal Metaphor in English and Polish 800
Superabsorbent Polymers: Synthesis, Properties and Applications 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6353031
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8167856
关于积分的说明 17191122
捐赠科研通 5409057
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2863565
邀请新用户注册赠送积分活动 1840913
关于科研通互助平台的介绍 1689809