Qualité des Observations pour les systèmes Sensor Webs : de la théorie à la pratique

par Antoine Auger

Thèse de doctorat en Réseaux, télécom, système et architecture

Sous la direction de Ernesto José Exposito Garcia et de Emmanuel Lochin.

Soutenue le 20-04-2018

à Toulouse, ISAE , dans le cadre de École doctorale Mathématiques, informatique et télécommunications (Toulouse) , en partenariat avec Équipe d'accueil doctoral Modélisation et ingénierie des systèmes (Toulouse, Haute-Garonne) (équipe de recherche) et de Institut supérieur de l'aéronautique et de l'espace (Toulouse, Haute-Garonne). Département d’ingénierie des systèmes complexes (laboratoire) .

Le président du jury était Myriam Lamolle.

Les rapporteurs étaient Isabelle Guérin-Lassous, Sherali Zeadally.

mots clés

• Sensor Webs
• Internet des Objets
• Capteurs
• Qualité des Observations
• Framework générique
• Plateforme d'intégration
• Réseaux de capteurs (technologie) -- Thèses et écrits académiques
• Internet des objets -- Thèses et écrits académiques

Résumé

Les systèmes dits Sensor Webs sont des middlewares informatiques assurant la communication entre les capteurs et les applications. En tant que véritables médiateurs, la popularité de ces systèmes n’a cessé de grandir depuis l’apparition des tout premiers capteurs. Plus récemment, l’émergence de nouveaux paradigmes tels que l’Internet des Objets (IoT) a complètement révolutionné les systèmes basés sur les capteurs en général. Parmi eux, les Sensor Webs ne dérogent pas à cette règle et doivent désormais répondre à de nouveaux défis, notamment en termes d’intégration, de Qualité des Observations (QoO) et d’adaptation système. Dans ce travail de recherche, nous proposons une nouvelle génération de Sensor Webs capables d’adapter la QoO distribuée de manière autonomique et de manière spécifique à chaque application (QASWS). Premièrement, nous introduisons un framework générique destiné aux chercheurs et développeurs souhaitant concevoir leur propre solution QASWS. Dans un deuxième temps, nous instancions ce framework et proposons un prototype de plateforme d’intégration pour l’évaluation de la QoO à la demande (iQAS). Après avoir évalué ses performances, nous présentons trois cas d’utilisation pour la plateforme iQAS. Finalement, nous concluons cette étude en imaginant l’apport de certains paradigmes transverses vis-à-vis de la QoO dans un futur proche.

mots clés

• Sensor Webs
• Internet of Things
• Sensors
• Quality of Observation
• Generic framework
• Integration platform

Titre traduit

Quality of Observation within Sensor Web systems : from theory to practice

Résumé

Sensor Web systems are computer middlewares that aim at bridging the gap between sensors and applications. As true mediators, the popularity of such systems has steadily grown since the appearance of the very first sensors. More recently, the emergence of new paradigms such as the Internet of Things (IoT) has completely revolutionized the sensing research field. As a consequence, Sensor Webs should now cope with new challenges pertaining to integration, Quality of Observation (QoO) and system adaptation. In this research work, we propose a novel generation of Sensor Webs able to adapt the delivered QoO in an autonomic and application-specific manner (QASWS). First, we introduce a generic framework intended for researchers and developers who want to conceive their own QASWS solution. Then, we instantiate this framework and propose a prototype of an integration platform for QoO assessment as a service (iQAS). After evaluating its performances, we present three use cases for the iQAS platform. Finally, we conclude this work by foreseeing the benefits of some transverse paradigms with regard to QoO in the near future.