Semantic service provisioning for 6LoWPAN : powering internet of things applications on Web

by Ngoc Son Han

Doctoral thesis in Informatique et réseaux

Under the supervision of Noël Crespi.

defended on 08-07-2015

in Evry, Institut national des télécommunications , under the authority of École doctorale Informatique, télécommunications et électronique (Paris) , in a partnership with Université Pierre et Marie Curie (Paris) (1971-2017) (Université) , Services répartis- Architectures- MOdélisation- Validation- Administration des Réseaux / SAMOVAR (laboratoire) and Département Réseaux et Services Multimédia Mobiles / RS2M (laboratoire) .


  • Abstract

    This dissertation proposes a complete solution to provision 6LoWPAN services with semantic annotation that enables the development of IoT applications on Web. We aim to bring smart object services to the Web and make them accessible by plenty of existing Web APIs in consideration of 6LoWPAN constraints such as limited resources (ROM, RAM, and CPU), low-power, and low-bitrate communication links. There are four contributions: (i) The first contribution is about the overall architecture of the semantic service provisioning for IoT application on Web consisting of three subsystems: service communication, service provisioning, and service integration. (ii) The second contribution studies the internetworking model between 6LoWPAN and regular IPv6 networks by a design, implementation, and performance evaluation of a 6LoWPAN consisting of MTM-CM5000-MSP TelosB motes with TI MSP430F1611 microprocessors and CC2420 IEEE 802.15.4 radio transceivers for smart objects, and Raspberry Pi for an edge router; (iii) The third contribution presents the detailed architecture, algorithms, and mechanisms for provisioning reliable, scalable, and secure smart object services with respect to its resource-constrained requirements; (iv) The fourth contribution is in application domain for service integration in which we apply the proposed architecture on two innovative IoT applications on Web: a building automation system (SamBAS) and a Social IoT platform (ThingsChat)

  • Alternative Title

    La provision de services sémantiques pour 6LoWPAN : faciliter le développement des applications IoT sur le Web


  • Abstract

    L'Internet des objets (IoT) implique la connexion des appareils embarqués tels que les capteurs, les électroménagers, les compteurs intelligents, les appareils de surveillance de la santé, et même les lampadaires à l'Internet. Une grande variété d'appareils intelligents et en réseau sont de plus en plus à la disposition de bénéficier de nombreux domaines d'application. Pour faciliter cette connexion, la recherche et l'industrie ont mis un certain nombre d'avancées dans la technologie microélectronique, de la radio de faible puissance, et du réseautage au cours de la dernière décennie. L'objectif est de permettre aux appareils embarqués de devenir IP activé et une partie intégrante des services sur l'Internet. Ces appareils connectés sont considérés comme les objets intelligents qui sont caractérisés par des capacités de détection, de traitement, et de réseautage. Les réseaux personnels sans fil à faible consommation d'IPv6 (6LoWPANs) jouent un rôle important dans l'IoT, surtout sur la consommation d'énergie (de faible puissance), la disponibilité omniprésente (sans fil), et l'intégration d'Internet (IPv6). La popularité des applications sur le Web, aux côtés de ses standards ouverts et de l'accessibilité à travers d'une large gamme d'appareils tels que les ordinateurs de bureau, les ordinateurs portables, les téléphones mobiles, les consoles de jeu, fait que le Web est une plateforme universelle idéale pour l'IoT à l'avenir. Par conséquent, quand de plus en plus d'objets intelligents se connectent à l'Internet, l'IoT est naturellement évolué pour la provision des services des objets intelligents sur le Web, comme des millions de services Web d'aujourd'hui. Puis vient une nouvelle opportunité pour des applications vraiment intelligentes et omniprésentes qui peuvent intégrer des objets intelligents et des services Web conventionnels en utilisant des standards Web ouverts. Nous appelons ces applications les applications IoT sur le Web. Cette thèse propose une solution complète pour la provision de 6LoWPAN avec une annotation sémantique pour pousser le développement d'applications IoT sur le Web. Nous visons à offrir des services d'objets intelligents pour le Web et les rendre accessibles par beaucoup d'API Web qui existe en considérant des contraintes de 6LoWPAN comme les ressources limitées (ROM, RAM et CPU), la faible puissance, et la communication à faible débit. Il y a quatre contributions: (i) La première contribution est sur l'architecture globale de la provision sémantique de services pour les applications IoT sur le Web qui comprennent trois sous-systèmes: le système de communication des services, le système de provision des services, et le système d'intégration des services. (ii) La deuxième contribution étudie un modèle d'interconnexion entre les réseaux 6LoWPAN et les réseaux IPv6 réguliers par la conception, la mise en oeuvre et l'évaluation de la performance d'un 6LoWPAN qui constitué des MTM-CM5000-MSP TelosB motes pour les objets intelligents, et le Raspberry Pi pour un routeur de bordure. (iii) La troisième contribution présente en détails de l'architecture, des algorithmes et des mécanismes pour la provision des services des objets intelligents fiables, évolutifs et sécurisés en respectant des contraintes de ressources limitées; (iv) La quatrième contribution est composée de deux applications innovantes IoT sur le Web pour l'intégration des services dans lesquels nous appliquons l'architecture proposée: un système d'automatisation de la construction (SamBAS) et une plateforme Social IoT (ThingsChat)


It's available in the institution of thesis defence.

Consult library

Version is available

Where is this thesis?

  • Library : Télécom SudParis et Institut Mines-Télécom Business School. Médiathèque.
See the Sudoc catalog libraries of higher education and research.