Diseño de componentes para la web of Things y evaluación de su integración en aplicaciones loT

• Autores: Andrés García Mangas
• Directores de la Tesis: Francisco José Suárez Alonso (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Oviedo ( España ) en 2022
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Daniel Fernando García Martínez (presid.), Julio Molleda Meré (secret.), Carlos Guerrero Tome (voc.), Teresa Olivares Montes (voc.), Rafael Aurelio Moreno Vozmediano (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Informática por la Universidad de Oviedo
• Calificación: Sobresaliente Cum Laude
• Materias:
  • Matemáticas
    • Ciencia de los ordenadores
      • Calculo digital
  • Ciencias tecnológicas
    • Tecnología de las telecomunicaciones
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: RUO
• Resumen

  • El crecimiento sostenido del Internet of Things (IoT) ha dado lugar a múltiples ecosistemas y protocolos dispares, lo cual tiene un impacto negativo en la interoperabilidad y el potencial del IoT. Una de las consecuencias más destacables es la aparición de silos de datos, que son conjuntos de datos aislados que presentan barreras costosas para la integración, es decir, para la extracción de valor. Estas barreras crecen normalmente con el tiempo a medida que se integran nuevas tecnologías y los técnicos que poseen el conocimiento experto dejan de estar activamente involucrados. La Web of Things (WoT) es una iniciativa reciente que persigue la adopción de patrones y tecnologías de la Web para dar solución a este problema de interoperabilidad en el IoT. La Web es uno de los dominios tecnológicos más extendidos y mejor conocidos, por lo que resulta un candidato prometedor. En esta tesis se busca explorar el paradigma WoT, concretamente las especificaciones W3C WoT, en el contexto de los sistemas IoT modernos. Para ello se han diseñado dos componentes experimentales. En primer lugar, un framework que implementa los bloques fundamentales establecidos por la arquitectura W3C WoT. Concretamente, se incluyen un procesador de documentos Thing Description, un WoT Runtime que expone una API de acuerdo con la especificación WoT Scripting API y cuatro implementaciones de Protocol Binding para los protocolos HTTP, Websockets, CoAP y MQTT. Estas cuatro implementaciones son novedosas y soportan el conjunto completo de verbos del modelo de interacciones WoT. En segundo lugar, un emulador de aplicaciones WoT basadas en arquitectura edge computing. El emulador permite ejecutar código real y utiliza las capacidades de un orquestador de contenedores moderno para garantizar la escalabilidad horizontal de los experimentos, en contraste con otras herramientas dentro del estado de la técnica. Las contribuciones de los componentes se han validado con dos experimentos. El primer experimento evalúa de manera exhaustiva el rendimiento de las implementaciones de Protocol Binding del framework WoT para los verbos del modelo de interacciones. El segundo experimento demuestra el emulador de aplicaciones WoT en el contexto de un caso de uso realista con componentes de inteligencia artificial y procesamiento de flujos de vídeo. Los resultados demuestran la adecuación de los componentes e ilustran las posibilidades que el paradigma WoT ofrece para afrontar el reto de la interoperabilidad IoT.