Design and evaluation of an architecture for future smart grid service provisioning

In recent years, there has been a growing interest in cloud technologies. Using current cloud solutions, it is however difficult to create customizable multi-tenant applications, especially if the application must support varying Quality of Service (QoS) guarantees. Software Product Line Engineering (SPLE) and feature modeling techniques are commonly used to address these issues in non-cloud applications, but these techniques cannot be ported directly to a cloud context, as the common approaches are geared towards customization of on-premise deployed applications, and do not support multi-tenancy. In this paper, we propose an architecture for the development and management of customizable Software as a Service (SaaS) applications, built using SPLE techniques. In our approach, each application is a composition of services, where individual services correspond to specific application functionalities, referred to as features. A feature-based methodology is described to abstract and convert the application information required at different stages of the application life-cycle: development, customization and deployment. We specifically focus on how development feature models can be adapted ensuring a one-to-one correspondence between features and services exists, ensuring the composition of services yields an application containing the corresponding features. These runtime features can then be managed using feature placement techniques. The proposed approach enables developers to define significantly less features, while limiting the amount of automatically generated features in the application runtime stage. Conversion times between models are shown to be in the order of milliseconds, while execution times of management algorithms are shown to improve by 5 to 17% depending on the application case

A Smart Kitchen for Ambient Assisted Living

The kitchen environment is one of the scenarios in the home where users can benefit from Ambient Assisted Living (AAL) applications. Moreover, it is the place where old people suffer from most domestic injuries. This paper presents a novel design, implementation and assessment of a Smart Kitchen which provides Ambient Assisted Living services; a smart environment that increases elderly and disabled people’s autonomy in their kitchen-related activities through context and user awareness, appropriate user interaction and artificial intelligence. It is based on a modular architecture which integrates a wide variety of home technology (household appliances, sensors, user interfaces, etc.) and associated communication standards and media (power line, radio frequency, infrared and cabled). Its software architecture is based on the Open Services Gateway initiative (OSGi), which allows building a complex system composed of small modules, each one providing the specific functionalities required, and can be easily scaled to meet our needs. The system has been evaluated by a large number of real users (63) and carers (31) in two living labs in Spain and UK. Results show a large potential of system functionalities combined with good usability and physical, sensory and cognitive accessibility

Smart kitchen for Ambient Assisted Living

El envejecimiento de la población es una realidad en todos los países desarrollados. Las predicciones de crecimiento de esta población son alarmantes, planteando un reto para los servicios sociales y sanitarios. Las personas ancianas padecen diversas discapacidades que se van acentuando con la edad, siendo más propensas a sufrir accidentes domésticos, presentando problemas para realizar tareas cotidianas, etc. Esta situación conlleva a una pérdida paulatina de capacidades que en muchas ocasiones acaba con la vida autónoma de la persona. En este contexto, las Tecnologías de la Información y Comunicación (TIC) aplicadas al entorno doméstico pueden jugar un papel importante, permitiendo que las personas ancianas vivan más tiempo, de forma independiente en su propio hogar, presentando, por tanto, una alternativa a la hospitalización o institucionalización de las mismas. Este trabajo da un paso más en este sentido, presentando el diseño y desarrollo de un Ambiente Inteligente en la cocina, que ayuda a las personas ancianas y/o con discapacidad a desempeñar sus actividades de la vida diaria de una forma más fácil y sencilla. Esta tesis realiza sus principales aportaciones en dos campos: El metodológico y el tecnológico. Por un lado se presenta una metodología sistemática para extraer necesidades de colectivos específicos a fin de mejorar la información disponible por el equipo de diseño del producto, servicio o sistema. Esta metodología se basa en el estudio de la interacción Hombre-Máquina en base a los paradigmas y modelos existentes y el modelado y descripción de las capacidades del usuario en la misma utilizado el lenguaje estandarizado propuesto en la Clasificación Internacional del Funcionamiento, de la Discapacidad y de la Salud (CIF). Adicionalmente, se plantea el problema de la evaluación tecnológica, diseñando la metodología de evaluación de la tecnología con la finalidad de conocer su accesibilidad, funcionalidad y usabilidad del sistema desarrollado y aplicándola a 61 usuarios y 31 profesionales de la gerontología. Desde un punto de vista técnico, se afronta el diseño de un ambiente asistido inteligente (Ambient Assisted Living, AAL) en la cocina, planteando y definiendo la arquitectura del sistema. Esta arquitectura, basada en OSGi (Open Services Gateway initiative), oferta un sistema modular, con altas capacidades de interoperabilidad y escalabilidad. Además, se diseña e implementa una red de sensores distribuida en el entorno con el fin de obtener la mayor información posible del contexto, presentando distintos algoritmos para obtener información de alto nivel: detección de caídas o localización. Todos los dispositivos presentes en el entorno han sido modelados utilizando la taxonomía propuesta en OSGi4AmI, extendiendo la misma a los electrodomésticos más habituales de la cocina. Finalmente, se presenta el diseño e implementación de la inteligencia del sistema, que en función de la información procedente del contexto y de las capacidades del usuario da soporte a las principales actividades de la vida diaria (AVD) en la cocina