Designing and Deploying Internet of Things Applications in the Industry: An Empirical Investigation

RÉSUMÉ : L’Internet des objets (IdO) a pour objectif de permettre la connectivité à presque tous les objets trouvés dans l’espace physique. Il étend la connectivité aux objets de tous les jours et o˙re la possibilité de surveiller, de suivre, de se connecter et d’intéragir plus eÿcacement avec les actifs industriels. Dans l’industrie de nos jours, les réseaux de capteurs connectés surveillent les mouvements logistiques, fabriquent des machines et aident les organisations à améliorer leur eÿcacité et à réduire les coûts. Cependant, la conception et l’implémentation d’un réseau IdO restent, aujourd’hui, une tâche particulièrement diÿcile. Nous constatons un haut niveau de fragmentation dans le paysage de l’IdO, les développeurs se complaig-nent régulièrement de la diÿculté à intégrer diverses technologies avec des divers objets trouvés dans les systèmes IdO et l’absence des directives et/ou des pratiques claires pour le développement et le déploiement d’application IdO sûres et eÿcaces. Par conséquent, analyser et comprendre les problèmes liés au développement et au déploiement de l’IdO sont primordiaux pour permettre à l’industrie d’exploiter son plein potentiel. Dans cette thèse, nous examinons les interactions des spécialistes de l’IdO sur le sites Web populaire, Stack Overflow et Stack Exchange, afin de comprendre les défis et les problèmes auxquels ils sont confrontés lors du développement et du déploiement de di˙érentes appli-cations de l’IdO. Ensuite, nous examinons le manque d’interopérabilité entre les techniques développées pour l’IdO, nous étudions les défis que leur intégration pose et nous fournissons des directives aux praticiens intéressés par la connexion des réseaux et des dispositifs de l’IdO pour développer divers services et applications. D’autre part, la sécurité étant essen-tielle au succès de cette technologie, nous étudions les di˙érentes menaces et défis de sécurité sur les di˙érentes couches de l’architecture des systèmes de l’IdO et nous proposons des contre-mesures. Enfin, nous menons une série d’expériences qui vise à comprendre les avantages et les incon-vénients des déploiements ’serverful’ et ’serverless’ des applications de l’IdO afin de fournir aux praticiens des directives et des recommandations fondées sur des éléments probants relatifs à de tels déploiements. Les résultats présentés représentent une étape très importante vers une profonde compréhension de ces technologies très prometteuses. Nous estimons que nos recommandations et nos suggestions aideront les praticiens et les bâtisseurs technologiques à améliorer la qualité des logiciels et des systèmes de l’IdO. Nous espérons que nos résultats pourront aider les communautés et les consortiums de l’IdO à établir des normes et des directives pour le développement, la maintenance, et l’évolution des logiciels de l’IdO.----------ABSTRACT : Internet of Things (IoT) aims to bring connectivity to almost every object found in the phys-ical space. It extends connectivity to everyday things, opens up the possibility to monitor, track, connect, and interact with industrial assets more eÿciently. In the industry nowadays, we can see connected sensor networks monitor logistics movements, manufacturing machines, and help organizations improve their eÿciency and reduce costs as well. However, designing and implementing an IoT network today is still a very challenging task. We are witnessing a high level of fragmentation in the IoT landscape and developers regularly complain about the diÿculty to integrate diverse technologies of various objects found in IoT systems, and the lack of clear guidelines and–or practices for developing and deploying safe and eÿcient IoT applications. Therefore, analyzing and understanding issues related to the development and deployment of the Internet of Things is utterly important to allow the industry to utilize its fullest potential. In this thesis, we examine IoT practitioners’ discussions on the popular Q&A websites, Stack Overflow and Stack Exchange, to understand the challenges and issues that they face when developing and deploying di˙erent IoT applications. Next, we examine the lack of interoper-ability among technologies developed for IoT and study the challenges that their integration poses and provide guidelines for practitioners interested in connecting IoT networks and de-vices to develop various services and applications. Since security issues are center to the success of this technology, we also investigate di˙erent security threats and challenges across di˙erent layers of the architecture of IoT systems and propose countermeasures. Finally, we conduct a series of experiments to understand the advantages and trade-o˙s of serverful and serverless deployments of IoT applications in order to provide practitioners with evidence-based guidelines and recommendations on such deployments. The results presented in this thesis represent a first important step towards a deep understanding of these very promising technologies. We believe that our recommendations and suggestions will help practitioners and technology builders improve the quality of IoT software and systems. We also hope that our results can help IoT communities and consortia establish standards and guidelines for the development, maintenance, and evolution of IoT software and systems

A Presence-Based Architecture for a Gateway to Integrate Vehicular Ad-Hoc Networks (VANETs), the IP Multimedia Subsystems (IMS) and Wireless Sensor Networks (WSNs)

Résumé Le IP Multimedia Subsystems (IMS) est un sujet de recherche qui attire l’attention de la communauté de recherche. Il a comme but de fournir un accès mobile aux différents services internet. Il s’agit d’une architecture de contrôle au-dessus de la couche IP dont le but est de fournir une qualité de service, services intégrés et un système de tarification équitable à travers des interfaces standards. D’autre part, le réseau Ad-hoc de véhicules (VANETs) fournit un nouveau moyen de communication sans-fil entre les véhicules circulants à grande vitesse ainsi que les équipements installés tout au long des côtés de la route. Cette technologie ouvre la porte pour développer des applications diverses comme la génie de trafic, gestion du trafic, diffusion d’information en cas d’urgence pour éviter des situations critiques, divertissement et bien d’autres choses. VANETs forme une sous-classe des réseaux Ad-hoc mobile dont la performance est fortement liée au protocole de routage utilisé dans le réseau. L’intégration des deux technologies, IMS et VANET, permettra de mettre en œuvre de nouveaux services multimédias. Ce mémoire de maîtrise propose une architecture d’une passerelle incorporant ces deux technologies ensemble. Étant donné que les deux architectures utilisent des formats de communication différents, on a conçu un middleware afin d’adapter le format en fonction de la destination et de choisir la meilleur stratégie de livraison d’information entre eux. La passerelle, qui est le cœur de notre architecture, est une couche au-dessus du IMS et le VANET. ----------ABSTRACT On one hand, IP Multimedia Subsystems (IMS) are a research area that has been gaining attention from the research community. It aims to provide cellular access to all Internet services. It is a control architecture on the top of the IP layer whose goal is dependent on the provision of the Quality of Service (QoS), integrated services and fair charging scheme throughout standard interfaces. On the other hand, Vehicular Ad-hoc Networks (VANETs) are a new communication paradigm that enables the wireless communication between vehicles moving with high speeds, as well as the vehicles and the road side equipments found along the roads. This opened the door to develop several new applications like, traffic engineering, traffic management, dissemination of emergency information to avoid critical situations, comfort and entertainment and other user applications. Moreover, VANETs are a sub-class of mobile ad-hoc networks; the performance of the communication depends on how better the routing takes place in the network. Routing of data depends on the routing protocols being used in the network. Combining the capabilities of IMS world with the VANET world opens the door to deploy a wide range of novel multimedia services. This dissertation proposes a presence-based architecture for the integration of IMS with VANETs. The presence of the middleware is used to make an instantaneous awareness of the VANETs changes as well as of the IMS format and to select the best delivery strategy between the two architectures. The gateway which is the heart of our architecture is an overlay built on the top of the IMS as well as the VANETs

Is Fragmentation a Threat to the Success of the Internet of Things?

The current revolution in collaborating distributed things is seen as the first phase of IoT to develop various services. Such collaboration is threatened by the fragmentation found in the industry nowadays as it brings challenges stemming from the difficulty to integrate diverse technologies in system. Diverse networking technologies induce interoperability issues, hence, limiting the possibility of reusing the data to develop new services. Different aspects of handling data collection must be available to provide interoperability to the diverse objects interacting; however, such approaches are challenged as they bring substantial performance impairments in settings with the increasing number of collaborating devices/technologies.Comment: 16 pages, 2 figures, Internet of Things Journal (http://ieee-iotj.org

A new information model towards context-aware service provisioning in the Internet-of-Things

© 2015 IEEE. Context information and context-awareness are some of the drivers for the Internet-of-Things paradigm, whereas a well-stated and defined model is the key element of any context information system. An appropriate context model ensures that the information gathered by a context information system can be represented, manipulated and accessed, and even linked to different systems and domains. This paper highlights the various modeling approaches used in different Internet-of-Things contexts and introduces our module designed especially for application in E-healthcare systems