[ES] El interés en la industria y a nivel académico en el desarrollo en el campo de Internet de las Cosas (IoT) es muy alto. Se han diseñado e implementado una gran cantidad de soluciones a diferentes niveles. Desde soluciones a nivel de dispositivo hasta plataformas IoT completas. No obstante, desarrollar nuevas soluciones IoT en muchos casos puede suponer un esfuerzo complejo. Esta no es una tarea que se deba realizar desde cero. Las plataformas IoT ofrecen las herramientas necesarias para administrar y trabajar con los dispositivos y objetos conectados a ellas. Las plataformas utilizan estos datos para producir resultados y ofrecer servicios y aplicaciones. El ecosistema IoT abarca una amplia gama de dispositivos, sensores, actuadores, entidades de conocimientos, protocolos, tecnologías, redes, plataformas, servicios, aplicaciones, sistemas y datos muy diversos. Como consecuencia de su naturaleza heterogénea y la ausencia de un estándar global de IoT, un hecho que tampoco se espera lograr en un futuro próximo, en lugar de lograr la integración perfecta entre los diferentes sistemas IoT proliferan diferentes tecnologías y sistemas que implementan sus propios protocolos de interoperabilidad para los objetos que componen IoT. El trabajo realizado en esta Tesis Doctoral se encarga de revertir esta problemática asociada a la heterogeneidad de las plataformas IoT y la falta de un estándar de interoperabilidad predominante en el mercado. Por tanto, el objetivo de la misma es ofrecer una solución centrada en aprovechar las diferentes ventajas que ofrecen las plataformas, aplicaciones y servicios IoT disponibles, para ofrecer una serie de mecanismos de interoperabilidad y un marco común que permitan poder acceder, interactuar e intercambiar información y funcionalidades entre las diferentes plataformas IoT. Concretamente, la Tesis Doctoral se centra en las necesidades de interoperabilidad de plataformas IoT en las capas de Middleware y Aplicación y Servicios. Desde la perspectiva de los mecanismos de la capa middleware, la Tesis Doctoral establece soluciones basadas en una capa de abstracción que facilita el acoplamiento de las diferentes plataformas. Esto proporciona funcionalidades para acceder a las principales características e información de las diferentes plataformas IoT. Desde la perspectiva de los mecanismos de la capa de aplicación y servicios, se diseñan y definen soluciones para el acceso común y la interacción entre los distintos servicios y aplicaciones heterogéneos ofrecidos por las plataformas. Además, en la Tesis Doctoral se presentan aquellos elementos transversales para ofrecer una solución de interoperabilidad completa. En primer lugar, se exponen aquellos requisitos necesarios para gestionar la confianza, seguridad, privacidad, virtualización, extensibilidad o escalabilidad. En segundo lugar, se presenta la definición de un marco común de interoperabilidad que proporciona una forma de unificar los diferentes mecanismos de interoperabilidad presentados. También se ofrecen herramientas para gestionar, acceder y hacer un uso adecuado de los mecanismos de interoperabilidad. Finalmente, se presenta la aproximación a la solución propuesta llevada a cabo en los proyectos europeos H2020: INTER-IoT, ACTIVAGE, PIXEL y DataPorts. Estos proyectos han servido para definir, desarrollar y validar los mecanismos de interoperabilidad y la solución presentada en esta Tesis Doctoral. / [CAT] L'interés en la indústria i a nivell acadèmic en el desenvolupament en el camp d'Internet de les Coses (IoT) és molt alt. S'han dissenyat i implementat una gran quantitat de solucions a diferents nivells. Des de solucions a nivell de dispositiu fins a plataformes IoT completes. No obstant això, desenvolupar noves solucions IoT en molts casos pot suposar un esforç complex. Aquesta no és una tasca que s'haja de realitzar des de zero. Les plataformes IoT ofereixen les eines necessàries per a administrar i treballar amb els dispositius i objectes connectats a elles. Les plataformes utilitzen aquestes dades per a produir resultats i oferir serveis i aplicacions. L'ecosistema IoT es compon d'una una àmplia gamma de dispositius, sensors, actuadors, entitats de coneixements, protocols, tecnologies, xarxes, plataformes, serveis, aplicacions, sistemes i dades molt diverses. A conseqüència de la seua naturalesa heterogènia i l'absència d'un estàndard global de IoT, un fet que tampoc s'espera aconseguir en un futur pròxim, es produeix que en lloc d'aconseguir la integració perfecta entre els diferents sistemes IoT, proliferen diferents tecnologies i sistemes que implementen els seus propis protocols d'interoperabilitat per als objectes que componen Internet de les Coses. El treball realitzat en aquesta tesi doctoral s'encarrega de revertir aquesta problemàtica associada a l'heterogeneïtat de les plataformes IoT i la falta d'un estàndard d'interoperabilitat predominant en el mercat. Per tant, l'objectiu és oferir una solució centrada en aprofitar els diferents avantatges que ofereixen les plataformes, aplicacions i serveis IoT disponibles, per a oferir una sèrie de mecanismes d'interoperabilitat i un marc comú que permeten poder accedir, interactuar i intercanviar informació i funcionalitats entre les diferents plataformes IoT. Concretament, el treball se centra en les necessitats d'interoperabilitat de plataformes IoT en les capes de Middleware i Aplicació i Serveis. Des de la perspectiva dels mecanismes de la capa Middleware, el present treball estableix solucions basades en una capa d'abstracció que facilita la unificació de les diferents plataformes. Això proporciona les funcionalitats per a accedir a les principals les característiques i informació de les diferents plataformes IoT. Des de la perspectiva dels mecanismes de la capa d'aplicació i serveis, es dissenya i defineixen solucions per a l'accés comú i la interacció entre els diferents serveis i aplicacions heterogenis oferits per les plataformes. A més, es presenten en el present treball aquells elements transversals per a oferir una solució d'interoperabilitat completa. En primer lloc, aquells requisits necessaris per a gestionar la confiança, seguretat, privacitat, virtualització, extensibilitat o escalabilitat. En segon lloc, la definició d'un marc comú d'interoperabilitat que proporciona una manera d'unificar els diferents mecanismes d'interoperabilitat presentats. Oferint eines per a gestionar, accedir i fer un ús adequat dels mecanismes d'interoperabilitat. Finalment, es presenta l'aproximació a la solució proposada duta a terme en els projectes europeus H2020: INTER-IoT, ACTIVAGE, PÍXEL i DataPorts. Aquests projectes han servit per a definir, desenvolupar i validar els mecanismes d'interoperabilitat i la solució oferida en aquesta tesi doctoral. / [EN] There is a strong interest in the field of the Internet of Things (IoT) in the industry and the academia. A large number of solutions have been designed and implemented at different levels. From device level solutions to complete IoT platforms. However, developing new IoT solutions can be a challenging task. This is not a task that needs to be done from scratch. IoT platforms provide the tools needed to manage and access to the devices and objects connected to them. The platforms can take advantage of this data to produce results and deliver services and applications. The IoT ecosystem encompasses a wide range of diverse devices, sensors, actuators, knowledge entities, protocols, technologies, networks, platforms, services, applications, systems and data. As a consequence of its heterogeneous nature and the absence of a global IoT standard, something that is also not expected to be achieved soon, instead of achieving seamless integration between different IoT systems, different technologies and systems proliferate and providing their own interoperability protocols for the objects related with Internet of Things. The work carried out in this PhD thesis aims to address this problem associated with the heterogeneity of IoT platforms and the lack of a predominant interoperability standard in the market. Therefore, the objective is to offer a solution focused on taking advantage of the different benefits offered by the available IoT platforms, applications and services, in order to offer a series of interoperability mechanisms and a common framework that allows accessing, interacting and exchanging information and functionalities between the different IoT platforms. Specifically, the work is focused on the interoperability needs at the Middleware and Application and Services layers of the IoT Platforms. From the perspective of the Middleware layer mechanisms, this work establishes solutions based on an abstraction layer that facilitates the coupling of the different platforms. This provides functionalities to access to the main features and information of the different IoT platforms. From the perspective of the Application and Service layer mechanisms, this work designs and defines solutions for common access and interaction between the different heterogeneous services and applications offered by the IoT platforms. In addition, this PhD tesis presents those cross-cutting aspects needed to provide a complete interoperability solution. Firstly, those requirements involved in to manage trust, security, privacy, virtualisation, extensibility or scalability. Secondly, the definition of a common interoperability framework that provides a way to unify the different interoperability mechanisms presented. It offers tools for managing, accessing and making appropriate use of the interoperability mechanisms developed in this work. Finally, it describes the approach to the proposed solution carried out in the following H2020 european projects: INTER-IoT, ACTIVAGE, PIXEL and DataPorts. These research projects have been used to define, develop and validate the interoperability mechanisms and the solution offered in this PhD tesis. / Belsa Pellicer, A. (2022). Especificación y desarrollo de mecanismos de interoperabilidad a nivel de Middleware y Aplicaciones/Servicios entre Plataformas Heterogéneas de Internet de las Cosas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/185508

[ES] Los sistemas de salud actuales están viendo cómo la cantidad de pacientes a atender y de servicios diferentes que han de prestar, es cada vez mayor, por lo que se cuestiona si serán sostenibles a largo plazo. Uno de los factores importantes de este aumento es el envejecimiento de la población, lo que implica un mayor número de pacientes crónicos y de personas dependientes. Al mismo tiempo, se genera la necesidad de abordar soluciones de prevención sobre la población general. Para hacer frente a estos problemas, se está recurriendo a la aplicación de las TIC en el ámbito de la salud, son los llamados sistemas de eSalud. En el desarrollo de sistemas de eSalud es necesario tener en cuenta que deben trabajar en entornos altamente heterogéneos y cambiantes. Además, han de ser capaces de adaptarse a las nuevas necesidades demandadas por la población, todo ello sin reducir la calidad de los servicios ya prestados y sin disparar los costes del sistema. Al desarrollar un sistema software, el modelo de arquitectura elegido marca qué características se van a potenciar. El paradigma de Arquitectura Orientada a Servicios (SOA) presenta entre sus principales beneficios una alta flexibilidad, reducción de costes y desarrollo rápido, así como permite la escalabilidad de sistemas. Por lo que puede ser un buen candidato a la hora de crear sistemas de eSalud. Existen diferentes formas de construir una arquitectura SOA, atendiendo a cómo se componen sus servicios y a cómo se aplican las directrices SOA. En esta tesis se propone el uso del paradigma de coreografía de procesos, siendo éste un modelo en el que se busca construir la arquitectura del sistema desde el punto de vista de los procesos de negocio de la organización. Este paradigma trabaja desde el concepto de un proceso único definido de forma distribuida, empleando coreografía de servicios para la composición. Es decir, no existe un elemento que centralice la toma de decisiones, donde cada servicio es consciente de qué debe realizar y cómo interactuar con el resto. En la coreografía de procesos se prioriza la eficiencia del sistema, aumentando el acoplamiento entre servicios, lo que puede reducir la flexibilidad del sistema SOA. Pero genera un sistema con mayor rendimiento y con una mejor alineación con los procesos de negocio. Además, la coreografía es más robusta que otros mecanismos de composición y ayuda con la integración de sistemas entre empresas. El objetivo de esta tesis es validar si el paradigma de coreografía de procesos es aplicable al desarrollo de sistemas de eSalud. Para ello se ha realizado la aplicación de este paradigma en tres escenarios de eSalud diferentes. En el primero de los escenarios, se creó un sistema para integrar y evaluar un dispositivo tecnológico puntero, las Google Glass. Esto demostró que se puede crear un sistema de eSalud basado en coreografía de procesos que integre dispositivos tecnológicos complejos. En el segundo de los escenarios, se validó el paradigma en un entorno real, creando un sistema distribuido de ejecución de modelos híbridos para la predicción y detección de diabetes tipo 2. El sistema permitió construir servicios para la ejecución de los modelos híbridos, integrando motores estadísticos externos y sistemas de terceros de acceso a datos clínicos. De esta forma se validó que la coreografía de procesos ayuda a la integración con sistemas externos, permitiendo un desarrollo rápido y la creación de sistemas distribuidos. En el tercero de los escenarios, se aplica el paradigma orientado al modelo de IoT integrando sensores portables para crear un sistema de eSalud. El sistema desarrollado integra un kit de sensores de eSalud para el seguimiento y monitorización remota de pacientes, comparando su rendimiento en un ordenador y en una Raspberry Pi. El resultado refrenda la hipótesis de que la coreografía de procesos permite aplicarse para crear fácilmente sistemas de eSalud orientados a IoT e integrar sensores portables de este ámbito. / [CA] Els sistemes de salut actuals estan veient com la quantitat de pacients a atendre i de servicis diferents que han de prestar, és cada vegada major, per la qual cosa es qüestiona si seran sostenibles a llarg termini. Un dels factors importants d'aquest augment és l'envelliment de la població, la qual cosa implica un major nombre de pacients crònics i de persones dependents. Al mateix temps, es genera la necessitat d'abordar solucions de prevenció sobre la població general. Per a fer front a aquests problemes, s'està recorrent a l'aplicació de les TIC en l'àmbit de la salut, són els cridats sistemes d'eSalut. En el desenvolupament de sistemes d'eSalut és necessari tindre en compte que han de treballar en entorns altament heterogenis i canviants. A més, han de ser capaços d'adaptar-se a les noves necessitats demandades per la població, tot això sense reduir la qualitat dels servicis ja prestats i sense disparar els costos del sistema. En desenvolupar un sistema programari, el model d'arquitectura triat marca quines característiques es potenciaran. El paradigma d'Arquitectura Orientada a Servicis (SOA) presenta entre els seus principals beneficis una alta flexibilitat, reducció de costos i desenrotllament ràpid, així com permet l'escalabilitat de sistemes. Pel que pot ser un bon candidat a l'hora de crear sistemes d'eSalut. Hi ha diferents formes de construir una arquitectura SOA, atenent a com es componen els seus servicis i a com s'apliquen les directrius SOA. En esta tesi es proposa l'ús del paradigma de coreografia de processos, sent aquest un model en el qual es busca construir l'arquitectura del sistema des del punt de vista dels processos de negoci de l'organització. Este paradigma treballa des del concepte d'un procés únic definit de forma distribuïda, emprant coreografia de servicis per a la composició. És a dir, no hi ha un element que centralitze la presa de decisions, on cada servici és conscient de què ha de realitzar i com interactuar amb la resta. En la coreografia de processos es prioritza l'eficiència del sistema, augmentant l'adaptament entre servicis, la qual cosa pot reduir la flexibilitat del sistema SOA. Però genera un sistema amb major rendiment i amb una millor alineació amb els processos de negoci. A més, la coreografia és més robusta que altres mecanismes de composició i ajuda amb la integració de sistemes entre empreses. L'objectiu d'aquesta tesi és validar si el paradigma de coreografia de processos és aplicable al desenrotllament de sistemes d'eSalut. Per a això s'ha realitzat l'aplicació d'aquest paradigma en tres escenaris d'eSalut diferents. En el primer dels escenaris, es va crear un sistema per a integrar i avaluar un dispositiu tecnològic punter, les Google Glass. Açò va demostrar que es pot crear un sistema d'eSalut basat en coreografia de processos que integre dispositius tecnològics complexos. En el segon dels escenaris, es va validar el paradigma en un entorn real, creant un sistema distribuït d'execució de models híbrids per a la predicció i detecció de diabetis tipus 2. El sistema va permetre construir servicis per a l'execució dels models híbrids, integrant motors estadístics externs i sistemes de tercers d'accés a dades clíniques. D'aquesta manera es va validar que la coreografia de processos ajuda amb la integració amb sistemes externs, permetent un desenrotllament ràpid i la creació de sistemes distribuïts. En el tercer dels escenaris, s'aplica el paradigma orientat al model d'IoT integrant sensors portables per a crear un sistema d'eSalut. El sistema desenrotllat integra un kit de sensors d'eSalut per al seguiment i monitorització remota de pacients, comparant el seu rendiment en un ordinador i en una Raspberry Pi. El resultat referenda la hipòtesi que la coreografia de processos permet aplicar-se per a crear fàcilment sistemes d'eSalut orientats a IoT i integrar sensors portables d'este àmbit. / [EN] Today's health systems are seeing an increasing number of patients to be cared for, as well as different services to be provided, raising questions as to whether they will be sustainable in the long term. One of the critical factors in this increase is the ageing of the population, which implies a more significant number of chronic patients and dependents. At the same time, there is a need to address prevention solutions in the general population. To address these problems, the application of ICTs in the health field, the so-called eHealth systems, is being used. In the development of eHealth systems, it is necessary to consider that they have to work in highly heterogeneous and changing environments. Moreover, they must be able to adapt to the new needs demanded by the population, without reducing the quality of the services already provided and without increasing the costs of the system. When developing a software system, the architecture model chosen determines which characteristics are to be enhanced. The Service Oriented Architecture (SOA) paradigm has among its main benefits high flexibility, cost reduction and rapid development, as well as allowing the scalability of systems. Therefore, it can be a good candidate when creating eHealth systems. There are different ways to build an SOA architecture, depending on how its services are composed and how SOA guidelines are applied. This thesis proposes the use of the process choreography paradigm, which is a model that seeks to build the architecture of the system from the point of view of the organisation's business processes. This paradigm works from the concept of a single process defined in a distributed way, using service choreography for the composition. In other words, there is no centralised decision-making element, where each service is aware of what it must do and how to interact with the rest. Process choreography prioritises system efficiency by increasing coupling between services, which can reduce the flexibility of the SOA system. But it generates a system with higher performance and better alignment with business processes. In addition, choreography is more robust than other composition mechanisms and helps with cross-company system integration. The aim of this thesis is to validate whether the process choreography paradigm is applicable to the development of eHealth systems. To this end, the application of this paradigm has been carried out in three different eHealth scenarios. In the first scenario, a system was created to integrate and evaluate a cutting-edge technological device, Google Glass. This demonstrated that it is possible to create an eHealth system based on process choreography that integrates complex technological devices. In the second scenario, the paradigm was validated in a real environment, creating a distributed hybrid model execution system for the prediction and detection of type 2 diabetes. The system allowed building services for hybrid model execution, integrating external statistical engines and third-party services to access clinical data. This scenario validated that the process choreography aids integration with external systems, enabling rapid development and the creation of distributed systems. In the third scenario, the paradigm is applied to the IoT model by integrating wearable sensors to create an eHealth system. The developed system integrates an eHealth sensor kit for remote patient tracking and monitoring, comparing its performance on a computer and a Raspberry Pi. The result supports the hypothesis that process choreography can be applied to easily create IoT-oriented eHealth systems and integrate IoT wearable sensors. / Bayo Montón, JL. (2023). Propuesta de uso del paradigma de coreografía de procesos para crear sistemas de eSalud en entornos heterogéneos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/192822