[ES] La interoperabilidad entre los objetos comunicados es el objetivo principal del internet de las cosas (IoT). Algunos esfuerzos para lograrlo han generado diversas propuestas de arquitecturas, sin embargo, aún no se ha llegado a un conceso. Estas arquitecturas difieren en el tipo de estructura, grado de centralización, algoritmo de enrutamiento, métricas de enrutamiento, técnicas de descubrimiento, algoritmos de búsqueda, segmentación, calidad de servicio y seguridad, entre otros. Algunas son mejores que otras, dependiendo del entorno en el que se desempeñan y del tipo de parámetro que se use. Las más populares son las orientadas a eventos o acciones basadas en reglas, las cuales han permitido que IoT ingrese en el mercado y logre una rápida masificación. Sin embargo, su interoperabilidad se basa en alianzas entre fabricantes para lograr su compatibilidad. Esta solución se logra en la nube con una plataforma que unifica a las diferentes marcas aliadas. Esto permite la introducción de estas tecnologías a la vida común de los usuarios pero no resuelve problemas de autonomía ni de interoperabilidad. Además, no incluye a la nueva generación de redes inteligentes basadas en cosas inteligentes. La arquitectura propuesta en esta tesis toma los aspectos más relevantes de las cuatro arquitecturas IoT más aceptadas y las integra en una, separando la capa IoT (comúnmente presente en estas arquitecturas), en tres capas. Además, está pensada para abarcar redes de proximidad (integrando diferentes tecnologías de interconexión IoT) y basar su funcionamiento en inteligencia artificial (AI). Por lo tanto, esta propuesta aumenta la posibilidad de lograr la interoperabilidad esperada y aumenta la funcionalidad de cada objeto en la red enfocada en prestar un servicio al usuario. Aunque el sistema que se propone incluye el procesamiento de una inteligencia artificial, sigue los mismos aspectos técnicos que sus antecesoras, ya que su operación y comunicación continúan basándose en la capa de aplicación y trasporte de la pila de protocolo TCP/IP. Sin embargo, con el fin de aprovechar los protocolos IoT sin modificar su funcionamiento, se crea un protocolo adicional que se encapsula y adapta a su carga útil. Se trata de un protocolo que se encarga de descubrir las características de un objeto (DFSP) divididas en funciones, servicios, capacidades y recursos, y las extrae para centralizarla en el administrador de la red (IoT-Gateway). Con esta información el IoT-Gateway puede tomar decisiones como crear grupos de trabajo autónomos que presten un servicio al usuario y enrutar a los objetos de este grupo que prestan el servicio, además de medir la calidad de la experiencia (QoE) del servicio; también administra el acceso a internet e integra a otras redes IoT, utilizando inteligencia artificial en la nube. Al basarse esta propuesta en un nuevo sistema jerárquico para interconectar objetos de diferente tipo controlados por AI con una gestión centralizada, se reduce la tolerancia a fallos y seguridad, y se mejora el procesamiento de los datos. Los datos son preprocesados en tres niveles dependiendo del tipo de servicio y enviados a través de una interfaz. Sin embargo, si se trata de datos sobre sus características estos no requieren mucho procesamiento, por lo que cada objeto los preprocesa de forma independiente, los estructura y los envía a la administración central. La red IoT basada en esta arquitectura tiene la capacidad de clasificar un objeto nuevo que llegue a la red en un grupo de trabajo sin la intervención del usuario. Además de tener la capacidad de prestar un servicio que requiera un alto procesamiento (por ejemplo, multimedia), y un seguimiento del usuario en otras redes IoT a través de la nube. / [CA] La interoperabilitat entre els objectes comunicats és l'objectiu principal de la internet de les coses (IoT). Alguns esforços per aconseguir-ho han generat diverses propostes d'arquitectures, però, encara no s'arriba a un concens. Aquestes arquitectures difereixen en el tipus d'estructura, grau de centralització, algoritme d'encaminament, mètriques d'enrutament, tècniques de descobriment, algoritmes de cerca, segmentació, qualitat de servei i seguretat entre d'altres. Algunes són millors que altres depenent de l'entorn en què es desenvolupen i de el tipus de paràmetre que es faci servir. Les més populars són les orientades a esdeveniments o accions basades en regles. Les quals li han permès entrar al mercat i aconseguir una ràpida massificació. No obstant això, la seva interoperabilitat es basa en aliances entre fabricants per aconseguir la seva compatibilitat. Aquesta solució s'aconsegueix en el núvol amb una plataforma que unifica les diferents marques aliades. Això permet la introducció d'aquestes tecnologies a la vida comuna dels usuaris però no resol problemes d'autonomia ni d'interoperabilitat. A més, no inclou a la nova generació de xarxes intel·ligents basades en coses intel·ligents. L'arquitectura proposada en aquesta tesi, pren els aspectes més rellevants de les quatre arquitectures IoT mes acceptades i les integra en una, separant la capa IoT (comunament present en aquestes arquitectures), en tres capes. A més aquesta pensada en abastar xarxes de proximitat (integrant diferents tecnologies d'interconnexió IoT) i basar el seu funcionament en intel·ligència artificial. Per tant, aquesta proposta augmenta la possibilitat d'aconseguir la interoperabilitat esperada i augmenta la funcionalitat de cada objecte a la xarxa enfocada a prestar un servei a l'usuari. Tot i que el sistema que es proposa inclou el processament d'una intel·ligència artificial, segueix els mateixos aspectes tècnics que les seves antecessores, ja que, la seva operació i comunicació se segueix basant en la capa d'aplicació i transport de la pila de protocol TCP / IP. No obstant això, per tal d'aprofitar els protocols IoT sense modificar el seu funcionament es crea un protocol addicional que s'encapsula i s'adapta a la seva càrrega útil. Es tracta d'un protocol que s'encarrega de descobrir les característiques d'un objecte (DFSP) dividides en funcions, serveis, capacitats i recursos, i les extreu per centralitzar-la en l'administrador de la xarxa (IoT-Gateway). Amb aquesta informació l'IoT-Gateway pot prendre decisions com crear grups de treball autònoms que prestin un servei a l'usuari i encaminar als objectes d'aquest grup que presten el servei. A més de mesurar la qualitat de l'experiència (QoE) de el servei. També administra l'accés a internet i integra a altres xarxes Iot, utilitzant intel·ligència artificial en el núvol. A l'basar-se aquesta proposta en un nou sistema jeràrquic per interconnectar objectes de diferent tipus controlats per AI amb una gestió centralitzada, es redueix la tolerància a fallades i seguretat, i es millora el processament de les dades. Les dades són processats en tres nivells depenent de el tipus de servei i enviats a través d'una interfície. No obstant això, si es tracta de dades sobre les seves característiques aquests no requereixen molt processament, de manera que cada objecte els processa de forma independent, els estructura i els envia a l'administració central. La xarxa IoT basada en aquesta arquitectura té la capacitat de classificar un objecte nou que arribi a la xarxa en un grup de treball sense la intervenció de l'usuari. A més de tenir la capacitat de prestar un servei que requereixi un alt processament (per exemple multimèdia), i un seguiment de l'usuari en altres xarxes IoT a través del núvol. / [EN] Interoperability between communicating objects is the main goal of the Internet of Things (IoT). Efforts to achieve this have generated several architectures' proposals; however, no consensus has yet been reached. These architectures differ in structure, degree of centralisation, routing algorithm, routing metrics, discovery techniques, search algorithms, segmentation, quality of service, and security. Some are better than others depending on the environment in which they perform, and the type of parameter used. The most popular are those oriented to events or actions based on rules, which has allowed them to enter the market and achieve rapid massification. However, their interoperability is based on alliances between manufacturers to achieve compatibility. This solution is achieved in the cloud with a dashboard that unifies the different allied brands, allowing the introduction of these technologies into users' everyday lives but does not solve problems of autonomy or interoperability. Moreover, it does not include the new generation of smart grids based on smart things. The architecture proposed in this thesis takes the most relevant aspects of the four most accepted IoT-Architectures and integrates them into one, separating the IoT layer (commonly present in these architectures) into three layers. It is also intended to cover proximity networks (integrating different IoT interconnection technologies) and base its operation on artificial intelligence (AI). Therefore, this proposal increases the possibility of achieving the expected interoperability and increases the functionality of each object in the network focused on providing a service to the user. Although the proposed system includes artificial intelligence processing, it follows the same technical aspects as its predecessors since its operation and communication is still based on the application and transport layer of the TCP/IP protocol stack. However, in order to take advantage of IoT-Protocols without modifying their operation, an additional protocol is created that encapsulates and adapts to its payload. This protocol discovers the features of an object (DFSP) divided into functions, services, capabilities, and resources, and extracts them to be centralised in the network manager (IoT-Gateway). With this information, the IoT-Gateway can make decisions such as creating autonomous workgroups that provide a service to the user and routing the objects in this group that provide the service. It also measures the quality of experience (QoE) of the service. Moreover, manages internet access and integrates with other IoT-Networks, using artificial intelligence in the cloud. This proposal is based on a new hierarchical system for interconnecting objects of different types controlled by AI with centralised management, reducing the fault tolerance and security, and improving data processing. Data is preprocessed on three levels depending on the type of service and sent through an interface. However, if it is data about its features, it does not require much processing, so each object preprocesses it independently, structures it and sends it to the central administration. The IoT-Network based on this architecture can classify a new object arriving on the network in a workgroup without user intervention. It also can provide a service that requires high processing (e.g., multimedia), and user tracking in other IoT-Networks through the cloud. / González Ramírez, PL. (2022). Interconnection Architecture of Proximity Smart IoE-Networks with Centralised Management [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/181892

The Internet of Things (IoT) has seen a huge growth spurt in the last few years which has resulted in the need for more standardised IoT technology. Because of this, numerous IoT platforms have sprung up that offer a variety of features and use different technologies which may not necessarily be compliant with each other or with other technologies. Companies that wish to enter theIoT market are in constant need to find the most suitable IoT platform for their business and have a certain set of requirements that need to be fulfilled by the IoT platforms in order for the application to be fully functional. The problem that this thesis project is trying to address is a standardised procedure for selecting the IoT platforms. The project aims to suggest a list of requirements derived from the available IoT architecture models, that must be followed by IoT applications in general, and a subset of these requirements may be specified by the companies as essentials for their application. This thesis project also aims at development of a Web platform to automate this process, by listing the requirements on this website and allowing companies to input their choices,and accordingly show them the list of IoT platforms that comply with their input requirements. A simple Weighted Sum Model is used to rank the search result in order to prioritise the IoT platforms in order of the features that they provide. This thesis project also infers the best IoT architectural model available based on a comparative study of three major IoT architectures with respect to the requirements proposed. Hence the project concludes that this Web platform will ease the process of searching for the right IoT platform andthe companies can therefore make an informed decision about the kind of IoT platform that they should use, thereby reducing their time spent on market research and hence their time-to-market.

The IoT refers to the idea of internetworking physical devices, vehicles, buildings, and any other item embedded with the appropriate electronics, software, sensors, actuators, and network connectivity to allows them to interchange data and to provide highly effective new services. In this thesis we focus on the communications issues of the IoT in relation to mobility and we provide different solutions to alleviate the impact of these potential problems and to guarantee the information delivery in mobile scenarios. Our reference context is a Smart City where various mobile devices collaboratively participate, periodically sending information from their sensors. We assume that these services are located in platforms based in cloud infrastructures where the information is protected through the use of virtualisation ensuring their security and privacy. This thesis is structured into seven chapters. We first detail our objectives and identify the current problems we intend to address. Next, we provide a thorough review of the state of the art of all the areas involved in our work, highlighting how we improved the existing solutions with our research. The overall approach of the solutions we propose in this thesis use prototypes that encompasses and integrates different technologies and standards in a small infrastructure, using real devices in real scenarios with two of the most commonly used networks around the world: WiFi and 802.15.4 to efficiently solve the problems we originally identified. We focussed on protocols based on a producer/consumer paradigm, namely AMQP and particularly MQTT. We observed the behaviour of these protocols using in lab experiments and in external environments, using a mesh wireless network as the backbone network. Various issues raised by mobility were taken into consideration, and thus, we repeated the tests with different messages sizes and different inter-message periodicity, in order to model different possible applications. We also present a model for dimensioning the number of sources for mobile nodes and calculating the number of buffers required in the mobile node as a function of the number of sources and the size of the messages. We included a mechanism for avoiding data loss based on intermediate buffering adapted to the MQTT protocol that, in conjunction with the use of an alternative to the Network Manager in certain contexts, improves the connection establishment for wireless mobile clients. We also performed a detailed study of the jitter behaviour of a mobile node when transmitting messages with this proposal while moving through a real outdoor scenario. To emulate simple IoT networks we used the Cooja simulator to study and determine the effects on the probability of delivering messages when both publishers and subscribers were added to different scenarios. Finally we present an approach that combines the MQTT protocol with DTN which we specifically designed for constrained environments and guarantees that important information will never be lost. The advantage of our proposed solutions is that they make an IoT system more resilient to changes in the point of attachment of the mobile devices in an IoT network without requiring IoT application & service developers to explicitly consider this issue. Moreover, our solutions do not require additional support from the network through protocols such as MobileIP or LISP. We close the thesis by providing some conclusions, and identifying future lines of work which we unable to address here. / Internet de las cosas (IoT) se refiere a la idea de interconectar sensores, actuadores, dispositivos físicos, vehículos, edificios y cualquier elemento dotado de la electrónica, así como del software y de la conectividad de red que los hace capaces de intercambiar datos para proporcionar servicios altamente efectivos. En esta tesis nos centramos en temas relacionados con la comunicación de sistemas IoT, específicamente en situaciones de movilidad y en los problemas que esto conlleva. Con este fin ofrecemos diferentes soluciones que alivian su impacto y garantizan la entrega de información en estas situaciones. El contexto de referencia es una ciudad inteligente donde varios dispositivos móviles participan de forma colaborativa enviando periódicamente información desde sus sensores hacia servicios ubicados en plataformas en la nube (cloud computing) donde mediante el uso de virtualización, la información está protegida garantizando su seguridad y privacidad. Las soluciones propuestas en esta tesis se enfocan en probar sobre una pequeña infraestructura un prototipo que abarca e integra diferentes tecnologías y estándares para resolver eficientemente los problemas previamente identificados. Hemos enfocado nuestro esfuerzo en el uso de dispositivos sobre escenarios reales con dos de las redes más extendidas en todo el mundo: WiFi y enlaces 802.15.4. Nos enfocamos en protocolos que ofrecen el paradigma productor/consumidor como el protocolo avanzado de colas de mensajes (AMQP) y particularmente el protocolo de transporte de mensajes telemétricos (MQTT), observamos su comportamiento a través de experimentos en laboratorio y en pruebas al aire libre, repitiendo las pruebas con diferentes tamaños de mensajes y diferente periodicidad entre mensajes. Para modelar las diferentes posibles aplicaciones de la propuesta, se tomaron en consideración varias cuestiones planteadas por la movilidad, resultando en un modelo para dimensionar eficientemente el número de fuentes para un nodo móvil y para calcular el tamaño requerido del buffer, en función del número de fuentes y del tamaño de los mensajes. Proponemos un mecanismo adaptado al protocolo MQTT que evita la pérdida de datos en clientes móviles, basado en un buffer intermedio entre la producción y publicación de mensajes que, en conjunto con el uso de una alternativa al gestor de conexiones inalámbricas "Network Manager", en ciertos contextos mejora el establecimiento de las conexiones. Para la evaluación de esta propuesta se presenta un estudio detallado de un nodo móvil que se mueve en un escenario real al aire libre, donde estudiamos el comportamiento del jitter y la transmisión de mensajes. Además, hemos utilizado emuladores de redes IoT para estudiar y determinar los efectos sobre la probabilidad de entrega de mensajes, cuando se agregan tanto publicadores como suscriptores a diferentes escenarios. Finalmente, se presenta una solución totalmente orientada a entornos con dispositivos de recursos limitados que combina los protocolos MQTT con redes tolerantes a retardos (DTN) para garantizar la entrega de información. La ventaja de las soluciones que proponemos reside en el hecho de que los sistemas IoT se vuelven resilientes a la movilidad y a los cambios de punto de acceso, permitiendo así que los desarrolladores creen fácilmente aplicaciones y servicios IoT evitando considerar estos problema. Otra ventaja de nuestras soluciones es que no necesitan soporte adicional de la red como sucede con protocolos como MobileIP o el protocolo que separa el identificador del localizador (LISP). Se destaca cómo hemos mejorado las soluciones existentes hasta el momento de la escritura de esta disertación, y se identifican futuras líneas de actuación que no han sido contempladas. / Internet de les coses (IoT) es refereix a la idea d'interconnectar sensors, actuadors, dispositius físics, vehicles, edificis i qualsevol element dotat de l'electrònica, així com del programari i de la connectivitat de xarxa que els fa capaces d'intercanviar dades per proporcionar serveis altament efectius. En aquesta tesi ens centrem en temes relacionats amb la comunicació de sistemes IoT, específicament en situacions de mobilitat i en els problemes que això comporta. A aquest efecte oferim diferents solucions que alleugeren el seu impacte i garanteixen el lliurament d'informació en aquestes situacions. El context de referència és una ciutat intel·ligent on diversos dispositius mòbils participen de forma col·laborativa enviant periòdicament informació des dels seus sensors cap a serveis situats en plataformes en el núvol (cloud computing) on mitjançant l'ús de virtualització, la informació està protegida garantint la seva seguretat i privadesa. Les solucions proposades en aquesta tesi s'enfoquen a provar sobre una xicoteta infraestructura un prototip que abasta i integra diferents tecnologies i estàndards per a resoldre eficientment els problemes prèviament identificats. Hem enfocat el nostre esforç en l'ús de dispositius sobre escenaris reals amb dos de les xarxes més esteses a tot el món: WiFi i enllaços 802.15.4. Ens enfoquem en protocols que ofereixen el paradigma productor/consumidor com el protocol avançat de cues de missatges (AMQP) i particularment el protocol de transport de missatges telemètrics (MQTT), observem el seu comportament a través d'experiments en laboratori i en proves a l'aire lliure, repetint les proves amb diferents grandàries de missatges i diferent periodicitat entre missatges. Per a modelar les diferents possibles aplicacions de la proposta, es van prendre en consideració diverses qüestions plantejades per la mobilitat, resultant en un model per a dimensionar eficientment el nombre de fonts per a un node mòbil i per a calcular la grandària requerida del buffer, en funció del nombre de fonts i de la grandària dels missatges. Proposem un mecanisme adaptat al protocol MQTT que evita la pèrdua de dades per a clients mòbils, basat en un buffer intermedi entre la producció i publicació de missatges que en conjunt amb l'ús d'una alternativa al gestor de connexions sense fils "Network Manager'', en certs contextos millora l'establiment de les connexions. Per a l'avaluació d'aquesta proposta es presenta un estudi detallat d'un node mòbil que es mou en un escenari real a l'aire lliure, on estudiem el comportament del jitter i la transmissió de missatges. A més, hem utilitzat emuladors de xarxes IoT per a estudiar i determinar els efectes sobre la probabilitat de lliurament de missatges, quan s'agreguen tant publicadors com subscriptors a diferents escenaris. Finalment, es presenta una solució totalment orientada a entorns amb dispositius de recursos limitats que combina els protocols MQTT amb xarxes tolerants a retards (DTN) per a garantir el lliurament d'informació. L'avantatge de les solucions que proposem resideix en el fet que els sistemes IoT es tornen resilients a la mobilitat i als canvis de punt d'accés, permetent així que els desenvolupadors creuen fàcilment aplicacions i serveis IoT evitant considerar aquests problema. Un altre avantatge de les nostres solucions és que no necessiten suport addicional de la xarxa com succeeix amb protocols com MobileIP o el protocol que separa l'identificador del localitzador (LISP). Es destaca com hem millorat les solucions existents fins al moment de l'escriptura d'aquesta dissertació, i s'identifican futures línies d'actuació que no han sigut contemplades. / Luzuriaga Quichimbo, JE. (2017). Managing Mobility for Distributed Smart Cities Services [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/84744

Produktionsindustrin står just nu inför den fjärde industrirevolutionen där en ökad grad avanslutning och datastyrd produktion har möjligheten att skapa självoptimerande fabriker därmaskiner och system kommunicerar automatiskt i realtid. Införandet av ny teknik kan skapa storaförändringar men även konkurrensfördelar för organisationer, vilket även är fallet för Industri 4.0.Syftet med studien var att identifiera vilka faktorer som påverkar införandet av Industri 4.0 hostillverkande företag och hur problem inom automatiserad cellproduktion kan reduceras genom attintroducera Industri 4.0 koncept. Studien utfördes som en fallstudie hos Sandvik Coromant därinterna observationer och intervjuer utfördes. Dessutom intervjuades fem externa organisationerverksamma inom industriell digitalisering.Studien visade att det finns olika faktorer som påverkar införandet av Industri 4.0, kategoriseradei tekniska, organisatoriska och marknadsmässiga faktorer. För de tekniska faktorerna harsmåskaliga applikationer, ökad transparens genom anslutning av enheter och en ökad integrationav olika informationssystem en positiv effekt på införandet av industri 4.0. För att möjliggörainförandet i organisatoriska sammanhang måste produktionsorganisationer skaffa digitalakompetenser, integrera sin IT-organisation i sin produktion samt förändra sin kultur och inställningtill Industri 4.0. Dessutom är standardisering, skapande av digitala ekosystem och IT-säkerhet deviktigaste marknadsaspekterna som påverkar införandet av Industri 4.0.Hos Sandvik Coromant har elva problem identifierats som kan reduceras med införandet avkoncept från Industri 4.0. Studien föreslår att anslutning, visualisering och dataanalys används föratt reducera dessa problem. / The fourth industrial revolution is emerging, where connection and data driven production has thepotential to create self-optimizing factories, in which machines and systems can communicate inreal-time. However, adopting new technologies can impose big changes but also create competitiveadvantages for organisations, which is certainly the case of Industry 4.0.The purpose of the study was to identify what main factors that affects the adoption of Industry4.0 for production organisations and how problems in automated production cells could bereduced by introducing Industry 4.0 concepts. The study was performed as a case study at SandvikCoromant, where observations and interviews were conducted. In addition, five externalorganisations specialized in industrial digitalization were interviewed.The study found that there are various factors affecting the adoption of Industry 4.0 categorizedinto technological, organisational and external/environmental factors. In terms of technology,small scale applications, increased transparency through connection and an increased integrationof information systems have positive effect on the adoption of Industry 4.0. In organisationalcontext, production organisations must acquire digital competence, integrate their IT organisationinto their production and change the culture and attitude towards the adoption of Industry 4.0.Furthermore, standardization, creation of ecosystem and IT security are the mainexternal/environmental aspects which affect Industry 4.0 adoption.At Sandvik Coromant, eleven problems were identified which has the potential to be reduced by implementing concepts of Industry 4.0. The study proposes use of connectivity, visualization, dataanalysis to reduce these problems.

[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

Jönköping University Solar Team deltog år 2015 i tävlingen World Solar Challenge som körs vartannat år i Australien. Team från hela världen deltar i denna tävling där de konstruerar solbilar som de sedan tävlar med i ett race på ca 3000 km från Darwin till Adelaide. En solbil är en elbil som även är utrustad med solpaneler för att ge en teoretiskt oändlig körsträcka så länge bilen har tillgång till solenergi. Jönköping University kom på 15 plats i detta race och ville till nästa race förbättra sin konkurrenskraft. Eftersom det var ett race och varje teams mål var att använda sin bil så effektivt som möjligt behövdes ett system för att övervaka och logga batteridata och presentera det för teamet. Det var även fördelaktigt om teamet kunde få någon form av energiprognos för att kunna bestämma vilken hastighet som solbilen bör hålla. Ett system som loggar och överför denna information från solbilen till en följebil utvecklades och utvärderades. Syftet med denna studie var således: Öka Jönköping University Solar Teams konkurrenskraft genom att förse följebilen med ett beslutsstöd som i realtid övervakar och loggar solbilens batterinivå och energiförbrukning. Design Science Research användes som metod för att genomföra detta syfte, vilket gav möjligheten att utveckla systemet som en artefakt och använda denna för att presentera resultatet. Tre olika experiment utfördes för att konstatera funktionaliten på den trådlösa kommunikationen, hur rättvisande systemet var samt hur väl energiförbrukningen kunde förutsägas. I resultatet beskrivs hela artefakten och tillsammans med experimenten konstaterades att systemet kommer att ge Jönköping University Solar Team en högre konkurrenskraft i nästa race. / Jönköping University Solar Team participated in the 2015 edition of World Solar Challenge, which is held every other year in Australia. Teams from all around the world participates in the competition in which they construct a solar car and competes in a 3000 km long race from Darwin to Adelaide. A solar car is an electric car equipped with solar panels to give it a theoretical infinite mileage as long as the car have access to solar energy. Jönköping University came in 15th place in this race and would like to improve their competitiveness in the next race. Because it is a competition and the goal for every team is to use their car as efficiently as possible a system to log and monitor the battery and present the information to the team was needed. It would also be good to have some kind of energy consumption forecast that would be used to decide the speed the solar car should keep. A system that collect, stores and transmits the information from the solar car to an escort vehicle was developed and evaluated. Thus, the pursues of this studies were: Improve Jönköping University Solar Teams competitiveness by provide a decision support which in real time monitor and log the solar car battery level and energy consumption. Design Science Research was used as a method to realize this purpose, which gave the opportunity to develop the system as an artifact and use this to present the result. Three different experiments were constructed to determine the functionality of the wireless communication, how accurate the system was and how well the energy consumption could be predicted. In the results the artifact is described as a whole and together with the experiments it is found that the system will give Jönköping University Solar Team a higher competitiveness in the next race.

The Internet of Things (IoT) is increasingly becoming an integral component of many applications in consumer, industrial and other areas. Notions such as smart industry, smart transport, and smart world are, in large part, enabled by IoT. At its core, the IoT is underpinned by a group of devices, such as sensors and actuators, working collaboratively to provide a required service. One of the important requirements most IoT applications are expected to satisfy is ensuring the security and privacy of users. Security is an umbrella term that encompasses notions such as confidentiality, integrity and privacy, that are typically achieved using cryptographic encryption techniques. A special form of communication common in many IoT applications is group communication, where there are two or more recipients of a given message. In or-der to encrypt a message broadcast to a group, it is required that the participating parties agree on a group key a priori. Establishing and managing a group key in IoT environments, where devices are resources-constrained and groups are dynamic, is a non-trivial problem. The problem presents unique challenges with regard to con-structing protocols from lightweight and secure primitives commensurate with the resource-constrained nature of devices and maintaining security as devices dynamically leave or join a group. This thesis presents lightweight group key management protocols proposed to address the aforementioned problem, in a widely adopted model of a generic IoT network consisting of a gateway with reasonable computational power and a set of resource-constrained nodes. The aim of the group key management protocols is to enable the gateway and the set of resource-constrained devices to establish and manage a group key, which is then used to encrypt group messages. The main problems the protocols attempt to solve are establishing a group key among participating IoT devices in a secure and computationally feasible manner; enabling additionor removal of a device to the group in a security preserving manner; and enabling generation of a group session key in an efficient manner without re-running the protocol from scratch. The main challenge in designing such protocols is ensuring that the computations that a given IoT device performs as part of participating in the protocol are computationally feasible during initial group establishment, group keyupdate, and adding or removing a node from the group. The work presented in this thesis shows that the challenge can be overcome by designing protocols from lightweight cryptographic primitives. Specifically, protocols that exploit the lightweight nature of crypto-systems based on elliptic curves and the perfect secrecy of the One Time Pad (OTP) are presented. The protocols are designed in such a way that a resource-constrained member node performs a constant number of computationally easy computations during all stages of the group key management process. To demonstrate that the protocols are practically feasible, implementation resultof one of the protocols is also presented, showing that the protocol outperforms similar state-of-the-art protocols with regard to energy consumption, execution time, memory usage and number of messages generated. / <p>Vid tidpunkten för framläggningen av avhandlingen var följande delarbete opublicerat: delarbete 3 (manuskript).</p><p>At the time of the defence the following paper was unpublished: paper 3 (manuscript).</p> / SMART (Smarta system och tjänster för ett effektivt och innovativt samhälle)

Submitted by SBI Biblioteca Digital (sbi.bibliotecadigital@puc-campinas.edu.br) on 2018-03-06T17:33:50Z No. of bitstreams: 1 MATEUS LEANDRO PAULINO.pdf: 5831109 bytes, checksum: 844c1a030e8e0dad0c69291a01fd08fa (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-06T17:33:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MATEUS LEANDRO PAULINO.pdf: 5831109 bytes, checksum: 844c1a030e8e0dad0c69291a01fd08fa (MD5) Previous issue date: 2017-11-29 / Pontif?cia Universidade Cat?lica de Campinas ? PUC Campinas / Searching for comfort and quality of life man has spent more than 90% of his time in artificial environments. Studies show that many serious diseases are occurring due to lack of a quality internal environment. In addition to the health consequences, a performance decrease in the accomplishment of daily tasks, such as intellectual, work and other activities is observed in the human being. The literature reports four factors that have the greatest effect on the quality of an environment: Thermal (temperature and humidity suited to its activities), Visual (correct intensity of luminosity), Acoustics (low repetitive noise level) and Air Quality (levels of gases and particulates in the air). Two of these invisible factors, the Thermal and the Air Quality, seriously stand out. In order to mitigate these effects, it is of the utmost importance to monitor and act on humidification, heating, air-conditioning, and automatic air exchange (ventilation) systems in order to guarantee comfort and tranquility for the occupants of a closed environment. The objective of this work is to propose a system to act on two of the above mentioned factors: Thermal Comfort (temperature and humidity) and Air Quality (CO2 gas concentration). In order to develop a technology that is both efficient and inexpensive, it is proposed that a Wireless Sensor Network (WSN) be used for communication between networked equipment, the choice of low cost boards and sensors, and the use of Infrared for sending commands to air conditioning and humidifier devices. As well as the development of a supervisory system to control actions and data collection. The tests were carried out in the computer laboratory of FEARP / USP (Faculdade de Economia, Administra??o e Contabilidade de Ribeir?o Preto). The graphs of the quantities collected were presented, table with activities of the day, performances and Alerts of the system. The system presented good operability and reliability in the treatment of environmental variables of the room. / Na busca pelo conforto e qualidade de vida o homem tem permanecido mais de 90% do seu tempo em ambientes artificiais e estudos comprovam que muitas doen?as graves est?o ocorrendo por falta de um ambiente interno de qualidade. Al?m das consequ?ncias ? sa?de, ? observada a queda de desempenho do ser humano na realiza??o das tarefas cotidianas tais como atividade intelectual, laboral e outras. A literatura relata quatro fatores que mais impactam a qualidade de um ambiente: o T?rmico (temperatura e umidade adequados a suas atividades), o Visual (intensidade correta de luminosidade), a Ac?stica (n?vel baixo de ru?dos repetitivos) e a Qualidade do ar (n?veis de gases e part?culas de polui??o adequadas no ar). Destaca-se com maior gravidade dois desses fatores que s?o invis?veis, o T?rmico e a Qualidade do ar. No sentido de mitigar estes efeitos, ? de suma import?ncia, monitorar e atuar sobre os sistemas umidifica??o, aquecimento, ar-condicionado, troca de ar (ventila??o) de forma automatizada, no sentido de garantir conforto e tranquilidade para os ocupantes de um ambiente fechado. O objetivo deste trabalho ? propor um sistema para atuar sobre dois dos fatores acima relatados: o Conforto T?rmico (temperatura e umidade) e Qualidade do Ar (concentra??o do g?s CO2). No sentido de desenvolver uma tecnologia ao mesmo tempo eficiente e de baixo custo ? proposto a utiliza??o de Rede de Sensores Sem Fio (RSSF) para comunica??o entre os equipamentos conectados em rede, a escolha de placas e sensores de baixo custo, uso de Infravermelho para envio de comandos aos dispositivos de ar-condicionado e umidificador, como tamb?m o desenvolvimento de um sistema supervis?rio para controle das a??es e coleta de dados. Os testes aconteceram no laborat?rio de inform?tica da FEARP/USP (Faculdade de Economia, Administra??o e Contabilidade de Ribeir?o Preto), foram apresentados os gr?ficos das grandezas coletadas, tabela com atividades do dia, Atua??es e Alertas do sistema. O sistema apresentou boa operacionalidade e confiabilidade no tratamento das vari?veis ambientais da sala.

Internet of Things är ett begrepp som innebär att alla tänkbara enheter kan kommunicera med varandra. Utvecklingen är snabb och antalet uppkopplade enheter ökar enormt. Detta medför bland annat att samhället blir effektivare vilket innebär både ekonomiska och miljömässiga fördelar. Genom att göra parkeringsplatser smarta kan de lediga platserna snabbare lokaliseras vilket minskar både miljöpåverkan och bränslekostnad. Eftersom strömförsörjning kan vara ett problem vid en del parkeringsplatser undersöks huruvida det är möjligt att åstadkomma smarta parkeringsplatser baserat på en enhet utan extern strömförsörjning. Undersökningen görs genom att konstruera en prototyp och på den utvärdera ström- och effektförbrukning samt batteritid. Dessutom analyseras om en annan design på prototypen skulle prestera bättre genom att uppskatta strömförbrukningen för en sådan design och därefter beräkna effektförbrukning och batteritid. Prototypens konstruktion bestod av en ultraljudsgivare inklusive styrenhet, en mikrokontroller kallad mDot, ett 9 V-batteri och en strömbrytare. Med mDot:en kunde data sändas till en server via LoRaWAN. De utförda mätningarna och beräkningarna visade att prototypen drar mycket ström. En enhet med tillräcklig prestanda är dock möjlig att konstruera genom att utföra beräkningar i mDot:en istället för i ultraljudsgivarens styrenhet. Detta skulle minska strömförbrukningen vilket förlänger batteritiden. Uppskattningar visade även att batteritiden för en sådan enhet ökar exponentiellt mot tiden i viloläge. Slutsatsen är att batteritiden varierar beroende på hur enheten är designad samt hur länge enheten är i viloläge. Det är dock möjligt att konstruera en enhet utan extern strömförsörjning som har tillräckligt bra prestanda för att åstadkomma smarta parkeringsplatser. / Internet of Things is a term for describing that every imaginable device can communicate with each other. The development in the field is fast and the amount of connected devices increases at an enormous rate. This means that the society becomes more efficient and some part of this is economic as well as environmental benefits. By making parking lots smart, the vacant lots can be located more quickly thus reducing environmental impact and fuel cost. At some parking lots there is no power supply. This report investigates whether or not it is possible to achieve smart parking lots based on a device without external power supply. The investigation is done by constructing a prototype and evaluate its current and power consumption as well as its battery life. Furthermore, an investigation is done to find out if another design can perform better than the prototype. This is done by making assumptions of how another design might look and from that estimate its current consumption and then calculating power consumption and battery life. The prototype constructed existed of an ultrasonic sensor including control unit, a microcontroller called mDot, a 9 V battery and a power switch. The mDot was able to send data to a server via LoRaWAN. The performed measurements and calculations showed that the prototype used to much current. However, a device with sufficient performance is possible to construct by doing the computation in the mDot instead of in the ultrasonic sensors control unit. This would increase the battery life of the device. Estimations showed that the battery life of such a device increases exponentially to the sleep time. The conclusion is that the battery life will vary depending on the design and the sleep time of the device. It is however possible to design a device without external power supply that has sufficiently good performance to enable smart parking lots.

In order to develop secure Internet of Things (IoT) devices, it is vital that security isconsidered throughout the development process. However, this is not enough as vulnerabledevices still making it to the open market. To try and solve this issue, this thesis presentsa structured methodology for performing security analysis of IoT platforms. The presented methodology is based on a black box perspective, meaning that theanalysis starts without any prior knowledge of the system. The aim of the presentedmethodology is to obtain information in such a way as to recreate the system design fromthe implementation. In turn, the recreated system design can be used to identify potentialvulnerabilities. Firstly the potential attack surfaces are identified, which the methodology calls inter-faces. These interfaces are the point of communication or interaction between two partsof a system. Secondly, since interfaces do not exist in isolation, the surrounding contextsin which these interfaces exist in are identified. Finally the information processed by theseinterfaces and their contexts are analyzed. Once the information processed by the iden-tified interfaces in their respective contexts are analysed, a risk assessment is performedbased on this information. The methodology is evaluated by performing an analysis of the IKEA “TRÅDFRI”smart lighting platform. By analysing the firmware update process of the IKEA “TRÅD-FRI” platform it can be concluded that the developers have used standardized protocolsand standardized cryptographic algorithms and use these to protect devices from ma-licious firmware. The analysis does however find some vulnerabilities, even though thedevelopers have actively taken steps to protect the system.