Le réseau de distribution et de transport de l’électricité se modernise dans plusieurs pays dont le Canada. La nouvelle génération de ce réseau que l’on appelle smart grid, permet entre autre l’automatisation de la production, de la distribution et de la gestion de la charge chez les clients. D’un autre côté, des appareils domestiques intelligents munis d’une interface de communication pour des applications du smart grid commencent à apparaître sur le marché. Ces appareils intelligents pourraient créer une communauté virtuelle pour optimiser leurs consommations d’une façon distribuée. La gestion distribuée de ces charges intelligentes nécessite la communication entre un grand nombre d’équipements électriques. Ceci représente un défi important à relever surtout si on ne veut pas augmenter le coût de l’infrastructure et de la maintenance. Lors de cette thèse deux systèmes distincts ont été conçus : un système de communication peer-to-peer, appelé Ring-Tree, permettant la communication entre un nombre important de nœuds (jusqu’à de l’ordre de grandeur du million) tel que des appareils électriques communicants et une technique distribuée de gestion de la charge sur le réseau électrique. Le système de communication Ring-Tree inclut une nouvelle topologie réseau qui n’a jamais été définie ou exploitée auparavant. Il inclut également des algorithmes pour la création, l’exploitation et la maintenance de ce réseau. Il est suffisamment simple pour être mis en œuvre sur des contrôleurs associés aux dispositifs tels que des chauffe-eaux, chauffage à accumulation, bornes de recharges électriques, etc. Il n’utilise pas un serveur centralisé (ou très peu, seulement lorsqu’un nœud veut rejoindre le réseau). Il offr une solution distribuée qui peut être mise en œuvre sans déploiement d’une infrastructure autre que les contrôleurs sur les dispositifs visés. Finalement, un temps de réponse de quelques secondes pour atteindre l’ensemble du réseau peut être obtenu, ce qui est suffisant pour les besoins des applications visées. Les protocoles de communication s’appuient sur un protocole de transport qui peut être un de ceux utilisés sur l’Internet comme TCP ou UDP. Pour valider le fonctionnement de de la technique de contrôle distribuée et le système de communication Ring-Tree, un simulateur a été développé; un modèle de chauffe-eau, comme exemple de charge, a été intégré au simulateur. La simulation d’une communauté de chauffe-eaux intelligents a montré que la technique de gestion de la charge combinée avec du stockage d’énergie sous forme thermique permet d’obtenir, sans affecter le confort de l’utilisateur, des profils de consommation variés dont un profil de consommation uniforme qui représente un facteur de charge de 100%.

Internet of Things is rapidly evolving. This thesis includes a study of single-board computers suitable for machine-to-machine communication together with the developing process of a sensor network integrated with a bidirectional communication platform. Raspberry Pi was selected as the single-board computer used in the proposed system. The Message Queuing Telemetry Transport protocol was selected as main communication protocol to handle all exchange of information between the network and the bidirectional communication platform. It was selected because of its reliability, low bandwidth and publish/subscribe architecture. Decision-making procedures were implemented to work with both local sensor data and data from different Message Queuing Telemetry Transport streams, such as GPS data, used to calculate the distance between the user’s smart phone and the office to prepare the workstation, temperature sensors and ambient light sensors controlling Philips HUE light bulbs. The finished sensor network was design to work within office environments to prepare workstations and monitor the work climate. The number of sensors connected to the single-board computer has a major impact in the CPU usage. Measurements and calculations show that 17 connected physical sensors will cause a CPU usage of 96%.

V rámci této práce byl vytvořen popis bezdrátového komunikačního protokolu Wireless M-Bus, zaměřující se zejména na datovou část tohoto protokolu, strukturu jeho informačních polí, režimy komunikace a další specifika linkové a aplikační vrstvy. Na základě tohoto výzkumu byl vytvořen softwarový nástroj v jazyce Java, sloužící jako generátor dat zmíněného protokolu. Pomocí grafického i textového uživatelského rozhraní program umožňuje uživateli vytvořit Wireless M-Bus telegramy s velmi vysokou úrovní detailu a ty následně s využitím některého z podporovaných hardwarových zařízení periodicky odesílat do Wireless M-Bus sítě. Dále byla navržena dvě kompletní řešení, využívající buď samotného bezdrátového IQRF modulu nebo jeho spojení s řídicí deskou UniPi Neuron. Oba návrhy byly zrealizovány, otestovány a jsou v práci detailně popsány.

Several UE energy consumption optimization techniques have been proposed for Machine Type Communication (MTC) devices. Extended Discontinuous Reception (eDRX) in idle mode is one such technique wherein an UE in idle mode wakes up only during its Paging Occasion (PO) to monitor paging messages from eNodeB (eNB). The PO is located within a Paging frame (PF). The PF is a function of System Frame Number (SFN) cycle of eNB. The paging messages may be sent asynchronously from multiple eNBs to a UE. Due to asynchronous operation of eNBs, SFN takes on different values at a given point in time and therefore a paging message is transmitted at different points in time from different eNBs. Due to this SFN misalignment between eNBs, an idle mode UE might receive and respond to the same paging message from different eNBs and/or miss a PO and thus the paging message. Due to this spread in time of SFN and PO, the actual handling of paging message by the UE becomes inefficient leading to increased UE energy consumption and decreased reachability. These issues, resulting from paging handling, will get amplified further if DRX period is extended longer (eDRX). In this study, we investigate the impact of eDRX cycles and mobility related parameters such as UE speed, cell size and size of SFN misalignment between eNBs on UE energy consumption, use of network resources and UE reachability. Receiving and responding to the same paging message results in increased energy consumption for UE and increased signaling between UE and the network. Missing a PO results in delayed paging reception and hence decreases UE reachability. As the DRX cycle lengths are increased from existing maximum of 2.56 seconds to 10.24 seconds and beyond, we see a reduction in UE energy consumption by more than 90%, but the network signaling and the delay to reach the UE increases linearly as a function of the DRX cycle length. We observe that the number of duplicate paging message receptions/missed POs is minuscule for DRX cycle lengths below 10.24 sec. At DRX cycle length of 10.24 seconds, UEs travelling across 500 m cell radius at speeds of 3, 50, 100 km/h the percentage of duplicate paging receptions are 0.07, 0.11, and 0.15 respectively. This duplicate paging message reception increases the UE energy consumption by 2.31, 6.15 and 12 percent of the total energy units respectively. Similarly, UE misses nearly 0.34, 0.39, and 0.405 percent of the total POs respectively. Depending on the number of consecutive PO misses, the UE reachability decreases. But by reducing the size of SFN misalignment between eNBs, we see that it’s possible to increase the reachability for UEs in eDRX. Further we have proposed solutions based on our analytical study to avoid duplicate paging message reception by UE, increase UE reachability and also reduce UE energy consumption using a windowing technique. We conclude that when a UE is configured with eDRX cycles, the tradeoff between battery lifetimes and UE reachability is based on mobility characteristics and service requirements.

導引精靈(Wizard)是一種用於收集用戶端資料的互動式人機介面程式，它是由一系列的對話框組成。使用導引精靈，可以避免資料遺漏、更能確保資料的完整性。由於方便好用，導引精靈不僅大量的使用在既有的電腦程式中，很顯然地，它也應該是許多新應用軟體系統不可或缺的一部分。 為了克服開發導引精靈過程的繁雜，瑣碎與費時，我們曾開發一套遵循MDA架構的多平台導引精靈快速開發系統，稱為 MoDWizII。利用MoDWizII，我們只要輸入高階的平台無關精靈描述，系統即能自動產生各支援平台的對應導引精靈實做。目前系統支援的平台包括：Java、Eclipse 以及Web 應用。 隨著手機與平板電腦的普及與無所不在，其應用系統顯然亦有收集使用者資料的需求。相對於傳統電腦，行動裝置的先天限制並不適合傳統的編輯輸入，因此導引精靈顯然是一種更值得考量的替代選項。此一因素，促使我們考量將MoDWizII的支援對象擴充至行動平台。 本研究的主要任務是擴充MoDWizII的支援對象至行動平台。新系統名稱為MoDWiz3，目前選擇的唯一支援平台是市佔率最高的Android平台。據IDC報告，至2013年第三季時Android的行動裝置佔有率達81%。 為了使得ModWiz3得以產生Android平台的精靈實做，我們在此研究中，貢獻了一套針對Android平台特性而設計的精靈程式Android平台專屬超模型(PSMM)。除此之外，我們亦實做了在MDA架構下，針對Android平台的必要M2M與M2T轉換工具。利用這些工具鏈，我們即能將高階的平台無關精靈描述轉換成Android平台的導引精靈實做。和以往支援平台有一個顯著不同之處是，Android平台本身並無提供立即可用的導引精靈API可供實做時使用，因此本研究的另一貢獻是使用Android fragment機制設計、選用和實做所有系統所需的精靈元件。 / Software wizards are interactive programs consisting of a series of UI dialogs aimed to acquire responded data from the users. Using wizards to collect data has the advantage of ensuring the completeness and integrity of the collected data. They are not only pervasively found in existing computer systems but apparently would also be an indispensable part of many software applications to be developed. In order to overcome the shortage of developing wizards from scratch, which are complicated, tedious and time-consuming, our lab has developed a system called MoDWizII, which can produce multi-platform wizards from a single declarative wizard description by following OMG's MDA approach. Currently the supported platforms include Java, Eclipse and Web applications. With the explosive popularity of mobile phones and tablets, the need of complex data input using mobile devices increases. However, due to the size limitation, it is very inconvenient to use traditional editing approach to input large amount of data on these devices. In contrast, wizards in these use cases seem more suitable. This motivated the inclusion of mobile platforms to the supported platforms of our system. In this research we extend MoDWizII to a new one called MoDWiz3 with the goal of supporting also mobile platforms. Currently the only selected platform is Android, which is used by most people as indicated by a report of International Data Corporation (IDC) that the market share of Android platform was 81% in the 3rd quarter in 2013. To enable the support of Android platform, this research created a definition of PSMM (Platform-Specific MetaModel) for wizards on the Android platform; standard M2M and M2T toolchain was also developed and can be used to generate practical Android wizard applications from a platform independent wizard description. While previous supported platforms have well-established wizard API, it is not the case for Android. We thus included in the research also the design, selection and implementation of all required wizard components for the Android platform.

The aim of this diploma thesis is to create universal application able to visualize M2M data and allows remote management of smart sensors using TR-069 protocol. First part of this thesis contains comprehensive evaluation of TR-069 standard and OSGi platform. Next, extensive analysis of embedded databases with detailed description of SQLite platform is provided. Auto-configuration server genieacs and modus TR-069 client, two parts needed for the proper run of remote configuration, are described in more detail in following section. Practical part of this thesis contains description of all created OSGi bundles together with communication interfaces. Moreover, the description of designed database and developed user interface is given.

No description available.

[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 / TESIS

Technology Narrowband IoT is a representative LPWA (Low Power Wide Area) tech-nology that due to its promising features aims for demands of the Internet of Thingsapplications for autonomous data sending from sensors in areas of poor mobile coverage.For such applications, it is beneficial to firstly map properties of communication technol-ogy in areas of intended use and evaluate whether or not is this technology applicable.This Master thesis deals with the design of the hand-held measuring device for evaluationof Narrowband IoT properties. The output of this thesis is firstly comparison of LPWAtechnologies secondly, design of the mentioned device and verification of its functional-ity. And in last part description of measurement of transmission delay for delay-tolerantapplications. Transmission delay is a critical parameter for delay-tolerant applications.Such an application can be, for example, smart electrometers for which there is definedmaximal allowed transmission delay of 10 seconds and therefore it is desirable to evalu-ate whether or not is the deployment of the communication technology Narrowband IoTsuitable in the intended area for delay-tolerant or even for delay-intolerant applications.

Currently manufacturers in the European Surface Mount Technology (SMT) industry seeproduction changeover, machine downtime and process optimization as their biggestchallenges. They also see a need for collecting data and sharing information betweenmachines, people and systems involved in the manufacturing process. Internet of Things (IoT)technology provides an opportunity to make this happen. This research project gives answers tothe question of what the potentials and challenges of IoT implementation are in European SMTmanufacturing. First, key IoT concepts are introduced. Then, through interviews with expertsworking in SMT manufacturing, the current standpoint of the SMT industry is defined. The studypinpoints obstacles in SMT IoT implementation and proposes a solution. Firstly, local datacollection and sharing needs to be achieved through the use of standardized IoT protocols andAPIs. Secondly, because SMT manufacturers do not trust that sensitive data will remain securein the Cloud, a separation of proprietary data and statistical data is needed in order take a stepfurther and collect Big Data in a Cloud service. This will allow for new services to be offered byequipment manufacturers. / I dagsläget upplever tillverkare inom den europeiska ytmonteringsindustrin för elektronikproduktionsomställningar, nedtid för maskiner och processoptimering som sina störstautmaningar. De ser även ett behov av att samla data och dela information mellan maskiner,människor och system som som är delaktiga i tillverkningsprocessen.Sakernas internet, även kallat Internet of Things (IoT), erbjuder teknik som kan göra dettamöjligt. Det här forskningsprojektet besvarar frågan om vilken potential som finns samt vilkautmaningar en implementation av sakernas internet inom europeisk ytmonteringstillverkning avelektronik innebär. Till att börja med introduceras nyckelkoncept inom sakernas internet. Sedandefinieras utgångsläget i elektroniktillverkningsindustrin genom intervjuer med experter.Studien belyser de hinder som ligger i vägen för implementation och föreslår en lösning. Dettainnebär först och främst att datainsamling och delning av data måste uppnås genomanvändning av standardiserade protokoll för sakernas internet ochapplikationsprogrammeringsgränssnitt (APIer). På grund av att elektroniktillverkare inte litar påatt känslig data förblir säker i molnet måste proprietär data separeras från statistisk data. Dettaför att möjliggöra nästa steg som är insamling av så kallad Big Data i en molntjänst. Dettamöjliggör i sin tur för tillverkaren av produktionsmaskiner att erbjuda nya tjänster.