Enabling high-level application development for the internet of things

• Auteur / Autrice : Pankesh Patel
• Direction : Valérie Issarny
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Génie logiciel

Informatique omniprésente

Systèmes de communication sans fil

Réseaux sociaux (Internet)

Réseaux de capteurs (technologie)

Résumé

Le développement d'applications pour l'Internet des Objets (IdO) est rendu difficile par plusieurs problèmes, notamment l'absence de séparation des préoccupations ou encore le manque d'abstractions de haut niveau capables d'en représenter la très grande échelle et l'hétérogénéité. De plus, les acteurs doivent gérer les problèmes propre à chaque étape de son cycle de vie, tels que d'éventuels changements d'exigences ou encore la phase de déploiement. Pour résoudre ces problèmes, plusieurs approches ont été proposées dans des domaines proches, tels que les réseaux de capteurs sans fil, l'informatique ubiquitaire ou pervasive, et l'ingénierie logicielle. Cependant, dans le cadre de l'IdO, les approches existantes ne couvrent pas l'ensemble des problèmes précédemment évoqués. De fait, cette thèse propose (1) une méthodologie de développement d'applications pour l'IdO, avec une séparation claire des préoccupations et un cadre structuré pour la conception de ces applications, et (2) un framework de développement basé sur cette méthodologie, avec la prise en charge les actions exprimées par les différents acteurs. Le framework met à disposition un ensemble de langages permettant de modéliser chaque préoccupation et d'abstraire les problématiques liées à l'échelle et l'hétérogénéité. De nombreuses actions sont alors automatisées au moyen de techniques variées, telles que la génération de code, le placement dynamique de tâche ou encore l'assemblage. En évaluant notre approche dans le cadre de deux scénarios réels, nous montrons que notre approche améliore significativement la productivité des différents acteurs au sein du processus de développement.

Application development in the Internet of Things (IoT) is challenging because it involves dealing with related issues such as lack of separation of concerns, and lack of high-level of abstractions to address both the large scale and heterogeneity. Moreover, stakeholders have to address issues that can be attributed to different life-cycles phases. First, the application logic has to be analyzed and then separated into a set of distributed tasks for an underlying network. Then, the tasks have to be implemented for the specific hardware. Apart from this, they have to deal with other aspects of life-cycle such as changes in application requirements and devices. Several approaches have been proposed in the closely related fields of WSN, ubiquitous and pervasive computing, and software engineering in general to address these challenges. However, existing approaches only cover limited subsets of challenges. This thesis proposes an integrated approach for addressing the above mentioned challenges. The main contributions of thesis are: (1) a development methodology that separates IoT application development into different concerns and provides a conceptual framework to develop an application, (2) a development framework that implements the development methodology to support actions of stakeholders. The development framework provides a set of modeling languages to specify each development concern and abstracts the scale and heterogeneity related complexity. It integrates code generation, task-mapping, and linking techniques to provide automation. Our evaluation based on two realistic scenarios shows that the use of our approach improves the productivity of stakeholders.