David Villa :: 1 Infraestructura para la Integración de Redes de Sensores y Actuadores en Entornos Inteligentes Autor.

Presentación del tema: "David Villa :: 1 Infraestructura para la Integración de Redes de Sensores y Actuadores en Entornos Inteligentes Autor."— Transcripción de la presentación:

1 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 1 Infraestructura para la Integración de Redes de Sensores y Actuadores en Entornos Inteligentes Autor David Villa Alises Directores Francisco Moya Fernández Juan Carlos López López Tesis Doctoral

2 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 2 Contenido Introducción y antecedentes Enfoque y objetivos DUO: Modelado de transductores picoObjetos: Objetos distribuidos empotrados ASDF: Descubrimiento de Servicios IDM: Encaminamiento en Redes Heterogéneas Prototipos Conclusiones

3 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 3 Introducción Los sistemas que interaccionan con el entorno requieren: ● Sensores, para percibir estímulos físicos. ● Actuadores, para modificar el entorno. Estos dispositivos son un elemento esencial para conseguir el objetivo de muchas tecnologías incipientes: Introducción domótica computación ubícua computación pervasiva inmótica Entornos inteligentes

4 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 4 Los ST(Smart Transducers) son dispositivos de sensorización y/o actuación conectados a una red de comunicaciones. Transductores Inteligentes interfaz de red dispositivo de cómputo sensor El ST es un sistema empotrado independiente con recursos muy limitados. Cuando se requieren grandes cantidades, forman redes de sensores y actuadores (SAN). Introducción

5 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 5 Situación actual Los transductores realizan habitualmente tareas muy simples, sólo ofrecen/aceptan un dato escalar. Los sistemas que se emplean para su integración son complejos y costosos. No hay consenso en cuanto a protocolos y competencias básicas de la red de sensores. Cada fabricante utiliza tecnologías propias. El problema se agrava cuando se pretende crear servicios que requieren acceso desde el SI o entre varias SAN. Éstos son algunos de los motivos que frenan el desarrollo comercial de los entornos inteligentes. Introducción

6 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 6 Antecedentes

7 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 7 ORB Middleware de comunicaciones La solución aceptada mayoritariamente a los problemas de abstracción descritos es un middleware de comunicaciones. Antecedentes ClienteServidor Proxy invocación ORB Adaptador de objetos invocación RED

8 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 8 Middleware de comunicaciones Antecedentes El middleware permite: ● Especificar la semántica inherente al problema sin necesidad de diseñar un nuevo protocolo. ● Abstraer las peculiaridades tecnológicas de los nodos. ● Abstraer los protocolos de red subyacentes. Las propuestas previas buscan un middleware empotrado. Se pueden clasificar en dos grupos: ● Miniaturización de middlewares generalistas. ● Middlewares específicos, sobre todo para WSN.

9 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 9 Miniaturización de middlewares Eliminación de prestaciones costosas ● Minimum CORBA e*ORB Gibraltar ● nORB ● DynamicTAO ● LegORB ● UIC ● Ice-E ● MicroQoSCORBA Antecedentes

10 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 10 Miniaturización de middlewares Eliminación de prestaciones costosas Pasarelas de protocolo ● Smart Transducer Interface ● UORB Antecedentes

11 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 11 Miniaturización de middlewares Eliminación de prestaciones costosas Pasarelas de protocolo Adaptación a dispositivos concretos ● PalmORB ● TINI-ORB Antecedentes

12 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 12 Middlewares para redes de sensores Máquina virtual ● Maté, Magnet, SensorWare, WSP. Base de datos ● SINA, TinyDB, Cougar. Macro-programación ● Kairos, WSP. Clusters ● SINA, DSWare, EnviroTrack. Otros ● Impala, MiLAN, TinyCubus, TinyLime. Antecedentes

13 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 13 Middlewares para redes de sensores Ofrecen soporte para los problemas específicos: ● Agrupación de nodos (clusters) ● Agregación de datos / sensores virtuales. ● Propagación de eventos, filtrado. ● Despliegue / actualización de aplicaciones. ● Descubrimiento de nuevos dispositivos. ● Encaminamiento ad hoc. Antecedentes

14 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 14 Problemas no resueltos Acceso Coste Interoperabilidad / Autonomía Flujo de diseño Servicios Antecedentes

15 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 15 Enfoque Las redes de sensores son sistemas distribuidos con necesidades especiales. ● Orientados a los datos (data-centric) ● Disponibilidad dinámica ● Recursos limitados ● Aplicaciones cooperativas ● Físicamente distribuidos Los middlewares distribuidos orientados a objetos de propósito general son una buena solución para el problema si se contemplan estas necesidades. Enfoque y objetivos

16 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 16 Enfoque Partimos de un middleware OO de propósito general (como CORBA o Ice). Middleware Distribuido Orientado a Objetos servicios comunes servicios comunes TCP/IP Teniendo presente que: ● Disponen de valiosos servicios incorporados. ● Tienen soporte de comunicaciones limitado (usualmente solo TCP/IP). Enfoque y objetivos

17 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 17 DUO Objetivos Middleware Distribuido Orientado a Objetos picoObjetos MIS servicios comunes servicios comunes ASDF DUO servicios del entorno TCP/IP MIS ASDF servicios del entorno IDM Zigbee XBow Bluetooth IDM Zigbee XBow Bluetooth El objetivo general es cubrir las necesidades especificas de las SAN pero evitando construir nuevos middlewares cada vez. Una infraestructura para el desarrollo de aplicaciones con redes de dispositivos para entornos inteligentes Un modelo de información adecuado para servir transductores en plataformas de muy escasos recursos. Un método para implementar objetos distribuidos en sistemas empotrados. Un protocolo ligero y flexible para descubrimiento de servicios y recursos. Un mecanismo de encaminamiento de mensajes para redes heterogéneas. Mecanismos para integrar esta infraestructura con el flujo de diseño habitual en los MDOO tradicionales. Servicios de uso general para soporte de las aplicaciones del entorno. Enfoque y objetivos

18 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 18 DUO DUO modelo de información para transductores inteligentes servicios comunes servicios comunes DUO TCP/IP Middleware Distribuido Orientado a Objetos

19 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 19 DUO DUO ( Distributed Universal Objects ) Es un modelo minimalista para especificación y modelado de servicios de sensorización y control. Interfaces regulares y desacopladas Soporte para: ● Sensores y actuadores individuales ● Notificación asíncrona ● Agrupación ● Mini-componentes ● Composición / Fusión ● Servicios básicos

20 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 20 Actores escalares Abstraen el estado (valor) de un sensor o actuador individual: module IBool { interface R { bool get(void); }; interface W { void set(bool value, Ice::Identity sender); }; Se define un módulo para cada tipo de dato básico: bool, byte, int, float y string. Otros tipos convenientes son ByteSeq y Object. DUO

21 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 21 Aplicaciones y servicios a menudo requieren agrupar sensores por diferentes motivos: Como respuesta a un evento. Proximidad o energía de los nodos. Nodos que satisfacen un criterio de búsqueda. DUO::Container es una interfaz polivalente para agrupación de objetos de cualquier tipo. Grupos fijos (R) Modificables remotamente (RW) Grupos de actores DUO

22 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 22 Actores activos DUO Permite a los actores realizar notificaciones asíncronas de su estado. ● Evita consultas innecesarias (menos tráfico) ● Lecturas con transportes oneway Los actores activos disponen de una referencia a un objeto observador (que puede ser un canal). Cuando su estado cambia, envían ese nuevo valor a su observador. El observador tiene una interfaz DUO compatible con el actor. Implementan la interfaz DUO::Active.

23 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 23 Activación condicional DUO Proporciona utilidades básicas de filtrado para objetos activos. ● rango: Sólo se envían mensajes de actualización si corresponden al rango fijado. ● magnitud: Sólo si el valor ha cambiado más que la cantidad indicada En ambos casos el dato de referencia se representa con una faceta del actor (que puede ser “editada”).

24 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 24 Actores reactivos y proactivos Cliente / servicio actor «observador del actor» ping set(valor) sensor lectura Cliente / servicio actor «observador del actor» set(valor) sensor Actor proactivo Actor reactivo actor DUO

25 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 25 Cableado virtual El cableado virtual proporciona mecanismos para realizar conexionado lógico de productores (sensores) con consumidores (actuadores). Las principales ventajas son: ● El servicio se establece sobre los propios dispositivos involucrados. ● No requiere infraestructura (salvo la propia red). ● Todos los elementos siguen siendo accesibles después de establecer una “conexión”. ● Se puede hacer distribución de los eventos mediante canales de forma transparente. DUO

26 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 26 Cableado virtual DUO Cliente / servicio actor A setCb(B) sensor actor B actuador B.set (True, “A”) observador B T T actor C actuador X.set (True, “A”)

27 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 27 Agregación: actores compuestos Agregación de datos El valor de varios sensores se ofrece como valor de un objeto virtual. Proporciona varias funciones de agregación (como facetas): media, máximo, todos, alguno, etc. Cliente / servicio Actor compuesto media max min sensor actor sensor actor sensor actor sensor actor get DUO

28 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 28 Agregación: actores compuestos Distribución transparente de invocaciones Las acciones sobre el actor compuesto se propagan a los objetos del grupo. Cliente / servicio Actor compuesto actuador actor actuador actor actuador actor actuador actor set(valor) DUO

29 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 29 Agregación: actores compuestos Actor compuesto activo Un cambio en un actor agregado se propaga al actor compuesto que lo contiene. Cliente / servicio Actor compuesto activo media max min sensor actor sensor actor sensor actor sensor actor «observador del actor» set(valor) DUO

30 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 30 picoObjetos picoObjetos objetos distribuidos para sistema empotrados servicios comunes servicios comunes DUO TCP/IP picoObjetos Middleware Distribuido Orientado a Objetos picoObjetos

31 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 31 Se trata de un enfoque radicalmente distinto para la creación de objetos distribuidos empotrados. No se reducen las prestaciones del ORB, se elimina. ● No hay comunicador ● No hay adaptador de objetos ● No hay bindings para ningún lenguaje ● No hay librerías El picoObjeto es un autómata generado completamente ad hoc que reconoce los mensajes de invocación y genera respuestas adecuadas. picoObjetos

32 ARCO Group:: http://arco.inf-cr.uclm.es/ 32 picoObjectos vs ORBs convencionales ORB Cliente Invocación dinámica Cabos IDL API ORB Cliente ORB servidor API ORB Sirviente Esqueleto IDL estático Esqueleto dinámico Network autómata Sirviente Adaptador de objetos picoObjetos

33 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 33 Máquina de estados Se construye un autómata reconocedor a partir de: ● La especificación del protocolo inter-ORB ● Las identidades de los objetos alojados en el nodo ● La especificación de las interfaces de los objetos ● Los procedimientos de serialización ● Las interfaces heredadas (CORBA::Object) Con esa información se construye la especificación del autómata. Esa especificación la constituye un fichero escrito en un lenguaje llamado FSM. picoObjetos

34 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 34 Especificación de picoObjetos El fichero FSM está formado por: ● Banco de registros (RAM) ● Constantes (ROM) ● Memoria persistente (Flash) ● Un conjunto de bloques de instrucciones (código) FSM es un juego de instrucciones diseñado para tareas genéricas de reconocimiento y generación de mensajes. picoObjetos

35 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 35 Ejemplo picoObjetos

36 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 36 Máquina dirigida por eventos Las transiciones del autómata no se deben sólo a datos procedentes de la red. Todo el comportamiento del picoObjeto está dirigido por eventos: ● Mensaje entrante ● Condición de error ● Temporizadores ● Reset ● Evento físico de un sensor / definido por el usuario picoObjetos

37 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 37 Máquina virtual Se transforma a bytecode con un compilador. FSM bytecode Plataforma A VM para FSM Plataforma B VM para FSM Plataforma C VM para FSM Creamos implementaciones del intérprete para este bytecode en distintas plataformas. El bytecode es el mismo independientemente de la plataforma destino. Partiendo del fichero FSM. picoObjetos

38 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 38 Flujo de desarrollo picoObjetos

39 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 39 Despliegue de aplicaciones: picoGrid picoObjetos El bytecode representa el comportamiento completo del nodo, incluyendo el protocolo de comunicación. Mediante picoGrid se puede crear un objeto adicional en el nodo para acceder y actualizar el bytecode. Ventaja: ● No se necesita un protocolo adicional. Se utiliza el mismo DUO como modelo de comunicación.

40 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 40 ASDF ASDF SDP para el entorno inteligente servicios comunes servicios comunes DUO TCP/IP picoObjetos MIS ASDF Middleware Distribuido Orientado a Objetos

41 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 41 ASDF es un SDP diseñado para satisfacer la requisitos de las redes de dispositivos. Sus objetivos son: ● Orientado a objetos. La interacción con el SDP es igual que con cualquier otro servicio u actor. ● Extensible y escalable. Para cualquier nuevo servicio, dispositivo o tecnología. ● Auto-configuración. Procedimientos para integración automática de nuevos nodos y servicios. ● Soporte para recursos limitados. Pocos mensajes pequeños y regulares. ● Interoperabilidad. Válido para cualquier entorno, pero también para interaccionar con otros SDP. ASDF ASDF (Abstract Service Discovery Framework)

42 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 42 Descripción de servicios Cada actor que participa en el SDP queda definido por: ● Un conjunto de clases de servicio. ● Cada clase de servicio está representada con una interfaz que puede ser implementada por el actor ● Un conjunto de propiedades ● Cada clase de servicio tiene propiedades asociadas que pueden ser instanciadas por el actor. Propiedades y clases de servicio están especificadas en una taxonomía. ASDF

43 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 43 Cliente Registro de servicios De forma alternativa o complementaria se pueden utilizar los servicios de localización del middleware. ASDF Cliente actor ASD A adv(A) actor A actor adv(B) actor B adv(A), adv(B) discover(ASDA)

44 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 44 Búsqueda de servicios Se asume una referencia bien conocida (ASDS) Esa referencia puede ser: ● Un canal de eventos (modelo distribuido) ● Un servicio único (el directorio) o federado (modelo híbrido) Implementa la interfaz ASD::Search: module ASD { interface Search { void lookup(ASD::Listener* cb, string tid, PropertyService::Properties query); void discover(ASD::Listener* cb); }; ASDF

45 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 45 Búsqueda de servicios En la modalidad distribuida los servicios son suscriptores de ASDS. Los servicios evalúan en criterio de búsqueda y responden al objeto indicado en el mensaje lookup(). Cliente / servicio actor A ASDS lookup actor B lookup adv(B) create ASDF

46 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 46 Persistencia de las descripciones ASDF permite tres modelos: ● Distribuido. Los servicios mantienen sus propiedades en los propios nodos. ● Centralizado. Las propiedades están en el directorio. ● Híbrido. Tanto el directorio como los servicios almacenan propiedades y pueden responder a las búsquedas. En grandes despliegues la búsqueda distribuida puede ser prohibitiva. El modelo híbrido permite crear cachés para acelerar las consultas. ASDF

47 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 47 Persistencia de las descripciones Para el caso de dispositivos muy limitados (picoObjetos), se emplea una interfaz especial que delega la persistencia de esas propiedades en un PropertyService. actor Servidor de propiedades Cliente / servicio Petición de propiedades PropHolder ASDF

48 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 48 Exploración del modelo ASDF incorpora MIS (Model Information Service). Los clientes pueden consultar la relaciones entre clases de servicio o las propiedades disponibles. Se puede definir un criterio de búsqueda sin conocimiento previo de las propiedades posibles. ASDF

49 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 49 ASDF: Resumen de prestaciones ASDF

50 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 50 IDM IDM Integración de redes heterogéneas servicios comunes servicios comunes DUO TCP/IP picoObjetos MIS ASDF Middleware Distribuido Orientado a Objetos IDM Zigbee XBow Bluetooth

51 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 51 Es necesario comunicar las aplicaciones con los nodos dentro de la red de sensores. Se trata de realizar encaminamiento de mensajes sobre el middleware de comunicaciones. Integración de redes heterogéneas IDM

52 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 52 Integración de redes heterogéneas Es un protocolo que transporta invocaciones a objeto. IDM requiere un esquema de direccionamiento jerárquico global. Cada objeto tiene una dirección única (su identidad), y puede ser localizado globalmente. Los encaminadores IDM utilizan tablas de rutado similares a IP, salvo que se indica el endpoint de salida, no la interfaz. IDM

53 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 53 Encaminamiento cross-layer Los mensajes IDM se encapsulan sobre protocolos de las capas inferiores. Cada endpoint ofrece un conjunto diferente de prestaciones QoS. El cliente determina la QoS que necesita. IDM

54 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 54 Entrega de mensajes La entrega indirecta (siguiente salto) implica reenviar el mensaje a través de otro encaminador. La entrega directa requiere de un servicio de descubrimiento de vecinos, llamado ALP ALP se implementa también como un servicio del middleware. IDM

55 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 55 Integración con el middleware IDM no requiere cambios en el middleware. Comunica clientes y objetos convencionales. IDM

56 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 56 Prototipos Se han realizado prototipos de muchas de las implementaciones anteriores en torno al proyecto Hesperia. Se emplea mayoritariamente el middleware ZeroC Ice. Prototipos: ● Servicios DUO & ASDF ● picoObjetos: máquinas virtuales ● Activos experimentales ● Consumo de recursos ● Tamaño de los mensajes Prototipos

57 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 57 PropertyServer: ● Servidor de propiedades centralizado ChannelMonitor ● Soporte para picoObjetos activos Servicios Middleware Distribuido Orientado a Objetos picoObjetos MIS servicios comunes servicios comunes ASDF DUO IDM servicios del entorno TCP/IP Zigbee XBow Bluetooth Prototipos

58 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 58 Servicios :: CacheService Prototipos

59 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 59 Servicios :: ContextService Prototipos

60 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 60 Servicios :: CameraServer Prototipos

61 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 61 picoObjetos (VM) Se han realizado implementaciones de la máquina virtual para varias plataformas: Lego Mindstorms MicroChip PIC TINI Motas Crossbow Prototipos

62 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 62 picoObjetos (VM) Recursos necesarios para la máquina virtual (todos los tamaños están expresados en bytes) Prototipos

63 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 63 Activos experimentales Cerradura Control de consumo Interruptor inalámbrico «cableado virtual» Prototipos

64 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 64 picoObjetos Recursos necesarios para los activos experimentales (todos los tamaños están expresados en bytes) Prototipos

65 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 65 Comparativa (todos los tamaños están expresados en bytes) Prototipos

66 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 66 Tamaño de los mensajes Mensajes Ice, DUO y ASDF. Prototipos (todos los tamaños están expresados en bytes)

67 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 67 Vídeos demostrativos Prototipos

68 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 68 Conclusiones Un sistema que incluye redes de sensores es una inter-red heterogénea. Todos los elementos del sistema pueden ser vistos como proveedores de servicios. Algunos middlewares de propósito general son lo suficientemente flexibles como para ser adoptados. Las peculiaridades del problema se pueden ofrecer como servicios sobre el middleware, sin necesidad de modificarlo. Los dispositivos muy simples también pueden ofrecer servicios de alto nivel. Nuestras soluciones no son para la red de sensores, son para el entorno inteligente completo. Conclusiones

69 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 69 Infraestructura de integración Middleware Distribuido Orientado a Objetos picoObjetos MIS servicios comunes servicios comunes ASDF DUO IDM servicios del entorno TCP/IP Zigbee XBow Bluetooth bootstrap Calidad de servicio Composición de servicios Conclusiones

70 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 70 Contribuciones Infraestructura de integración que resuelve los problemas de las redes SAN ● Dispositivos, redes y servicios heterogéneos Un middleware construido sobre cualquier MDOO de propósito general ● Aprovecha y reutiliza las soluciones estándar para computación distribuida. Métodos, lenguajes, y herramientas de soporte para el desarrollo de objetos distribuidos diminutos. Un modelo de información rico y flexible orientado al diseño de aplicaciones que involucran redes SAN. Conclusiones

71 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 71 Contribuciones Una colección cohesiva de mecanismos de descubrimiento de servicios en sistemas heterogéneos. Una taxonomía de servicios con propiedades asociadas, y el soporte de introspección para este modelo. Un mecanismo de encaminamiento heterogéneo de mensajes, que resuelve: ● El problema de acceso a las SAN ● Con soporte para gestión de QoS. ● Pero lo suficientemente genérico como para ser usado como mecanismo de transporte universal. Conclusiones

72 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 72 Nuevas líneas de investigación Encaminamiento ad hoc en la red de sensores Plataforma de gestión para redes heterogéneas Modelado semántico de servicios Despliegue de aplicaciones en sistemas heterogéneos Conclusiones

73 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 73 Publicaciones Revistas: (2009) An Agent-based Approach towards Automatic Service Composition in Ambient Intelligence. Artificial Intelligence Review. (aceptado). (2009) A Framework for Advanced Home Service Design and Management. IEEE Trans. on Consumer Electronics. (2009) Embedding Standard Distributed Object-Oriented Middlewares in Wireless Sensor Networks, Wireless Communications and Mobile Computing Journal (Special Issue). (2009) Towards a Unified Middleware for Ubiquitous and Pervasive Computing, International Journal of Ambient Computing and Intelligence (IJACI). (2008) ASDF: an object oriented service discovery framework for wireless sensor networks, International Journal of Pervasive Computing and Communications (IJPCC). (2006) Context-Aware QoS Provision for Mobile Ad-hoc Network-based Ambient Intelligent Environments, Journal of Universal Computer Science. (JUCS). Conclusiones

74 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 74 Publicaciones Conferencias: (2009) A Novel Communication Platform to Enable the Collaboration of Autonomous Underwater Vehicles, The 2009 International Conference on Wireless Networks, Las Vegas (USA). (2009) A distributed architectural strategy towards ambient intelligence, International Work- Conference on Artificial Neural Networks, Salamanca (Spain). (2009) Web Services for deeply embedded extra low-cost devices, International Conference on Grid and Pervasive Computing (LNCS). (2009) A Framework for Advanced Home Service Design and Management, IEEE International Conference on Consumer Electronics, Las Vegas (USA). (2008) Object Oriented Multi- Layer Router with Application on Wireless Sensor-Actuator Networks, International Conference on Networks, New Delhi (India). (2007) Minimalist Object Oriented Service Discovery Protocol for Wireless Sensor Networks, International Conference on Grid and Pervasive Computing (LNCS). (2007) Lightweight Middleware for Seamless HW-SW Interoperability, with Application to Wireless Sensor Networks, Design and Test Europe, Nice (France). Conclusiones

75 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 75 Publicaciones (2007) Inter-Domain Service Integration for Ambient Intelligent Environments, International Symposium on Ubiquitous Computing and Ambient Intelligence, Zaragoza (Spain). (2006) Embedding a general purpose middleware for seamless interoperability of networked hardware and software components, International Conference on Grid and Pervasive Computing (LNCS). Patente: Método y dispositivo para interconexión de equipos heterogéneos con recursos limitados por medio de middlewares orientados a objeto (Ref: 200803715). Conclusiones

76 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 76 Preguntas

77 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 77 backup slides

78 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 78 Redes de sensores A menudo son necesarias importantes cantidades de transductores para realizar una tarea. Aparecen las redes de sensores y actuadores (SAN), que son muy variadas en cuanto a: ● Tecnología de comunicaciones (radio, cable) ● Protocolos utilizados (abiertos/propietarios) ● Prestaciones de los nodos. ● Energía, cobertura.

79 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 79 Motivación / Problema No existe una verdadera abstracción “universal” del transductor y de la red a la que está conectado. No es posible utilizar dispositivos simples y baratos, acordes a las prestaciones del sensor. Debido a la poca autonomía de los ST: ● Las posibilidades de interacción con el SI son muy limitadas. ● La interacción entre STs es compleja y poco flexible. ● Se utilizan pasarelas de servicio que suponen puntos únicos de fallo. Antecedentes

80 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 80 Motivación / Problema... El flujo de diseño y desarrollo de aplicaciones es muy diferente a los métodos convencionales. Resulta muy complejo construir servicios de valor que puedan ser utilizados con redes de sensores distintas. Antecedentes

81 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 81 Mini-componentes Los componentes proporcionan “navegabilidad” de facetas. Esto permite que un único actor ofrezca varios servicios, incluso con interfaces en conflicto. ● Ejemplo: Un mismo actuador puede ser booleano o entero dependiendo de la faceta por la que se acceda. DUO

82 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 82 ORB convencional vs picoObjeto picoObjeto

83 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 83 ORB convencional vs picoObjeto picoObjeto

84 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 84 Actores reactivos y proactivos DUO

85 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 85 Consulta múltiple DUO

86 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 86 Registro de servicios Cuando un nodo se conecta ofrece sus servicios al sistema. Para ello se soportan varias alternativas: ● Como respuesta a un mensaje discover(). ● Utilizando los servicios de indirección del middleware cuando sea posible. Los nodos que van a dejar de estar disponibles puede “despedirse” enviando mensajes bye() a ASDA. module ASD { interface Listener { void adv(Object* prx); void bye(Ice::Identity oid); }; ● Anunciamiento. Enviando un mensaje adv() a un canal de eventos conocido (ASDA) ASDF

87 David Villa :: http://www.inf-cr.uclm.es/www/dvilla/ 87 Búsqueda de servicios ASDF