Creación de una infraestructura auto adaptativa de monitoreo mediante un middleware de configuración de componentes sensibles al contexto en ambientes de vida asistida
Hoy en día la tecnología forma parte de nuestra vida cotidiana, ya que ayuda a solventar diferentes necesidades y brinda soluciones que facilitan el desarrollo de actividades, ya sean empresariales, educativas, de salud, ambientales, etc. Además de brindar autosuficiencia a las personas frente a las...
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| Other Authors: | |
| Format: | bachelorThesis |
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| Published: |
Universidad de Cuenca
2021
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| Online Access: | http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/36011 |
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| author | Moyano Dután, José Alfredo Roman Alvarado, Ariana Isabel |
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| description | Hoy en día la tecnología forma parte de nuestra vida cotidiana, ya que ayuda a solventar diferentes necesidades y brinda soluciones que facilitan el desarrollo de actividades, ya sean empresariales, educativas, de salud, ambientales, etc. Además de brindar autosuficiencia a las personas frente a las tareas cotidianas, no sólo a usuarios comunes, sino también, a personas con habilidades y destrezas especiales, como es el caso de adultos mayores o personas con discapacidad; esto, con la finalidad de mejorar su calidad de vida y otorgarles mayor independencia, ya sea en centros de cuidado o entornos residenciales familiares. Varias investigaciones acerca de tecnologías de asistencia se han llevado a cabo, basadas en un nuevo paradigma de la tecnología de la información denominado "inteligencia ambiental"; este paradigma ayuda a potenciar las capacidades de las personas de avanzada edad, personas con diversidad funcional o personas con enfermedades crónicas, a través de entornos digitales que son sensibles, adaptables y responden a las necesidades humanas. Del sentido, del apoyo y soporte a los adultos mayores, nace el concepto de Ambientes de Vida Asistida (AAL - Ambient Assisted Living), que se pueden describir como sistemas inteligentes de asistencia para una vida mejor y más segura. Por tanto, un sistema inteligente debe estar compuesto de diferentes “objetos” (electrodomésticos, sensores, actuadores, etc.) de la vida cotidiana interconectados entre sí para crear servicios a partir de la detección de algún evento físico sin la necesidad de la intervención humana directa y conseguir facilitar tareas en el hogar. Hoy en día, a la prestación de servicios avanzados mediante la interconexión de objetos es lo que se denomina el internet de las cosas (IoT – Internet of things). Unir los términos de AAL e IoT da como resultado entornos modernos de ejecución, los cuales se han vuelto cada vez más descentralizados, heterogéneos, inciertos y cambiantes. Lo que ha llevado a la comunidad de ingeniería de software a proponer formas innovadoras para construir, ejecutar y administrar sistemas y servicios que permiten que el software y sus modelos se puedan reconfigurar a sí mismo sin la necesidad de ser reconstruidos. Además, se necesita abordar nuevas teorías, mecanismos y métodos de modelado de software adecuados para construir entornos auto-adaptativos dotados del IoT, es por ello que los modelos en tiempo de ejecución son una herramienta que permite abordar la complejidad de las adaptaciones dinámicas, a fin de mantener un modelo abstracto de un sistema en tiempo de ejecución. Por tanto, es necesario conceptualizar a los modelos en tiempo de ejecución como representaciones simples que construyen a propósitos específicos, de tal manera que, por medio de una relación causal, si un sistema cambia su modelo asociado también cambia o viceversa. En consecuencia, el desafío en nuestro trabajo de titulación es conseguir adaptar y auto configurar entidades digitales (plataformas cloud, gateway, dispositivos IoT) y entidades físicas (usuarios del sistema, entornos), de forma automática, en una arquitectura para IoT desplegada sin necesidad de detener el sistema en ejecución. En este aspecto, para conseguir vencer el desafío, nuestra visión será enfocada mediante los modelos en tiempo de ejecución (M@rt - Models at runtime) con el objetivo de monitorear y recopilar datos, así como también para reducir el tiempo que tomaría reiniciar el sistema y perder información sensible del contexto. En el presente trabajo de titulación, se plantea el diseño de una infraestructura enfocada al monitoreo, que permita generar datos para el soporte posterior a la auto adaptación de los diferentes componentes y/o dispositivos de IoT mediante un middleware de monitoreo en tiempo de ejecución. Además, a manera de implementación de la solución propuesta y como un entregable adicional, se ha desarrollado un lenguaje de dominio especifico (DSL - Domain Specific Language) denominado Monitor-IoT, el mismo que, brinda al diseñador y desarrollador de soluciones aplicado a un estudio de caso, una herramienta para el desarrollo de arquitecturas para internet de las cosas y permite analizarlas desde el punto de vista de las percepciones del usuario. |
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| spelling | oai:dspace.ucuenca.edu.ec:123456789-360112021-04-12T08:00:58Z Creación de una infraestructura auto adaptativa de monitoreo mediante un middleware de configuración de componentes sensibles al contexto en ambientes de vida asistida Moyano Dután, José Alfredo Roman Alvarado, Ariana Isabel Cedillo Orellana, Irene Priscila Ingeniería de Sistemas Internet Red informática Programa de ordenador Hoy en día la tecnología forma parte de nuestra vida cotidiana, ya que ayuda a solventar diferentes necesidades y brinda soluciones que facilitan el desarrollo de actividades, ya sean empresariales, educativas, de salud, ambientales, etc. Además de brindar autosuficiencia a las personas frente a las tareas cotidianas, no sólo a usuarios comunes, sino también, a personas con habilidades y destrezas especiales, como es el caso de adultos mayores o personas con discapacidad; esto, con la finalidad de mejorar su calidad de vida y otorgarles mayor independencia, ya sea en centros de cuidado o entornos residenciales familiares. Varias investigaciones acerca de tecnologías de asistencia se han llevado a cabo, basadas en un nuevo paradigma de la tecnología de la información denominado "inteligencia ambiental"; este paradigma ayuda a potenciar las capacidades de las personas de avanzada edad, personas con diversidad funcional o personas con enfermedades crónicas, a través de entornos digitales que son sensibles, adaptables y responden a las necesidades humanas. Del sentido, del apoyo y soporte a los adultos mayores, nace el concepto de Ambientes de Vida Asistida (AAL - Ambient Assisted Living), que se pueden describir como sistemas inteligentes de asistencia para una vida mejor y más segura. Por tanto, un sistema inteligente debe estar compuesto de diferentes “objetos” (electrodomésticos, sensores, actuadores, etc.) de la vida cotidiana interconectados entre sí para crear servicios a partir de la detección de algún evento físico sin la necesidad de la intervención humana directa y conseguir facilitar tareas en el hogar. Hoy en día, a la prestación de servicios avanzados mediante la interconexión de objetos es lo que se denomina el internet de las cosas (IoT – Internet of things). Unir los términos de AAL e IoT da como resultado entornos modernos de ejecución, los cuales se han vuelto cada vez más descentralizados, heterogéneos, inciertos y cambiantes. Lo que ha llevado a la comunidad de ingeniería de software a proponer formas innovadoras para construir, ejecutar y administrar sistemas y servicios que permiten que el software y sus modelos se puedan reconfigurar a sí mismo sin la necesidad de ser reconstruidos. Además, se necesita abordar nuevas teorías, mecanismos y métodos de modelado de software adecuados para construir entornos auto-adaptativos dotados del IoT, es por ello que los modelos en tiempo de ejecución son una herramienta que permite abordar la complejidad de las adaptaciones dinámicas, a fin de mantener un modelo abstracto de un sistema en tiempo de ejecución. Por tanto, es necesario conceptualizar a los modelos en tiempo de ejecución como representaciones simples que construyen a propósitos específicos, de tal manera que, por medio de una relación causal, si un sistema cambia su modelo asociado también cambia o viceversa. En consecuencia, el desafío en nuestro trabajo de titulación es conseguir adaptar y auto configurar entidades digitales (plataformas cloud, gateway, dispositivos IoT) y entidades físicas (usuarios del sistema, entornos), de forma automática, en una arquitectura para IoT desplegada sin necesidad de detener el sistema en ejecución. En este aspecto, para conseguir vencer el desafío, nuestra visión será enfocada mediante los modelos en tiempo de ejecución (M@rt - Models at runtime) con el objetivo de monitorear y recopilar datos, así como también para reducir el tiempo que tomaría reiniciar el sistema y perder información sensible del contexto. En el presente trabajo de titulación, se plantea el diseño de una infraestructura enfocada al monitoreo, que permita generar datos para el soporte posterior a la auto adaptación de los diferentes componentes y/o dispositivos de IoT mediante un middleware de monitoreo en tiempo de ejecución. Además, a manera de implementación de la solución propuesta y como un entregable adicional, se ha desarrollado un lenguaje de dominio especifico (DSL - Domain Specific Language) denominado Monitor-IoT, el mismo que, brinda al diseñador y desarrollador de soluciones aplicado a un estudio de caso, una herramienta para el desarrollo de arquitecturas para internet de las cosas y permite analizarlas desde el punto de vista de las percepciones del usuario. Today technology is part of our daily life, since it helps to solve different needs and provides solutions that facilitate the development of activities, be they business, educational, health, environmental, etc. In addition to providing self-sufficiency to people facing daily tasks, not only common users, but also people with special abilities and skills, such as the elderly or people with disabilities; this to improve their quality of life and grant them greater independence, whether in care centers or family residential settings. Several investigations about assistive technologies have been carried out, based on a new paradigm of information technology called "ambient intelligence"; This paradigm helps to enhance the capacities of the elderly, people with functional diversity or people with chronic diseases, through digital environments that are sensitive, adaptable and respond to human needs. From the sense, support and support to the elderly, the concept of Assisted Living Environments (AAL - Ambient Assisted Living) was born, which can be described as intelligent assistance systems for a better and safer life. Therefore, an intelligent system must be composed of different “objects” (household appliances, sensors, actuators, etc.) from everyday life interconnected to each other to create services based on the detection of a physical event without the need for human intervention. direct and to facilitate tasks at home. Nowadays, the provision of advanced services through the interconnection of objects is what is called the internet of things (IoT - Internet of things). Bringing together the terms of AAL and IoT results in modern execution environments, which have become increasingly decentralized, heterogeneous, uncertain, and changeable. This has led the software engineering community to propose innovative ways to build, run and manage systems and services that allow the software and its models to reconfigure itself without the need to be rebuilt. In addition, it is necessary to address new theories, mechanisms, and appropriate software modeling methods to build self-adaptive environments endowed with the IoT, which is why runtime models are a tool that allows addressing the complexity of dynamic adaptations, to maintain an abstract model of a system at run time. Therefore, it is necessary to conceptualize the run-time models as simple representations that are built for specific purposes, in such a way that through a causal relationship, if a system changes its associated model also changes or vice versa. Consequently, the challenge in our degree work is to adapt and self-configure digital entities (cloud platforms, gateway, IoT devices) and physical entities (system users, environments), automatically, in an architecture for IoT deployed without need to stop the running system. In this aspect, to overcome the challenge, our vision will be focused through the models at runtime (M@rt - Models at runtime) to monitor and collect data, as well as to reduce the time it would take to restart the system and lose context sensitive information. In the present degree work, the design of an infrastructure focused on monitoring is proposed, which allows generating data for the subsequent support of the self-adaptation of the different components and / or IoT devices through a monitoring middleware at runtime. In addition, as an implementation of the proposed solution and as an additional deliverable, a DSL (Domain Specific Language - Lenguaje de dominio especifico) called Monitor-IoT has been developed, which provides the designer and developer of solutions applied to a case study with a tool for the development of architectures for the internet of things and allows analyzing them from the point of view of user perceptions. Ingeniero en Sistemas Cuenca 2021-04-09T23:46:33Z 2021-04-09T23:46:33Z 2021-04-09 bachelorThesis http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/36011 spa TS;277 Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ openAccess application/pdf application/pdf Universidad de Cuenca |
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