Enabling smart homes using web technologies
Andreas Kamilaris · 2013
Νέες τεχνολογικές ανακαλύψεις επιτρέπουν στο Διαδίκτυο (Internet) να διεισδύσει στον κόσμο των ενσωματωμένων υπολογιστικών μηχανών (embedded computing devices). Ο Ιστός των Αντικειμένων (Web of Things) διασυνδέει αυτές τις μηχανές, χρησιμοποιώντας αρχές του Παγκοσμίου Ιστού (Web). Σε αυτή τη διατριβή, παρουσιάζουμε την ανάπτυξη ενός πλαισίου ανάπτυξης εφαρμογών για έξυπνα σπίτια, βασισμένο στις αρχές του Παγκοσμίου Ιστού, το οποίο υποστηρίζει την ταυτόχρονη αλληλεπίδραση πολλαπλών ενοίκων με την έξυπνη οικία τους. Μέσω της χρήσης ενδιάμεσων ουρών αιτημάτων (request queues), συσχετισμένων λογικά με τις φυσικές συσκευές του σπιτιού, η ανάλυση μας δείχνει ότι μπορούμε να αντιμετωπίσουμε πιθανές αποτυχίες μετάδοσης μηνυμάτων, οι οποίες ενδέχεται να συμβαίνουν στο ασύρματο (κυρίως) περιβάλλον, ενισχύοντας έτσι την απόδοση των λειτουργιών εντός του έξυπνου σπιτιού μέσω γρήγορων αναμεταδόσεων, εξισορρόπησης φορτίου και τεχνικών προτεραιότητας αιτήσεων. Με αυτό τον τρόπο, εξασφαλίζονται τόσο αξιοπιστία, όσο και αποδοτικοί χρόνοι απόκρισης. Μέσω της χρήσης του Παγκόσμιου Ιστού σαν στρώμα εφαρμογής του συστήματος μας, επιδεικνύουμε ότι ευέλικτες εφαρμογές μπορούν να δημιουργηθούν χωρίς μεγάλη προσπάθεια, χρησιμοποιώντας ετερογενείς ενσωματωμένες υπολογιστικές μηχανές, διασφαλίζοντας έτσι αυξημένη διαλειτουργικότητα. Στη διατριβή αυτή αντιμετωπίζουμε πολλά θέματα που σχετίζονται με την ενεργοποίηση των έξυπνων οικιακών συσκευών στον Παγκόσμιο Ιστό, από την τοπική τους ανακάλυψή και περιγραφή των υπηρεσιών τους, στην ενιαία αλληλεπίδραση μαζί τους και την διαθεσιμότητα τους μέσω (online) μέσων κοινωνικής δικτύωσης. Η τεχνική αξιολόγηση που πραγματοποιήσαμε δείχνει ότι η διαδικασία της χρήσης τεχνικών του Παγκοσμίου Ιστού σε έξυπνα σπίτια προσφέρει αρκετά ωφελήματα όπως ικανοποιητικές επιδόσεις σε χρόνους απόκρισης και χαμηλή κατανάλωση ενέργειας των φυσικών συσκευών, ενώ επίσης σύγχρονες τεχνικές όπως κρυφή μνήμη (Web caching) και αποστολή μηνυμάτων μόνο κατά την ύπαρξη σημαντικών συμβάντων (events), μπορούν να συμβάλουν στην αποδοτική δράση διαφόρων λειτουργιών σε έξυπνα σπίτια. Μέσα από διάφορες μελέτες, δεικνύουμε ότι η δημιουργία έξυπνων σπιτιών βασισμένων στον Παγκόσμιο Ιστό μπορεί να παράσχει ευέλικτες λύσεις σε προκλήσεις όπως η ευαισθητοποίηση για την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας και την δραστική της μείωση, καθώς και την ομαλή ενσωμάτωση των έξυπνων σπιτιών στο έξυπνο ηλεκτρικό δίκτυο του μέλλοντος (smart grid). Τέλος, η διατριβή αυτή ασχολείται με ορισμένες μελλοντικές προκλήσεις, πέρα από το περιβάλλον του σπιτιού, στις οποίο τα έξυπνα σπίτια που βασίζονται σε τεχνολογίες του Παγκοσμίου Ιστού μπορούν να αποτελέσουν σημαντικούς παράγοντες για την αποτελεσματική αντιμετώπιση τους.