Ontwikkelen van Softwaretoepassingen in Smart Cities gebaseerd op Edge-to-Cloud Orkestratie

Student:Jaro Robberechts
Richting:Master of Science in de industriële wetenschappen: informatica
Abstract:Recent, door de opkomst van uitdagingen zoals onder meer een snelle demografische groei, privacy issues, en klimaatsverandering, wordt de vraag naar "slimmere" services en applicaties steeds groter. Vooral in steden, waar veel mensen dicht bij elkaar wonen en werken, spelen dit soort services nu al een grote rol. Zo een "slimme" stad of Smart Cities is gebouwd rond ICT componenten en IoT toestellen. Deze componenten en toestellen kunnen gebruikt worden om data op te halen, die dan op zijn beurt kan dienen om services aan te bieden voor de inwoners. Het blijft echter een moeilijke kwestie om al deze toestellen te beheren. Traditioneel wordt dit gedaan aan de hand van gecentraliseerde technologieën die zich in de Cloud bevinden. Tegenwoordig is de vraag naar services echter aan het verschuiven richting de rand van het netwerk. Als reactie hierop zijn er al heel wat gedistribueerde oplossing voorgesteld. Dit onderzoek tracht een duidelijk overzicht te bieden van de verscheidene technologieën en methodes die kunnen bijdragen tot het ontwikkelen van Software Services, van de rand van het netwerk tot aan de Cloud. Gebaseerd op een grondig literatuur onderzoek stelt deze studie een architectuur voor die de meeste voorkomende gedistribueerde en gecentraliseerde technologieën in een Smart City plaats. Daarnaast wordt een stappenplan voor het ontwikkelen van Software Services uitgewerkt. In het tweede deel van dit werk, worden deze modellen toegepast op het ZEN Research Center in Noorwegen. De mogelijkheden voor het bouwen van EMS Software Services in Smart Cities en Smart Neighborhoods worden hierbij onderzocht. In het laatste hoofdstuk wordt een voorbeeld van een versimpelde Software Service geïmplementeerd door gebruik te maken van containerization. Enkele scenario's worden vergeleken om de impact van een gedistribueerd platform te visualiseren.
Abstract (Eng):Complex challenges such as fast population growth, pollution, safety, and climate chance urge the need for newer and better IT services. Smart Cities are one of the scenarios where these services are utterly important. The main goal of Smart Cities is to enhance the Quality of Life of its inhabitants by providing services that can tackle the previously mentioned challenges. Smart Cities can leverage their wide variety of ICT components that are built around IoT to offer these Software Services. However, managing all these ICT components is challenging. Consequently, the demand for ICT architectures in Smart Cities is high. Traditional solutions are based on centralized ICT architectures using Cloud-based technologies. With services shifting towards the edge of the network and the Cloud coming up short on many levels, novel distributed architectures are gaining popularity. Many solutions that can manage the ICT components from the edge of the network to the Cloud through distributed technologies, such as Distributed-to-Centralized (D2C) and Decentralized-to-Centralized (DC2C) architectures, have already been proposed. This thesis aims to give a general overview of the various technologies and methods related to large-scale Software Services in Smart Cities using different multilevel technologies. Some research questions are identified to provide the reader with a clear objective throughout this work. Based on a thorough literature review, a model on how to develop Software Services in Smart Cities is presented. Afterward, the knowledge gained from this literature study is applied onto the ZEN Research Center. This second part of the thesis explores the possibilities of EMS Software Services in Smart Neighborhoods as a use-case. The final part of this thesis gives an example of a simplified Software Service that can be used for EMSs and compares a couple scenarios to visualise the impact of using a distributed layout.