ENABLING REACTIVE CITIES WITH THE IFLUX MIDDLEWARE

Olivier Liechti, Laurent Prévost, Valentin Delaye, Jean Hennebert, Vincent Grivel, Jean-Philippe Rey, Jonathan

Despraz and Marc Sommer

INUIT: SMART CITY STACK

Programmes thématiques - Demande Page 5/11

• L’infrastructure réseau est composée de capteurs sans fils et de concentrateurs, sans fils ou filaires, qui s’auto-organisent en réseau afin de véhiculer les données entre les capteurs et l’infrastructure de traitement. Elle doit être le plus générique possible afin de prendre en considération l’hétérogénéité des capteurs. La sécurité de cette infrastructure est critique compte tenu de la confidentialité des données transportées ainsi que des besoins d’authentification et du trust mutuel entre ses éléments. L’infrastructure doit réaliser des fonctionnalités complexes telles que la reconfiguration autonome du réseau tout en minimisant la consommation d’énergie.

• Notre programme vise à concevoir un système générique, ouvert et élastique (pouvant être dimensionné en fonction des besoins). Le « client », qui installera le système en entier à l’échelle de la ville ou pour un événement particulier, ne doit pas se soucier de l’infrastructure informatique qui supportera les traitements : acquisition de matériel, maintenance, logistique. Dans ce contexte, le cloud semble être une alternative prometteuse pour répondre à ces besoins et supporter les traitements, les analyses de données et la représentation des résultats. Notre défi sera donc de proposer un système pouvant être déployé sur une large gamme d’infrastructures cloud afin de pouvoir répondre aux exigences et/ou contraintes de nos futurs « clients ».

• La collecte massive de données, rendue possible par la mise en réseaux de capteurs implantés dans les objets du quotidien, soulève des nombreux défis quant à la manière d’intégrer, de synchroniser, de traiter et de valoriser ces données, extrêmement variés et de différentes natures. ! Il est alors essentiel de développer, dans un contexte de sécurité globale, de nouvelles méthodes de modélisation de ces masses de données, de nouvelles techniques de recherche et d'extraction d'information ainsi que nouveaux algorithmes d’apprentissage automatique.

• A ̀ mesure que l’Internet des objets épouse l’ensemble des nos activités quotidiennes, la sécurité des données et la protection de la vie privée devient plus essentielle encore. La sécurité étant présente au niveau de toutes les couches, elle sera donc abordée de manière transversale. Celle-ci concernera en particulier la confidentialité et l’intégrité des données, l’anonymisation des données issues des capteurs pour le respect de la sphère privée ainsi que l’authentification des éléments de l’infrastructure, en particulier des capteurs.

La Figure 2 représente ces cinq défis.

Objectifs de dissémination / valorisation La visibilité et la valorisation des résultats du programme à l’échelle suisse seront des objectifs essentiels à atteindre et pour ce faire plusieurs actions sont prévues :

• L’organisation de séries de workshops annuels qui ciblent les universitaires et les industriels intéressés par le domaine de l’IoT. Ces workshops auront pour but de montrer les résultats atteints par les projets de Ra&D conduits dans le cadre du programme et d’être à l’écoute des nouveaux besoins, exigences, demandes, des potentiels partenaires.

• L’organisation d’une conférence internationale dans le domaine du IoT durant la période 2015-2017 afin d’asseoir la notoriété de la HES-SO et ses compétences dans le domaine au niveau international.

• L’implication d’autres intervenants de la HES-SO issus de différentes disciplines afin d’exploiter les résultats de nos recherches dans d’autres secteurs et cadres applicatifs.

• La mise en place d’une collaboration étroite et pérenne avec des partenaires nationaux (Paléo, Swiss Footaball League, IBM, etc.) et internationaux (FIFA, SmartSantander, etc.) en vue de concrétiser le montage de projets CTI, européens (HORIZON 2020), etc.

• La constitution d’un Advisory Board composé d’industriels et d’académiciens qui accompagnera la commission scientifique du programme durant les 4 ans. Ce comité sera renouvelé annuellement selon les besoins des appels de propositions lancés. La démarche s’inscrit dans une politique de proximité avec le tissu économique et les partenaires académiques ce qui permettra de mieux cibler les besoins les plus pertinents de l’industrie et de choisir les partenaires académiques le plus adéquats pour ces besoins.

Figure 2: Les 5 défis scientifiques du programme, représentés par 5 couches : capteurs, réseau, cloud, data processing,

knowledge extraction (applications) et sécurité.

application services

high-level info services

raw data services

low-level info services

location { ‘bob’, x, y }

crowded { ‘station A’ , 19}

danger { ‘station A’ , 2}

patrolRequest { ‘station A’ }

ENTERPRISE SILOS

HR SalesR&DProcurement

iOT SILOS IN SMART CITIES

Sport PoliceSecurityTransport

SELECT stuff FROM garbage WHERE material=‘PET’ GROUP BY stuff.color, stuff.size, stuff.shape

SELECT COUNT(*) FROM newTrashEvent .win:time(1 hour) WHERE material=‘PET’

LEGOS FOR SMART CITIES

EVENT SOURCES

• Any kind of “sensor” that emits a stream of events.

• Some sources are embedded in “smart objects” (e.g. thermometer)

• Other sources are embedded in software applications (e.g. user activity tracking in GAPS)

• It is very easy for third-party developers to create them. They just need to POST simple event payloads on the iFLUX REST endpoint.

/events/

iFLUX

HTTP client

EVENT SOURCE EXAMPLE

events: a bike has arrived, a bike has left

EVENT SOURCE EXAMPLE

events: a car has entered the parking, a car has left

iFLUX

ACTION TARGETS• Any kind of actuator that can be

controlled remotely.

• Some sources are embedded in “smart objects” (e.g. lamp).

• Other sources are embedded in software (e.g. a SMS gateway).

• They are also easy to create. Third-party developers need to implement a simple REST endpoint.

/actions/

ACTION TARGET EXAMPLE

actions: turn on, turn off, set intensity

ACTION TARGET EXAMPLE

actions: send message “hello” in channel “team alerts”

FUN WITH RULES

• The catalog of event sources and action targets can be combined with stateless Event-Condition-Action rules.

• IF an event with these properties happens, THEN trigger an action with these properties.

Rule: IF a bike has left Y-Parc station and the number of remaining bikes <= 3THEN send message “Warning! Not many bikes available near the office” in Slack

Event Stream Processing & ECA Rules Evaluation

Event API

Event Source(3rd party)

Action Target(3rd party)

Action API Client

Event API Client

Web UIRules configuration API

Action API

POST /events/ HTTP/1.1

POST /actions/ HTTP/1.1

iFLUX

http://www.iflux.io