Event detection in connected environments

L’intérêt croissant pour les environnements connectés (bâtiments, villes, usines intelligents) etl’évolution des réseaux de capteurs, technologies de gestion/communication de données ont ouvertla voie à des applications intéressantes et utiles qui aident les utilisateurs dans leurs tâchesquotidiennes (augmenter la productivité dans une usine, réduire la consommation d’énergie).Cependant, diverses améliorations sont encore nécessaires. Par exemple, comment améliorer lareprésentation de ces environnements complexes, dynamiques et hétérogènes. En outre, commentfaciliter l’interaction entre les utilisateurs et leurs environnements connectés et comment fournir desoutils de surveillance et de gestion de tels environnements.Dans cette thèse, nous nous concentrons sur quatre défis principaux: (i) représenter un ensemblediversifié de composants et d’éléments liés à l’environnement et à son réseau de capteurs; (ii) fournirun langage de requête qui gère les interactions utilisateur/environnement connecté (pour la définitionde l’environnement, la gestion de données, la définition d’événements); (iii) faire face à la dynamiquede l’environnement et à son évolution dans le temps; et (iv) proposer un mécanisme générique dedétection d’événements pour mieux surveiller l’environnement.Pour ce faire, nous présentons d’abord un modèle de données basé sur une ontologie qui représentedes environnements et réseaux de capteurs hybrides. Couvrant ainsi divers capteurs (statique, mobile),environnements (infrastructures, équipements) et données (scalaires, multimédia). Ensuite, nousintroduisons un langage de requête que l’on pourrait utiliser pour diverses tâches (définirl’environnement connecté, la recherche d’informations, la définition d’événements, la gestion dedonnées). De plus, afin de suivre les changements d’environnement, nous fournissons un optimiseurde requêtes qui permet aux requêtes soumises de gérer la dynamique de l’environnement avant leurexécution. Enfin, nous proposons un noyau de détection d’événement qui prend en entrée lesdéfinitions d’événement et détecte les événements ciblés.Nous regroupons les modules susmentionnés dans un framework global pour la détectiond’événements dans des environnements connectés. Notre proposition est générique, extensible, etpourrait être utilisée avec différents environnements connectés tels que des bâtiments, des villes. . .The rising interest in smart connected environments (e.g., smart buildings, cities, factories) and theevolution of sensors, data management/communication technologies have paved the way forinteresting and useful applications that help users in their every day tasks (e.g. increasing comfort,reducing energy consumption). However, various improvements are still required. For instance, howto enhance the representation of such complex, dynamic, and heterogeneous environments.Moreover, how to facilitate the interaction between users and their connected environments, and howto provide tools for environment monitoring and management.In this thesis, we focus on four main challenges: (i) representing a diverse set of components andelements related to the environment and its sensor network; (ii) providing a query language thathandles user/connected environment interactions (e.g., environment definition, data management,event definition); (iii) coping with the dynamicity of the environment and its evolution over time; and(iv) proposing a generic event detection mechanism for improved environment monitoring.To do so, we first present an ontology-based data model that represents hybrid environments/sensornetworks. Thus covering diverse sensors (e.g., static, mobile), environments (e.g., infrastructures,devices), and data (e.g., scalar, multimedia). Then, we introduce a query language that one might usefor various tasks (e.g., defining the connected environment, information retrieval, event definition,data management). Furthermore, to keep up with the environment changes we provide a queryoptimizer that allows the submitted queries to cope with the dynamicity of the environment prior totheir execution. Finally, we propose an event detection core that takes event definitions as input anddetects the targeted events.We group the aforementioned modules in one global framework for event detection in connectedenvironments. Our proposal is generic, extensible, and could be used with different connectedenvironments such as buildings, cities. .