Thesis (Ph.D.) - Cairo University - Faculty of Computers and Artificial Intelligence - Department of Computer Science

Bibliography: Pages 114-123.

The Internet of Things (IoT) and context-awareness IoT applications are recently involved in various domains such as smart homes, traffic, and healthcare. While developing context-awareness IoT applications, the main challenge is managing the massive amounts of data and events to get relevant context information. Context-awareness services are frequently applied in context-awareness IoT applications{u2019} domains. Therefore, there is a challenge while developing these services in a unified and a flexible way to fit different IoT application domains.In the cloud service model, there is a lack of concern about delivering the context information as a service. This is needed for managing and controlling data and events to deliver only the relevant context information to cloud services{u2019} users. This thesis proposes a domain-independent programming model that facilitates developing context-awareness services for various IoT application domains. The proposed programming model enables an adapted execution of the IoT services while hiding the context management details.The proposed programming model applies an ontology-based approach for context modeling, and it applies a rule-based approach for context reasoning.The proposed programming model aims to strengthen the IoT middleware architectural requirements and service requirements by utilizing the semantic technology.The middleware service requirements would improve both data and event management mechanisms. It would enable middleware architectural requirements: context-awareness, adaptability, abstraction, service-based, and semantic interoperability. We demonstrate these supported features by a detailed comparative study with the other related works. We demonstrate the proposed programming model support of various domains by developing two experiments on two different domains.Therefore, the effectiveness of applying the context-awareness services is evaluated by achieving an average F1-score of 0.82,comparable with the average F1-score of 0.73 of current state-of-the-art methods. Moreover, the incorporation of essential compound activities cannot be handled by previous works.

تشارك إنترنت الأشياء (IoT) وتطبيقات IoT للوعي بالسياق مؤخرًا في مجالات مختلفة مثل الرعاية الصحية وحركة المرور والمنازل الذكية. أثناء تطوير تطبيقات إنترنت الأشياء للوعي بالسياق ، يتمثل التحدي الرئيسي في إدارة الكميات الهائلة من البيانات والأحداث للحصول على معلومات السياق ذات الصلة. يتم تطبيق خدمات الوعي بالسياق بشكل متكرر في مجالات تطبيقات إنترنت الأشياء للوعي بالسياق. لذلك ، يتمثل التحدي الإنمائي في تطوير هذه الخدمات بطريقة موحدة ومرنة لتلائم مجالات تطبيقات إنترنت الأشياء المختلفة.
بتطبيق البنية التحتية السحابية والإشارة إلى أبحاث الحوسبة السحابية ، هناك جهود واضحة لإدارة الموارد وتحسين أداء التنفيذ في السحابة. لسوء الحظ ، هناك نقص في الاهتمام بإدارة البيانات والأحداث والتحكم فيها لتقديم معلومات السياق ذات الصلة فقط لمستخدمي الخدمات السحابية وفقًا لسياق كل تطبيق.
تقترح هذه الأطروحة نموذج برمجة قائم على الدلالات ومستقل عن مجال التطبيقات المتنوعة ويسهل تطوير خدمات الوعي بالسياق لمختلف مجالات تطبيقات إنترنت الأشياء. كما يخفي تفاصيل إدارة السياق من الخدمات عالية المستوى. بالإضافة أنه يقترح تجريدًا للبرمجة لتكييف تنفيذ الخدمات مع المجالات المختلفة بسهولة. يطبق نموذج البرمجة المقترح نهجًا قائمًا على الأنطولوجيا لنمذجة السياق ، ويطبق نهجًا قائمًا على القواعد لاستدلال السياق. نقوم بتطوير الإطار لأداة لتنفيذ نموذج البرمجة المقترح من خلال استضافة البرامج الوسيطة لإنترنت الأشياء.
يهدف الإطار المقترح إلى تعزيز متطلبات خدمة البرمجيات الوسيطة والمتطلبات المعمارية من خلال استخدام التكنولوجيا الدلالية. ستعمل متطلبات خدمة البرامج الوسيطة على تحسين آليات إدارة البيانات والأحداث. سيمكن المتطلبات المعمارية للبرمجيات الوسيطة من: الوعي بالسياق ، والقدرة على التكيف ، والتجريد ، والقائمة على الخدمة ، والتشغيل البيني الدلالي.
نعرض ميزات وفعالية الإطار المسؤل عن إستخلاص السياق من خلال تنفيذه على مجموعة بيانات حقيقية للمنازل الذكية. قمنا بتقييم إطارإستخلاص السياق مقابل العمل على تطوير مجموعة من الخدمات مثل المراقبة والتنبؤ والإخطار بحدوث خطر ما داخل بيئة السياق. تظهر النتائج أن الإطار المقترح يحقق متوسط درجة F1 يبلغ 0.82 ، مقارنة بالطرق الحديثة الحاليةالتى وصلت إلى o.73 فقط . علاوة على ذلك ، يمكن أن تتضمن أنشطة مركبة مهمة لا يمكن التعامل معها من خلال العمل السابق.
520. التبصرة الخاصة بالت.

Issued also as CD

Text in English and abstract in Arabic & English.