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See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/323233742 Vers une nouvelle génération de l’Internet des objets Article · February 2018 DOI: 10.21494/ISTE.OP.2018.0215 CITATIONS 0 READS 1,109 3 authors, including: Some of the authors of this publication are also working on these related projects: Formal verification of a new authenticated and optimized version of AOMDV for WSN View project Named Data Networking for the Internet of Things View project Kechar Bouabdellah Université Oran1 Ahmed BenBella, Oran, Algeria 70 PUBLICATIONS 405 CITATIONS SEE PROFILE Samia Bouzefrane Conservatoire National des Arts et Métiers 141 PUBLICATIONS 454 CITATIONS SEE PROFILE All content following this page was uploaded by Samia Bouzefrane on 23 March 2018. The user has requested enhancement of the downloaded file. © 2018 ISTE OpenScience – Published by ISTE Ltd. London, UK – openscience.fr Page | 1 Vers une nouvelle génération de l’Internet des objets Towards a new generation of internet of things Mohammed Ould kablia 1, Bouabdellah Kechar 2, Samia Bouzefrane 3 1 Laboratoire de recherche en Informatique Industrielle et Réseaux (RIIR), Université d’Oran 1 Ahmed Ben Bella ORAN, BP 1524, EL M_Naouer 31000 Oran, Algérie, ouldkabliakayed24@yahoo.fr 2 Laboratoire de recherche en Informatique Industrielle et Réseaux (RIIR), Université d’Oran 1 Ahmed Ben Bella ORAN, BP 1524, EL M_Naouer 31000 Oran, Algérie, kechar.bouabdellah@univ-oran.dz 3 Laboratoire CEDRIC, Conservatoire National des Arts et Métiers, 292 rue Saint Martin, 75141 Paris Cédex 03, France, samia.bouzefrane@lecnam.net RÉSUMÉ. L’IdO est le moyen d’interconnecter des objets intelligents, capables de collecter des données via des capteurs et de prendre des décisions appropriées. Les données collectées tout comme les traitements peuvent s’effectuer localement au niveau de ces objets, comme ils peuvent être externalisés sur le Cloud compte tenu des capacités de ce dernier théoriquement illimitées. Dans ce contexte, l’une des difficultés majeures est l’ordonnancement du transfert des données entre objets et/ou dans le Cloud. Ce challenge est comparable à celui de la gestion des processus métier (BPM) dans les entreprises, dont la gestion des données est conduite souvent par des processus Workflow en raison de leur efficacité en termes d’automatisation, d’optimisation et d’ordonnancement. Ces processus sont modélisés à l’aide de méthodes telle que la méthode BPMN (Business Process Modeling Notation) qui repose sur trois éléments pour la modélisation : les tâches, les événements et les passerelles. Ce dernier élément est représenté par des opérateurs de contrôle de flux tels que : AND, OR et XOR qui sont destinés aux processus d’entreprises, et qui sont limités au traitement de plusieurs cas de processus de flux de données circulant entre les objets connectés. Dans cet article nous proposons d’adapter le BPM à la gestion des processus de l’IdO, pour améliorer l’automatisation, l’ordonnancement et l’optimisation des données qui circulent entre les objets et\ou dans le Cloud en proposant un nouveau opérateur sémantique qu’on désigne par « GIOT : Gateway for internet of things» pour favoriser un transfert intelligent de données en prenant comme cas d'étude une maison intelligente. ABSTRACT. Internet of Things (IoT) is the way to interconnect smart objects that are capable of collecting data via sensors and making appropriate decisions. Data collection and data processing can be either done locally at the level of these objects or outsourced on the Cloud, exploiting unlimited Cloud resources. In this context, one of the major issues is the scheduling of the data transfer between objects and/or the Cloud. This challenge is comparable to that of business process management (BPM) in companies, where data management is often carried out by Workflow processes because of their efficiency in terms of automation, optimization and scheduling. These processes are modeled using methods such as Business Process Modeling Notation (BPMN), which is based on tasks, events and gateways. The gateway is represented thanks to flow control operators such as AND, OR and XOR which are limited to the processing of several instances of data flow processes. We propose, in this paper, to adapt the BPM to the IoT process management, to improve the automation, scheduling and optimization of the data flowing between objects and/or the Cloud by providing a semantic operator called “GIOT” (Gateway for Internet Of Things) to allow intelligent data transfer in smart homes. MOTS-CLÉS. Internet des objets, maison intelligente, BPMN, Workflow. KEYWORDS. Internet of things, Smart Home, BPMN, Workflow. 1. Introduction L'Internet des objets (IdO) est une révolution technologique de l'information et de la communication. Il décrit un monde composé d’équipements intelligents organisés en réseau [CAR 12], pouvant être connectés entre eux mais aussi avec l’environnement extérieur [WEL 09]. Cette évolution technologique génère de nouvelles formes de communication entre les objets du monde réel qui sont capables de percevoir et de partager des informations précises [TAN 10, SAL 17]. Mais comment et quand ces appareils intelligents qui collectent de l'information peuvent-ils savoir exploiter ces informations? Car sans des contrôles appropriés, les objets connectés peuvent ne pas réaliser la tâche qui leur est confiée, perturbant par conséquent tout le système d’information qui repose sur ces objets. © 2018 ISTE OpenScience – Published by ISTE Ltd. London, UK – openscience.fr Page | 2 L'intérêt de la société pour la mobilité connectée va influencer le marché de l'Internet des Objets. En 2020, nous serons sept milliards d’êtres humains sur terre pour plus de soixante-dix milliards d’objets communicants [CHE 13]. L’intégration d’équipements mobiles et intelligents dans l’écosystème informatique révolutionne les systèmes d’informations et en particulier les applications orientées processus métiers (ou BPM). Désormais, les individus, les objets, les processus, et les systèmes d’informations doivent être intégrés au sein de processus métiers de manière à être gérés et orchestrés automatiquement [PHI 15]. L'Internet des Objets permet d'interagir différemment avec les processus. Par exemple, au lieu de passer par une page web pour déclencher un processus, il sera possible de le déclencher à partir d'un biper d'ouverture de garage. Plusieurs travaux récents relatifs à la gestion des données dans les entreprises [IDI 13] [BOU 12] [MIS 14] ont opté pour les workflow afin de gérer la phase de routage de l’information et ainsi bénéficier des avantages comme par exemple permettre l’automatisation du routage des documents, garantir une meilleure sécurité en réduisant les risques d’erreurs humaines, ainsi que l’ordonnancement et l’orchestration pour garantir la réduction du temps de transmission des données pertinentes au bon moment et à la bonne destination. Le traitement des données issues de l’Internet des objets repose principalement sur des outils d’analyse, d’interrogation et de synthèse de données tels que Hadoop, Hive [RAY 05], etc. Toutefois, ces outils présentent des difficultés pour faire face aux mécanismes d'acheminement des données, qui reste encore un défi à relever à partir du moment que ces outils ne gèrent pas la perte de données ou l’ordonnancement du transfert [AMI 12]. L'objectif de cet article consiste à proposer une solution à ce problème d’ordonnancement du transfert de données en utilisant les workflow pour une meilleure gestion des données issues de l’Internet des objets. Comme indiqué sur le site Web de l’opérateur Orange1, plus d’un million d’objets connectés « portables » comme les montres connectées ont été vendus en 2016 en France. Ils restent toutefois une proportion minime par rapport aux objets qui vont de plus en plus voir le jour les prochaines années et ce dans tous les domaines. Ces objets généralement limités en ressources reposent néanmoins sur des applications orientées processus métiers pouvant être assez sophistiquées [NIC 15]. Les méthodes de modélisation, dédiées au BPM telles que la méthode BPMN (Business Process Model and Notation), sont orientées processus métiers et limitées en terme de traitement de flux comme le montre les applications mobiles basées sur BPM que nous allons décrire dans l’état de l’art. C’est la raison pour laquelle nous proposons un méta modèle de gestion d’ordonnancement des données transférées depuis l’IdO, que nous enrichissons à l’aide d’un opérateur de contrôle de flux dédié à l’IdO appelé «GIOT» afin de garantir le transfert intelligent des données de l’IdO. Le reste de cet article est structuré comme suit : dans la Section 2 nous présentons les concepts de base sur lesquels repose notre problématique, suivi par un état de l’art dans la Section 3. La Section 4 détaille notre approche de gestion pour ordonnancer le contrôle de flux de données provenant des objets connectés à l’aide des processus workflows. Dans la Section 5, nous illustrons notre méthode à l’aide d'un cas d'étude portant sur la maison intelligente. Nous terminons par une conclusion et des perspectives de recherche futures dans la Section 6. 1 https://www.orange.com/en/Human‐Inside/Thematic‐feature/Welcome‐to‐the‐Internet‐of‐Things/IoT‐ folder/Connected‐objects‐at‐the‐heart‐of‐our‐daily‐lives © 2018 ISTE OpenScience – Published by ISTE Ltd. London, UK – openscience.fr Page | 3 2. Concepts de base 2.1. Internet des objets C’est en 1998 que Kevin Ashton, gestionnaire de marque chez Procter et Gamble, a employé la notion d’Internet des objets pour la première fois. Il déclare lors d’une réunion du groupe : « si nous parvenons à ajouter l’identification par fréquence radio et d’autres capteurs aux objets de la vie quotidienne, nous pourrons alors créer un Internet des Objets et poser les fondations d’une nouvelle ère de la perception par les machines» [EVA uploads/Industriel/ vers-une-nouvelle-generation-de-linternet-des-obj 1 .pdf