ASaP - Integrationsplattform für Smart Services in Intelligenten Umgebungen

Abstract

Die Entwicklung von mit vernetzten Sensoren und Aktuatoren ausgestatteten Wohnungen, sogenannten Smart Homes, ist ein wichtiger Zukunftstrend in Deutschland. Laut aktuellen Studien wird die Zahl der Smart Homes in Deutschland bis spätestens 2020 die Millionenmarke erreicht haben. Das übergeordnete Forschungsgebiet von Smart Homes sind Intelligente Umgebungen, welche im Allgemeinen alle räumlichen Umgebungen umfassen, die dem Benutzer eine Form von intelligenter Assistenz und Unterstützung bereitstellen. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Fragestellung, wie neuartige digitale Mehrwertdienste in Form von sogenannten Smart Services innerhalb einer Intelligenten Umgebungen geschaffen und nahtlos darin integriert werden können. Die Aufgabenstellung beinhaltet zwei grundlegende Herausforderungen: - Der Kunde als Bewohner eines zukünftigen Smart Homes soll durch ein durchgängiges Marktplatzkonzept dazu befähigt werden, auf seine Situation passende Smart Services zu finden und auf einer zentralen Plattform zu installieren. Bisherige Ansätze fokussieren oftmals auf einen einzigen expliziten Anwendungsfall. Eine allgemeine und dienstübergreifende Interoperabilität der Services ist somit nicht gewährleistet. - Den Dienstanbietern und Entwicklern müssen Werkzeuge und Entwicklungsumgebungen an die Hand gegeben werden, mit denen Smart Ser- vices schnell und effizient konzipiert, umgesetzt und auf einem zentralen Marktplatz verteilt werden können. In der vorliegenden Arbeit wird ein allgemeines Integrationskonzept vorgestellt, welches sowohl die Ansätze und Konzepte des bestehenden Industriestandards Universal Remote Console als auch die zugrunde liegende Referenzarchitektur der Smart Service Welt berücksichtigt. Aufbauend auf einer einheitlichen semantischen Modellierung einer Intelligenten Umgebung wird neben einem Konzept zur Realisierung von personalisierten Benutzerschnittstellen auch ein auf einem Multiagentensystem aufbauende Plattform zur dienstübergreifenden Integration von Smart Services vorgestellt. Die Schwerpunkte der Arbeit liegen auf der Konzeption, dem Entwurf und der Realisierung einer offenen, hochflexiblen, erweiterbaren und auf Standards basierenden Softwarearchitektur für Smart Services im Kontext von Smart Home Technologien.

Equipping homes with networked sensors and actuators represents an important future trend in Germany. According to recent studies, the total number of Smart Homes in Germany will exceed the one-million mark in 2020. The primary research field of Smart Homes are Intelligent Environments, which focus on all spatial environments providing the user some sort of ambient intelligence and assistance. This thesis addresses the research question, how novel value-added Smart Services can be realised and seamlessly integrated within these Intelligent Environments. Achieving this objective involves two fundamental challenges: - Customers, as residents of a future Smart Home, should be supported by means of a consistent marketplace. This marketplace enables the user to find appropriate Smart Services that fit his current situational and environmental context and to install these services on a central platform. Existing approaches often focus on one dedicated use case and are lacking in a universal and comprehensive interoperability. - The provisioning of tools and development environments is an essential requirement for service providers and developers to achieve an efficient and comprehensive development and deployment workflow for Smart Services. First, this thesis provides an overall concept for integrating Smart Services in Intelligent Environments. The concept comprises existing approaches of the industry standard Universal Remote Console as well as of the reference architecture described in the Smart Service World. Second, a consistent semantic model of the underlying Intelligent Environment is introduced, which forms the basis for the realisation of a concept for personalised user interfaces and of a multi-agent based software platform for integrating interoperable Smart Services. The main focus of the thesis concentrates on the conception, the design and the realisation of an open, highly flexible, expandable and standardised software architecture for Smart Services within the scope of Smart Home technologies.