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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.55.2022.tde-02012023-174146
Document
Author
Full name
Mariana Rodrigues
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2022
Supervisor
Committee
Branco, Kalinka Regina Lucas Jaquie Castelo (President)
Aguiar, Cristina Dutra de
Oliveira, André Luiz de
Teixeira, Mário Antonio Meireles
Title in English
SEMU - SErvice Management for UAVs
Keywords in English
Internet of things
IoT
SEMU
Services
UAVs
Abstract in English
Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) are being employed in many fields such as precision agriculture, environmental monitoring, disaster response support, and others. Following the technological development, these vehicles are now being connected to other devices and systems such as the Internet of Things (IoT), allowing them to provide and consume services as one of the things in the environment. The IoT is believed to bring new unprecedented development to our society and will impact and enable new, more powerful applications in many areas. This integration does not come without challenges. The intrinsic IoT heterogeneity regarding devices, platforms, and communication protocols makes the task of service provision and management much harder to be done in the application layer. Security is one of the most critical challenges in IoT-enabled applications, being sometimes put in after the main development is done, if at all. This work demonstrates how to leverage UAVs to be connected in the IoT using SEMU SErvice Management for UAVs. SEMU comprises (a) communication security, including contextaware security; (b) service management (registration, discovery, request and consumption) for different types and data requirements and (c) autonomous task management that allows the UAVs to perform their mission without human intervention. Its functionality and feasibility is demonstrated by its use in different applications simulating real-life scenarios such as a UAV-enabled delivery service and a UAV-enabled data collection from IoT sensors. Future research will be able to leverage on SEMU and its prototype to further investigate and advance the state-of-art regarding IoT-enabled UAV applications and their security mechanisms.
Title in Portuguese
SEMU - SErvice Management for UAVs
Keywords in Portuguese
Internet das Coisas
SEMU
Serviços
VANTs
Abstract in Portuguese
Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) tem sido utilizados em várias áreas como agricultura de precisão, monitoramento ambiental, suporte a desastres naturais, entre outros. Com o avanço tecnológico atual, esses veículos estão sendo conectados a outros dispositivos e sistemas como a Internet das Coisas (Internet of Things IoT), permitindo que VANTs sejam capazes de fornecer e consumir serviços sendo umas das coisas inseridas no ambiente. Acredita-se que a Internet das Coisas trará um desenvolvimento sem precedentes à nossa sociedade e criando e impactando aplicações novas e mais poderosas em diversas áreas. Esta integração entre VANTs e a Internet das Coisas também possui desafios. A heterogeneidade intrínseca da IoT em relação a dispositivos, plataformas e protocolos de comunicação faz com que o fornecimento e gerenciamento de serviços sejam mais difíceis de serem feitos na camada de aplicação. Segurança é um dos desafios mais críticos em aplicações conectadas à IoT, sendo algumas vezes inserida após o desenvolvimento principal, se for inserida. Estre trabalho demonstra como fazer VANTs se conectarem na IoT usando a SEMU SErvice Management for UAVs. A SEMU inclui (a) segurança de comunicação, incluindo segurança sensível a contexto; (b) gerenciamento de serviços (registro, descoberta, requisição e consumo) para tipos e requerimentos de dados diferentes e (c) gerenciamento autônomo de tarefas que permite que o VANT cumpra sua missão sem intervenção humana. A funcionalidade e viabilidade da SEMU é demonstrada utilizando-a em aplicações simulando cenários possíveis no mundo real, como um serviço de entregas utilizando VANT e uma aplicação de coleta de dados de sensores utilizando VANTs. Pesquisas futuras poderão utilizar a SEMU e seu protótipo para investigar e avançar o estado da arte em aplicações de VANTs conectadas à IoT e seus mecanismos de segurança.
 
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Publishing Date
2023-01-02
 
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