Emulation of IoT Devices

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Jiménez, Jaime
dc.contributor.author Mäkinen, Alli
dc.date.accessioned 2016-12-22T11:12:11Z
dc.date.available 2016-12-22T11:12:11Z
dc.date.issued 2016-12-12
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/23951
dc.description.abstract Internet of Things (IoT) connects real life objects to the Internet. In this concept, devices, such as sensors and actuators, control the physical environment generating a large amount of data that can be used in applications and services. As they are typically constrained in memory and power, lightweight implementations are needed. Moreover, the number of Internet-connected devices is continually growing and thus, the technical solutions need to be scalable too. This introduces a problem; managing such a large amount of devices as well as testing the different IoT scenarios may be cumbersome with existing physical testbeds, which require a lot of configuring and lack scalability. This thesis proposes the design and implementation of emulated virtual devices using IoT specific protocols and data models, such as CoAP, LWM2M and IPSO objects. As device management is an important aspect of IoT, these devices are implemented to communicate with the management server through LWM2M interfaces in addition to communicating with each other. The emulated devices consist of virtual sensors and actuators represented as IPSO objects, which can be used to sense the simulated environment or control it with simple operations. Moreover, two use cases are defined and presented to create appropriate device logic. The virtualization of the devices is implemented by using Docker containers. They enable scaling to hundreds of devices, which is a key feature of the emulator. The design of the emualor follows CoAP and LWM2M specifications, which define the set of necessary functionalities and rules for the implementation. At the end of this thesis, the emulator is evaluated by comparing it to the initial design requirements along with scalability and bandwidth usage tests. Finally, future work for improving the emulator is presented. en
dc.description.abstract Internet-verkko on nopeasti laajentunut laitteisiin, jotka voivat mitata ja ohjata ympäristöään Internet-yhteyden välityksellä muodostaen Esineiden Internetin (eng. Internet of Things, IoT). Tällaisilla laitteilla, kuten sensoreilla, on yleensä rajallisesti muistia, tehoa ja kapasiteettia tiedonkäsittelyyn. Tästä syystä onkin tärkeää, että ne ovat tekniseltä toteutukseltaan mahdollisimman kevyitä. Lisäksi IoT-laitteiden määrä kasvaa jatkuvasti, mikä tarkoittaa sitä, että teknisten toteutusten on oltava myös skaalautuvia. Valtavan laitemäärän hallinta sekä erilaisten IoT-skenaarioiden testaaminen on kuitenkin hyvin vaivalloista fyysisessä testiympäristössä, erityisesti heikon skaalautuvuuden takia. Tämä diplomityö esittää ja toteuttaa ratkaisuksi emulaattorin, jolla voi emuloida useita virtuaalisia laitteita käyttäen IoT-protokollia ja datamalleja, kuten CoAP- ja LWM2M-protokollia sekä IPSO-objekteja. Koska laitehallinta on olennainen osa IoT-konseptia, virtuaaliset laitteet on toteutettu niin, että ne voivat paitsi kommunikoida keskenään, niitä voi myös hallita hallintapalvelimen kautta LWM2M-operaatioita käyttäen. Laitteet koostuvat virtuaalisista sensoreista ja kytkimistä, joita mallinnetaan IPSO-objekteilla. Niiden avulla dataa voidaan kerätä ja lähettää simuloidussa ympäristössä. Lisäksi, työssä esitellään kaksi testitapausta, joihin toteutettu laitelogiikka pohjautuu. Virtualisointi tapahtuu Docker-platformin avulla, joka mahdollistaa skaalaamisen satoihin laitteisiin. Emulaattorin toteutus pohjautuu CoAP- ja LWM2M-standardeihin, jotka määrittävät sallitut toiminnallisuudet ja operaatiot. Diplomityön lopussa emulaattori arvioidaan toteutuneiden suunnitteluvaatimusten sekä tehtyjen skaalautuvuustestien ja taajuuskaistan käyttöä tarkastelevien testien perusteella. fi
dc.format.extent 69 + 10
dc.format.mimetype application/pdf en
dc.language.iso en en
dc.title Emulation of IoT Devices en
dc.title IoT-laitteiden emulaatio fi
dc.type G2 Pro gradu, diplomityö fi
dc.contributor.school Sähkötekniikan korkeakoulu fi
dc.subject.keyword internet of things en
dc.subject.keyword CoAP en
dc.subject.keyword LWM2M en
dc.subject.keyword emulation en
dc.subject.keyword IPSO objects en
dc.subject.keyword virtual devices en
dc.identifier.urn URN:NBN:fi:aalto-201612226244
dc.programme.major Communications Engineering fi
dc.programme.mcode ELEC3029 fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.type.ontasot Diplomityö fi
dc.contributor.supervisor Kantola, Raimo
dc.programme CCIS - Master’s Programme in Computer, Communication and Information Sciences (TS2013) fi
dc.location P1 fi


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account