PDF de programación - Construyendo un proyecto de IOT - Introducción al Internet de las cosas

INTRODUCCIÓN AL INTERNET DE LAS COSAS

CONSTRUYENDO UN PROYECTO DE IOT

Alvaro Everlet

[email protected]

@aeverlet

Javier Pastor

[email protected]

@javipstor

Nov 2013

CONSTRUYENDO UN PROYECTO DE IOT

INTRODUCCIÓN AL IOT

1. 
2.  CONSTRUYENDO UN PROYECTO DE IOT
3.  DISPOSITIVOS
4.  PLATAFORMA
5.  FRONTEND
6. 
7.  DEMOS

INTEGRACIÓN

CONSTRUYENDO UN PROYECTO DE IOT

INTRODUCCIÓN AL IOT

1. 
2.  CONSTRUYENDO UN PROYECTO DE IOT
3.  DISPOSITIVOS
4.  PLATAFORMA
5.  FRONTEND
6. 
7.  DEMOS

INTEGRACIÓN

INTRODUCCIÓN AL IOT

DE DONDE VIENE

1999 Kevin Ashton inventa “Internet of Things”







INTERNET OF THINGS

El IoT es el mundo en el que cada objeto tiene una identidad virtual propia y

capacidad potencial para integrarse e interactuar de manera independiente en la

Red con cualquier otro individuo, ya sea una máquina (M2M) o un humano.

INTRODUCCIÓN AL IOT

NUESTRO MUNDO ESTÁ CAMBIANDO







Estamos sufriendo una transformación donde “things” hablan con otros “things” y
estas conversaciones están creando nuevos modelos de negocio, productos y
compañías.

Hace 20 años, Internet se usaba principalmente como herramienta para buscar
información. En los últimos 10 años hemos vivido una nueva forma de uso de
Internet, donde todo se ha convertido en social, transaccional y móvil.


¿QUÉ SERÁ LO SIGUIENTE?

Internet of Things.

El número de cosas conectadas a internet sobrepasó en 2008 el número de
habitantes del planeta. Se estima que habrá 50.000 millones de dispositivos
conectados en 2020.

CIFRAS

Según un estudio de CISCO, solo este año el volumen de negocio de las cosas

conectadas a internet ascenderá a 475.000 millones de euros.

El IoT representaría un negocio mundial de 10.900 billones de euros en 5 años por
la mayor productividad, ahorro de costes y nuevos mercados para las empresas.

INTRODUCCIÓN AL IOT

POR QUÉ AHORA

Ahora convergen múltiples factores:

a. Popularización de placas de HW libre











b. Abaratamiento de sensores

c. Mejora comunicaciones

d. Plataformas IoT

INTRODUCCIÓN AL IOT

EJEMPLOS

extraídos de postscapes.com

Termostatos inteligentes

Baby check

Tracking deportivo

Recordatorio pastillas

Tracking de objetos (perdidos)

Domótica

Pastillas inteligentes

Enchufes conectados

Vigilancia no intrusiva

INTRODUCCIÓN AL IOT

CASOS DE USO INDUSTRIALES

SMART CITY

SMART ENERGY
SMART OIL & GAS





SMART AGRICULTURE

SMART BUILDINGS

SMART RETAIL





SMART BANKING

SMART CONSUMER PRODUCTS

SMART LOGISTICS

INTRODUCCIÓN AL IOT

TENDENCIAS Y LOCURAS

Good night lamp (kickstarter)

L8 smartlight (kickstarter)

Smart egg container

@domokunM2M

INTRODUCCIÓN AL IOT

PASOS A SEGUIR

Una cosa (thing)





Dotarlo de electrónica



Conectarlo

INTRODUCCIÓN AL IOT

HOMENAJE A LOS DEVELOPERS

CONSTRUYENDO UN PROYECTO DE IOT

INTRODUCCIÓN AL IOT

1. 
2.  CONSTRUYENDO UN PROYECTO DE IOT
3.  DISPOSITIVOS
4.  PLATAFORMA
5.  FRONTEND
6. 
7.  DEMOS

INTEGRACIÓN

CONSTRUYENDO UN PROYECTO DE IOT

PROJECT STACK

FRONTEND

CUSTOM IT
SYSTEMS

PRESENTATION

(MONITOR & REPORT)

Internet

PLATFORM

Internet

Connectivity

HARDWARE

(DB & MIDDLEWARE

APPLICATION
& RULE ENGINE)

SENSORS & ACTUATORS

(THINGS)

Users

CONSTRUYENDO UN PROYECTO DE IOT
INTEGRATION
Custom

FRONTEND

Custom interface

Dashboard &
control panel

Users

Custom
Servers

IT

HTTPS

PUSH/PULL
Webservices

HTTPS
REST

Webservices

REST API

SECURITY

BIG DATA
STORAGE

PROJECT &

DEVICE

MANAGEMENT

EVENT

PROCESSING

BUSINESS

RULES

LOGS & DEBUG

REST API

HTTP

3G / Ethernet

HTTP

3G / Ethernet

HTTP

3G / Ethernet

RS 485

Gateway

RS 485

Gateway

HTTP

3G / Ethernet

RS 485

Gateway

CONNECTED

DEVICES & PRODUCTS

Gateway

Zigbee /
Radio

Zigbee /
Radio

Zigbee /
Radio

Custom

Reporting &
data download

CONTROL

PANEL

HTTPS

Web interface

EXTERNAL

COMMUNICATION

MODULE

HTTP
API

HTTP
API
HTTP
API

Other APIs

EXTERNAL

APIS

CONSTRUYENDO UN PROYECTO DE IOT

COMPLEJO O POTENTE?





PROPONGO UNA VUELTA RÁPIDA POR LOS ELEMENTOS DE UN
PROYECTO DE INTERNET DE LAS COSAS SIGUIENDO UN EJEMPLO

SMART PARKING (CASO DE USO DE UNA SMART CITY)

CONSTRUYENDO UN PROYECTO DE IOT

DISPOSITIVOS
Tienen sensores acptando información en bruto. Ej: Detector magnético de parking
Tienen actuadores para controlar cosas. Ej: Panel LED de señalización en las calles
Tienen conectividad a Internet. Ej: Wifi, ethernet o un modem 3g integrado



PLATAFORMA
Almacena la información en bruto: BD que puede ser consultada para análisis de BI
Contiene y ejecuta toda la lógica de la aplicación: reglas, alarmas, etc.
Proporciona la gestión de dispositivos y su software. Ej: provisión de dispositivos,
habilitar o deshabilitar dispositivos, cambiar su firmware, etc.

FRONTEND
Para hacer una aplicación usable, el frontend proporciona la interfaz con el usuario
final. Ej: un panel de control personalizado, dashboard, informes, etc.

INTEGRACIÓN
Para proporcionar el verdadero potencial de la conectividad a Internet la plataforma se
integra con otros sistemas de información haciendo PUSH o PULL hacia o desde CRMs,
ERPs o cualquier API HTTP disponible. Ej: IOC de IBM, Dropbox, Zoho, Twitter, etc.


CONSTRUYENDO UN PROYECTO DE IOT

INTRODUCCIÓN AL IOT

1. 
2.  CONSTRUYENDO UN PROYECTO DE IOT
3.  DISPOSITIVOS
4.  PLATAFORMA
5.  FRONTEND
6. 
7.  DEMOS

INTEGRACIÓN

DISPOSITIVOS

SENSORES & ACTUADORES
Los sensores toman información en bruto
que lee un dispositivo. Pueden medir
temperatura, presencia, viento, campos
magnéticos, flujos de líquidos, calidad del
aire, propiedades de los líquidos,
vibraciones, posiciones geográficas,
altitud, presión y un largo etc.

Los actuadores permiten la interacción
con el mundo físico. Pueden abrir puertas,
mostrar mensajes, layencender luces,
enviar señales, controlar un flujo de
líquidos, controlar el aire acondicionado,
encender y apagar motores, etc.

CONECTIVIDAD
En los proyectos de IoT los dispositivos se
conectan a Internet para interactuar.
Conectividad autónoma (Standalone)
Modems 3G / GPRS embebidos en el
dispositivo







Dispositivo + Pasarela
Comunicación dispositivo-pasarela serie
(ej. RS232 or RS485) o radio (ej. 868MHz)
Red de sensores + Pasarela
Comiunicación local por WIFI o ethernet
entre dispositivos y pasarela.

COMMUNICATION PROTOCOL
Los dispositivos interactúan con Carriots
con un protocolo estándar HTTP / HTTPS
en la capa de Internet y JSON o XML en la
capa de aplicación (REST API)






3G / Ethernet

3G / Ethernet

Gateway

HTTP

HTTP

Zigbee

RS 485

Gateway

DISPOSITIVOS

EJEMPLO DE ENVÍO DE TRAMA: información de plaza de parking

HTTP request
POST /streams HTTP/1.1!
Host: api.carriots.com!
Accept: application/json!
User-Agent: place_524@smartparking!
Content-Type: application/json!
carriots.apikey:98346673a637...5a0d83045425407ab4!
Content-Length: 182!
Connection: close!
!
Data (PAYLOAD)
{!
"protocol":"v2",!
"at":"now",!
"device":"place_524@smartparking",!
"data":{"parking":"on"},!
"checksum":"2c0766329b4d4b3beb08...97ae7b7de2160be"!
}




1: HTTP request

REST API URL (POST request)
JSON FORMAT

SECURITY (APIKEY)

Validación por checksum (HMAC)
Carriots automatic data timestamping
Dispositivo (Apikey debe tener permiso)
La información a mandar

DEVICE

REST API

2: REST API response

CONSTRUYENDO UN PROYECTO DE IOT

INTRODUCCIÓN AL IOT

1. 
2.  CONSTRUYENDO UN PROYECTO DE IOT
3.  DISPOSITIVOS
4.  PLATAFORMA
5.  FRONTEND
6. 
7.  DEMOS

INTEGRACIÓN

PLATAFORMA

API REST
Siguiendo un estándarampliamente adoptado
en Internet, Carriots implementa una API REST
sobre HTTPS para:
•  Recibir cantidades masivas de datos de los
• 

dispositivos.
Interactuar con todas las entidades de
Carriots para construir paneles de control
personalizados, dasboards y e informes

Ej: Sensores de parking envían su estado (libre u
ocupado) a Carriots con una simple petición
HTTP. Un panel de control personalizado usa la
API REST para gestionar dispositivos.

ALMACENAMIENTO BIG DATA
Grandes cantidades de datos se almacenan en
una arquitectura de big data con estructura

schemaless. Proporciona a los proyectos de IoT
la flexibilidad de gestionar datos hetereogéneos
de diferentes dispositivos.

Ej: Temperatura, posición geografica, estado de
una plaza de parking, etc.


GESTIÓN DE DISPOSITIVOS Y PROYECTOS
Para cubrir cualquier requisito de un proyecto
Carriots propone una jerarquía lista para usar y
de uso flexible para la complejidad de cada caso
Actualización de firmware y configuración
remota de dispositivos también disponibles.

Ej: Ajustar la periodicidad del muestreo de los
sensores o especificar un mensaje por defecto
en un panel de señalización.

REST API

SECURITY

BIG DATA
STORAGE

PROJECT &

DEVICE

MANAGEMENT

EVENT

PROCESSING

BUSINESS

RULES

LOGS & DEBUG

REST API

CONTROL

PANEL

EXTERNAL

COMMUNICATION

MODULE

PLATAFORMA

LÓGICA DE NEGOCIO Y EVENTOS
La lógica del proyecto de IoT se aloja y se
ejecuta en la plataforma. Scripts de Groovy se
ejecutan (aislados y securizados) en el motor
SDK y se lanzan en base a eventos tratados
con una aproximación tipo if-then-else. Desde
scripts sencillos a complejas reglas.

Ej: If parking_sensor=“ocupado” then
parking_area.plazas -1.
If parking_area.plazas=0 then
display.mensaje=“Parking lleno”

SEGURIDAD
En todos los proyectos IoT la seguridad debe
formar parte de su diseño. La aproximación
de Carriots a este tema:
•  Apikeys definen privilegios y visibilidad.
•  HTTPS para cifrar conversaciones con la
•  HMAC hash y contraseñas pre-

API REST.

•  Cifrado personalizado o medidas

compartidas para firmar el mensaje.
adicionales de seguridad en el código de
los eventos.



LOGS & DEBUG
Mensajes de Log (accesibles desde