GITT. Análisis e integración de dispositivos a la red municipal de IoT

Abstract

Conforme se va expandiendo el Internet de las Cosas (IoT) la demanda de dispositivos interconectados aumenta. Como respuesta, se han comenzado a desarrollar estándares que ofrecen alto rango de cobertura y bajo consumo energético, características que serán indispensables en un nuevo escenario en el que se prevé que, multitud de dispositivos, precisen de gran conectividad. Uno de los estándares que más despunta es LPWAN, que optimiza el alcance, la vida de la batería y el coste de producción a cambio de una menor frecuencia de transmisión de datos, haciéndolo así un estándar idóneo para el IoT. Las características de estas nuevas tecnologías ofrecen la posibilidad inédita de dar conectividad a sensores en lugares anteriormente inalcanzables. No obstante, esto no viene sin nuevos retos. Una de las tecnologías LPWAN más destacadas, LoRaWAN, es un protocolo no-IP, por lo tanto, requiere de un Gateway para conectarse a una red IP como Internet. En este proyecto se va a desarrollar un análisis sobre la red instalada en la ciudad de Cuenca y sus posibles aplicaciones, ya que este tipo de tecnología es muy asequible y fácil de adaptar a las diferentes necesidades que se precisen. Se va a analizar el entramado de conexiones y su forma de transmitir la información de las diferentes partes del sistema. En primer lugar, este proyecto empezará analizando los diferentes sistemas de comunicación entre sistemas de alto nivel. Se ha utilizado HTTP y para la comunicación entre maquinas, un bróker basado en MQTT. También, veremos la programación C++ de un posible sistema de temperatura online y la comunicación de llamadas RPC para poder activar o desactivar un sistema y veremos cómo se utiliza a plataforma Thingsboard para la recepción y transmisión de datos, desarrollaremos un sistema funcional con las diferentes partes de la plataforma, desde la conexión con ChirpStack, el tratamiento de datos en cadenas de reglas, generación de los elementos de clasificación y la programación de los botones en JS para su presentación en un panel de visualización. No basaremos en la tecnología generada por Arduino y componentes receptores para realizar las diferentes medidas de datos analógicos los cuales tendremos que transformar a para su interpretación correcta cuando transmitamos las ondas radioeléctricas a través del aire. Posteriormente tras la recepción de los datos en el Gateway y configuración de los servidores en la nube se realiza la decodificación de estos para el envío a la plataforma de Thingsboard, para su decodificación y representación de estos en sistema internacional de medidas. Que permita la compresión de los datos para todos los usuarios, para llegar a este punto se tuvo que adecuar los datos con el fin de mostrarlos en un cuadro de mando integral. De la misma forma se han reproducido los mismos pasos de manera inversa para el envío de información de esta plataforma hacia el exterior, realizándose ordenes en JavaScript que posteriormente traspasamos al motor de reglas de la aplicación para enviarlos a los servidores en la nube. Es ahí donde se produce la codificación de los datos para el envío por radiofrecuencia a la antena instalada en la placa de Arduino, la cual procesa los datos recibidos para la ejecución de las ordenes mandadas, estas ordenas las planteamos como encendido y apagado de led, pero es exportable a cualquier sistema que nos imaginemos con características similares como: Sistemas de regadío, encendido de luces, apertura de puertas de garaje, etc.