Introducción al IoT

1. IoT
DR. LUIS ROSALES ROLDAN

2. Internet de las Cosas
Parámetros de Evaluación
Examen 10%
Basados en los tópicos vistos en clase, puede ser
sorpresa
Practicas 40%
Practicas realizadas sobre los diferentes tópicos
vistos en clase.
Proyecto Final 30%
Se definirá durante las clases y se entregará a final
del curso
Asistencia 10%
Participación 10%
Total 100%
Normas y Políticas Internas:
Asistencia 80% de acuerdo al reglamento de la UPAEP.
Puntualidad: 15 minutos de tolerancia.
Retardos Más de 15 minutos sólo con aviso previo.
Redondeo de
Notas
La calificación obtenida durante el curso no será redondeada
Clases: Jueves 19:00 a 22:00 En línea
Asesorías:
Confirmar con el titular
Por
confirmar
En línea

3. Introducción
 El Internet de las Cosas (IoT) es una red de objetos o dispositivos
físicos, como lo son los identificadores de radio-frecuencia,
sensores, actuadores, teléfonos inteligentes y computadores
portátiles.
 El IoT permite que los objetos sean monitoreados y controlados de
manera remota por medio de una infraestructura de
comunicaciones, facilitando una integración más eficaz entre el
mundo físico y el cibernético.

4. Introducción
 Gracias al IoT es posible intercambiar toda clase de información útil
mediante aplicaciones inteligentes, sistemas de
telecomunicaciones, bases de datos, entre otros medios, lo cual
nos permite integrar de manera eficaz el mundo real con los
sistemas basados en computadoras y al mismo tiempo mejorar la
eficiencia, exactitud y los beneficios económicos.
 La idea principal del IoT es un sistema donde todos los dispositivos y
sensores del mundo están conectados a internet de manera
inalámbrica o alámbrica mediante diferentes tipos de conexiones
locales, tales como RFID, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, así como
conexión de largo alcance, GSM, GPRS, 3G, 4G.

5. Arquitectura

6. Arquitectura
 La capa de Percepción
 Es una capa física en la que se encuentran todos los sensores
encargados de medir y agrupar la información del medio ambiente
que los rodea, incluyendo parámetros físicos y otros dispositivos
inteligentes cercanos.
 En otras palabras, la capa de Percepción, también denominada
capa de Reconocimiento, reúne datos e información del mundo
físico.

7. Arquitectura
 La capa de Red
 Es la responsable de conectar todos los dispositivos inteligentes,
redes y servidores. La capa de Red, también denominada como
una Red Inalámbrica de Sensores, es la responsable del proceso
inicial de los datos, transmisión y clasificación, y actúa como el
Sistema Nervioso Central.
 Así, es la encargada de interconectar la capa superior, Capa de
Aplicación, con la capa inferior, Capa de Percepción.

8. Arquitectura
 La capa de Aplicación
 Entrega servicios específicos al usuario final y define las diferentes
aplicaciones que puede tener el IoT, por ejemplo, casas inteligentes
o ciudades inteligentes. Es la última capa y conecta a la Capa de
Red con los usuarios finales.
 Esta capa implementa una interfaz en los dispositivos del usuario
final, por ejemplo, en una computadora donde se tienen que
visualizar los datos obtenidos por la Capa de Percepción.

9. Arquitectura

10. Arquitectura
 La capa de Transmisión
 Es el vínculo entre la capa de Percepción y la capa de
Procesamiento, a las cuales conecta mediante las diferentes redes
de datos disponibles, las cuales pueden ser 4G, LAN, Wi-fi,
Bluetooth, RFID, etc.
 Contiene protocolos específicos para incrementar la seguridad de
la información cuando esta se transmite entre capas.

11. Arquitectura
 La capa de Procesamiento
 Es comúnmente conocida como la capa Middleware, y se dedica
al almacenamiento, análisis y procesamiento de cantidades
enormes de información que provienen de la capa de Transmisión.
 Utiliza diferentes tecnologías, tales como manejo de bases de
datos, cómputo en la nube y Big Data.

12. Arquitectura
 La capa de Negocios
 Maneja todo el sistema del IoT, incluye aplicaciones, los modelos de
negocios rentables, así como la privacidad del usuario.
 Del mismo modo, se encarga de todo el análisis y determina las
acciones futuras.

13. Arquitectura

14. Arquitectura
 Modelo de cómputo Fog
 Este modelo de cómputo permite distribuir los recursos y servicios de
cómputo, almacenamiento, control y comunicación para que
estén lo más cerca posible de los dispositivos IoT. Al mismo tiempo,
proporciona una red de cómputo geográficamente distribuida con
los recursos que se encuentran conectados dentro de la misma red
 Este modelo crea nodos secundarios que permiten que cualquier
dispositivo capaz de conectarse con la red proporcione
capacidad de cómputo y almacenamiento para los usuarios,
disminuyendo así la carga de trabajo en el modelo de cómputo
Cloud.

15. Arquitectura
 Modelo de cómputo Cloud
 Es un nodo central que permite el uso de un conjunto compartido
de recursos informáticos configurables, como redes, servidores,
sistemas de almacenamiento, aplicaciones y servicios, que pueden
proporcionarse y lanzarse rápidamente con un mínimo esfuerzo
administrativo o iteración por parte del proveedor.

16. Arquitectura
 Modelo de cómputo Edge
 Facilita el proceso de los datos producidos por los dispositivos del
IoT, ya que los procesa en una red cercana al lugar donde han sido
procesados en lugar de enviarlos a través de largos recorridos
hacia los centros de datos disponibles. Esto permite analizar los
datos de manera casi instantánea, favoreciendo a industrias de la
salud, telecomunicaciones y financieras.
 Este modelo de cómputo permite que los dispositivos y sensores
dentro del IoT sean capaces de procesar directamente la
información que recolectan, sin necesidad de enviarlos a otras
estaciones para su proceso.

17. Creación de un entorno IoT
 Un entorno IoT debe cumplir con ciertas características y etapas
específicas. Dentro de las características principales se encuentra
el resguardo de la privacidad y la seguridad.
 Es importante proteger la privacidad y confiabilidad de los datos
personales, ya que, debido a la arquitectura del IoT, toda la
información y datos se encuentran en las redes inalámbricas,
facilitando el libre acceso a personal no autorizado y ataques
cibernéticos que puedan lucrar con datos personales.
 Del mismo modo, es importante mantener la seguridad de toda la
infraestructura y las aplicaciones, ya que partes esenciales podrían
estar conectadas al IoT.

18. Creación de un entorno IoT
 Para diseñar un entorno IoT se debe seguir un proceso cuyas
etapas se describen a continuación:
 Etapa 1: está formada por la red de “cosas”, comúnmente sensores
y actuadores, que interactúan con el mundo físico.
 Etapa 2: incluye sistemas de medición, control y adquisición de
datos.
 Etapa 3: procesamiento de los datos adquiridos para su fácil
manejo y envío a los centros de datos o a la nube.
 Etapa 4: análisis, manejo y almacenamiento de los datos.

19. Creación de un entorno IoT

20. Creación de un entorno IoT
 Etapa 1: Sensores y Actuadores
 Los sensores y actuadores trabajan en conjunto: los sensores recopilan
datos del entorno, u objetos, bajo medición, y la convierten en
información útil; mientras que los actuadores pueden intervenir y
cambiar las condiciones físicas del entorno de acuerdo con los datos
obtenidos.
 Los datos dentro del IoT son de suma importancia por lo que es
importante considerar la cercanía de estos. Cuanto más rápida sea la
necesidad de la información, más cercano deberá ser el
procesamiento de los mismos.
 Algunas decisiones no pueden esperar por este tipo de procesamiento
y no es posible esperar a que se haga todo el recorrido para poder
tomar una decisión, por lo que se deberá procesar la información
cerca del sensor para obtener una respuesta mucho más rápida.

21. Creación de un entorno IoT
 Etapa 2: Adquisición de Datos
 Los datos obtenidos por los sensores tienen una forma analógica,
pero su procesamiento y almacenamiento se realiza en forma
digital. Los Sistemas de Adquisición de Datos (DAS, por sus siglas en
inglés) son los encargados de esta conversión; estos sistemas se
conectan a los sensores y realizan la conversión de analógica a
digital, y a su vez, funcionan de puerta de enlace al internet, el cual
recibe los datos digitalizados y los enruta a través de Wi-Fi o LAN a
los sistemas de la Etapa 3 para su posterior procesamiento. Los
sistemas en esta etapa generalmente se encuentran muy cerca de
los sensores y actuadores.

22. Creación de un entorno IoT
 Etapa 3: Centros de procesamiento
 Una vez que los datos han sido digitalizados, estos están listos para
su procesamiento antes de ingresar al nodo central, o Nube. Este
procesamiento puede ser realizado en puntos intermedios entre los
sensores y el nodo central de procesamiento, los cuales pueden ser
oficinas remotas o algún otro sitio que se encuentre en las
inmediaciones de los sensores y actuadores.

23. Creación de un entorno IoT
 Etapa 4: Análisis, manejo y almacenamiento de los datos
 Aquellos datos que no pueden ser procesados en la Etapa 3, y que
no son de carácter urgente, se envían a un nodo central de datos
donde pueden ser analizados por sistemas informáticos más
poderosos, administrados y almacenados de manera segura.
 Esta etapa permite realizar un análisis más a fondo de los datos
obtenidos, así como combinarlos con algunos otros obtenidos de
diferentes fuentes para obtener información más detallada.

24. Trabajo 1
 Buscar un problema y tratar de resolverlo mediante una aplicación
de IoT
 Posible descripción de la aplicación que eligieron.
 Planteamiento del problema, posible solución, resultados
esperados.
 Presentación siguiente clase.