Este documento presenta una propuesta de arquitectura orientada a servicios para ciudades inteligentes basada en Internet de las Cosas y fundamentada con TOGAF. Se discuten conceptos clave como ciudades sostenibles, ISO 37120, TOGAF, Internet de las Cosas, AWS, microservicios con JEE, y se propone una visión y arquitectura tecnológica que integra estos elementos. El autor concluye que una arquitectura empresarial sólida es fundamental para el desarrollo de una ciudad inteligente y que tecnologías emergent

1. Arquitectura JEE para Ciudades Inteligentes
orientada al Internet de las Cosas y
fundamentada con TOGAF
Ing. Andrés Solórzano, MSc.Quito, 07 Noviembre del 2017

2. AGENDA
 CIUDADES SOSTENIBLES E INTELIGENTES.
 THE OPEN GROUP ARCHITECTURE FRAMEWORK (TOGAF).
 INTERNET DE LAS COSAS (IoT).
 AMAZON WEB SERVICES (AWS).
 MICROSERVICIOS CON JEE 7.
 AVANCES DEL PROYECTO.
 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
 SIGUIENTES PASOS.
 PREGUNTAS.

3. SOBRE EL EXPOSITOR
Ingeniero en Sistemas e Informática (ESPE).
Magíster en Gerencia de Sistemas (UDLA).
Experto Nacional de Desarrollo en el S.R.I.
+7 años de experiencia en desarrollo de software.
Expositor en algunas versiones del Campus Party.
Certificaciones Java: OCJP, OCEJWCD, OCEJBCD y
OCEJPAD.
Certificaciones en gestión de TI: COBIT, ITIL, TOGAF
(niveles 1 y 2), y Gestión de Portafolios (MoP).

4. CIUDADES SOSTENIBLES
E INTELIGENTES

5. “Una ciudad sostenible e inteligente es una
ciudad innovadora que utiliza a las tecnologías
de la información y comunicación (TIC), y otros
medios, para mejorar la calidad de vida, la
eficiencia de la operación, los servicios urbanos y
la competitividad, asegurando que se responda a
las necesidades de las generaciones presentes y
futuras, con respecto a los aspectos económicos,
sociales, ambientales, así como también los
culturales.”
ITU-T 4050-Y.4099, Definition for Smart Sustainable City.
5

6. ISO 37120 - DESARROLLO SOSTENIBLE DE
LAS CIUDADES
La ISO 37120 fue publicada en
Mayo del 2014 por la Organización
de Estándares Internacionales ISO.
Define y establece metodologías
para un grupo comprensivo de
indicadores que permitirán a
cualquier ciudad rastrear y medir
su rendimiento social, económico
y medio ambiental en relación con
otras ciudades.
6

7. NÚMERO DE TEMÁTICAS E INDICADORES

8. ÁREAS DE INTERÉS DE LA ISO 37120
8

9. ALGUNOS INDICADORES DE LA ISO
9

10. NIVELES DE CERTIFICACIÓN DE LA WCCD
(WORLD COUNCIL ON CITY DATA)
1
0

11. PORTAL DE DATOS ABIERTOS
(ECUADOR)

12. PLATAFORMA CKAN PARA DATOS ABIERTOS
(ECUADOR)

13. Un ambiente saludable y deseado, donde las personas son
felices y mas productivas con los beneficios de la
economía, la sociedad, y el medio ambiente.
BENEFICIOS DE LAS CIUDADES SOSTENIBLES
(BARCELONA)
13
https://www.udemy.com/urban-innovation/

14. COMENTARIOS DE SECCIÓN

15. THE OPEN GROUP
ARCHITECTURE
FRAMEWORK
(TOGAF)

16. TIPOS DE ARQUITECTURA
NIVEL DE
DIFICULTA
D Y/O
DETALLE
Arquitectura Empresarial
Arquitectura de Procesos
Arquitectura de Soluciones
Arquitectura de Datos y
Aplicaciones
Arquitectura de TICs

17. ADM DE TOGAF
17

18. FASE PRELIMINAR

19. ECUADOR AL 2030
(Senplades, mayo 2017)

20. ECUADOR AL 2030
Senplades, mayo 2017

21. ECUADOR AL 2030
Senplades, mayo 2017

22. VISIÓN DE LA ARQUITECTURA

23. Ciudades Sostenibles e Inteligentes
Interconectar diferentes tipos de servicios urbanos con el objetivo de crear
un punto central de gestión, que permita una adecuada toma de decisiones
respecto a los temas importantes de una ciudad, tales como aquellos
relacionados con las inversiones necesarias para mejorar la calidad de vida
de los habitantes de una ciudad, tomando a las TIC como un medio para
poder mantener interconectada a las personas con su comunidad.
Andrés Solórzano, Java User Group, noviembre 2017.

24. Cada ciudad hace inversiones independientes, lo que resulta
en los siguientes problemas:
 No se comparten costos de infraestructura ni de recursos de TI.
 No se comparte información, video, data, data de sensores, etc.
 Desperdicio y duplicación de esfuerzo e inversión.
 Dificultad en escalar la gestión de la infraestructura física y de TI.
LAS CIUDADES DEBEN SOLUCIONAR SUS SILOS
24https://www.udemy.com/urban-innovation/

25. Factores clave:
 Sostenibilidad económica, social y
medio ambiental.
 Enfoque ciudadano - mejoras en la
calidad de vida, experiencia de vida, y
seguridad.
 Acceso ciudadano a servicios digitales.
 Motivadores IoT - productividad de los
ciudadanos, experiencia ciudadana,
reducción de costos, incremento en
ingresos, etc.
Ciudades Inteligentes, una vertical
significante para el Internet de las Cosas
25
https://www.udemy.com/urban-innovation/

26. LAS BASES PARA UN GOBIERNO ABIERTO

27. INNOVACIÓN ABIERTA
“Llamamos a este enfoque de colaboración, que
implica a todo el ecosistema de negocios,
innovación abierta. Es la idea de que uno o
varios equipos, deban aprovechar todo el
potencial del negocio para generar ideas,
capacidades y recursos, con el fin de llegar a una
mejor solución.”
Marcus Blosch, VP de de Investigaciones en Gartner Inc.

28. Personas participando y colaborando por medio de una
plataforma tecnológica que permita la interacción entre ellos
con el fin de generar nuevos productos y servicios.
INNOVACIÓN ABIERTA (cont.)

29. PROPUESTA DE VISIÓN DE ARQUITECTURA
(basada en Datos Abiertos e Innovación Abierta)
29

30. ECONOMÍA DE LA PLATAFORMA
“Los líderes de industria están liberando todo su
poder de innovación mediante el desarrollo no
sólo de nuevas plataformas tecnológicas, sino
también de nuevos modelos de negocio y
estrategias que hacen posibles dichas
plataformas.”
Accenture, Technology Vision 2016

31. Economía de la Plataforma
(ACCENTURE 2016)
https://www.accenture.com/us-en/insight-technology-trends-2016

32. PROPUESTA DE VISIÓN DE ARQUITECTURA
(basada en Ecosistema de Plataforma)
APIs
BIG DATA
ANALYTICS
Ecosistema de Plataforma
Servicio de
Identidades
Servicio de
Dispositivos
Gestor de
Eventos
Servicio de
Mensajes
APIs
Gestor de
Configuraciones
Productos/Servicios
APIs
DATOS
ABIERTOS

33. Arquitectura de Negocio
Personas,
Procesos,
Tecnología y
Organización

34. Propuesta de Arquitectura Organizacional
Mesa de
Servicios
Proyectos
Infraestructura y
Operaciones
I+D+i
Oficina de
Proyectos
Comunicación
Social
Innovación
Abierta
Desarrollo e
Implantación
Portafolio de
Programas y
Proyectos
Portafolio de
Productos y
Servicios
Gestión del
Conocimiento
Mesa de
Servicios
Oficina de
Arquitectura
Empresarial
Seguridades de
la Información

35. Arquitectura de Sistemas de Información
(DATOS)

36. Arquitectura de Sistemas de Información
(APLICACIONES)
Pensar en dar solución al tema
de los SILOS en las ciudades.

37. Procesos de Negocio con Microservicios
Utiliza microservicios como una
arquitectura que complementa
a los procesos de negocio, la
cual implementa solo los flujos
que invocan a los servicios
según convenga. Con esto se
evita programar toda la lógica
del proceso en un motor BPM.
https://dzone.com/articles/microservices-verticals-and-business-process-manag

38. Nuevo Paradigma para el
Desarrollo de Software
38http://www.oracle.com/technetwork/articles/soa/weir-3rd-gen-api-mgmt-3787102.html

39. Arquitectura Tecnológica
Arquitectura de Referencia de
Internet de las Cosas usando
AWS
https://www.bootcamplab.com/how-to-build-a-complete-iot-solution-with-aws-an-use-case-approach/

40. ITERACIONES EN EL ADM DE TOGAF
40

41. ITERACIONES ENTRE CICLOS DEL ADM
41

42. ALGUNAS METODOLOGÍAS Y BUENAS PRÁCTICAS
42
BPM
MoP
COBIT
CMMI
PMBOK
SOA 2.0
AWS
ITIL

43. COMENTARIOS DE SECCIÓN

44. EL INTERNET DE
LAS COSAS

45. El Internet de Todo (IoE) según Cisco
https://www.udemy.com/urban-innovation/

46. ARQUITECTURA DE REFERENCIA DE IOT
DE MULESOFT
46https://dzone.com/storage/assets/2605430-dzone-internetofthings-2016.pdf

47. MODELO DE ANALÍTICA EN CASCADA
PARA IOT
47https://dzone.com/storage/assets/2605430-dzone-internetofthings-2016.pdf

48. Hallazgos en la investigación (2016)
48https://dzone.com/storage/assets/2605430-dzone-internetofthings-2016.pdf

49. Hallazgos en la investigación (2017)
49
https://dzone.com/guides/iot-applications-protocols-and-best-practices

50. PROYECTÁNDONOS A UNA PLATAFORMA DE 4TA
GENERACIÓN
50
Las empresas harán uso del Internet de Cosas para involucrarse más
con sus clientes y socios, con el fin de cambiar completamente la
forma en que se producen sus interacciones, y de como se ofertan los
productos y servicios.
http://www.oracle.com/technetwork/articles/soa/weir-3rd-gen-api-mgmt-3787102.html

51. Propuesta de Arquitectura de IoT
para una Ciudad Inteligente
Puerta de Enlace de IoT
Edificios
Inteligentes
Parques
Inteligentes
Casas
Inteligentes
Autos
Inteligentes
Semáforos
Inteligentes
Sensores y Actuadores
Gestor de API
Balanceadores de Carga
Microservicios
Datos
Procesos de Negocio
Seguridades
Computación en la Nube

52. COMENTARIOS DE SECCIÓN

53. COMPUTACIÓN EN LA
NUBE CON AMAZON
WEB SERVICES

56. https://www.forbes.com/sites/louiscolumbus/2017/03/18/15-top-paying-it-certifications-in-2017/#65edb78b5676

57. INCREMENTO DE SERVICIOS EN AWS
(POR AÑOS)
https://www.udemy.com/aws-certified-solutions-architect-associate/

58. Infraestructura Global de AWS
58

59. COMENTARIOS DE SECCIÓN

60. MICROSERVICIOS CON
JEE EN AWS

61. EJEMPLO DE UNA ARQUITECTURA
UTILIZANDO MICROSERVICIOS
61https://dzone.com/storage/assets/3259596-dzonerefcardz-gettingstartedmicroservices.pdf

62. ARQUITECTURA DE MICROSERVICIOS CON
MENSAJERÍA ASÍNCRONA
62https://dzone.com/storage/assets/3259596-dzonerefcardz-gettingstartedmicroservices.pdf

63. DOMAIN DRIVEN DESIGN - DDD
Tiene como objetivo crear modelos que sean comprensibles
por todos los involucrados del proyecto.
63
Identidades
y Accesos
Control
Auditoría
Analítica
Dispositivos
Usuarios

64. Propuesta de Arquitectura de Solución
(empleando Microservicios en AWS)
Subred de Control
Subred de Mensajería
Subred de Auditoría
Subred de Identidades
Linux AMI
Linux AMI
Linux AMI
Linux AMI
Linux AMI
Linux AMI
Linux AMI
Linux AMI
AWS ELB
AWS ELB
AWS ELB
AWS ELB
AWS COGNITO
AWS ECS
AWS ECS
AWS ECS
AWS ECS
AWS DynamoDB
AWS DynamoDB
AWS RDS
AWS RDS
AWS API GATEWAY
Subred de Datos
Usuarios

65. COMENTARIOS DE SECCIÓN

66. AVANCES DEL
PROYECTO

67. ARDUINO UNO Y SENSORES
67

68. Directa Utilizando XBee Shield
68
XBEE RADIO Y ARDUINO UNO

69. XBEE – TOPOLOGÍAS DE CONEXIÓN

70. XBEE – CASO DE USO CON ARDUINO
(DE PC A DISPOSITIVO)
https://github.com/andrewrapp/xbee-api/blob/wiki/XBeeUseCases.md
https://github.com/andrewrapp/xbee-api
ZigBee
Coord. Nodo Arduino Disp.
Comunicación
PC

71. RASPBERRY PI 3
Podemos remplazar al PC de la lámina
anterior por el Raspeberry PI.

72. Arquitectura Propuesta de IoT
(con Sensores y Actuadores)
72
Sensor
1
Sensor
2
Actuador
1
Actuador
2
AMAZON WEB
SERVICES
Arduino UNO
XBee
XBee Raspberry PI Router/
xDSL
Sensor
3
Actuador
3
WebSockets
HTTP
Nodo Coordinador
Nodo Final
ZigBee
XBee API
HTTPUSB
RX / TX
JSE <- -> JEE

73. VAGRANT Y DOCKER

74. APROVISIONAMIENTO CON ANSIBLE

75. Benchmarking del Proyecto
Empresa Seguridad Cámaras Luces Termostato Persianas Tareas I.A. Kits Cloud IoT
Arkessa x x x x x x
Iris x x x x x x
Nest x x x x
Teletask x x x x x x
Lifx x x x x
Propuesta x x x x x x x

76. CONCLUSIONES

77. CONCLUSIONES
Una Ciudad Inteligente no depende solo del grado
tecnológico que ésta posea, ni tampoco del tipo de
plataformas tecnológicas que tiene disponible, sino
también de los factores de desarrollo sostenible como:
el crecimiento económico, la inclusión social, y la
sostenibilidad ambiental.
La Arquitectura Empresarial juega un papel importante
al momento de entender la visión de una administración
municipal, con el fin de establecer una hoja de ruta
adecuada que está acompañada de una Gestión del
Portafolio que refleja todas las iniciativas de cambio
necesarias para cumplir con dicha visión.

78. CONCLUSIONES (cont.)
 Las tendencias tecnológicas y las buenas prácticas en el
mercado de las TIC juegan un papel importante en el
desarrollo de los dominios de una arquitectura empresarial,
puesto que en base a éstas tendencias se pueden establecer
los planos arquitectónicos necesarios para cubrir con una
visión establecida para conformar una Ciudad Inteligente,
que a su vez tiene que ver con temas de IoT, Big Data,
Computación en la nube, Aprendizaje de Máquina, e
Inteligencia Artificial.
 Java EE se convierte en un jugador importante en el
desarrollo de una plataforma de Internet de las Cosas que
sirve como base tecnológica para la administración y control
de dispositivos electrónicos de una Ciudad Inteligente.

79. RECOMENDACIONES

80. RECOMENDACIONES
Entender que es lo que se quiere lograr, cuál es el
problema a solventar, y cuáles son las necesidades de los
ciudadanos, con el fin de mejorar su calidad de vida.
Aplicar técnicas de aprendizaje de máquina y/o analítica
predictiva con el fin de que los ciudadanos puedan tomar
mejores decisiones y de manera rápida.
Establecer una una plataforma tecnológica que permita
generar un ecosistema de I+D+i con la ciudadanía. El tema
de economía de la plataforma fue planteado por la
empresa Accenture en un informe de tendencias
tecnológicas en el año 2016, y complementado en reporte
del año 2017 como se demuestra en la siguiente lámina.

81. ECOSISTEMAS, MAS ALLÁ DE LAS PLATAFORMAS
(ACCENTURE 2017)
“Las plataformas se están convirtiendo en el motor
central de los ecosistemas digitales, enriquecidos y
complejos, a los que las empresas quieren acceder.”
https://www.accenture.com/us-en/insight-disruptive-technology-trends-2017

82. ECOSISTEMAS
(ACCENTURE 2017)
https://www.accenture.com/us-en/insight-disruptive-technology-trends-2017

83. SIGUIENTES PASOS

84. AMAZON ECHO

85. https://developer.amazon.com/public/solutions/alexa/alexa-skills-kit/overviews/understanding-the-smart-home-skill-api
AMAZON ECHO (cont.)

86. De MicroServicios a Funciones (FAAS)
https://www.iron.io/what-is-serverless-computing/

87. WILDFLY SWARM
http://middlewareblog.redhat.com/2016/04/07/tech-preview-a-look-at-wildfly-swarm/

88. PREGUNTAS

89. REFERENCIAS
 http://www.oracle.com/technetwork/articles/soa/weir-3rd-gen-api-
mgmt-
3787102.html?elq_mid=82767&sh=26132392288121512912613121591
9304&cmid=WWMK170418P00047
 https://www.accenture.com/us-en/insight-technology-trends-2016
 https://www.accenture.com/us-en/insight-disruptive-technology-trends-
2017
 https://dzone.com/guides/orchestrating-and-deploying-containers
 https://dzone.com/storage/assets/2605430-dzone-internetofthings-
2016.pdf
 https://dzone.com/guides/iot-applications-protocols-and-best-practices
 https://dzone.com/guides/devops-continuous-delivery-and-automation
 https://dzone.com/guides/the-cloud-native-development-and-
deployment

90.  https://www.gartner.com/doc/reprints?ct=150519&id=1-2G2O5FC&st=sb
 https://www.gartner.com/smarterwithgartner/develop-an-open-
innovation-framework/
 https://aws.amazon.com/about-aws/global-infrastructure/
 https://developer.amazon.com/public/solutions/alexa/alexa-skills-
kit/overviews/understanding-the-smart-home-skill-api
 https://info.dynatrace.com/apm_rm_successful_aws_devops_deploymen
ts_en_fulfillment.html
 https://dzone.com/storage/assets/3259596-dzonerefcardz-
gettingstartedmicroservices.pdf
 https://www.slideshare.net/AmazonWebServices/wks401-deploy-a-deep-
learning-framework-on-amazon-ecs-and-ec2-spot-instances
 http://pubs.opengroup.org/architecture/togaf9-doc/arch/
REFERENCIAS (cont.)

91.  https://www.bootcamplab.com/how-to-build-a-complete-iot-solution-
with-aws-an-use-case-approach/
 https://www.udemy.com/aws-certified-developer-associate/
 https://www.udemy.com/aws-certified-solutions-architect-associate/
 https://www.udemy.com/urban-innovation/
 https://www.iron.io/what-is-serverless-computing/
REFERENCIAS (cont.)

92. CONTACTOS DEL EXPOSITOR
https://www.linkedin.com/in/andres-solorzano-b2100433/
https://about.me/asolorzano
https://twitter.com/aosolorzano
https://www.facebook.com/asolorzano85
andres_solorzano85@hotmail.com

93. DIAPOSITIVAS DE
SOPORTE

94. Gartner – Tendencias Tecnológicas 2015
http://info.advsyscon.com/it-automation-blog/gartner-reveals-top-10-strategic-technology-trends-for-2015

95. Gartner – Tendencias Tecnológicas 2016
https://www.t-systems.de/news-media/gartner-top-10-strategic-technology-trends-for-2016-at-a-
glance/1406184_1/blobBinary/gartner_top10.pdf

96. Framework de Innovación
Cuando se crea un framework de
innovación que funcione para una
empresa, se debe establecer cuál
es la meta, por qué la innovación
abierta tiene sentido, y cómo
encaja en la estrategia de la
empresa. Por último, se debe
seleccionar un enfoque que tenga
sentido para la empresa o un
proyecto.
http://www.gartner.com/smarterwithgartner/develop-an-open-innovation-framework/

97. Sugerente, participativo
 Si la empresa no tiene un problema específico para resolver,
pero necesita generar ideas, intentar un enfoque sugerente
participativo.
 Este enfoque presenta algunos retos porque las ideas pueden
ser fuera de foco y difíciles de resolver.
 Esta ruta requiere de alguien con la voluntad de tomar medidas
sobre las ideas superiores.
 Dell ha creado un sitio Web llamado “IdeaStorm”, que permite
a cualquier usuario presentar ideas sobre qué productos aman,
la forma en que interactúan con esos productos, y qué nuevos
productos les gustaría ver.

98. Sugerente, por invitación
 Se dirige a las sugerencias de los socios potenciales específicos.
 Esta técnica innovadora no está abierta a todo el mundo; los
participantes son seleccionados por la empresa de la iniciativa.
 El tema se centra en un contenido específico crítico de la
industria, y la conversación se centra en un tipo específico de
innovación.
 IBM creó lo que llama eventos “Jam” en el que la empresa realiza
sesiones en línea donde los profesionales de IBM ofrecen
soluciones a los problemas de sus clientes.
 La empresa o compañía que plantea la pregunta entonces tiene
acceso a una variedad de conocimientos y experiencias sobre un
tema predeterminado.

99. Dirigida, por invitación
 Las empresas de la iniciativa preseleccionan o
seleccionan a los participantes para crear un
ecosistema de socios.
 Estos participantes son elegidos porque tienen
tecnologías u ofertas de interés relacionados con
el tema en cuestión en particular.
 Cuando Boeing estaba diseñando “Dreamliner”, la
compañía se asoció con más de 50 empresas clave,
como Rolls-Royce y General Electric, para crear la
aeronave.

100. Dirigida, participativa
 La empresa de la iniciativa va a dirigir a un grupo de
individuos para hacer frente a una innovación específica.
 Esto permite a la empresa no solo a colaborar con un
grupo diverso de personas, sino que se centra en la
innovación de un problema en particular.
 Red Hat utiliza esta técnica para el desarrollo de software.
Han creado una comunidad basada en comunidades de
código abierto que les permite resolver los problemas de
software.