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Materiales para el instructor
Capítulo 1: Cosas y
conexiones
Conexión de cosas 2.0

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Capítulo 1:
Cosas y conexiones
IoT Fundamentals
Conectar cosas 2.0

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Capítulo 1: Secciones y objetivos
 1.1 ¿Qué son las cosas?
• Analizar las cosas que conforman IdC.
 1.2 ¿Qué son las conexiones?
• Explicar cómo las cosas se conectan con otras y con IdC.
 1.3 Resumen del capítulo

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1.1 ¿Qué son las cosas?

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¿Qué son las cosas?
1.1.1 Internet de las cosas
 La presencia de IdC en el mundo actual
• IdC está en todo lo que nos rodea.
• IdC ayuda a personas a mejorar la calidad de vida.
• IdC también ayuda a las industrias a ser cada vez más eficientes.
 Soluciones de IdC de Cisco
• El crecimiento acelerado de IdC ha introducido nuevos desafíos.
• El sistema IdC de Cisco reduce las complejidades de la digitalización.
• Seis pilares del sistema IdC de Cisco:
• Conectividad de redes
• Computación en la niebla
• Ciberseguridad y seguridad física
• Análisis de datos
• Administración y automatización
• Plataforma de habilitación de aplicaciones

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1.1.2 Componentes de un sistema de IoC
 Descripción general de un sistema controlado
• Los bucles de comentarios se usan para proporcionar información en tiempo real en su
controlador según el comportamiento actual.
• En un bucle cerrado, los comentarios se reciben continuamente mediante el
controlador de sus sensores.
• El controlador analiza continuamente y procesa información, y usa los accionadores
para modificar las condiciones.
 Sensores
• Un sensor es un dispositivo que se puede usar para medir una propiedad física
mediante la detección de algún tipo de información del mundo físico.
• Un sensor se puede conectar a un controlador de manera directa o remota.

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Componentes de un sistema de IdC (cont.)
 Actuadores
• Un actuador es un motor básico que se puede usar para controlar un sistema.
• Puede ser hidráulico, eléctrico o neumático.
• Puede transformar una señal eléctrica en un resultado físico.
 Controladores
• Responsables de recopilar datos de los sensores y de proporcionar
conectividad de red.
• Los controladores pueden tener la capacidad de tomar
decisiones inmediatas.
• También puede enviar datos una computadora remota y más
potente para su análisis.
 Flujo de proceso de IdC
• Un sistema simple de IdC incluye sensores que se conectan,
a través de una conexión inalámbrica o cableada,
a accionadores o controladores.
• Algunos dispositivos pueden tener más de una función.

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1.1.3 Procesos en los sistemas controlados
 Procesos
• Un proceso es una serie de pasos o acciones
llevados a cabo para lograr un resultado deseado
por el usuario del proceso.
 Comentarios
• Los comentarios se generan cuando el resultado de un proceso afecta la entrada.
• Los comentarios se conoce, en general, como bucle de comentarios.
• Los bucle de comentarios pueden ser positivos o negativos.
 Sistemas de control
• Incluye un controlador que usa entradas y salidas para administrar y regular el
comportamiento del sistema en un intento por llegar a un estado deseado.
• La parte controlada del sistema suele denominarse planta.
• El proceso de seleccionar los ajustes para aplicar a una planta con el fin de lograr un
resultado deseado se conoce como teoría del control.
• La teoría del control se aplica a muchos sistemas, incluida la conducción de los
automóviles.

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Procesos en los sistemas controlados (cont.)
 Sistemas de control de bucle abierto
• Los sistemas de bucle abierto no usan comentarios.
• La planta realiza una acción predeterminada sin ninguna verificación de los
resultados deseados.
• Los sistemas de bucle abierto se usan, a menudo, para procesos simples.
 Sistemas de control de bucle cerrado
• Un sistema de control de bucle cerrado usa comentarios para determinar si el
resultado recopilado es el deseado.
• El resultado luego se vuelve a enviar a un conductor para modificar la planta para la
siguiente reiteración
del resultado y el
proceso se repite.

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Procesos en los sistemas controlados (cont.)
 Controladores de bucle cerrado
• Existen muchos tipos de controladores de bucle cerrado:
• Controladores proporcionales (P): se basan en la diferencia entre el resultado
medido y el resultado deseado.
• Controladores integrales (PI): usan los datos históricos para medir cuánto se
desvió el sistema del resultado deseado.
• Controladores proporcionales, integrales y derivados (PID): incluyen los datos
sobre cuán rápido el sistema se aproxima al resultado deseado.
• El controlador PID es una forma eficaz de
implementar el control de los comentarios.
• Los dispositivos de Arduino y la Raspberry Pi se
pueden usar para implementar controladores PID.
 Sistemas interdependientes
• La mayoría de los sistemas tienen muchas partes
interdependientes que contribuyen al resultado y que
lo afectan.

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1.2 ¿Qué son las conexiones?

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¿Qué son las conexiones?
1.2.1 Modelos de comunicación
 Modelos de comunicación
• Los modelos de redes en capas se usan para ilustrar cómo opera la red. Entre sus
beneficios, se encuentran:
• Asistir en el diseño de protocolos.
• Fomentar la competencia.
• Promover la independencia o la capacidad tecnológica.
• Proporcionar un lenguaje común para describir las funciones
y capacidades de networking.

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1.2.1 Modelos de comunicación (cont.)
 Estandarización
• El desafío de IdC es garantizar que estos dispositivos emergentes de IdC se puedan conectar de
manera segura y confiable a Internet y entre sí.
• Las tecnologías y los estándares uniformes, seguros, y comúnmente reconocidos son necesarios.
• Las organizaciones como el Consorcio Industrial de Internet, el Consorcio de OpenFog y la
Fundación de Conectividad Abierta ayudan a desarrollar arquitecturas estándar y marcos.

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Modelos de comunicación (cont.)
 Modelos TCP y OSI
• Los modelos OSI y TCP/IP se usan para describir las
conexiones de red y, a menudo, se usan de forma
indistinta.
• El modelo TCP/IP se conoce comúnmente como el
modelo de Internet.
• El modelo OSI proporciona una amplia lista de funciones
y servicios que se pueden presentar en cada capa.
 Modelo de referencia del foro mundial de IdC
• Desarrollado como un marco de trabajo común para guiar
y acelerar las implementaciones de IdC.
• Su objetivo es proporcionar la terminología común y
ayudar a aclarar cómo fluye la información y cómo se la
procesa para un sector unificado de IdC.

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Modelos de comunicación (cont.)
 Arquitectura simplificada de IdC
• Existen varias arquitecturas para facilitar el diseño y
la creación de los sistemas de IdC.
• El modelo OSI, el modelo TCP/IP y el modelo de
referencia del foro mundial de IdC se han presentado
como ejemplos.
• Un enfoque más simple se basa en los niveles de
conexión. Los niveles son los siguientes:
• Dispositivo-a-dispositivo
• Dispositivo-a-nube
• Dispositivo-a-gateway-a-nube
• Dispositivo-a-gateway-a-nube-a-aplicación

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1.2.2 Capas de conexiones
 Conexiones dentro de redes
• Las conexiones pueden tener diferentes
contextos.
• Conexiones eléctricas, conexiones de
circuitos o conexiones de red.
 Conexiones físicas
• Se relacionan con los tipos de medios y
cables.
• Entre los tipos de medios comunes se
incluyen el cobre, la fibra óptica y los
inalámbricos.

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Capas de conexiones (cont.)
 Conexiones de red y enlace de datos
• La comunicación de red requiere protocolos para establecer las
reglas de comunicación. Protocolos de enlace de datos:
• Permiten a las capas superiores acceder a los medios.
• Preparan los datos de red para la red física.
• Controlan cómo los datos se colocan y reciben en los medios.
• Intercambian tramas entre los nodos en un medio de red físico,
como cobre o fibra óptica.
• Reciben y dirigen paquetes a un protocolo de capa superior.
• Detectan errores.
• La conexión más popular de capa de enlace de datos usada en
redes cableadas es Ethernet.
• Otros protocolos de enlace de datos incluyen estándares
inalámbricos como IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.15 (Bluetooth) y
redes celulares 3G o 4G.
• LoRaWAN y NB-IoT son ejemplos de tecnologías emergentes que
usan IdC.

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Capas de conexiones (cont.)
 Conexiones de la aplicación
• IdC admite muchos tipos de conexiones.
• Los dispositivos deben usar los mismos protocolos de capa de aplicación para conectarse.
• La aplicación variará según los dispositivos y el tipo de conexión involucrados.
• MQTT y REST son protocolos de aplicación más nuevos, creados para admitir dispositivos de IdC
que se conectan a la infinidad de diferentes tipos de configuraciones remotas.
• MQTT es un protocolo de mensajería ligero con sobrecarga mínima que proporciona alta integridad
de datos y seguridad para entornos remotos.
• REST, o los servicios web RESTful, es un tipo de API diseñada para facilitar que los programas
interactúen en Internet.

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1.2.3 Efecto de las conexiones en la privacidad y la seguridad
 ¿Qué son los metadatos?
• El término “metadatos” se refiere a los datos sobre datos.
• Los metadatos se pueden integrar dentro de un objeto digital o pueden almacenarse por separado.
• Los metadatos no suelen ser visibles para los usuarios.
 El efecto de IdC en la privacidad
• Entre las sugerencias y las consideraciones de diseño con respecto a la privacidad se incluyen las
siguientes:
• Transparencia
• Recopilación y uso de los datos
• Acceso a los datos
 Desafíos para proteger los dispositivos de IdC
• Entre algunos factores que afectan la seguridad de la red
de IdC se incluyen los siguientes:
• Cantidad cada vez mayor de dispositivos
• Ubicación no tradicional de los dispositivos
• Tipos y cantidades cambiantes de datos recopilados
• Imposibilidad de actualización

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1.3 Resumen del capítulo

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 Internet de las cosas (IdC) nos rodea. Un sistema de IdC se compone, en
general, por sensores para supervisar eventos, accionadores para influir en el
entorno, el hardware para crear la plataforma y sus conexiones, y el software
para proporcionar un marco en el cual ejecutar procesos.
 Un proceso es una serie de medidas o acciones que se llevaron a cabo para
lograr un resultado deseado.
 Los modelos en capas de red se usan para ilustrar y modelar cómo se
comunican los dispositivos. Las capas físicas, las de enlace de datos y las de
red son conceptos que se usan para demostrar cómo funciona la comunicación
a través de la red.
 Los problemas de seguridad y privacidad deben considerarse en todas las fases
de creación de un sistema de IdC. Cada nivel de conectividad trae aparejados
diferentes requisitos e inquietudes.
Resumen del capítulo
Resumen

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