Extendiendo las capacidades de las plataformas IoT. Una aplicación práctica

Abstract

[ES] La Internet de las Cosas (IoT) es una realidad en constante evolución que está permitiendo construir un mundo en el que lo físico se entremezcla con los procesos digitales, aportando una combinación que está generando muchos beneficios en diferentes sectores, como la industria, las ciudades inteligentes o la agricultura. En este ámbito han aparecido un buen número de plataformas y frameworks de desarrollo que ofrecen servicios típicos y comunes, como la funcionalidad para registrar y provisionar dispositivos y servicios, mecanismos para securizar el acceso a la infraestructura, APIs y Gateways para la recolección y consulta de información heterogénea y multidispositivo, sistemas de soporte al mantenimiento y consulta de datos, o la posibilidad de definir paneles/dashboards de visualización. Sin embargo, existe un conjunto de funciones, también relacionadas con la gestión de la infraestructura, que este tipo de herramientas y soluciones no suele proveer. Estas meta-operaciones de gestión permiten tener mayor control sobre operaciones típicas, como detener/iniciar dispositivos (shutdown/reboot), actualizarlos (update), ejecutar scripts, activar/desactivar servicios, actualizar certificados o políticas de seguridad, entre otras. Este tipo de funciones son de gran ayuda a la hora de gestionar y mantener una infraestructura de computación distribuida, ofreciendo incluso ciertos servicios de orquestación funcional, similar a como ofrecen soluciones como Kubernetes o Docker Swarm en el mundo de los microservicios. El objetivo de este proyecto es extender una plataforma IoT existente, como ThingsBoard, para ofrecer tanto mecanismos "de plataforma" (prediseñados y preimplementados) como otros que se puedan adaptar y personalizar a soluciones concretas. De esta manera, un dispositivo o servicio que forme parte de una solución IoT, además de conectarse y usar los servicios que ya ofrezca la plataforma IoT, se enriquecerá con estas capacidades de gestión y mantenimiento, habilitando cierto grado de autonomía. En concreto, en este proyecto, se extenderá la plataforma IoT elegida y se aplicará para rediseñar el SmartCity Lab (grupo TaTami, centro PROS en el instituto VRAIN). Este laboratorio cuenta en la actualidad con diferentes servicios en el ámbito de las ciudades inteligentes (relacionados con el tráfico, la contaminación ambiental o servicios en edificios inteligentes), además de un conjunto de dispositivos IoT (maquetas). Se extenderán, pues, estos servicios para prototipar estas nuevas capacidades de gestión de infraestructuras IoT, permitiendo la integración de los dispositivos en una solución más amplia y ofreciendo una plataforma para el desarrollo y la gestión de soluciones IoT personalizadas.

[EN] The internet of Things (IoT) is a constant evolving reality that is allowing to build a world where the physical mixes with digital procedures bringing a combination that is generating many benefits in different sectors like industry, smart cities, or agriculture. A lot of platforms and development frameworks have appeared in this matter offering common services like registering and provisioning devices and services, infrastructure security mechanisms, APIs and Gateways for collecting heterogeneous and multidevice information, maintenance support and data consulting, or the possibility of defining dashboards for visualization. However, a group of functions related to the management of the infrastructure exist that this kind of tools and solutions do not usually offer. These meta-operations of management allow having more control of typical operations like stopping/booting devices (shutdown/reboot), updating them (update), executing scripts, activating/deactivating services, updating certificates or security policies, among others. These types of functions are of significant help when managing and maintaining a distributed computing infrastructure, even offering certain functional orchestration services, like how solutions such as Kubernetes or Docker Swarm offer in the world of microservices. The goal of this project is to extend an existing IoT platform, such as ThingsBoard, to offer both "platform" mechanisms (pre-designed and pre-implemented) and others that can be adapted and customized to specific solutions. In this way, a device or service that is part of an IoT solution, in addition to connecting and using the services already offered by the IoT platform, will be enriched with these management and maintenance capabilities, enabling a certain degree of autonomy. Specifically, in this project, the chosen IoT platform will be extended and applied to redesign the SmartCity Lab (TaTami group, PROS center at the VRAIN institute). This laboratory currently has different services in the field of smart cities (related to traffic, environmental pollution, or services in smart buildings), in addition to a set of IoT devices (models). These services will therefore be extended to prototype these new IoT infrastructure management capabilities, allowing the integration of devices into a broader solution and offering a platform for the development and management of customized IoT solutions.