|
Resumen:
|
[ES] En los últimos años, la migración hacia la movilidad eléctrica y la adopción
creciente de vehículos eléctricos han provocado un profundo cambio en la industria del transporte y la logística, junto con el deseado ...[+]
[ES] En los últimos años, la migración hacia la movilidad eléctrica y la adopción
creciente de vehículos eléctricos han provocado un profundo cambio en la industria del transporte y la logística, junto con el deseado impacto medioambiental
que esto conlleva. Sin embargo, la movilidad eléctrica todavía enfrenta desafíos
importantes que limitan su plena expansión.
Uno de los desafíos clave de la movilidad eléctrica radica en la autonomía reducida de los vehículos eléctricos en comparación con sus contrapartes de combustión interna. Además, la velocidad más lenta de carga de las baterías y la infraestructura de carga en desarrollo dificultan la gestión y optimización colectiva de
las operaciones de carga de vehículos, lo que ralentiza su adopción generalizada.
Este proyecto tiene como objetivo abordar esta problemática mediante la aplicación de estrategias tecnológicas modernas y principios de la Internet de las Cosas (IoT). Se propone diseñar un sistema que permita la comunicación máquina
a máquina (M2M) a través de IoT entre vehículos y estaciones de carga, introduciendo el concepto de “reserva de carga”.
El escenario se ambienta en una empresa de reparto que emplea vehículos
eléctricos para atender las solicitudes de entrega de clientes. El objetivo es minimizar el tiempo de inactividad de los vehículos, que no puedan realizar entregas
debido a baterías descargadas, coordinando sus actividades con las estaciones de
carga. Para lograr esto, se introduce el concepto de “reserva de carga”. Por un
lado, las estaciones de carga ofrecen la opción de “reservarse” para un vehículo
en particular durante un período definido, excluyendo otros vehículos. Por otro
lado, los vehículos, cuando sus niveles de batería caen por debajo de un umbral, solicitan una carga a través de un servicio de gestión. Este servicio busca
una estación de carga cercana y disponible, creando una reserva temporal para el
vehículo. Una vez que este llega a la estación de carga, se autentica utilizando la
plataforma IoT y, si se valida la reserva, el proceso de carga comienza.
El diseño de la solución se basará en una serie de enfoques y herramientas:
Se aplicará la estrategia de Arquitectura Hexagonal para obtener una estructura flexible y desacoplada que facilite el despliegue como microservicios y
su escalabilidad.
La simulación del comportamiento de vehículos, cargadores y clientes se
logrará mediante microservicios implementados en Spring Boot y Docker,
orquestados por contenedores (Docker Swarm o Kubernetes). Esto permitirá un entorno controlado y escalable, con simulaciones realistas a través del
ajuste de la cantidad de componentes en cualquier momento.
El sistema empleará comunicaciones IoT a través de interfaces REST y MQTT
para la interacción entre microservicios y dispositivos IoT. Se evaluará la
viabilidad de plataformas IoT como TheThingsBoard o AWS IoT para desplegar dispositivos y facilitar comunicaciones, monitoreo y análisis de datos
generados por los dispositivos a lo largo del tiempo.
[-]
[CA] En els últims anys, la migració cap a la mobilitat elèctrica i l’adopció creixent
de vehicles elèctrics han provocat un profund canvi en la indústria del transport i
la logística, juntament amb l’impacte mediambiental ...[+]
[CA] En els últims anys, la migració cap a la mobilitat elèctrica i l’adopció creixent
de vehicles elèctrics han provocat un profund canvi en la indústria del transport i
la logística, juntament amb l’impacte mediambiental desitjat que això comporta.
No obstant això, la mobilitat elèctrica encara s’enfronta a reptes importants que
limiten la seva plena expansió.
Un dels reptes clau de la mobilitat elèctrica rau en l’autonomia reduïda dels
vehicles elèctrics en comparació amb els seus homòlegs de combustió interna. A
més, la velocitat més lenta de càrrega de les bateries i la infraestructura de càrrega
en desenvolupament dificulten la gestió i optimització col·lectiva de les operacions de càrrega de vehicles, la qual cosa retarda la seva adopció generalitzada.
Aquest projecte té com a objectiu abordar aquesta problemàtica mitjançant
l’aplicació d’estratègies tecnològiques modernes i principis de la Internet de les
Coses (IoT). Es proposa dissenyar un sistema que permeti la comunicació màquina a màquina (M2M) a través de l’IoT entre vehicles i estacions de càrrega,
introduint el concepte de "reserva de càrrega".
L’escenari es desenvolupa en una empresa de repartiment que fa servir vehicles elèctrics per atendre les sol·licituds d’entrega de clients. L’objectiu és minimitzar el temps d’inactivitat dels vehicles, de manera que no puguin fer entregues a causa de les bateries descarregades, coordinant les seves activitats amb
les estacions de càrrega. Per aconseguir això, es presenta el concepte de "reserva
de càrrega". D’una banda, les estacions de càrrega ofereixen l’opció de "reservarse"per a un vehicle en particular durant un període definit, excloent altres vehicles. D’altra banda, quan els nivells de bateria dels vehicles cauen per sota d’un
llindar, aquests sol·liciten una càrrega mitjançant un servei de gestió. Aquest servei busca una estació de càrrega propera i disponible, creant una reserva temporal
per al vehicle. Una vegada que el vehicle arriba a l’estació de càrrega, s’autentica
mitjançant l’IoT i, si es valida la reserva, comença el procés de càrrega.
El disseny de la solució es basarà en una sèrie d’enfocaments i eines:
S’aplicarà l’estratègia de l’Arquitectura Hexagonal per obtenir una estructura flexible i desacoblat que faciliti el desplegament com a microserveis i
la seva escalabilitat.
La simulació del comportament de vehicles, càrregues i clients s’aconseguirà mitjançant microserveis implementats en Spring Boot i Docker, orquestrats per contenidors (Docker Swarm o Kubernetes). Això permetrà un entorn controlat i escalable, amb simulacions realistes mitjançant l’ajust de la
quantitat de components en qualsevol moment.
El sistema farà servir comunicacions IoT a través d’interfícies REST i MQTT
per a la interacció entre microserveis i dispositius IoT. Es valorarà la viabilitat de plataformes IoT com TheThingsBoard o AWS IoT per desplegar
dispositius i facilitar comunicacions, monitoratge i anàlisi de dades generades pels dispositius al llarg del temps.
[-]
[EN] In recent years, the shift towards electric mobility and the growing adoption
of electric vehicles have led to a profound change in the transportation and logistics industry, along with the desired environmental ...[+]
[EN] In recent years, the shift towards electric mobility and the growing adoption
of electric vehicles have led to a profound change in the transportation and logistics industry, along with the desired environmental impact that comes with
it. However, electric mobility still faces significant challenges that limit its full
expansion.
One of the key challenges of electric mobility lies in the reduced range of electric vehicles compared to their internal combustion counterparts. Additionally,
the slower battery charging speed and the ongoing development of charging infrastructure make collective management and optimization of vehicle charging
operations more complex, thus slowing down widespread adoption.
This project aims to address this issue through the application of modern technological strategies and principles of the Internet of Things (IoT). The objective
is to design a system that enables machine-to-machine (M2M) communication
through IoT between vehicles and charging stations, introducing the concept of
“charging reservation.”
The scenario is set in a delivery company that uses electric vehicles to fulfill
customer delivery requests. The goal is to minimize vehicle downtime caused
by depleted batteries by coordinating their activities with charging stations. To
achieve this, the concept of “charging reservation” is introduced. On one hand,
charging stations offer the option to “reserve” themselves for a specific vehicle
during a defined period, excluding other vehicles. On the other hand, when
vehicle battery levels drop below a threshold, they request charging through a
management service. This service searches for a nearby and available charging
station, creating a temporary reservation for the vehicle. Once the vehicle arrives
at the charging station, it authenticates through IoT, and if the reservation is validated, the charging process begins.
The solution’s design will be based on a series of approaches and tools:
The Hexagonal Architecture strategy will be applied to achieve a flexible
and decoupled structure that facilitates despliegue as microservices and
scalability.
Simulating the behavior of vehicles, chargers, and clients will be achieved
through microservices implemented in Spring Boot and Docker, orchestrated by containers (Docker Swarm or Kubernetes). This allows for a controlled and scalable environment, with realistic simulations by adjusting the
number of components at any given time.
The system will employ IoT communications through REST and MQTT interfaces for interaction between microservices and IoT devices. The feasibility of IoT platforms like TheThingsBoard or AWS IoT will be evaluated
to deploy devices and facilitate communications, monitoring, and analysis
of data generated by devices over time
[-]
|
