Introducción a IoT usando protocolo MQTT

Presentación del tema: "Introducción a IoT usando protocolo MQTT"— Transcripción de la presentación:

1 Introducción a IoT usando protocolo MQTT
Ing. Fabiola González Ing. Vanessa López Ing. Peter Stein 2017

2 ¿Qué es IoT? El Internet de las cosas (IoT) es un término acuñado por Kevin Ashton, un pionero de la tecnología británico que trabajaba en la indentificación de radiofrecuencias (RFID) y concibió un sistema de sensores universales que conectaban el mundo físico a Internet. Aunque las cosas, Internet y la conectividad son los tres componentes principales del IoT, el valor se logra al cerrar la distancia entre el mundo físico y el mundo digital en sistemas que se refuerzan y mejoran automáticamente.

3 ¿Qué es IoT?

4 Usos de IoT IoT para el transporte IoT para la venta al por menor
IoT para ciudades inteligentes IoT para el cuidado de la salud IoT para la fabricación IoT para transporte: se utiliza para mantener el rendimiento del vehículo, optimizar operaciones de flota, mantener el trafico en movimiento, como es Monitorear y procesar datos de tráfico en tiempo real Iot para la venta: en cuanto a las ventas, IoT es utilizada para servicio de comida, para maquinas expendedoras, para supermercados y tiendas minoristas y para estadios. El objetivo es aumentar la eficiencia para reducir sus costos de operación, optimizar las operaciones, supervisar el inventario, rastrear el comportamiento del consumidor y recomendar productos. Iot para ciudades: optimizar el uso de energías, crear ciudades más seguras conectando las infraestructuras para regular mejor el tráfico, hacer que los sistemas de emergencia sean más eficientes, crear edificios inteligentes y mejorar la eficiencia del servicio público, desde la reparación de farolas rotas hasta el mantenimiento de los semáforos y la optimización de las rutas de camiones de basura. IoT para fabricación: se utiliza para monitorear equipos de fabricación, monitorear el equipo del cliente y para mejorar el servicio de campo de transporte de los productos fabricados. Iot para salud: se utiliza Iot para monitorear el cuidado del paciente, monitorear los activos médicos ayuda al personal medico a dedicar menos tiempo a la búsqueda y más tiempo a los pacientes, y para rastrear el uso de equipos con el objetico de mejorar el bienestar general de los pacientes mediante el seguimiento de cómo se utiliza los equipos, desde el empleo de sensores de cama hospitalaria a la temperatura de vigilancia de la habitación y las estaciones de lavado de manos

5 IoT es posible gracias a que …
Micro-sensores Controladores Micro-procesadores

6 Aplicación IoT Plataforma IoT Protocolos Red Tecnología de red
Datos Red Protocolos Tecnología de red Objeto conectado

7

8 Ventajas y desventajas de IoT
Velocidad de análisis de datos. Facilidad de seguimiento. Ahorro de tiempo. Ahorro de dinero. Desventajas Compatibilidad. Complejidad. Privacidad. Seguridad.

9 Protocolos que se utilizan en IoT
COAP Este protocolo está pensado para acercar el HTTP a dispositivos y redes restringidas. Se basa en el arquetipo de transferencia de documentos. Se trata básicamente de un protocolo cliente-servidor donde el cliente realiza una solicitud y el servidor devuelve una respuesta como sucede en HTTP XMPP Este protocolo utiliza mensajes en formato XML. XMPP-IoT está diseñado específicamente para este entorno y básicamente permite a los usuarios enviar mensajes en tiempo real, además de gestionar la presencia del usuario COAP : Constrained Application Protocol o protocolo de aplicación restringido XMPP: Extensible Messaging and Presence Protocol o en español es Protocolo de mensajería y presencia extensible

10 Protocolos que se utilizan en IoT
AMQP Es un protocolo orientado a mensajes que proporciona características como el enrutamiento y gestión de colas. REST Se utiliza para el intercambio de datos entre aplicaciones y para integrar aplicaciones que pertenecen a diferentes dominios. STOMP Es un protocolo orientado a mensajería de texto, muy fácil de usar. Los clientes se conectan a un intermediario para intercambiar mensajes, por lo que su mayor utilidad se da en los middleware. AMQP : Advanced Message Queue Protocol o protocolo de cola de mensajes avanzados REST: Representational State Transfer o en español es Transferencia de estado representacional STOMP: Simple or Streaming Text Oriented Messaging Protocol o Protocolo de mensajería orientada a texto simple o en transmisión

11 MQTT. Concepto (Message Queue Telemetry Transport), Es un protocolo de código abierto creado por IBM y Eurotech que luego fue donado al proyecto Eclipse «Paho» M2M. Es un protocolo usado para la comunicación machine-to-machine (M2M) en el "Internet of Things". Este protocolo está orientado a la comunicación de sensores, debido a que consume muy poco ancho de banda y puede ser utilizado en la mayoría de los dispositivos empotrados con pocos recursos (CPU, RAM). Actualmente el protocolo se encuentra en la versión 3.1.1

12 Donde funciona MQTT

13 Trama MQTT Encabezado fijo (2 bytes)
Encabezado variable (logitud variable) Payload del mensaje (hasta 256MB) Fijo (tipo paquete, longitud del payload, QoS) Variable (depende del tipo de paquete , ID, topic, etc)

14 MQTT. Arquitectura La arquitectura de MQTT sigue una topología de estrella, con un nodo central que hace de servidor o "broker" con una capacidad de hasta clientes. El broker es el encargado de gestionar la red y de transmitir los mensajes, para mantener activo el canal, los clientes mandan periódicamente un paquete (PINGREQ) y esperan la respuesta del broker (PINGRESP).

15 Características de MQTT
El protocolo tiene varias características distintivas: Es un protocolo de publicación/suscripción. - Además de proporcionar distribución 'de uno a muchos', la publicación/suscripción desacopla las aplicaciones. Ambas funciones resultan útiles en aplicaciones que tengan muchos clientes. No depende en modo alguno del contenido del mensaje. Se ejecuta sobre TCP/IP, que proporciona conectividad de red básica. Tiene tres calidades de servicio para la entrega de mensajes Dispone de una función Última voluntad y testamento que notifica a los suscriptores si se produce una desconexión de un cliente de un servidor MQTT.

16 Calidades de servicios
Tiene tres calidades de servicio para la entrega de mensajes: Como máximo una vez los mensajes de entregan en base a los mejores esfuerzos de la red de Protocolo Internet subyacente. Se puede producir pérdida de mensajes. Utilice esta calidad de servicio con la comunicación de datos de sensores ambientales, por ejemplo. No importa si una lectura individual se pierde, si la siguiente se publica poco después. Al menos una vez se asegura que los mensajes llegan, pero se pueden producir duplicados. Exactamente una vez se asegura que los mensajes llegan exactamente una sola vez. Utilice esta calidad de servicio con sistemas de facturación, por ejemplo. Los mensajes duplicados o perdidos pueden provocar un problema o generar cargos incorrectos.

17 Funcionamiento de MQTT
La comunicación se basa en unos "topics" (temas), que el cliente que publica el mensaje crea y los nodos que deseen recibirlo deben subscribirse a él. La comunicación puede ser de uno a uno, o de uno a muchos.

18 Funcionamiento de MQTT
Un "topic" se representa mediante una cadena y tiene una estructura jerárquica. Cada jerarquía se separa con '/'. Ejemplo, "edificio1/planta5/sala1/raspberry2/temperatura" o "/edificio3/planta0/sala3/arduino4/ruido". De esta forma se pueden crear jerarquías de clientes que publican y reciben datos, como podemos ver en la esta forma un nodo puede subscribirse a un "topic" concreto ("edificio1/planta2/sala0/arduino0/temperatura")  o  a varios ("edificio1/planta2/#")

19 MQTT. Estructura de tópicos

20 Librerias disponibles para MQTT
Android Javascript Arduino Lua C Objective-C / iOS C# PHP Dart Python Go Web Components / Polymer Java

21 Seguridad en MQTT El principal problema de la mayoría de los protocolos IoT. MQTT funciona sobre TCP … SSL/TLS para seguridad. Usuario/Password en la conexión del mensaje. Payload Encriptado.

22 Casos de implementaciones
Microsoft Azure Home Assistant Facebook Messenger

23 Proyecto Autito controlado por WiFi

24 Arquitectura MQTT HTTP Autito WebApp Servidor Subscribe
Javascript/Json Publish: comandos WebApp Servidor

25 Controles Dirección Movimiento

26 Acceso a controles Ingresar la dirección IP del servidor

27 Resolución de una problemática usando MQTT

28 ¿Cómo solucionarías esto?
En un depósito se tienen instalados varios ventiladores, para aprovecharlos se decidió que su funcionamiento sea automático. ACTIVAR cuando la temperatura sea mayor o igual a 25°C. DESACTIVAR cuando la temperatura sea menor a 25°C

29 Bibliografías https://aws.amazon.com/es/iot/

30 ninfafabiola@gmail.com , marivane91@gmail.com
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