{"id":1393,"date":"2018-12-15T14:05:30","date_gmt":"2018-12-15T19:05:30","guid":{"rendered":"http:\/\/blog.espol.edu.ec\/edelros\/?p=1393"},"modified":"2025-04-07T11:34:26","modified_gmt":"2025-04-07T16:34:26","slug":"iot-esquema-por-capas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/iot-esquema-por-capas\/","title":{"rendered":"1.1 IoT Esquema abierto por capas"},"content":{"rendered":"<p>Como una introducci\u00f3n para desarrollo IoT, <strong>I<\/strong>nternet <strong>o<\/strong>f <strong>T<\/strong>hings,\u00a0 se usa un esquema que agrupa los componentes en secciones y capas. Cada una de las secciones se encarga de una parte de todo el proceso, simplificando los pasos para tener componentes funcionales que interact\u00faen como un todo.<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2018\/12\/EsquemaCapas01.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-1950 size-full\" src=\"http:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2018\/12\/EsquemaCapas01.png\" alt=\"Esquema Capas 01\" width=\"1191\" height=\"549\" srcset=\"https:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2018\/12\/EsquemaCapas01.png 1191w, https:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2018\/12\/EsquemaCapas01-300x138.png 300w, https:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2018\/12\/EsquemaCapas01-768x354.png 768w, https:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2018\/12\/EsquemaCapas01-1024x472.png 1024w\" sizes=\"auto, (max-width: 767px) 89vw, (max-width: 1000px) 54vw, (max-width: 1071px) 543px, 580px\" \/><\/a><\/p>\n<p>El esquema b\u00e1sico presentado empieza con lo m\u00e1s tangible, las \"<strong>cosas<\/strong>\" (\"Things\" en ingl\u00e9s) presentado en el bloque inferior en color gris.<\/p>\n<p>El \"<strong>usuario<\/strong>\" observa, controla y se beneficia del estado de las cosas representando una secci\u00f3n importante en el esquema en los bloques en azul.<\/p>\n<hr \/>\n<h2>1. La cosas (Things)<\/h2>\n<p>Las \"<strong>cosas<\/strong>\" representan el artefacto que se desea conocer o controlar su <strong>estado<\/strong>. <a href=\"http:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2018\/12\/CosasEstado01.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignright wp-image-3479 size-full\" src=\"http:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2018\/12\/CosasEstado01.png\" alt=\"Cosas Estado 01\" width=\"348\" height=\"219\" srcset=\"https:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2018\/12\/CosasEstado01.png 348w, https:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2018\/12\/CosasEstado01-300x189.png 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 348px) 100vw, 348px\" \/><\/a><\/p>\n<p>Para conocer el <strong>estado<\/strong>\u00a0 por ejemplo abierto\/cerrado, 0\/1, se usan <strong>sensores<\/strong>.<\/p>\n<p>Para controlar el <strong>estado<\/strong> de las cosas, por ejemplo un foco, se usan <strong>actuadores<\/strong>.<\/p>\n<hr \/>\n<h2>2. Usuario<a href=\"http:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2018\/12\/Teletrabajo01.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignright wp-image-3480 size-full\" src=\"http:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2018\/12\/Teletrabajo01.png\" alt=\"Teletrabajo 01\" width=\"225\" height=\"224\" srcset=\"https:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2018\/12\/Teletrabajo01.png 225w, https:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2018\/12\/Teletrabajo01-150x150.png 150w, https:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2018\/12\/Teletrabajo01-100x100.png 100w\" sizes=\"auto, (max-width: 225px) 100vw, 225px\" \/><\/a><\/h2>\n<p>El \"<strong>usuario<\/strong>\" observa, controla, se beneficia del estado de las cosas y accede a ellas en forma \"presencial\" o \"virtual\".<\/p>\n<p>Para que <strong>usuario<\/strong> llegue hasta las cosas, se crea un camino con algunos <em>componentes<\/em> tecnol\u00f3gicos intermedios que son los que se tratan en cada p\u00e1gina del blog.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<hr \/>\n<h2>3. Componentes o Capas<\/h2>\n<p>Cada <em>componente<\/em> a\u00f1ade una funci\u00f3n espec\u00edfica a la infraestructura IoT. <a href=\"http:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2016\/11\/FIEC03236_textmsg.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignright wp-image-876 size-full\" src=\"http:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2016\/11\/FIEC03236_textmsg.png\" alt=\"FIEC03236 textmsg\" width=\"149\" height=\"150\" srcset=\"https:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2016\/11\/FIEC03236_textmsg.png 149w, https:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2016\/11\/FIEC03236_textmsg-100x100.png 100w\" sizes=\"auto, (max-width: 149px) 100vw, 149px\" \/><\/a><\/p>\n<p>Algunos componentes son de uso cotidiano y los dispone en el hogar, la oficina, el aula.<\/p>\n<p>Por ejemplo, un tel\u00e9fono m\u00f3vil, tablets, PC, un \u00abrouter Wifi\u00bb, son componentes que se actualmente se encuentran muy difundidos.<\/p>\n<p>La extensa adopci\u00f3n de estos componentes facilita el despliegue del Internet de las cosas (IoT).<\/p>\n<hr \/>\n<h2>4. Esquemas Abiertos de Hardware y Software<\/h2>\n<p>La infraestructura IoT se conforma de\u00a0 <strong>Hardware<\/strong> y <strong>Software<\/strong>, ambos se pueden desarrollar e implementar con herramientas de <strong>esquema abierto<\/strong> conocidos como,<\/p>\n<ul>\n<li>Open Hardware<\/li>\n<li>Open Software<\/li>\n<\/ul>\n<p><a href=\"http:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2018\/12\/OpenHwSw01.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter wp-image-3481 size-full\" src=\"http:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2018\/12\/OpenHwSw01.png\" alt=\"Open Hw Sw 01\" width=\"625\" height=\"253\" srcset=\"https:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2018\/12\/OpenHwSw01.png 625w, https:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2018\/12\/OpenHwSw01-300x121.png 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 625px) 100vw, 625px\" \/><\/a><\/p>\n<p>Para lo presentado en Girni IoT, se tiene preferencia en los esquemas abiertos.<\/p>\n<hr \/>\n<h2>5. Explorando un poco de IoT<\/h2>\n<p>Para explorar el <em><strong>esquema abierto IOT<\/strong><\/em> se revisa un ejemplo base, simplificado para incorporar un dispositivo sensor\/actuador. El primer ejemplo a desarrollar es un\u00a0 <em><strong>sensor de estado<\/strong><\/em> de Puerta-Ventana.<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2020\/09\/D01PuertaVentana01.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-2583 size-full\" src=\"http:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2020\/09\/D01PuertaVentana01.png\" alt=\"D01 Puerta Ventana 01\" width=\"1236\" height=\"617\" srcset=\"https:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2020\/09\/D01PuertaVentana01.png 1236w, https:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2020\/09\/D01PuertaVentana01-300x150.png 300w, https:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2020\/09\/D01PuertaVentana01-768x383.png 768w, https:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2020\/09\/D01PuertaVentana01-1024x511.png 1024w\" sizes=\"auto, (max-width: 767px) 89vw, (max-width: 1000px) 54vw, (max-width: 1071px) 543px, 580px\" \/><\/a><\/p>\n<p>El <strong>estado<\/strong> de la \"<strong>cosa<\/strong>\", puerta o ventana es cerrado o abierto. El estado se representa por un 1 o 0, ON\/OFF, es tambi\u00e9n conocido como un estado binario.<\/p>\n<p>Se usa un <em><strong>sensor<\/strong><\/em> tipo \"interruptor magn\u00e9tico\" con estados: abierto o cerrado, que permite determinar el estado de la puerta.<\/p>\n<p>Un <em><strong>dispositivo<\/strong><\/em> registra el estado o lectura del <strong>sensor<\/strong> magn\u00e9tico, y genera un <strong>mensaje<\/strong>\u00a0 de estado de \"ON\/OFF\" para enviarlo a un punto central de gesti\u00f3n de la informaci\u00f3n (servidor o <em><strong>broker<\/strong><\/em>).<\/p>\n<p>El dispositivo realiza las operaciones de revisi\u00f3n de sensor y env\u00edo de mensajes usando un \"microcontrolador\", como Arduino, ESP8266, ESP32, etc.<\/p>\n<p>El dispositivo usa una red de datos al\u00e1mbrica o inal\u00e1mbrica para enviar el mensaje al broker, por ejemplo WiFi.<\/p>\n<p>El <em><strong>broker<\/strong><\/em> registra, gestiona y muestra el <strong>estado<\/strong> de la \"puerta\" al <strong>usuario<\/strong>. El broker realiza las funciones de servidor de mensajes y de p\u00e1gina web, semejante a Twitter, facebook, etc.<\/p>\n<p>El broker puede ser un servidor en la nube, o puede ser implementado\u00a0 de forma local con una PC o Raspberry Pi, lo que se tenga disponible.<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2018\/11\/SensorPuerta03_Abierta_HA.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignright wp-image-1833 size-thumbnail\" src=\"http:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2018\/11\/SensorPuerta03_Abierta_HA-150x150.png\" alt=\"Sensor Puerta 03 Abierta HA\" width=\"150\" height=\"150\" srcset=\"https:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2018\/11\/SensorPuerta03_Abierta_HA-150x150.png 150w, https:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2018\/11\/SensorPuerta03_Abierta_HA-100x100.png 100w\" sizes=\"auto, (max-width: 150px) 100vw, 150px\" \/><\/a>Para que el <strong>mensaje<\/strong> del <strong>estado<\/strong> de la puerta se gestione en el <strong>broker<\/strong>, es necesario enviarlo por medio de una <em><strong>red de datos<\/strong><\/em> disponible.<\/p>\n<p>La <strong>red de datos<\/strong> en la actualidad es muy com\u00fan en su forma inal\u00e1mbrica WiFi o cableada Ethernet, el uso de estas redes genera un escenario donde se facilita la implementaci\u00f3n del internet de las cosas IoT.<\/p>\n<p>El <strong>usuario<\/strong> puede revisar el <strong>estado<\/strong> de la \"puerta\" desde una p\u00e1gina web, como un texto o s\u00edmbolo, mostrado en la figura anterior.<\/p>\n<hr \/>\n<h2>Esquema por componentes y proceso por Bloques<\/h2>\n<p>La implementaci\u00f3n e integraci\u00f3n de \u00e9stos componentes se desarrolla paso a paso, empezando por los componentes m\u00e1s elementales y luego incorporando otros elementos que hacen de IoT un tema fascinante.<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2020\/09\/D01PuertaVentana02.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-2585 size-full\" src=\"http:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2020\/09\/D01PuertaVentana02.png\" alt=\"D01 Puerta Ventana 02\" width=\"1226\" height=\"616\" srcset=\"https:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2020\/09\/D01PuertaVentana02.png 1226w, https:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2020\/09\/D01PuertaVentana02-300x151.png 300w, https:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2020\/09\/D01PuertaVentana02-768x386.png 768w, https:\/\/blog.espol.edu.ec\/girni\/files\/2020\/09\/D01PuertaVentana02-1024x515.png 1024w\" sizes=\"auto, (max-width: 767px) 89vw, (max-width: 1000px) 54vw, (max-width: 1071px) 543px, 580px\" \/><\/a><\/p>\n<p>Un <strong>dispositivo IoT con Wifi<\/strong>\u00a0 puede ser implementado con una <strong>placa de desarrollo <\/strong>con ESP8266\/ESP32, inicialmente el proceso var\u00eda en detalles con la placa de desarrollo que tenga disponible. Las placas en la actualidad ya no presentan una diferencia muy grande en costos, por lo que el modelo depende m\u00e1s de la placa que tenga disponible para un primer ejercicio.<\/p>\n<p>El proceso general para conectar <strong>un dispositivo<\/strong> IoT tiene varias fases o bloques:<\/p>\n<ol>\n<li><strong>Conexi\u00f3n<\/strong> al router de una red WiFi.<\/li>\n<li>Env\u00edo de un <strong>mensaje<\/strong> de estado\/acci\u00f3n de un sensor o actuador a un Gestor de mensajes (Broker) MQTT, por ejemplo <a href=\"https:\/\/mosquitto.org\/\">Mosquitto<\/a>.<\/li>\n<li><strong>Registro<\/strong> el estado\/acci\u00f3n de un sensor o actuador con un Gestor de dispositivos, entre ellos <a href=\"https:\/\/www.home-assistant.io\/\">Home Assistant<\/a>.<\/li>\n<\/ol>\n<p>Las siguientes secciones desarrollan estos pasos<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Como una introducci\u00f3n para desarrollo IoT, Internet of Things,\u00a0 se usa un esquema que agrupa los componentes en secciones y capas. 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