Arquitectura web de las cosas para la integración de los dispositivos inteligentes

Abstract

Una de las tecnologías emergentes en la actualidad es el Internet de las Cosas (IoT). El Internet de las Cosas busca que los objetos electrónicos se conecten a una red. La tecnología IoT se encuentra en diferentes tipos de escenarios de implementación donde se trabaja para conectar los dispositivos, objetos, sensores y actuadores entre si a través de Internet. Este trabajo se enfoca en la implementación de una arquitectura general que permite la integración de diferentes tecnologías IoT, con el fin de adquirir datos sobre su localización y estado. Esta arquitectura brinda la posibilidad de interactuar con los dispositivos electrónicos que pueden ser controlados por otros dispositivos o aplicaciones, utilizando algún tipo de conexión. La interacción con los dispositivos se logra mediante la utilización de una capa de integración denominada Web de las Cosas (WoT) que permite segmentar la arquitectura resultante en las siguientes capas: capa física, capa de integración y la capa aplicativa. En este trabajo se ha implementado una arquitectura WoT compuesta por: • Tres dispositivos inteligentes de origen comercial que se comunican por medio de la tecnología WiFi. • Cuatro dispositivos inteligentes desarrollados por el equipo de trabajo. Uno de estos dispositivos se comunica por medio de la tecnología “Bluetooth Low Energy” y los otros tres por medio de WiFi. • Una capa de integración WoT que se encarga de traducir el API propia de cada dispositivo en una API Web estándar con los protocolos HTTP(s) REST, WebSocket y JSON. • Un sistema de información que se encarga de interactuar con los dispositivos por medio de la capa de integración WoT. Las funcionalidades implementadas se han verificado mediante un escenario de pruebas controlado dentro de un entorno doméstico. Este escenario está enfocado en la solución de una problemática concreta y real que se da en muchos hogares costarricenses. La arquitectura implementada es de uso general y no está limitada a un escenario o área de aplicación específica, por lo que permite integrar una amplia gama de dispositivos para brindar nuevas funcionalidades a los usuarios finales.

One of the emerging technologies today is the Internet of Things (IoT). The Internet of Things seeks to connect electronic objects to a network. IoT technology is found in different types of implementation scenarios where it works to connect devices, objects, sensors and actuators with each other through the Internet. This work focuses on the implementation of a general architecture that allows the integration of different IoT technologies, in order to acquire data about their location and status. This architecture provides the possibility of interacting with electronic devices that can be controlled by other devices or applications, using some type of connection. The interaction with the devices is achieved through the use of an integration layer called Web of Things (WoT) that allows segmenting the resulting architecture into the following layers: physical layer, integration layer and the application layer. In this work, a WoT architecture composed of: • Three smart devices of commercial origin that communicate through WiFi technology. • Four smart devices developed by the work team. One of these devices communicates through “Bluetooth Low Energy” technology and the other three through WiFi. • A WoT integration layer that is responsible for translating the API of each device into a standard Web API with the HTTP(s) REST, WebSocket, and JSON protocols. • An information system that is responsible for interacting with the devices through the WoT integration layer. The implemented functionalities have been verified through a controlled test scenario within a home environment. This scenario is focused on solving a specific and real problem that occurs in many Costa Rican homes. The implemented architecture is for general use and is not limited to a specific scenario or application area, allowing the integration of a wide range of devices to provide new functionality to end users.