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Sistema de gesti贸n de dispositivos IoT enfocados en escenarios de smart cities
En este documento se presenta el desarrollo de una aplicaci贸n para la gesti贸n y
monitorizaci贸n remota de nodos con capacidad para integrarse en escenarios dise帽ados para
Smart Cities. En concreto, la aplicaci贸n permite monitorear variables tales como la carga de
la CPU, el uso de la memoria, la temperatura del dispositivo y el consumo de energ铆a. En
cuanto al dispositivo a gestionar, este consiste en una plataforma Raspberry Pi 4 con el
sistema operativo Raspberry Pi OS 1.4, sobre la cual se instalaron sensores para la
adquisici贸n de datos de geolocalizaci贸n y variables ambientales como contaminaci贸n,
temperatura y luz, as铆 como el uso de una bater铆a para energizar el nodo.
En la tarea de gesti贸n de los nodos se emple贸 el protocolo SNMPv3 (Simple Network
Management Protocol), de esta manera el usuario tiene la posibilidad de optimizar los
recursos del sistema (sensores y consumo energ茅tico).
La aplicaci贸n se desarroll贸 utilizando el framework Node-RED, en un ordenador con
el sistema operativo Ubuntu 20.04. Esta aplicaci贸n cuenta con una interfaz de usuario y la
capacidad de conectarse a la nube de IBM para su monitoreo desde Internet.
La conexi贸n entre los nodos se realiz贸 mediante una red Ad Hoc multi-salto.
Adicionalmente, en el ordenador se configur贸 un gateway por defecto que permite la conexi贸n
de los nodos Ad Hoc hacia Internet.
Con la finalidad de emular una red tipo Ad Hoc multi-salto con cuatro nodos, se utiliz贸
la herramienta NS3, la misma que permite adecuar el escenario a uno real al realizar las
simulaciones utilizando hardware sobre contenedores Linux. De esta forma fue posible
inyectar tr谩fico SNMP real en la red simulada.
Para la evaluaci贸n de la red se emple贸 un escenario multi-salto conformado por cuatro
nodos fijos. Se realizaron experimentos empleando enrutamiento est谩tico y din谩mico
mediante OLSR (Optimized Link Route State). Y finalmente se plante贸 un experimento
adicional considerando un quinto nodo con capacidad de desplazamiento.
En la red emulada se realiz贸 el an谩lisis de m茅tricas de red como: el tr谩fico, el
porcentaje de recepci贸n de paquetes, el retardo de la red y por 煤ltimo se midi贸 la capacidad
de ancho de banda.In this document the development of an application for the remote management and
monitoring, is presented, with capabilities to integrate into scenarios designed for Smart
Cities. Specifically, the application enables monitoring variables as: CPU load, memory
usage, device temperature and power consumption. On a Raspberry Pi 4 with Raspberry Pi
OS 1.4 as operating system, the installation of environmental and geolocation sensors as:
pollution, temperature and light, furthermore, the use of a battery to power the node.
In the node management task, the SNMPv3 (Simple Network Management Protocol)
is implemented for resource management of the node. Thus, the user has the possibility to
optimize system resources (sensors and power consumption).
The application is developed in the framework Node-RED in a computer with the
operating system Ubuntu 20.04. This application has a user interface and the capacity to
connect to the IBM cloud for monitoring from the internet.
The connection between the nodes is made through an Ad Hoc network, in the
computer a default gateway is configured that allows the network connection to the internet
from the Raspberry Pi.
In order to emulate a multi-hop Ad Hoc network with four nodes, the NS3 tool is used,
which allows to adapt the scenario to a real one by performing simulations using hardware
on Linux containers, through real SNMP traffic is injected into the network in static and
mobile scenarios, using static routing and the OLSR (Optimized Link Route State) protocol.
Finally, an additional experiment was proposed considering a fifth node with displacement
capacity.
In the emulated network, the analysis of network metrics such as: throughput,
percentage of packet reception, delay and the network bandwidth capacity are measured.Ingeniero en Electr贸nica y TelecomunicacionesCuenc