Sistema de gestión de dispositivos IoT enfocados en escenarios de smart cities
En este documento se presenta el desarrollo de una aplicación para la gestión y monitorización remota de nodos con capacidad para integrarse en escenarios diseñados para Smart Cities. En concreto, la aplicación permite monitorear variables tales como la carga de la CPU, el uso de la memoria, la t...
| Main Authors: | , |
|---|---|
| Other Authors: | |
| Format: | bachelorThesis |
| Language: | spa |
| Published: |
Universidad de Cuenca
2021
|
| Subjects: | |
| Online Access: | http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/34866 |
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| author | Alvarado Illescas, Renato Sebastián Muñoz Quizhpi, Edisson Javier |
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| description | En este documento se presenta el desarrollo de una aplicación para la gestión y
monitorización remota de nodos con capacidad para integrarse en escenarios diseñados para
Smart Cities. En concreto, la aplicación permite monitorear variables tales como la carga de
la CPU, el uso de la memoria, la temperatura del dispositivo y el consumo de energía. 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
adquisición de datos de geolocalización y variables ambientales como contaminación,
temperatura y luz, así como el uso de una batería para energizar el nodo.
En la tarea de gestión de los nodos se empleó el protocolo SNMPv3 (Simple Network
Management Protocol), de esta manera el usuario tiene la posibilidad de optimizar los
recursos del sistema (sensores y consumo energético).
La aplicación se desarrolló utilizando el framework Node-RED, en un ordenador con
el sistema operativo Ubuntu 20.04. Esta aplicación cuenta con una interfaz de usuario y la
capacidad de conectarse a la nube de IBM para su monitoreo desde Internet.
La conexión entre los nodos se realizó mediante una red Ad Hoc multi-salto.
Adicionalmente, en el ordenador se configuró un gateway por defecto que permite la conexión
de los nodos Ad Hoc hacia Internet.
Con la finalidad de emular una red tipo Ad Hoc multi-salto con cuatro nodos, se utilizó
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 tráfico SNMP real en la red simulada.
Para la evaluación de la red se empleó un escenario multi-salto conformado por cuatro
nodos fijos. Se realizaron experimentos empleando enrutamiento estático y dinámico
mediante OLSR (Optimized Link Route State). Y finalmente se planteó un experimento
adicional considerando un quinto nodo con capacidad de desplazamiento.
En la red emulada se realizó el análisis de métricas de red como: el tráfico, el
porcentaje de recepción de paquetes, el retardo de la red y por último se midió la capacidad
de ancho de banda. |
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| spelling | oai:dspace.ucuenca.edu.ec:123456789-348662020-10-19T08:01:14Z Sistema de gestión de dispositivos IoT enfocados en escenarios de smart cities Alvarado Illescas, Renato Sebastián Muñoz Quizhpi, Edisson Javier González Martínez, Santiago Renán Ingeniería Electrónica Dispositivos Sensores Telecomunicaciones En este documento se presenta el desarrollo de una aplicación para la gestión y monitorización remota de nodos con capacidad para integrarse en escenarios diseñados para Smart Cities. En concreto, la aplicación permite monitorear variables tales como la carga de la CPU, el uso de la memoria, la temperatura del dispositivo y el consumo de energía. 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 adquisición de datos de geolocalización y variables ambientales como contaminación, temperatura y luz, así como el uso de una batería para energizar el nodo. En la tarea de gestión de los nodos se empleó el protocolo SNMPv3 (Simple Network Management Protocol), de esta manera el usuario tiene la posibilidad de optimizar los recursos del sistema (sensores y consumo energético). La aplicación se desarrolló utilizando el framework Node-RED, en un ordenador con el sistema operativo Ubuntu 20.04. Esta aplicación cuenta con una interfaz de usuario y la capacidad de conectarse a la nube de IBM para su monitoreo desde Internet. La conexión entre los nodos se realizó mediante una red Ad Hoc multi-salto. Adicionalmente, en el ordenador se configuró un gateway por defecto que permite la conexión de los nodos Ad Hoc hacia Internet. Con la finalidad de emular una red tipo Ad Hoc multi-salto con cuatro nodos, se utilizó 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 tráfico SNMP real en la red simulada. Para la evaluación de la red se empleó un escenario multi-salto conformado por cuatro nodos fijos. Se realizaron experimentos empleando enrutamiento estático y dinámico mediante OLSR (Optimized Link Route State). Y finalmente se planteó un experimento adicional considerando un quinto nodo con capacidad de desplazamiento. En la red emulada se realizó el análisis de métricas de red como: el tráfico, el porcentaje de recepción de paquetes, el retardo de la red y por último se midió 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 Electrónica y Telecomunicaciones Cuenca 2021-10-06T16:02:49Z 2021-10-07T16:02:49Z 2020-10-13 bachelorThesis http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/34866 spa TET;93 Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ openAccess application/pdf 156 páginas application/pdf Universidad de Cuenca |
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