El documento describe el desarrollo de una solución para el control de la polución en ciudades inteligentes mediante el uso de FIWARE. Se eligieron sensores y una pasarela para monitorear la contaminación y comunicar los datos a aplicaciones FIWARE. Se desarrolló firmware para los dispositivos y aplicaciones en FIWARE para la monitorización y alertas. Las aplicaciones incluyeron visualización de datos y umbrales de contaminación. Se concluyó que se cumplieron los objetivos pero quedan líneas futuras como nuevas aplicaciones y hardware dedicado.

1. Control de polución en
SmartCities mediante
aplicaciones en FIWARE
Autor: Miguel Ángel Caño Rojano
Tutor: José Ramón Cerquides Bueno
Dep.Teoría de la Señal y
Comunicaciones
EscuelaTécnica Superior
de Ingeniería
Universidad de Sevilla
2015

2. Índice
 Introducción
 FIWARE
 Elección de dispositivos
 Desarrollo del firmware para dispositivos de la red
 Desarrollo de aplicaciones en FIWARE
 Aplicaciones desarrolladas
 Conclusiones y líneas futuras de trabajo
2Índice

3. Índice
 Introducción
 FIWARE
 Elección de dispositivos
 Desarrollo del firmware para dispositivos de la red
 Desarrollo de aplicaciones en FIWARE
 Aplicaciones desarrolladas
 Conclusiones y líneas futuras de trabajo
3Índice

4. Introducción
 “Más del 70% de la población mundial vivirá en las
ciudades hacia el año 2050” (UNFPA , Estado de la
población mundial, 2007).
4Introducción I
 Se consideran Smart Cities aquellas ciudades que
emprenden iniciativas en pos de una gestión prudente
de los recursos y una mejora en la calidad de vida de
sus ciudadanos.
 Engloba diferentes paradigmas:
Internet ofThings, e-government, open
data…
1. Introducción 2. FIWARE 3. Elección de dispositivos 4. Desarrollo del firmware 5. Desarrollo de aplicaciones 6. Aplicaciones desarrolladas 7. Conclusiones y líneas futuras

5. Introducción
5Introducción II
 Este proyecto presenta una solución
integral en el ámbito de la
sostenibilidad medioambiental.
 Se pretende monitorizar la contaminación ambiental en
puntos de interés de la ciudad mediante el despliegue de una
red de sensores y un software accesible a cualquier usuario.
Elección adecuada de la
electrónica
Desarrollo del firmware para
dispositivos de la red
Desarrollo de software para
monitorización y avisos
1. Introducción 2. FIWARE 3. Elección de dispositivos 4. Desarrollo del firmware 5. Desarrollo de aplicaciones 6. Aplicaciones desarrolladas 7. Conclusiones y líneas futuras

6. Índice
 Introducción
 FIWARE
 Elección de dispositivos
 Desarrollo del firmware para dispositivos de la red
 Desarrollo de aplicaciones en FIWARE
 Aplicaciones desarrolladas
 Conclusiones y líneas futuras de trabajo
6Índice

7.  Enmarcado en el programa europeo Fi-PPP (European Future
Internet Public Private Partnership), cuyo objetivo es mejorar
la competitividad de Europa en tecnología para el Internet
del Futuro.
 El objetivo del proyecto es construir una infraestructura para
la creación y entrega de servicios digitales.
7FIWARE I
1. Introducción 2. FIWARE 3. Elección de dispositivos 4. Desarrollo del firmware 5. Desarrollo de aplicaciones 6. Aplicaciones desarrolladas 7. Conclusiones y líneas futuras

8. 8FIWARE II
 ¿Por qué FIWARE?
 Actuales competidores:
 Plataformas para Internet ofThings:
1. Introducción 2. FIWARE 3. Elección de dispositivos 4. Desarrollo del firmware 5. Desarrollo de aplicaciones 6. Aplicaciones desarrolladas 7. Conclusiones y líneas futuras

9. Índice
 Introducción
 FIWARE
 Elección de dispositivos
 Desarrollo del firmware para dispositivos de la red
 Desarrollo de aplicaciones en FIWARE
 Aplicaciones desarrolladas
 Conclusiones y líneas futuras de trabajo
9Índice

10. Elección de
dispositivos
10Elección de dispositivos I
• Lluvia
• Altas/bajas
temperaturas
• Polvo
• Certificación del
dispositivo
Protección frente a
agentes externos y
certificación
• Conexión a Internet
• Comunicación
inalámbrica
• Fiable y segura
Comunicación
• Replicable
• Bajo coste
• Alimentación por
baterías (bajo consumo)
• Adaptable a diferentes
sensores de polución
Propiedades
generales
• Diseño a medida
• Fast prototyping
• Solución comercial
Electrónica
interna
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11. Elección de
dispositivos
11Elección de dispositivos II
 Protección frente a agentes
externos y certificación
ANSI/IEC 60529-2004
Grado de protección IP
 Comunicación
MarcadosCE (Europa) y
FCC (USA)
 Electrónica
Nodos sensores (motas)
Gateway
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12. Elección de
dispositivos
12Elección de dispositivos II
 Protección frente a agentes
externos y certificación
ANSI/IEC 60529-2004
Grado de protección IP
 Comunicación
MarcadosCE (Europa) y
FCC (USA)
 Electrónica
Nodos sensores (motas)
Gateway
P.V.P aproximado: 460 €
P.V.P aproximado: 145 €Detalle de instalación urbana
1. Introducción 2. FIWARE 3. Elección de dispositivos 4. Desarrollo del firmware 5. Desarrollo de aplicaciones 6. Aplicaciones desarrolladas 7. Conclusiones y líneas futuras

13. Modelo de red
13Modelo de red
ZigBee
3G/GPRS
3G/GPRS
3G/GPRS
3G/GPRS
Navegador Web (HTTP GET)
1. Introducción 2. FIWARE 3. Elección de dispositivos 4. Desarrollo del firmware 5. Desarrollo de aplicaciones 6. Aplicaciones desarrolladas 7. Conclusiones y líneas futuras

14. Índice
 Introducción
 FIWARE
 Elección de dispositivos
 Desarrollo del firmware para dispositivos de la red
 Desarrollo de aplicaciones en FIWARE
 Aplicaciones desarrolladas
 Conclusiones y líneas futuras de trabajo
14Índice

15. Desarrollo del
firmware y
software del
servidor
15Desarrollo del firmware I
Nodo sensor (“mota”)
 En reposo (sleep) la mayor parte del tiempo.
 Calentamiento, calibración y provisión de lecturas de los sensores.
 Comunicación con el gateway.
 Funcionalidades adicionales para depuración y añadir robustez al
sistema.
Gateway
 Siempre activo recibiendo información de las motas.
 Conversión de información de un dominio a otro (M2M-TCP/IP).
 Comunicación con el servidor central.
 Funcionalidades adicionales para depuración y añadir robustez al sistema.
Servidor central
 Recogida de las lecturas y almacenamiento en base de datos.
 Conexión con el punto de entrada a FIWARE (Orion Context Broker).
 Añade al objeto de información datos relevantes para la plataforma.
1. Introducción 2. FIWARE 3. Elección de dispositivos 4. Desarrollo del firmware 5. Desarrollo de aplicaciones 6. Aplicaciones desarrolladas 7. Conclusiones y líneas futuras

16. Índice
 Introducción
 FIWARE
 Elección de dispositivos
 Desarrollo del firmware para dispositivos de la red
 Desarrollo de aplicaciones en FIWARE
 Aplicaciones desarrolladas
 Conclusiones y líneas futuras de trabajo
16Índice

17. Desarrollo de
aplicaciones en
FIWARE
17Desarrollo del firmware I
¿Qué necesitamos conocer?
• Programación lado cliente – Front-End (HTML/CSS, Javascript/AJAX)
• Programación lado servidor – Back-End (PHP, ASP.NET, JSP…)
• Bases de datos (MySQL, MongoDB…)
• Servicios web (REST, SOAP, XML, JSON)
• Administración de sistemas Linux.
Tecnología web
ORION CONTEXT BROKER MASHUP
1. Introducción 2. FIWARE 3. Elección de dispositivos 4. Desarrollo del firmware 5. Desarrollo de aplicaciones 6. Aplicaciones desarrolladas 7. Conclusiones y líneas futuras

18. Índice
 Introducción
 FIWARE
 Elección de dispositivos
 Desarrollo del firmware para dispositivos de la red
 Desarrollo de aplicaciones en FIWARE
 Aplicaciones desarrolladas
 Conclusiones y líneas futuras de trabajo
18Índice

19. Aplicaciones
desarrolladas
19Aplicaciones desarrolladas
1. Introducción 2. FIWARE 3. Elección de dispositivos 4. Desarrollo del firmware 5. Desarrollo de aplicaciones 6. Aplicaciones desarrolladas 7. Conclusiones y líneas futuras

20. Índice
 Introducción
 FIWARE
 Elección de dispositivos
 Desarrollo del firmware para dispositivos de la red
 Desarrollo de aplicaciones en FIWARE
 Aplicaciones desarrolladas
 Conclusiones y líneas futuras de trabajo
20Índice

21. Conclusiones y
líneasfuturas de
trabajo
21Conclusiones y líneas futuras de trabajo
Código fuente de este proyecto disponible en:
Objetivos cumplidos
• Cumplidas las líneas iniciales
marcadas.
• Solución fiable, adaptable y
replicable.
Problemas encontrados
• Documentación extensa pero
desestructurada.
• Depuración engorrosa.
• Plataforma en estado beta. Algunas
funcionalidades quedan relegadas a
líneas futuras de trabajo.
Líneas futuras
• Desarrollo de nuevas
aplicaciones.
• Diseño de electrónica
dedicada.
• Estudio de nuevas tecnologías
en el ámbito Smart City.
1. Introducción 2. FIWARE 3. Elección de dispositivos 4. Desarrollo del firmware 5. Desarrollo de aplicaciones 6. Aplicaciones desarrolladas 7. Conclusiones y líneas futuras