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Arranque proyecto In4Labs

El pasado 1 de Diciembre de 2022 dio comienzo el proyecto «In4Labs – Plataforma abierta para facilitar el desarrollo de laboratorios remotos de industria 4.0«, correspondiente a la convocatoria 2021 de «Proyectos Estratégicos Orientados a la Transición Ecológica y a la Transición Digital«.

Dirigido por los Profesores Sergio Martín y Antonio Robles, ambos pertenecientes al Grupo de Investigación I4Labs de la UNED, tendrá una duración de 2 años

Como objetivo fundamental tendrá el desarrollo de una plataforma abierta que permita el desarrollo rápido de laboratorios remotos sobre Industria 4.0, tales como Internet de las Cosas, Big Data, Robótica, Cloud Computing, Ciberseguridad, Sistemas de Percepción e Integración de Sistemas.

Así, cualquier institución podrá utilizar nuestra plataforma para desarrollar sus propios laboratorios de Industria 4.0 en menos de 2 horas.

Equipo del proyecto:

  • Manuel A. Castro Gil
  • Elio San Cristóbal Ruiz
  • Mª de los Llanos Tobarra Abad
  • Clara Pérez Molina
  • Gabriel Díaz Orueta
  • África López-Rey García-Rojas
  • Rosario Gil Ortego
  • Blanca Quintana Galera
  • Félix García Loro

Colaboradores:

  • Jose Antonio Ruiperez Valiente
  • Johann M. Marquez-Barja
  • Germán Carro Fernández
  • Sascha Kirch
  • Pablo Losada de Dios

Se puede consultar toda la información del proyecto en su página web: https://open.ieec.uned.es/in4labs/

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Aplicaciones IoT basadas en LoRa, LoRaWAN y AIoT

El pasado 3 de Octubre de 2022 se defendió satisfactoriamente el Trabajo Fin de Máster correspondiente al Master of Information and
Communication Electronic System de la UNED titulado «STATE OF THE ART AND APPLICATIONS BASED ON LoRa®, LoRaWAN® and AIoT ’, dirigido por Sergio Martín.

Aquí os dejamos el resumen del trabajo por si os resulta de interés:

The initial exposition of this thesis on the history of communication seeking to reach increasingly distant transmissions, is fundamental to reach the conclusion that, even today, the transmission of signals along the increasingly saturated electromagnetic spectrum, maintains the essence of symbols and rhythms of the past, even basing itself on the study of theoretically more primitive but really sophisticated forms of communication and orientation, such as those of birds, dolphins or bats. Such is the case of LoRa’s Chirp Spread Spectrum modulation, whose success, even though LoRa is a Semtech patent, lies in having licensed it to multiple companies, hence its benefits, so that it is the physical layer below LoRaWAN, whose architecture supported by the LoRa Alliance, has made it become the dominant LPWAN technology on the market and with greater future foresight than those cited here within the long range and low power.

Another aspect to highlight, and which is also reflected in this thesis in a practical way, is LoRaWAN’s ability to provide real solutions to a wide range of applications at a very low cost, so that anyone can incorporate their own devices with different microprocessors, LoRa® modules and sensors to your own private network, or simply connect them through a gateway that is within communication range – or incorporate one that does – to a constantly growing public network such as The Things Network, always respecting the regional parameters of ISM frequency bands, power, duty cycle, fair access policy and the country’s own regulations.

To demonstrate it, we will acquire different LoRa®/LoRaWAN® modules to analyze the spectrum and visualize a LoRa PHY frame using a RTL-SDR.

Then, we will try to establish communication in the LoRa physical layer through two nodes in cyclic transmission-reception.

And thanks to LoRaWAN we will integrate one of them in TTN to do GPS mapping in TTNMapper.

Finally we will build a gateway to extend the range of the TTN community. 

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Publicado artículo sobre sistemas embebidos en entornos de conducción asistida y autónoma

El pasado 12 de Febrero de 2020, fue aprobado para publicación en la revista IEEE Intelligent Transportation Systems Magazine, con un factor de impacto JCR de 3.294, el siguiente artículo publicado por varios profesores e integrantes de nuestro grupo de investigación en la UNED:

Belmonte, F. J., Martín, S. Sancristobal, E., Ruipérez-Valiente, J. A.,
Castro M. (2020). Overview of embedded systems to build reliable
and safe ADAS and AD systems. IEEE Intelligent Transportation
Systems Magazine (In press).
https://doi.org/10.1109/MITS.2019.2953543

Aquí os dejamos el abstract del artículo por si os resulta de interés:

Automotive industry is a key sector in developed countries, taking advantage from Electronic and Semiconductor industries, for which this work is focused on, including an overview of embedded systems and related technologies for
Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) development, end user applications and their implementation (SoCs, Application Processors-APs, MCUs, software and boards), manufacturer solutions, architectures, trends and other aspects (like methodologies) to improve functional safety, reliability and performances. The current status to permit the transition from ADAS to Autonomous Driving (AD) systems and Self-Driving Cars (SDC) is also explored.

Y aquí podéis descargar la versión pre-print del artículo para vuestra consulta: https://www.researchgate.net/profile/Jose_A_Ruiperez-Valiente/publication/339224539_Overview_of_Embedded_Systems_to_Build_Reliable_and_Safe_ADAS_and_AD_Systems/links/5e4ebd2fa6fdccd965b4339f/Overview-of-Embedded-Systems-to-Build-Reliable-and-Safe-ADAS-and-AD-Systems.pdf

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Nace la primera Norma Internacional ISO para Internet de las Cosas

Para garantizar la seguridad, confianza y una base tecnológica con medidas y sistemas robustos, la Organización Internacional de Normalización (ISO), ha publicado el primer estándar internacional que proporciona una arquitectura de referencia de IoT estandarizada internacionalmente que utiliza un vocabulario común…

https://www.interempresas.net/Robotica/Articulos/228624-Nace-la-primera-Norma-Internacional-ISO-para-Internet-de-las-Cosas.html

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Finalizado Proyecto Fin de Grado Smart Agriculture

En el pasado Octubre de 2018 se defendió el Proyecto Fin de Grado titulado «Diseño de sistema inteligente de riego eficiente a través de IoT», dirigido por el profesor Sergio Martín.

En los últimos años está irrumpiendo la tecnología en la agricultura, favoreciendo los procesos y mejorando la maquinaria utilizada. Pero es en los entornos agrícolas de pequeñas dimensiones, y sobre todo en el ámbito de la jardinería, donde las nuevas tecnologías han hecho su aparición de manera precoz para facilitar el cuidado y control de las plantaciones automatizando la mayoría de los procesos.

Prácticamente la mayoría de los propietarios de jardines o pequeños huertos disponen de programadores de riego automático. Estos sistemas tienen un funcionamiento riguroso con muchas posibilidades de programación que hacen su tarea con una gran fiabilidad. Se trata de dispositivos aislados y autónomos que no interaccionan con otros ni transmiten información sobre el estado de funcionamiento, ni mucho menos modifican su comportamiento como reacción a agentes externos o situaciones imprevistas. Lo cual implica un gasto innecesario de agua y energía eléctrica.

La tendencia actual es la interconexión de todos los dispositivos que nos facilitan la vida cotidiana, favoreciendo la transmisión de información para redundar en mejorar nuestro día a día. Todo esto es posible gracias al Internet de las cosas (IoT). Es un concepto que se refiere a la interconexión de objetos o dispositivos cotidianos con internet y todo ello para facilitarnos la vida a millones de personas en todo el mundo.

Se estima que en 2020 habrá en todo el mundo 26 mil millones de dispositivos conectados a internet, donde estarán incluidos todo tipo de equipos electrónicos que tengamos a nuestro alcance.
El agua es un bien escaso en todo el planeta, y en España en concreto, que es un país seco en su gran mayoría, la escasez de este elemento vital se evidencia en la época de verano. Esta situación se está agravando cada vez más a causa del cambio climático y el consecuente aumento de las temperaturas.

A pesar de las sequías que azotan a numerosas zonas del país durante la época estival, no dejan de producirse cada año las llamadas tormentas de verano. Aparecen inesperadamente y dejan tras ellas cantidad de agua que también cae sobre extensiones agrícolas que tienen sus sistemas de riego activados.

Por otro lado, el incremento de zonas agrícolas de regadío sumado al crecimiento de las zonas urbanas, contribuyen a que la demanda de agua sea cada vez mayor. Lo cual hace que la sociedad deba replantearse el aprovechamiento de los recursos hídricos de manera eficiente y sostenible para que tan solo se consuma lo necesario, sin derrochar ni una sola gota de más.

La motivación del presente proyecto es desarrollar un sistema económico que permita un consumo eficiente del agua y mantenga informado al usuario final, haciendo uso de las herramientas y medios tecnológicos disponibles en esta nueva era digital en la que nos encontramos, y en la cual el IoT es un pilar fundamental.

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Finalizado Trabajo Fin de Master sobre IoT

En el pasado mes de Junio de 2018 se defendió satisfactoriamente el Trabajo Fin de Máster titulado «ANÁLISIS DE TECNOLOGÍAS DE IoT; DESARROLLO DE UN SISTEMA DE INTERNET DE LA ENERGÍA», dirigido por el profesor Sergio Martín.

Los sistemas IoT integran en una red de datos sensores y actuadores. Entre ambos grupos de elementos se sitúa otro bloque de elementos que analiza los datos proporcionados por los sensores y toman decisiones o proporcionan elementos para la ayuda a la toma de decisiones humanas. En base a estas decisiones es posible ejecutar acciones a través de los actuadores integrados en el sistema.

Este concepto tan sencillo, resulta en la práctica complicado de implementar en muchas ocasiones, y su desarrollo futuro es aún una incógnita.

Sin embargo, la curva de desarrollo del mercado IoT es espectacular, con una cifra estimada en 2020 de 20 mil millones de dispositivos conectados, el potencial de crecimiento de este mercado podría convertirlo en el principal motor tecnológico de la próxima década.

Las áreas donde el concepto podría ser potencialmente introducido son incalculables y si, como muchos analistas apuntan, la tecnología IoT es disruptiva, ésta podría estar detrás de la próxima revolución tecnológica trayendo las redes de datos a todos los rincones del mundo real.

Este mercado con barreras de entrada muy bajas, es aun muy joven e inmaduro y, como todos los mercados de estas características, multitud de competidores se han posicionado en el mismo. Por esta razón, el número de plataformas hardware y software actualmente vinculadas a IoT es inmenso y está en constante crecimiento. Es esperable que la situación evolucione cuando determinadas plataformas se impongan el resto a medida que el mercado madure.

Desde el punto de vista técnico la seguridad es el principal reto que actualmente asume el mercado IoT. Las vías para securizar este tipo de sistemas son numerosas y aún poco maduras y, como en el caso anterior, cabe esperar que el tiempo traiga protocolos seguros de conexión.

Que el potencial que ofrece IoT se materialice o no dependerá de numerosos factores tanto técnicos como económicos pero esta tecnología podría estar en el núcleo de la próxima revolución tecnológica.

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Defendido PFG sobre Diseño de entorno distribuido de servicios basado en Arduino YUN

Como parte de la línea de trabajo del departamento en Internet de las Cosas, recientemente un alumno del departamento, supervisado por Sergio Martín, ha defendido satisfactoriamente su proyecto titulado «Diseño de entorno distribuido de servicios basado en Arduino YUN».

Aquí podéis ver un vídeo resumen del proyecto:

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Defendido Trabajo Fin de Máster sobre Seguridad en IoT/Sistemas embebidos

En el pasado mes de Octubre de 2014 se defendió satisfactoriamente el Trabajo Fin de Máster titulado «GESTIÓN DE VULNERABILIDADES DE SEGURIDAD EN DESARROLLOS ELECTRÓNICOS BASADOS EN SISTEMAS EMBEBIDOS», dirigido por el profesor Sergio Martín.

Hoy en día prácticamente todos los dispositivos electrónicos que usamos tienen integrado algún sistema embebido diseñado para un propósito específico, los cuales nos facilitan enormemente nuestra calidad de vida a lo que podemos sumar la posibilidad de poder conectarlos a través de Internet para acceder de forma remota a la información. Esto conlleva que nuestros dispositivos son más vulnerables a posibles ataques y por tanto debemos protegernos en la medida de lo posible.

En este trabajo fin de máster veremos la evolución histórica de los sistemas embebidos, su uso y su situación actual. Mostraremos un caso práctico de escaneo y detección de posibles vulnerabilidades de un sistema operativo en tiempo real que puede estar instalado en los sistemas embebidos y una serie de reglas prácticas aconsejadas a seguir para protegernos tanto a nivel físico como a nivel de software.

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Publicado artículo sobre Seguridad en IoT focalizada en Arduino

El hardware abierto, y en concreto uno de sus principales exponentes, las placas Arduino, permiten que cualquier persona interesada en el tema pueda investigar, crear sus propias placas y contribuir a sus mejoras, ya que está a disposición todo tipo de información con respecto a su diseño (circuitos, componentes, distribución, etc.). Además al ser dispositivos prácticamente sencillos de utilizar, se los emplea en una gran cantidad de aplicaciones de domótica, arte digital, entretenimiento, etc. Sin embargo pese a sus ventajas no la hacen fiable para ser utilizada en infraestructuras críticas.

Recientemente investigadores del departamento han conseguido publicar un artículo Seguridad en IoT focalizada en Arduino en una revista con factor de impacto JCR Dyna.

Para más información leer el artículo completo:

Yepez-Bonilla, M., Martin-Gutierrez, S., Diaz-Orueta, G., Castro-Gil, M.. (2017). RISK ANALYSIS AND RECOMMENDATIONS FOR ELECTRONIC DESIGN WITH ARDUINO. DYNA, 92(6). 607-608. DOI: http://dx.doi.org/10.6036/8587

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Defendido Trabajo Fin de Máster sobre Smart Home

En el pasado mes de Octubre de 2014 se defendió satisfactoriamente el Trabajo Fin de Máster titulado «Proyecto Investigación en el desarrollo con Arduino y Raspberry Pi de un Smart Device basado en una estación meteorológica a través de servicios desacoplados«, dirigido por el profesor Sergio Martín.

Este proyecto se ha realizado como trabajo fin de Máster del Máster en Comunicación, Redes y Gestión de Contenidos que oferta la UNED. En este proyecto se ha realizado una estación meteorológica con Arduino, sensores de bajo coste y centralizada la comunicación y el registro de datos con Raspberry Pi.

Se ha intentado realizar con software libre y con herramientas y dispositivos de fácil uso.

Para la programación del sistema de sensores con Arduino he utilizado el lenguaje propio de esta arquitectura.

En el dispositivo Raspberry Pi, que tiene instalado Raspbian (una distribución tipo debían) se ha instalado Python, el sistema gestor de base de datos MySQL, PhpMyAdmin para gestionar y crear las bases de datos. También se ha instalado un cliente dns llamado NOIP para poder tener una dirección pública de acceso.

Se han interconectado los sensores en una Protoboard y por medio de un Shield de Arduino (Ethernet Shield) volcamos a través de la red los datos de la medición de los sensores a nuestra base de datos de estudio en la Raspberry Pi.

Este proyecto servirá para obtener los datos meteorológicos que se dan en el IES Almudeyne (Los Palacios y Villafranca) y servirá para mostrar al alumnado como varias disciplinas pueden trabajar juntas para la realización de un proyecto común e incentivarlos para que usen la Informática y la Electrónica en proyectos cotidianos

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Financiado por:

Laboratorios Remotos en Industria 4.0
Escuela Industriales UNED
Industry 4.0 for European Union
Internet of Things for Small and Medium Enterprises
Internet of Energy - Education and Qualification
Internet of Things based on Waspmote
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