Arduino Modelling Tool

Abstract

Internet of Things (IoT) o Internet de las Cosas representa para muchos el futuro tecnológico a seguir por nuestra sociedad. Este concepto busca relacionar los objetos cotidianos o entidades físicas con la red digital o Internet. Esto permite construir un flujo constante de intercambio de información entre sensores físicos y la red, y, en función de las medidas recibidas, enviar una serie de acciones que han de ser realizadas por unos actuadores. Una buena forma de potenciar el desarrollo de IoT de cara al futuro, es promover su uso entre los estudiantes, despertando su interés para aprender a usar estas tecnologías. Para este propósito, Arduino es una herramienta perfecta. Es un dispositivo IoT cuyos sensores y actuadores son totalmente adaptables para construir sistemas de diversa complejidad. Aunque Arduino es un sistema intuitivo, destinado para usuarios de todos los niveles, en muchas ocasiones, puede existir una gran barrera de entrada para aquellos usuarios que no posean conocimientos de electrónica o programación, necesarios para construir cualquier sistema y la lógica que trata la información. Para eliminar esa barrera, se ha desarrollado Arduino Modelling Tool, facilitando a los nuevos usuarios la posibilidad de crear sus propios sistemas IoT, respetando así interés en jóvenes estudiantes e ingenieros en tecnologías IoT. Esto garantizará la continuidad en los avances para esta corriente tecnológica, cuyos beneficios ya son visibles hoy día en lo que se conoce como smart cities o en dispositivos que utilizamos de forma cotidiana como los wearable devices. Arduino Modelling Tool es una ehrramienta diseñada para construir sistemas Arduino a través de una interfaz sencilla e intuitiva, compuesta por una barra de herramientas desde la que se arrastran y sueltan los distintos elementos en un tapiz, formando así un modelo que representa Arduino y sus elementos. Para construir esta herramienta, se ha seguido un desarrollo basado en Model Driven Devel- opment (MDD) y concretamente un Modelado Específico de Dominio, que permite al usuario inexperto crear sus propios sistemas Arduino sin tener que preocuparse de errores en el código. Además, gracias a su exibilidad, los usuarios más avanzados podrán construir sistemas más complejos de forma más rápida o crear sus prototipos antes de diseñarlos físicamente. Esto se consigue a través de la generación automática de código, integrado en la herramienta Arduino Modelling Tool, capaz de generar el código que da soporte al modelo creado por el usuario de forma instantánea y libre de errores. Arduino Modelling Tool está basada en un Modelo Específico de Dominio y su Lenguaje, el cual es fácilmente ampliable y personalizable segín las necesidades del dominio IoT. Gracias a esto, la herramienta posee un gran potencial para expandirse a otros dispositivos, ya sean de la familia Arduino o simplemente se encuentren dentro del ámbito IoT. Por lo tanto, Arduino Modelling Tool se presenta como una solución que facilite la expansión de las tecnologías IoT, acercándolas a usuarios poco experimentado o facilitando el prototipado y diseño de sistemas complejos a usuarios expertos.

Abstract:

Internet of Things (IoT) means the technological future to be followed by our society. This concept tries to link everyday objects or physical entities with the digital network or Internet. IoT establishes a constant information flow between sensors and actuators through the communication network. Sensors collect measures, i.e. data, which are processed by controllers; controllers determine a response, depending on the received measures and ask actuators the response's execution. To encourage IoT development for the future, it is important to promote its use among students, creating interest to learn these technologies. Arduino is a perfect candidate to deal with this purpose. Arduino is an IoT device which allows to build different systems varying their complexity due to the wide amount of compatible sensors and actuators it provides in order to make multiple configurations. However, although Arduino is an easy learning tool in general, sometimes, user without electronics or programming knowledge, have problems to build a complete system with its programming logic. Arduino Modelling Tool has been developed with the objective of eliminating this barrier, making the creation of IoT systems easier for new users. As a result, it may increase the interest in students or future engineers in IoT technologies. This will ensure further progress for this technological approach, which benefits are already evidenced in areas such as smart cities or IoT use every day, such as wearables devices. Arduino Modelling Tool has been designed to build Arduino systems through a simple and intuitive graphical user interface that allows modelling Arduino systems by drawing and dropping the Arduino components from a toolbar. To build this tool, a Model Driven Development (MDD) approach has been followed, and speciffically using domain models. The model abstraction of MDD allows inexperienced users to create their own Arduino systems without being worry about coding bugs. In addition, thanks to its exibility, advanced users are able to build and prototyping their complex systems more efficiently. These advantages are achieved thanks to the automatic code generation templates, integrated within the Arduino Modelling Tool, witch generates the code from the user model created by the user, instantly and free of bugs. Arduino Modelling Tool is based on a Domain Speciffic Model and its corresponding Language, which are easily extensible and customisable according to the IoT domain needs. As a result, this tool has a great potential to be extended to other devices and services, whether they belong to the Arduino family or simply fall within the IoT scope. As a conclusion, Arduino Modelling Tool is a solution to expend the IoT technologies, bringing them closer to inexperienced users or facilitating the prototyping and design of complex systems for expert users.