Optimización del consumo energético en las aulas de la ETSISI mediante la inteligencia colectiva: Sensorización de las aulas, análisis de datos y decisiones de actuación

Resumen

El término “Internet de las Cosas” (IoT) puede definirse como una red de dispositivos que no solo es capaz de conectar a personas, sino también los objetos que los rodean. En la actualidad, el crecimiento de estas soluciones tecnológicas va en aumento y las tecnologías IoT han sido capaces de adaptarse a diferentes campos, esto se puede hacer notar en reportes como IoT Signals de la empresa Microsoft que destaca el rápido crecimiento de la adopción de soluciones IoT con un 94% de empresas americanas y 90.8% de compañías en Europa. Una de sus aplicaciones son las ciudades inteligentes, aquellas que pretende utilizar la tecnología para aumentar su eficiencia y a su vez disminuir su impacto ambiental y social. En este ámbito y con la colaboración del grupo de investigación SYST, este Trabajo Fin de Máster (TFM) se alinea con los objetivos de un proyecto del “Programa Estatal de Generación de Conocimiento y Fortalecimiento Científico y Tecnológico del Sistema I+D+i orientada a los Retos de la Sociedad” denominado SIoTCom con referencia PID2020-118969RB-I00. En lo que se refiere a la recogida, almacenamiento, monitorización y procesamiento básico de los datos provenientes de los sensores ubicados en un laboratorio del campus sur tanto a nivel local como a nivel de la nube. El objetivo de este TFM es desarrollar un prototipo con elementos tanto hardware como software de un sistema IoT ubicado en un laboratorio del campus sur y que aborde los requisitos establecidos en el proyecto SIoTCom, de forma que permita en futuras ampliaciones seleccionar las tecnologías y aspectos de diseño más convenientes. En particular, para abordar las tareas del proyecto y explorar las opciones disponibles, se hace uso de tecnologías como: Arduino, bases de datos NoSQL MongoDB y CosmosDB, protocolo de comunicación MQTT, análisis y visualización de datos en PowerBI con distintas fuentes de datos. La implementación de este prototipo ha permitido llegar a conclusiones objetivas en cuanto al uso de las distintas tecnologías, ya que cada una conlleva una curva de aprendizaje, así como tiempo invertido en su desarrollo particular, desde la elección de herramientas hasta su forma de despliegue.
Abstract:
“Internet of Things” (IoT) is a term defined as a network of devices that is not only capable of connecting people, but also the objects that surround them. Currently, the growth of these solutions has increased and IoT technologies have been able to adapt to different fields, this is stated in reports such as IoT Signals from Microsoft that highlights the rapid growth of IoT solutions embracing, with 94% of American companies and 90.8% of companies in Europe. One of its applications are smart cities, those cities that use technology to increase their efficiency and at the same time reduce their environmental and social impact. In this extent and with the collaboration of the SYST research group, this Final Master's Project (TFM) is aligned with the objectives of a project of the " Programa Estatal de Generación de Conocimiento y Fortalecimiento Científico y Tecnológico del Sistema I+D+i orientada a los Retos de la Sociedad” called SIoTCom with reference PID2020-118969RB-I00, regarding the gathering, storing, monitoring and basic processing of data coming from sensors located in a workroom at the UPM campus sur, both local solution and cloud based solution. The purpose of this TFM is to develop a prototype with both hardware and software elements of an IoT system located in a workroom on the campus sur that addresses the requirements established in the SIoTCom project, in a way that it serves as a framework for future reference on the choice of resources and technologies to be used when the SIoTCOM project is deployed at a greater scale. To address the project tasks and explore the available options, multiple technologies are used such as: Arduino, MongoDB and CosmosDB NoSQL databases, MQTT communication protocol, analysis, and visualization of data in PowerBI with different data sources connections. By successfully fulfilling each of the objectives in this project, it will be possible to get relevant data, analyze it to draw conclusions and help understand the interaction between technologies. Also, determine which technology is more beneficial for approaching a given scenario. It is crucial to bear in mind that working with modern technologies will always entail a learning curve, time investment and knowledge gathering from the choice of IDEs to its deployment plan.