IoT con servicios en la nube de Microsoft Azure : diseño y despliegue de una arquitectura IoT para el análisis de datos en tiempo real

Numerosas consultoras, como Cisco o Gartner, estiman que en los próximos años habrá más ‘cosas' conectadas a Internet que personas. Todos estos objetos o dispositivos estarán interconectados, permitiendo compartir información en procesos distribuidos y colaborativos que aportan un valor añadido a esa información. Este paradigma se conoce como Internet de las Cosas. Sin embargo, los dispositivos de un ecosistema IoT tienen generalmente poca capacidad de cómputo y de almacenamiento. La Computación en la Nube ofrece capacidades de computación y de almacenamiento virtualmente ilimitadas. Por tanto, IoT podría beneficiarse de la nube para manejar la ingente cantidad de información que ofrecen los miles de millones de dispositivos conectados a Internet, mientras que IoT conecta la nube con el mundo real a través de la sensorización y actuación sobre el entorno. La integración de IoT y la Computación en la Nube, CloudIoT, está adquiriendo una enorme relevancia en el desarrollo de las Tecnologías de la Información durante los últimos años. CloudIoT pretende superar las deficiencias que tienen ambos modelos tecnológicos por separado, uniendo su desempeño para ofrecer soluciones en una gran variedad de dominios, como por ejemplo la ciudad inteligente, la industria 4.0, las redes eléctricas inteligentes y los edificios o casas inteligentes. Este trabajo fin de máster (TFM) aborda el estudio de CloudIoT, en concreto, de las plataformas de nube que proporcionan servicios de desarrollo específicos para IoT. Algunos ejemplos de estas plataformas son Microsoft Azure IoT Suite, Google Cloud IoT Core, Amazon Web Service IoT. En particular, este TFM se centra en la plataforma de desarrollo en la nube Microsoft Azure a través de una visión general sobre algunos de los servicios específicos que ofrece para IoT, y en particular, los servicios para conectividad de dispositivo (IoT Hub) y análisis de datos en tiempo real (Stream Analytics). Finalmente, estos conceptos se ponen en práctica con un caso de estudio del dominio del hogar inteligente: un Sistema de Control Ambiental que permite monitorizar, de forma remota, las condiciones de temperatura y humedad de un recinto cerrado mediante una aplicación móvil que genera notificaciones si se sobrepasa un “umbral de bienestar”. La metodología adoptada para el desarrollo del caso de estudio es Mobile-D —basada en la metodología de desarrollo software ágil Scrum— la cual ha sido soportada, entre otras herramientas específicas de desarrollo, por Visual Studio Team Services (VSTS) que gestiona desde los requisitos hasta el control de versiones. ABSTRACT Big consulting companies, such as Gartner or Cisco, estimate that there will be more ‘things’ connected to Internet than people for the next years. Everything will be interconnected, allowing information sharing in distributed and collaborative processes that add value to that information. This paradigm is known as Internet of Things (IoT). However, things or devices in an IoT ecosystem generally have low computing and storage capacity. Cloud Computing offers virtually unlimited computing and storage capabilities. Therefore, IoT can take advantage from Cloud Computing to handle the enormous amount of information that offer the billions of connected elements, whereas IoT connects the cloud with the real world through sensing and acting on the environment. The integration of IoT and Cloud Computing, CloudIoT, is becoming increasingly important in the development of Information Technologies during the coming years. This paradigm aims to overcome the deficiencies of both technological models separately, combining their benefits to offer powerful solutions in a great variety of domains, such as smart cities, industry 4.0, smart grids, and smart buildings/homes. This Master Final Project (MFP) addresses the study of CloudIoT, specifically, of cloud IoT platforms that provide IoT-specific services. Some examples of cloud-based IoT platforms are Microsoft Azure IoT Suite, Google Cloud IoT Core, Amazon Web Service IoT. This MFP focuses on the Microsoft Azure cloud development platform through an overview of some of the IoT-specific services, in particular for device connectivity (IoT Hub) and real-time data analysis (Stream Analytics). Finally, these concepts will be implemented through a case study in the smart home domain: an Environmental Control System that allows remote monitoring of the temperature and humidity conditions of a closed site through a mobile application that will generate notifications if "wellness threshold" is exceeded. The methodology for developing the case study is Mobile-D—based on the agile software development Scrum—, which is supported by Visual Studio Team Services (VSTS) that manages from requirements to version control