Sistema IoT para el control y monitorización de un terrario con Eclipse Kura, Amazon AWS y Angular

–Equa ion Chap e 1 Sec ion 1 T abajo de Fin de G ado G ado en Ingenie ía de las Tecnologías de Telecomunicación Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula Au o : Juan Jiménez Casas Tu o : Ma ía Te esa A iza Gómez Depa amen o de Ingenie ía Telemá ica Escuela Técnica Supe io de Ingenie ía Uni e sidad de Se illa Se illa, 2019 2 Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula Índice de Figu as 3 T abajo de Fin de G ado G ado en Ingenie ía de Tecnologías de Telecomunicación Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula Au o : Juan Jiménez Casas Tu o : Ma ía Te esa A iza Gómez P o eso i ula Depa amen o de Ingenie ía Telemá ica Escuela Técnica Supe io de Ingenie ía Uni e sidad de Se illa Se illa, 2019 4 Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula T abajo in de G ado: Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula Au o : Juan Jiménez Casas Tu o : Ma ía Te esa A iza Gómez El ibunal nomb ado pa a juzga el P oyec o a iba indicado, compues o po los siguien es miemb os: P esiden e: Vocales: Sec e a io: Acue dan o o ga le la cali icación de: Se illa, 2019 El Sec e a io del T ibunal Índice de Figu as 5 A mi amilia A mis amigos A mis maes os 6 Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula Índice de Figu as 7 Ag adecimien os Sin duda, el momen o más di ícil y a la ez más impo an e en la ealización de oda es a memo ia no es más que el que acon ece en es e apa ado. Es de especial impo ancia pa a mí el ac o de ag adece a odas las pe sonas que me han acompañado du an e es e camino. Po ello, y a pesa de odo, c eo que con es e apa ado nunca se á su icien e pa a ag adece odo lo que os debo. Ag adece , en p ime luga , a la u o a de es e p oyec o, Ma ía Te esa A iza Gómez, el iempo, la con ianza y empeño dedicado en ayuda a la ealización de es e abajo. Además, me gus a ía ag adece al es o de p o eso es que, en cualquie momen o de es os años, me han se ido como ayuda y han endido su mano pa a que odo es o sea más sencillo. Todo es o no hubiese sido posible sin oso os, mis pad es, mis he manos, mis abuelos, mi amilia. Muchas g acias, nunca pod é compensa os odo lo que hacéis po mí. Es e abajo ambién es igual de ues o que mío. G acias po con ia an o en mí y po guia me pa a se quien soy. Po enseña me día as día, po inculca me unos alo es. Po da lo odo, sin pedi nada a cambio. Os quie o. No puedo deja a ás a o o de mis pila es undamen ales, mi compañe a en odo es e camino, quien me ha apoyado día as día, ha aguan ado mis días malos y me ha ayudado a desconec a en odo el caos que han sido es os cua o años. Es e pá a o a po i. Po úl imo, pe o no po ello menos impo an e, me gus a ía hace un ag adecimien o a la casualidad, a la casualidad de encon a me unos compañe os, que pasa on a se amigos y hoy en día son amilia. Sin ellos, hoy en día no es a ía esc ibiendo es o y sin ellos no ol e ía a epe i . Desde ese p ime encuen o casual, las isas po no llo a , los días is es y los días elices, los consejos, los momen os i idos, los des a íos u os del ago amien o, los agobios y como no, las quejas. No hace al a que os nomb e, si ya leyendo es e pá a o os habéis sen ido iden i icados, signi ica que sois pa e de es a dedica o ia. Juan Jiménez Casas De Las Cabezas de San Juan a Se illa, 2019 8 Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula Resumen Debido a la impa able digi alización que es á acon eciendo en la ac ualidad, nume osos obje os y disposi i os que en el pasado no e an más que eso, se es án iendo ac ualizados y conec ados en una ed o mada po es os. Su ge así el concep o de In e ne o Things. Es e concep o in en a p opone soluciones que hagan que la ida co idiana de las pe sonas sea mucho más sencilla, haciendo uso de la ecnología. Pa a ello, se le do a a los obje os de una conec i idad que an es no enían, ab iendo paso a un conjun o de in ini as posibilidades, como la acilidad de ealiza alguna acción o el análisis de da os pa a pode oma mejo es decisiones. Como consecuencia, nume osos disposi i os se es án iendo conec ados y su gen concep os como las Sma Ci ies o la Domó ica. Es e abajo iene a plan ea una solución en es e campo, haciendo uso de ecnologías de angua dia, como el uso de Eclipse Ku a como Ga eway IoT 1 en una Raspbe y Pi. Además, se ponen en ma cha se icios en la nube haciendo uso del conjun o de u ilidades que p opo ciona Amazon AWS, como IoT Co e, DynamoDB, Lambda y API Ga eway, o o gando iabilidad, segu idad y acilidad de uso al sis ema. Pa a la p esen ación e in e acción con es os sis emas a a és de una in e az web se hace uso de Angula . 1 Un Ga eway IoT es un disposi i o ísico o un p og ama de so wa e que si e como pun o de conexión en e la nube y los con olado es, senso es y disposi i os in eligen es. Índice de Figu as 9 Abs ac Due o he uns oppable digi aliza ion ha is happening oday, se e al objec s and de ices ha in he pas we e no hing mo e han ha , a e being upda ed and connec ed in a ne wo k o med by hem. So, i a ises he concep o In e ne o Things. This concep ies o p opose solu ions ha make people's daily li e much simple and easie , making use o echnology. To do his, he objec s a e p o ided wi h a connec i i y ha hey did no ha e be o e, opening he way o a se o in ini e possibili ies, such as he ease o pe o ming some ac ion o he analysis o da a in o de o make be e decisions. As a esul , se e al de ices a e being connec ed and concep s such as Sma Ci ies o Home Au oma ion a ise. This wo k comes o p opose a solu ion in his ield, making use o cu ing-edge echnologies, such as he use o Eclipse Ku a as Ga eway IoT in a Raspbe y Pi. In addi ion, cloud se ices a e deployed using he se o u ili ies p o ided by Amazon AWS, such as IoT Co e, DynamoDB, Lambda and API Ga eway, p o iding eliabili y, secu i y and ease o use o he sys em. Angula is used o p esen and in e ac wi h hese sys ems h ough a web in e ace. 16 Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula 1.2 Obje i os El obje i o del T abajo es la implemen ación de un sis ema o mado po : • Senso es de empe a u a y humedad conec ados a una Raspbe y Pi, la cual con e i emos en un disposi i o IoT, haciendo uso de Eclipse Ku a. • En o no de Cloud Compu ing el cual ecibi á in o mación de un disposi i o IoT median e MQTT, almacena á dicha in o mación en una Base de Da os y la o ece á a a és de una API REST. • Aplicación web desa ollada en Angula con la que el usua io pueda ob ene in o mación de un de e minado e a io y pueda in e ac ua con es e. 1.3 An eceden es Los an eceden es de es e abajo co esponden a un p oyec o ealizado en la asigna u a Sis emas Ope a i os, la cual impa e la u o a de es e T abajo Fin de G ado, Ma ía Te esa A iza Gómez. Aquel p oyec o enía como uncionalidad la de con ola y moni o iza un e a io a pequeña escala, desde la e minal de la Raspbe y Pi y haciendo uso de los con enidos impa idos en aquella asigna u a, pa a ob ene la in o mación de los dis in os senso es. Como p opues a de mejo a a es e, se ha buscado el con e i la Raspbe y Pi en un disposi i o IoT, pa a en ia es a in o mación a la nube, con el in de p ocesa es a, almacena la en una base de da os y o ece la a a és de un se icio REST. Además, se ha desa ollado una aplicación Web que nos pe mi a accede a la in o mación de es e e a io, así como de más e a ios si uese necesa io, con el uso de es e se icio. 1.4 Desc ipción de la solución A con inuación, se desc ibe de mane a gene alizada la solución implemen ada, con el in de alcanza los obje i os p opues os. 1.4.1 Obje i os Especí icos • Ob ención y en ío de los da os de los senso es. Pa a ob ene la in o mación de humedad y empe a u a se han u ilizado senso es DHT11, de bajo cos e, pe o de g an u ilidad pa a ep esen a la oma de da os. Pa a la ob ención y en ío de la in o mación de es os, se ha u ilizado Eclipse Ku a, que se enca ga de ob ene la in o mación de los senso es y publica las en el IoT Co e de AWS, haciendo uso del p o ocolo MQTT. • Publicación de o ma segu a de in o mación en Amazon AWS. Pa a ello se han u ilizado ce i icados de cla e pública y p i ada, i mados po la p opia CA 3 aíz de Amazon. De es a o ma, cuando un disposi i o quie a publica o susc ibi se a la in o mación del IoT Co e de Amazon, debe á ene un ce i icado álido. • Almacenamien o y consul a de los da os. Se ha u ilizado una Base de Da os noSQL, llamada Amazon DynamoDB, donde se almacena la in o mación de cada uno de los es ados en los que es á un Obje o IoT. 3 Au o idad de ce i icación. In oducción 17 • C eación de un se icio se e less, basado en el p ocesamien o en la nube. Haciendo uso de las dis in as he amien as que p opo ciona Amazon Web Se ices, como son IoT Co e, DynamoDB, Lambda Func ion y API Ga eway; se ha implemen ado un se icio REST sin ene que implemen a de o ma local un se ido que o ezca de es os ecu sos pa a que luego, una aplicación Web consuma de es os. • Obje i os de disponibilidad, escalabilidad y e iciencia. Al hace uso de la compu ación en la nube, o o gamos a nues o sis ema de una obus ez, que, desa ollándolo en un se ido local, no pod íamos. Además, con he amien as como AWS Lambda, nues o se icio solo consume la capacidad de p ocesamien o que necesi a. Es o en conjunción con IoT Co e, le o o ga una g an capacidad de escalabilidad, po lo que nues o sis ema puede pasa de o ma au omá ica de escasas pe iciones a un g an núme o de es as. • P esen ación Pa a que nues o sis ema pueda se usable po cualquie usua io se hace uso de una aplicación Web. Es a es á desa ollada en Angula . Es e amewo k p opo ciona, en e o as, la capacidad de eca ga au omá ica del con enido que se es á mos ando en una página, así como la posibilidad de in e ac ua con una API REST de o ma sencilla, haciendo uso del p o ocolo HTTP. 1.4.2 Funcionalidades De ca a al usua io inal, el sis ema diseñado o ece las siguien es uncionalidades: • Consul a de los dis in os e a ios que hay disponibles pa a consul a . • Ob ención de in o mación de humedad y empe a u a de cada uno de los e a ios. • Modi icación del nomb e de un e a io, así como de su desc ipción. • Acceso al his ó ico de humedad y empe a u a de un e a io. • In e acción con el sis ema IoT, pudiendo ac i a o desac i a posibles uncionalidades de es e, como se ían un adiado o una bombilla. 18 Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula 1.4.3 Esquema de la a qui ec u a A con inuación, se mues a la a qui ec u a de la solución adop ada: Figu a 1: Esquema de la a qui ec u a GPIO MQTT Reglas IoT NoSQL HTTP E en os REST Usua io TERRARIO In oducción 19 Como podemos obse a en la Figu a 1: Esquema de la a qui ec u a, en el escena io o mado, un e a io a con ola y moni o iza es a ía compues o po un senso DHT11 y una Raspbe y Pi. Es a Raspbe y Pi end ía ins alado Eclipse Ku a, que se ía el enca gado de ob ene la in o mación que los senso es DHT11 en ían a la Raspbe y Pi, median e los pines GPIO. Una ez iene es a in o mación, haciendo uso del p o ocolo MQTT, publica á en un opic MQTT p opo cionado po el IoT Co e de Amazon AWS. De es a o ma, la Raspbe y Pi se con ie e en un disposi i o IoT. De igual mane a, se susc ibi á a o o opic pa a ecibi in o mación del IoT Co e, en iándosela pos e io men e a la Raspbe y Pi. El en o no de Cloud Compu ing de AWS end ía dos pun os de en ada y salida de in o mación. Uno se ía el IoT Co e, que median e el p o ocolo MQTT se comunica ía con Eclipse Ku a y la Raspbe y Pi. El o o se ía la API REST que p opo cionamos haciendo uso del se icio API Ga eway, pa a la comunicación con el usua io, a a és de una Aplicación Web Angula . In e namen e, en AWS u ilizamos 4 se icios: • IoT Co e: median e el cual ecibimos/en iamos in o mación pe enecien e a los Disposi i os IoT, haciendo uso de MQTT. • API Ga eway: p opo ciona una URL a la que pod emos hace pe iciones HTTP, pa a accede a los ecu sos de Amazon AWS. P opo ciona ía un se icio REST. • DynamoDB: p opo ciona una Base de Da os donde almacena emos el his ó ico de humedades y empe a u as que ha enido un Disposi i o IoT. • Lambda Func ions: unciones ejecu adas cuando se p oduce un e en o o se ac i a una Regla IoT. Son el pun o de in e conexión en e los dis in os se icios de AWS. Pa icula men e: • Almacena á la in o mación en DynamoDB, cuando se p oduzcan e en os p oceden es de la API Ga eway de esc i u a de in o mación (mé odo POST de HTTP) o cuando se ac ualice el es ado de un Disposi i o IoT en el IoT Co e. • P opo ciona á la in o mación almacenada en DynamoDB cuando un e en o p oceden e de API Ga eway se lo solici e median e un mé odo GET de HTTP. En su conjun o, se o ma un sis ema in e conec ado de ex emo a ex emo, que hace uso de di e en es p o ocolos, como MQTT o HTTP en cada uno de sus pun os de in e conexión. Como esul ado, se p opo ciona la moni o ización y con ol de un e a io. 1.5 Es uc u a de la memo ia Con el in de acili a la lec u a del documen o, se p opo ciona en es e apa ado un esumen de cada capí ulo: 1. In oducción: P esen ación del p oblema, el con ex o que lo in oluc a y la solución adop ada. 2. Recu sos u ilizados: Recu sos ha dwa e y so wa e u ilizados pa a la lec u a de la in o mación, despliegue de las dis in as ecnologías empleadas (bases de da os, aplicación web, se icios en la nube) así como pa a implemen a los senso es y su comunicación con el sis ema. 3. Tecnologías u ilizadas: Resumen de las p incipales ecnologías u ilizadas pa a la implemen ación. 4. Aplicación desa ollada: Raspbe y Pi y Eclipse Ku a: Análisis y Ca ac e ís icas de la implemen ación en la Raspbe y Pi, así como la publicación de la in o mación en la nube de Amazon. 20 Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula 5. Aplicación desa ollada: Nube Amazon AWS: Es uc u a y análisis de la implemen ación en Amazon AWS (IoT Co e, DynamoDB, Lambda, API Ga eway). 6. Aplicación desa ollada: In e az web Angula : Es uc u a y análisis de la aplicación web desa ollada en Angula , así como la ob ención de la in o mación de la API REST de AWS. 7. Conclusiones y líneas u u as: Ideas y ca ac e ís icas que pod ían implemen a se pa a mejo a el sis ema en p óximas e siones de es e. Además de los capí ulos mencionados, se p opo ciona una se ie de Anexos que pe mi i án implemen a el Sis ema paso a paso: • Anexo A: Ins alación de Senso es DHT11 y Leds en Raspbe y Pi. • Anexo B: Ins alación y con igu ación de Eclipse Ku a en Raspbe y Pi. • Anexo C: C eación de usua ios y con igu ación de se icios en AWS. • Anexo D: Despliegue del sis ema. Recu sos u ilizados 21 2 RECURSOS UTILIZADOS con inuación se exponen los ecu sos u ilizados pa a lle a a cabo la implemen ación. Se de alla án las ca ac e ís icas más ele an es de cada uno de ellos. 2.1 Recu sos Ha dwa e 2.1.1 MacBook P o El o denado en el que se ha desa ollado odo el código necesa io pa a que uncione el abajo ha sido un MacBook P o-Re ina de 13 pulgadas, de p incipios de 2015. En e sus especi icaciones encon amos: • P ocesado In el Co e i5 a 2,7 GHz. • 16 GB de memo ia RAM DDR3 a 1867 MHz. • G á icos In el I is G aphics 6100. • 128 GB de almacenamien o SSD. Figu a 2: MacBook P o de 13 pulgadas modelo 2015. A The pessimis sees di icul y in e e y oppo uni y. The op imis sees he oppo uni y in e e y di icul y. - Wins on Chu chill - 22 Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula 2.1.2 Raspbe y Pi Model 3B+ Es e es el núcleo de p ocesamien o y comunicación IoT. En es a se conec a án los senso es de los que se ob end á la in o mación, los leds pa a indica que se es á ac uando en base a las decisiones omadas. También se á el disposi i o enca gado de publica y susc ibi se en la nube pa a el in e cambio de in o mación. Po lo an o, cumple las unciones de Ga eway IoT. Figu a 3: Raspbe y Pi Model 3B+ Especi icaciones [1]: • SoC: B oadcom BCM2837B0 quad-co e A53 (ARM 8) 64-bi @ 1.4GHz • GPU: B oadcom Videoco e-IV • RAM: 1GB LPDDR2 SDRAM • Ta je a de ed: Gigabi E he ne ( ia USB channel), 2.4GHz and 5GHz 802.11b/g/n/ac Wi-Fi • Blue oo h: Blue oo h 4.2, Blue oo h Low Ene gy (BLE) • S o age: Mic o-SD • GPIO: 40-pin GPIO heade , popula ed • Pue os: HDMI, 3.5mm analogue audio- ideo jack, 4x USB 2.0, E he ne , Came a Se ial In e ace (CSI), Display Se ial In e ace (DSI) 2.1.3 Senso de humedad y empe a u a DHT11 Senso de humedad y empe a u a de bajo cos e, muy ú il pa a expe imen os y usos donde se necesi an g an can idad de medidas. La e sión u ilizada de es e es la que con iene 3 pines de conexión con los pue os GPIO de la Raspbe y Pi. Los alo es que es capaz de cap a son los siguien es [2]:. El implemen ado es el que se mues a en la Figu a 4: Senso DHT11. • Humedad: 20-80% (5% p ecisión) • Tempe a u a: 0-50°C (±2°C p ecisión) Recu sos u ilizados 23 Figu a 4: Senso DHT11 2.1.4 LEDs Pa a emi i señales luminosas simulando la ac uación sob e cada uno de los posibles elemen os con los que in e ac ua . Los leds son de dis in os colo es, conec ándose es os a la Raspbe y Pi a a és de una placa de p uebas. Se mues an en la Figu a 5: LED Figu a 5: LED 2.2 Recu sos So wa e 2.2.1 Sis ema Ope a i o MacOs Moja e Es e P oyec o se ha desa ollado sob e MacOs Moja e e sión 10.14.6, como sis ema ope a i o pa a los dis in os ecu sos so wa e que han sido necesa ios pa a el desa ollo de la aplicación. 2.2.2 Na egado Web Google Ch ome Se ha u ilizado el na egado de Google pa a la in e acción con las dis in as in e aces web, así como la depu ación y desa ollo de la aplicación web. Figu a 4: Google Ch ome 24 Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula 2.2.3 Eclipse IDE Pa a el desa ollo de los bundles que u iliza á Eclipse Ku a se ha u ilizado el en o no de desa ollo que p opo ciona Eclipse pa a Eclipse Ku a. [3] Figu a 5: Eclipse 2.2.4 Pos man Es un en o no de desa ollo de API. Ha sido de g an u ilidad pa a desa olla la API REST, así como e i ica la publicación/susc ipción a los di e en es emas MQTT. Figu a 6: Pos man 2.2.5 S ackBli z y Sublime Tex 3 Se han u ilizado ambos edi o es de ex o pa a la codi icación. Sublime Tex 3 se ha u ilizado pa a desa olla los con olado es de los dis in os senso es. Cabe des aca que S ackBli z ha sido de g an u ilidad pa a el desa ollo de la aplicación Web en Angula , ya que pe mi ía la codi icación del código online, gua dando au omá icamen e y un con ol de e siones en Gi Hub de o ma sencilla. Además, pe mi i á el despliegue de la aplicación Web median e un na egado web in eg ado. Figu a 6: S ackBli z y Sublime Tex 3 Recu sos u ilizados 25 2.2.6 VNC Pe mi e u iliza de o ma emo a la Raspbe y Pi. Se accede a es a indicando la di ección IP que iene asignada e iniciando sesión con el nomb e de usua io y con aseña que hayamos con igu ado. Figu a 7: VNC 32 Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula 3.3 Angula Angula es un amewo k 7 pa a aplicaciones web desa ollado en TypeSc ip [22], de código abie o, man enido po Google, que se u iliza pa a c ea y man ene aplicaciones web de una sola página (SPA). Su obje i o es aumen a las aplicaciones basadas en na egado con capacidad de Modelo Vis a Con olado (MVC) 8 , en un es ue zo pa a hace que el desa ollo y las p uebas sean más áciles. Figu a 14: Aplicaciones web de una sola página Una aplicación web SPA c eada con Angula es una web de una sola página, en la cual la na egación en e secciones y páginas de la aplicación, así como la ca ga de da os, se ealiza de mane a dinámica, casi ins an ánea, asínc onamen e haciendo llamadas al se ido (backend con un API REST) y sob e odo sin e esca la página en ningún momen o. Angula se basa en clases ipo "Componen es. s", cuyas p opiedades son las usadas pa a hace el binding 9 de los da os. En dichas clases enemos p opiedades ( a iables) y mé odos ( unciones a llama ). Angula es la e olución de Angula JS [23] aunque incompa ible con su p edeceso . Figu a 15: A qui ec u a Angula 7 Un amewo k es una es uc u a concep ual y ecnológica de asis encia de inida, no malmen e, con a e ac os o módulos conc e os de so wa e, como lib e ías, que puede se i de base pa a la o ganización y desa ollo del so wa e. 8 Modelo- is a-con olado (MVC) es un pa ón de a qui ec u a de so wa e, que sepa a los da os y la lógica de negocio de una aplicación de su ep esen ación y el módulo enca gado de ges iona los e en os y las comunicaciones. 9 Binding: Enlazado o unión de a iables. Tecnologías u ilizadas 33 A con inuación, se explica á la a qui ec u a que iene una aplicación en Angula . Pa a que sea más isual la a qui ec u a que que emos explica , cada uno de los apa ados que se mues an a con inuación hacen e e encia a los mos ados en la Figu a 15: A qui ec u a Angula . 3.3.1 Módulos El bloque básico pa a cons ui una aplicación en Angula son los NgModules, es os p opo cionan una compilación de los dis in os componen es, eniendo en cuen a el con ex o y haciendo uso de los módulos que necesi e. Se á necesa io un módulo oo , el cual nos pe mi i á indica el es o de los módulos de los que que emos hace uso pa a lanza la aplicación. Es e se llama po con ención AppModule. Es o ayuda a o ganiza el código en módulos uncionales, de o ma que la adminis ación del desa ollo en aplicaciones complejas sea más sencilla. 3.3.2 Componen es Cada aplicación en Angula iene, al menos, un componen e: el componen e oo . Es e se enca ga de conec a los dis in os componen es con el con enido que se ans ie e a la página Web, conocido como documen objec model (DOM). Cada componen e de ine una clase que con iene los da os de la aplicación y la lógica de es a. Es a clase es asociada con una plan illa HTML, que de ine la is a en la que se a a mos a . Pa a iden i ica una clase como componen e se u iliza el deco a o 10 @Componen (). Es e iden i ica a la clase en la que se esc ibe como un componen e y le asocia un me ada o especí ico que lo iden i ica como clase. 3.3.3 Plan illas, di ec i as y enlace de da os Las plan illas combinan HTML con ma cado en Angula pa a que los elemen os HTML puedan se modi icados an es de se mos ados. Las di ec i as de las plan illas p opo cionan al p og ama la lógica y el ma cado pa a el enlazado que conec a los da os de la aplicación con el DOM. Hay dos ipos de enlazado de da os: • E en binding: deja a u aplicación esponde a una en ada de in o mación po pa e del usua io, ac ualizando los da os de la aplicación. • P ope y binding: deja in e pola los alo es que han sido ob enidos desde los da os de la aplicación al HTML. An es de que una is a sea p esen ada, Angula e alúa las di ec i as y esuel e el enlazado, haciendo uso de las plan illas, pa a modi ica los elemen os HTML o el DOM, de acue do con la lógica del p og ama. 3.3.4 Se icios e inyección de dependencias Pa a los da os o la lógica que no es á asociada con una is a especí ica y se quie e compa i con los dis in os componen es, se c ean clases de Se icios. Pa a la de inición de una clase Se icio, se debe acompaña del deco a o @Injec able (). Es e p opo ciona los me ada os pa a que o os componen es puedan inyec a es as dependencias en sus clases. La inyección de dependencias e pe mi e que us clases sean limpias y e icien es, ya que no ob ienen la in o mación di ec amen e del se ido , sino que delega es o a los se icios, que inyec an lo ob enido. 10 Un deco a o es una unción que modi ica las clases de Ja aSc ip . Angula iene de inidos una se ie de deco a o s que asocia me ada os especí icos a las clases. De es a o ma, el sis ema sabe qué clases son y cómo deben unciona . 34 Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula 3.3.5 Rou ing El NgModule Rou e de Angula p opo ciona un se icio que e deja de ini una u a de na egación pa a los di e en es es ados y is as de la aplicación. De es a o ma podemos accede a cada una de las is as de la aplicación haciendo uso de la URL en la ba a de na egación del buscado o asociando bo ones de las is as a u as. Aplicación desa ollada: Raspbe y Pi y Eclipse Ku a 35 4 APLICACIÓN DESARROLLADA: RASPBERRY PI Y ECLIPSE KURA a a qui ec u a del sis ema diseñado, cons a de es bloques di e enciados. La implemen ación en la Raspbe y Pi, la pa e en la nube de Amazon y la aplicación Web. En es e capí ulo se p o undiza en la implemen ación que in oluc a la Raspbe y Pi, así como su in eg ación con Eclipse Ku a. 4.1 Lec u a de in o mación de los senso es en la Raspbe y Pi Los senso es DHT11, se comunican median e comunicación se ie a a és de los pines GPIO de la Raspbe y Pi. Es os es a án conec ados a es a al y como se indica en el Anexo A: Ins alación de Senso es DHT11 y Leds en Raspbe y Pi. A a és de es os se puede ob ene la in o mación de empe a u a y humedad. Pa a ello, necesi an hace uso de una lib e ía de Py hon, llamada Ada ui . Es a se enca ga de con e i la in o mación ecibida median e comunicación se ie a un alo de empe a u a y humedad álido. Pa a la implemen ación de es a, se ha u ilizado Py hon 3. El código que es capaz de suminis a es a in o mación se co esponde con el iche o Ada ui DHT.py. Es e código iene incluido como un enlace, en el paque e que ienen los senso es. Pa a desca ga es e se puede accede a la Web p opo cionada como e e encia [2]. Pa a ejecu a lo enemos que ejecu a el comando que emos a con inuación y pasa le como pa áme os el ipo de senso DHT que es, que en nues o caso es 11 y el pin GPIO al que es á conec ado, que en nues o caso es el 20. $ py hon Ada ui DHT.py 11 20 La in o mación ob enida de es a lec u a se á esc i a en el iche o empe a u a.log donde se almacena á el his ó ico de empe a u a y humedades. El bundle de Eclipse Ku a accede á a es e y ob end á la in o mación de los senso es. L I ha e no ailed. I´ e jus ound 10,000 ways ha won´ wo k. - Thomas A. Edison - 36 Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula 4.2 Publicación y susc ipción de la in o mación IoT Co e de Amazon AWS. Se icio CloudSe ice. Pa a la comunicación con el se icio IoT que p opo ciona Amazon AWS, u iliza emos el p o ocolo MQTT. Publica emos y nos susc ibi emos a los opics que el IoT Co e nos p opo ciona pa a la in e acción con las somb as. Los opics se en en el capí ulo 5.1.1 In e acción con el Obje o: Thing Shadow. Eclipse Ku a p opo ciona un se icio pa a ello, CloudSe ice [24]. Es e nos p opo ciona á los se icios que podemos e en la Figu a 16: CloudSe ice. Figu a 16: CloudSe ice Pa a nues o sis ema, han sido de u ilidad los se icios: • CloudPublishe : Pe mi e a las aplicaciones publica en una pla a o ma cloud. • CloudSusc ibe : Pe mi e a las aplicaciones susc ibi se a una pla a o ma cloud. Pa a que odo uncione, es necesa io es ablece conexión con un CloudEnpoin . En nues o caso se á el p opo cionado po Amazon AWS. En el apa ado Con igu ación pa a la compa ibilidad con AWS, del Anexo B: Ins alación y con igu ación de Eclipse Ku a en Raspbe y Pi, se mues a cómo c ea un CloudSe ice, asociándole un CloudEndpoin [25]. Una ez se ha c eado el CloudSe ice, podemos modi ica median e la in e az Web de Eclipse Ku a pa áme os de es e en el apa ado MQTTDa aT anspo de Cloud Connec ions, en nues o caso, asignamos los que se pueden e en la Figu a 17: MQTTDa aT anspo . Son los siguien es: Aplicación desa ollada: Raspbe y Pi y Eclipse Ku a 37 • B oke -u l: CloudEndpoin p opo cionado po Amazon AWS. • Accoun -Name: Pa a una conexión con Amazon AWS. En nues o caso lo llama emos aws. • Clien -id: Opcional, en nues o caso le hemos pues o hings. Lo u iliza emos pa a es ablece la u a en la que publica /susc ibi nos. • Topic: Topic en el que que emos publica . En nues o caso se á $#accoun -name/#clien -id. El "#" lo elaciona con los pa áme os (accoun -name, clien -id) mencionados an e io men e. Con es a con igu ación, los publicado es/susc ip o es lo ha án en los opics del CloudEndpoin indicado en el campo B oke -u l. Además, lo ha án con la u a $aws/ hings g acias a la in o mación del campo Topic. Figu a 17: MQTTDa aT anspo 4.2.1 CloudPublishe Pa a publica la in o mación en un opic de Amazon AWS, c ea emos un se icio CloudPublishe . Pa a c ea uno, lo hemos ealizado al y como se indica en el u o ial de Eclipse Ku a [25]. Pa iendo de que ya hemos c eado el CloudSe ice, como se indica en el Anexo B: Ins alación y con igu ación de Eclipse Ku a en Raspbe y Pi. Debemos i al menú que apa ece en la pa e izquie da de la in e az Web de Eclipse Ku a. En es e seleccionamos Cloud Connec ions. Hacemos click sob e el CloudSe ice que enemos c eado. P esionamos sob e el bo ón que indica New Pub/Sub. Le asignamos el PID (nomb e) que que amos y elegimos que que emos un Publishe . A con inuación, se nos mos a á el desplegable de con igu ación que se mues a en la Figu a 18: CloudPublishe . 38 Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula Figu a 18: CloudPublishe Lo des acable de la con igu ación, que podemos e en la Figu a 18: CloudPublishe es que le hemos indicado en el campo Applica ion Id, la u a pa a hace e e encia a la somb a de un obje o, en es e caso ku a-ga eway/shadow. En el campo Applica ion Topic, le hemos asignado upda e, ya que cuando publicamos, lo que que emos es ac ualiza una somb a. Po lo an o, la u a del opic en el que amos a publica es: $aws/ hings/ku a-ga eway/shadow/upda e En el apa ado 5.1.1 In e acción con el Obje o: Thing Shadow e emos que se co esponde con la u a que nos p opo ciona IoT Co e de AWS pa a ac ualiza el es ado de una somb a median e MQTT. 4.2.2 CloudSusc ibe La in o mación y con igu ación en el CloudSusc ibe es análoga a la del CloudPublishe . Po lo que pa a c ea un CloudSusc ibe , lo podemos hace como se ha indicado en el apa ado 4.2.1 CloudPublishe , pe o indicando que que emos un CloudSusc ibe en luga de un CloudPublishe . Lo des acable de es e es la u a del opic a la que nos amos a susc ibi , que es: $aws/ hings/ku a-ga eway/shadow/upda e/accep ed Es a es la u a en la que se publica el es ado de una Somb a una ez se ha ac ualizado. Pa a pode e la in o mación que ecibimos de es e, lo amos a enlaza con el se icio Logge que p opo ciona Eclipse Ku a. Es e se icio nos esc ibi á en el iche o / a /log/ku a.log oda la in o mación que ecibamos. Pa a ealiza el enlazado, se puede hace median e la in e az Web de Eclipse Ku a. Se hace de mane a g á ica, al y como se puede e en la Figu a 19: Ku a Wi es. Aplicación desa ollada: Raspbe y Pi y Eclipse Ku a 39 Se deben selecciona de la columna Wi e Componen s los componen es que que emos enlaza , en es e caso Susc ibe y Logge . Con el uso del a ón se conec an ambos componen es. Figu a 19: Ku a Wi es De es a o ma, si mos amos el con enido del iche o / a /log/ku a.log ob enemos la in o mación ecibida del opic al que nos hemos susc i o. Es o se mues a en la Figu a 20: Fiche o / a /log/ku a.log. Figu a 20: Fiche o / a /log/ku a.log 4.3 Bundle implemen ado en Eclipse Ku a: Hea e Como ya se comen ó en la sección 3.1.1.1 Bundles, los bundles son unos JAR y un mani ies o. Pa a implemen a es os bundles, es necesa io u iliza Eclipse como en o no de desa ollo [26]. Pa a desa olla nues os bundles se han u ilizado los ejemplos que apa ecen en es a documen ación. La clase que se enca ga de ob ene la in o mación de los senso es y de implemen a los mé odos necesa ios pa a el uncionamien o de cada uno de los se icios que u iliza y expo a es la clase Hea e .ja a. 40 Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula A con inuación, se an a de alla los iche os de me ada os del bundle, los se icios que es a usa y su uncionamien o. 4.3.1 Fiche os de me ada os P opo ciona án in o mación ace ca de nues o bundle. Es os iche os son: MANIFEST.MF y componen .xml 4.3.1.1 MANIFEST.MF El iche o MANIFEST.MF de nues o p oyec o es el siguien e: Mani es -Ve sion: 1.0 Bundle-Mani es Ve sion: 2 Bundle-Name: o g.eclipse.ku a.demo.hea e Bundle-SymbolicName: o g.eclipse.ku a.demo.hea e ;single on:= ue Bundle-Ve sion: 1.0.600.quali ie Bundle-Vendo : Eclipse Ku a Bundle-Requi edExecu ionEn i onmen : Ja aSE-1.8 Se ice-Componen : OSGI-INF/*.xml Bundle-Ac i a ionPolicy: lazy Impo -Package: o g.eclipse.ku a.cloud; e sion="[1.0,2.0)", o g.eclipse.ku a.cloudconnec ion.lis ene ; e sion="[1.0,2.0)", o g.eclipse.ku a.cloudconnec ion.message; e sion="[1.0,2.0)", o g.eclipse.ku a.cloudconnec ion.publishe ; e sion="[1.0,2.0)", o g.eclipse.ku a.con igu a ion; e sion="[1.0,2.0)", o g.eclipse.ku a.message; e sion="[1.0,2.0)", o g.osgi.se ice.componen ; e sion="1.2.0", o g.sl 4j; e sion="1.6.4" Con la cabece a Mani es -Ve sion indicamos la e sión de la especi icación pa a iche os mani ies o que sigue el iche o. En es e caso la 1.0. El es o de las cabece as que comienzan po Bundle- nos especi ican ca ac e ís icas de OSGi. Las más des acadas son: • Bundle-Name: Especi ica el nomb e del bundle. • Bundle-SymbolicName: Especi ica el nomb e del paque e que iden i ica al bundle. • Bundle-Ve sion: Especi ica la e sión del bundle. • Bundle-Requi edExecu ionEn i onmen : Especi ica la e sión de Ja a con la que se ejecu a. Con la cabece a Se ice-Componen : especi icamos la u a local al p oyec o donde se si úa un iche o de de inición del componen e componen .xml. Median e la cabece a Impo -Package indicamos las dependencias necesa ias del wo kspace de Ku a pa a el uncionamien o de nues o Bundle. 4.3.1.2 componen .xml Es e iche o nos pe mi e indica cual es la clase p incipal del bundle, los se icios que implemen a, expo a y u iliza. En nues o p oyec o es el siguien e: Aplicación desa ollada: Raspbe y Pi y Eclipse Ku a 41 <?xml e sion="1.0" encoding="UTF-8"?> <sc :componen xmlns:sc ="h p://www.osgi.o g/xmlns/sc / 1.2.0" name="o g.eclipse.ku a.demo.hea e .Hea e " ac i a e="ac i a e" deac i a e="deac i a e" modi ied="upda ed" enabled=" ue" immedia e=" ue" con igu a ion-policy=" equi e"> <implemen a ion class="o g.eclipse.ku a.demo.hea e .Hea e "/> <p ope y name="se ice.pid" ype="S ing" alue="o g.eclipse.ku a.demo.hea e .Hea e "/> <se ice> <p o ide in e ace="o g.eclipse.ku a.con igu a ion.Con igu ableComponen "/> </se ice> < e e ence name="CloudPublishe " policy="dynamic" bind="se CloudPublishe " unbind="unse CloudPublishe " ca dinali y="0..1" in e ace="o g.eclipse.ku a.cloudconnec ion.publishe .CloudPublishe "/ > </sc :componen > El elemen o aiz es sc :componen . Median e el elemen o implemen a ion indicamos que clase es nues a clase componen e. Es a clase que se enca ga de implemen a los mé odos ac i a e y deac i a e pa a a anca y pa a el bundle. Es e además con iene un elemen o se ice po cada se icio que implemen a y expo a. Con iene un elemen o e e ence po cada se icio que u iliza. En es e caso implemen a y expo a Con igu ableComponen y u iliza el se icio CloudPublishe . En cada elemen o se ice, indicamos median e el elemen o p o ide cuál es la in e az del se icio que se implemen a. En nues o caso: o g.eclipse.ku a.con igu a ion.Con igu ableComponen . En cada elemen o e e ence, indicamos median e el a ibu o: • name: El nomb e del se icio. • policy: Polí ica asociada. • bind: Mé odo llamado pa a ob ene la e e encia del se icio. • unbind: Mé odo llamado pa a elimina la e e encia del se icio. Po lo an o, la clase Hea e debe: • Implemen a la in e az Con igu ableComponen . • Implemen a los mé odos ac i a e, deac i a e y upda e. • Implemen a los mé odos se CloudPublishe y unse CloudPublishe . 48 Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula Figu a 25: Ku a Wi es El con enido del sc ip es el siguien e: a eco d = inpu . eco ds[0] //Se ob iene la in o mación del Susc ibe o ( a p op in eco d) { // Se i e a en el con enido ecibido i ( eco d[p op].ge Type()==BOOLEAN){ //Se busca el campo con in o mación booleana logge .in o('{}: {}', p op, eco d[p op]) a coun e Reco d = newWi eReco d() //Flujo de salida coun e Reco d.LED = eco d[p op] // Se asigna el alo al Led ou pu .add(coun e Reco d) //Se inse a el alo en el lujo de salida } } De es a o ma, se consigue encende /apaga el LED conec ado al pin GPIO 21 cuando se eciba in o mación de con ol (boolean) en el opic al que es á susc i o el CloudSusc ibe . En las igu as: Figu a 26: Con ol enciende LED, Figu a 27: Con ol apaga LED, se e leja el mensaje MQTT que p oduce es e cambio. Aplicación desa ollada: Raspbe y Pi y Eclipse Ku a 49 Figu a 26: Con ol enciende LED Figu a 27: Con ol apaga LED 50 Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula 5 APLICACIÓN DESARROLLADA: CLOUD COMPUTING EN AMAZON AWS an can idad del desa ollo ealizado en es e abajo es á di ec amen e implemen ado sob e los se icios que p opo ciona el en o no de Amazon Cloud Compu ing. En es e capí ulo se analiza cómo se ha conseguido desa olla en es e en o no conc e o an o el conexionado de los se icios que o ece, como el código que lo hace posible. En el Anexo C: C eación de usua ios y con igu ación de se icios en AWS, se mues a la in o mación necesa ia pa a egis a nos en AWS, así como los pasos necesa ios pa a c ea cada uno de los se icios u ilizados. 5.1 IoT Co e: Pue a de acceso al Cloud Compu ing pa a un Ga eway IoT. Nues o sis ema es á pensado pa a que pueda se usado an o po un único e a io, como po múl iples e a ios que pod ían llega a ag upa se en iendas. Pa a simplicidad y acilidad, se a a supone que un e a io con iene una Raspbe yPi, jun o con los senso es necesa ios pa a ob ene la in o mación. Así es como se mues a en la Figu a 1: Esquema de la a qui ec u a. Es po es o po lo que es de i al impo ancia sepa a la in o mación de cada e a io. Del mismo modo, es necesa io que cada e a io enga una iden idad y que es o le pe mi a maneja su in o mación de mane a segu a, es deci , que nadie que no enga pe misos pa a accede a la in o mación de es e pueda en ia u ob ene in o mación ela i a a él. Pa a ello se hace uso del componen e Regis o que p opo ciona IoT Co e. Cada e a io se c ea á en el sis ema como un "Obje o" en el egis o de "Obje os". Pa a más in o mación de cómo egis a un obje o en IoT Co e, consul a el apa ado 7.4 IoT Co e del Anexo C: C eación de usua ios y con igu ación de se icios en AWS. Como podemos obse a , hemos c eado un Obje o denominado "ku a-ga eway" co espondien e a una Raspbe y Pi con Eclipse Ku a ins alado. Pa a cada obje o, en su c eación se c ea y se ac i a un ce i icado, del cual podemos ob ene su cla e p i ada. Es o se mues a en la Figu a 28: Ce i icado asociado a un obje o. G I you business is no on he In e ne , hen you business will be ou o business. - Bill Ga es - Aplicación desa ollada: Cloud Compu ing en Amazon AWS 51 Figu a 28: Ce i icado asociado a un obje o Con es e ce i icado, el Obje o adquie e una Iden idad, que u iliza el componen e Se icio de segu idad e iden idad pa a que la Raspbe y Pi pueda conec a se a la nube y accede a la in o mación en su nomb e. La uncionalidad del se icio de segu idad e iden idad es la que se de alla en el apa ado 3.2.1 AWS IoT Co e A es e ce i icado se le an a asocia unas Polí icas pe sonalizadas, que nos an a pe mi i es ingi el núme o de Raspbe y Pi que pueden publica en un Obje o. Pa a su simplicidad, se end á en cuen a la conside ación ealizada an e io men e y a cada obje o asigna emos una Raspbe y Pi. 52 Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula Figu a 29: Polí ica asociada a un ce i icado Como emos en la Figu a 29: Polí ica asociada a un ce i icado, el documen o de una polí ica se esc ibe en o ma o JSON, y su obje o S a emen con iene una se ie de eglas en las que se especi ica si se pe mi e o no (E ec ) una ope ación (Ac ion) sob e un ecu so (Resou ce) [30]. Si quisié amos asigna una es icción de los disposi i os que se pueden conec a bas a ía con cambia a " Resou ce" : " opic_publicación_eclipse_ku a 12 " 5.1.1 In e acción con el Obje o: Thing Shadow Pa a cada obje o se c ea una Somb a de es e, haciendo uso del componen e Somb a del Disposi i o, que no es más que un documen o JSON que nos indica el es ado de un obje o. 12 opic_publicacion_eclipse_ku a: Ru a del opic MQTT en el que se quie a publica /susc ibi . Aplicación desa ollada: Cloud Compu ing en Amazon AWS 53 Figu a 30: Somb a de un Obje o Como podemos e en la Figu a 30: Somb a de un Obje o, cada Somb a puede ene a ios es ados, con in o mación ela i a a es e. • El es ado desi ed co esponde a una in o mación de es ado deseado. En es e campo es donde se modi ica á y almacena á la in o mación p oceden e de la aplicación Web pa a con ola cada uno de los e a ios. • El es ado epo ed co esponde a una in o mación de es ado epo ado. En es e campo es donde se modi ica á y almacena á la in o mación p oceden e del Disposi i o Ku a, ya que con end á la in o mación epo ada po cada uno de los senso es. • El es ado del a co esponde a una in o mación de es ado a ian e. En es e campo se incluye la in o mación que se ha modi icado en la úl ima ac ualización de una Somb a. Es de g an u ilidad pa a comp oba que odo unciona según lo espe ado y no se ha p oducido ningún e o . Pa a pode in e ac ua con los dis in os obje os c eados u iliza emos el componen e Se icio De ice Shadow. La uncionalidad de es e se indica en el apa ado 3.2.1 AWS IoT Co e. Es e componen e nos p opo ciona la posibilidad de ac ualiza y ob ene in o mación de una Somb a median e: 1. Un pun o de enlace a una API REST [31]: Es a API es la que u iliza emos pa a ac ualiza la in o mación de la somb a desde la aplicación Web. Los mé odos que p opo ciona son: GET, UPDATE y DELETE. 2. Un ema MQTT pa a ac ualiza , ob ene o elimina la in o mación de es ado de una Somb a [32]: En los emas MQTT que podemos e en la Figu a 31: Se icio De ice Shadow, nos susc ibi emos y publica emos la in o mación ob enida p oceden e/des inada a la Raspbe y Pi. 54 Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula Figu a 31: Se icio De ice Shadow 5.1.2 Reglas Las eglas son una pa e undamen al pa a la in e conexión en e los dis in os se icios que p opo ciona AWS. Es as son acciones que ealiza cuando se p oduce un e en o dado, ya sea un mensaje ecibido/en iado po un obje o o ac ualiza la somb a de es e. Es as eglas necesi an sabe el o igen de los mensajes, y los a ibu os que se quie en de es e. Pa a acili a su uso, es as consul as se ealizan en lenguaje SQL: SELECT <A ibu e> FROM <Topic Fil e > WHERE <Condi ion> En la Figu a 32: Acciones AWS, se mues an las di e en es acciones que se pueden hace desde el IoT Co e. Aplicación desa ollada: Cloud Compu ing en Amazon AWS 55 Figu a 32: Acciones AWS Pa a el desa ollo de nues a pla a o ma, han sido de g an u ilidad las eglas de Inse a un mensaje en una abla de DynamoDB, así como In oca a una unción Lambda pa a pasa los da os del mensaje. El uncionamien o de es as se de alla á en los apa ados a con inuación. Pa a el desa ollo de nues a aplicación, hemos c eado una egla llamada sendToDB. Es a se enca ga de in oca una unción Lambda cuando se ac ualiza la Somb a de un Obje o. Cuando se p oduce la egla, a la unción Lambda se le pasa el con enido de es a somb a, así como el nomb e del Obje o al cual se le es á ac ualizando la Somb a. Es o se consigue con la sen encia SQL: SELECT s a e. epo ed.* , s a e.desi ed.* , opic(3) AS ku aId FROM '$aws/ hings/+/shadow/upda e/accep ed' Ya que es a íamos haciendo un SELECT sob e el opic en el que se gua da la in o mación ac ualizada de una Somb a ($aws/ hings/+/shadow/upda e/accep ed) y ex ayendo los pa áme os de es ado "deseado" y " epo ado". Como acla ación, el '+' es el elemen o comodín pa a elegi el opic, (es como un *). Signi ica cualquie a. Es o es de g an u ilidad de ca a a la escalabilidad, ya que amos a pode u iliza la misma egla pa a ob ene la Somb a de odos los Obje os que engamos c eados. Pa a sabe de qué obje o se ha ob enido la in o mación, se ob iene ambién el pa áme o opic (3), co espondien e al e ce elemen o de la u a del opic, que se co esponde ía con lo que se in oduce en el elemen o '+'. En caso de que se p oduzca algún e o se en ia á un mensaje con los da os de e o a CloudWa ch 13 . Desde la in e az Web de AWS, una ez se ha c eado la egla, se nos debe mos a la in o mación con enida en la Figu a 33: Regla SendToDB. 13 CloudWa ch es el se icio de e en os y ale as in e no de Amazon AWS. 56 Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula Figu a 33: Regla SendToDB 5.2 Dynamo DB Pa a almacena la in o mación pe enecien e a los es ados de las dis in as Somb as, u iliza emos una Base de Da os noSQL. El obje i o de es a Base de Da os es la de almacena un his ó ico de los dis in os es ados en los que se ha encon ado un e a io, pa a pode isualiza lo y ac ua en consecuencia. Además, es a se á la Base de Da os a la que se acceda median e la API REST p opo cionada po API Ga eway. Hemos c eado una abla llamada e a io. Es a iene una cla e p ima ia llamada ku aId (s ing) y una cla e de o denación llamada da e (numbe ). Se han elegido de es a o ma ya que iden i ica emos a cada e a io po su nomb e y u iliza emos la cla e de o denación pa a accede al his ó ico de in o mación po echas de un e a io. Una ez hayamos c eado la abla, se nos debe mos a la in o mación que se mues a en la Figu a 34: In o mación Base de Da os e a io. La Base de Da os posee un ARN p opio, que u iliza emos pa a asigna los dis in os pe misos necesa ios pa a pode lee /esc ibi en es a desde el es o de los se icios de AWS. Tan o la c eación de la Base de Da os como el ARN se e en más de enimien o en el Anexo C: C eación de usua ios y con igu ación de se icios en AWS, apa ado 7.5 DynamoDB. Aplicación desa ollada: Cloud Compu ing en Amazon AWS 57 Figu a 34: In o mación Base de Da os e a io Pa a el uso que se ha de inido, la abla con end á elemen os con in o mación: • ku aId (s ing): Nomb e iden i ica i o que se le asigna al e a io. • da e (numbe ): Fecha en la que se ha incluido la in o mación. • name (s ing): Nomb e que indica in o mación ace ca del e a io, como el dueño o la ienda. • ype (s ing): Campo que indica si la in o mación in oducida es de ipo desi ed o epo ed. • humidi yDesi ed (s ing): Humedad deseada. • humidi yRepo ed (s ing): Humedad epo ada. • empe a u eDesi ed (s ing): Tempe a u a deseada. • empe a u eRepo ed (s ing): Tempe a u a epo ada. • mois u eRepo ed (s ing): Campo que indica si ha habido alguna incidencia o no. • id (numbe ): Índice que hace e e encia a un e a io en un momen o dado. Es de u ilidad pa a accede a un es ado dado del e a io desde la aplicación Web. En la Figu a 35: Elemen os de e a io, podemos obse a cómo se isualizan los dis in os elemen os que se incluyen en la abla. Figu a 35: Elemen os de e a io 64 Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula Como podemos obse a en la Figu a 44: Función dynamodb_w i e, iene un e en o desencadenado , la API Ga eway. Po lo an o, el con enido del obje o e en con end á la in o mación ela i a a la pe ición HTTP que se haga a es a. En el apa ado de API Ga eway se indica cómo se iene que en ia es a in o mación pa a que ambos ex emos puedan unciona . Se esponde á a la pe ición HTTP con el esul ado de la ejecución del código. Como es a unción se enca ga de ac ualiza el es ado de la Somb a, no es necesa io que acceda a la Base de Da os, pe o si a la Somb a del Obje o. Pa a ello, son necesa ias las líneas de código: cons AWS = equi e('aws-sdk'); a con ig = { " hingName":"ku a-ga eway", "endpoin Add ess":"a2i 4dwpo41h6e-a s.io .eu-wes 3.amazonaws.com" }; a io da a = new AWS.Io Da a({endpoin : con ig.endpoin Add ess}); Donde hingName se co esponde con el nomb e del Obje o al que que emos accede y endpoin Add ess es la di ección co espondien e al pun o de acceso pe sonalizado que podemos ob ene en nues o IoT Co e. En el Anexo C: C eación de usua ios y con igu ación de se icios en AWS, IoT Co e se e de o ma de allada como ob ene es a di ección. La di ección es la que se mues a en la Figu a 45: Pun o de acceso pe sonalizado. Figu a 45: Pun o de acceso pe sonalizado Pa a que la ac ualización de la Somb a sea posible, c eamos una a iable llamada upda e, con la in o mación pe enecien e al es ado "desi ed" 14 que puede ene la Somb a de un Obje o. Con el mé odo upda eThingShadow() ac ualiza emos la in o mación de la Somb a, incluyendo en es a la in o mación de la a iable upda e [34]. El con enido de es e se mues a en la Figu a 46: Mé odo upda eThingShadow. 14 Como mencionamos en el apa ado 5.1.1 In e acción con el Obje o: Thing Shadow, el es ado "desi ed" es el que u iliza emos pa a almacena la in o mación pe enecien e a la in e acción de la aplicación Web, po lo que es es e el es ado que ac ualiza emos. Aplicación desa ollada: Cloud Compu ing en Amazon AWS 65 Figu a 46: Mé odo upda eThingShadow Cabe des aca que como con es a unción lo que ac ualizamos es la Somb a de un Obje o, como consecuencia di ec a, se in oca la unción Lambda shadowToDB, po lo que ambién se ac ualiza ía la Base de Da os con la in o mación del nue o es ado de la Somb a. Po lo an o, si ealizamos una pe ición POST a la URL que nos p opo ciona la API Ga eway, que e emos en el apa ado 5.4 API Ga eway, con la in o mación de un nue o es ado de la Somb a, es a se ac ualiza á y pod emos consul a lo an o en el IoT Co e, como en la Base de Da os. Pa a es a pe ición hacemos uso de Pos man. Es o se ecoge en las igu as: Figu a 47: Ac ualización somb a median e POST usando Pos man, Figu a 48: Somb a ac ualizada en IoT Co e y Figu a 49: Base de Da os ac ualizada con el nue o es ado de la somb a. Figu a 47: Ac ualización somb a median e POST usando Pos man 66 Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula Figu a 48: Somb a ac ualizada en IoT Co e Figu a 49: Base de Da os ac ualizada con el nue o es ado de la somb a. 5.4 API Ga eway Pa a que nues o sis ema se e less en la nube sea de u ilidad, es necesa io que o as aplicaciones puedan accede , sin ene conocimien o de cómo es én implemen adas es as a a és de una API. Amazon AWS p opone una he amien a denominada API Ga eway pa a ello. Es a nos p opo ciona acceso a los ecu sos que enemos en AWS a a és de una API REST. Po lo an o, pod emos accede a es e se icio ealizando pe iciones HTTP. Aplicación desa ollada: Cloud Compu ing en Amazon AWS 67 G acias a es o, end emos desa ollado el backend de nues a aplicación, sin ene que desplega noso os mismos un se ido local, sino que lo " end emos en la nube". Pa a que sea más isual lo que se quie e consegui con odos es os se icios, es de g an ayuda la Figu a 50: Backend IoT AWS [35]: Figu a 50: Backend IoT AWS Como podemos e , el backend de nues o sis ema es a ía compues o po : • En o no IoT: El cual in oluc a la Somb a de un Obje o. In e acciona emos con es a median e su opic IoT. Además, end emos una se ie de eglas que ienen como obje i o inal in oduci la in o mación de es a Somb a en una Base de Da os. Pa a ello se ha á uso de una unción Lambda llamada shadowToDB. • En o no Web: En es e en o no ob enemos/modi icamos la in o mación que hemos almacenado an o en la Somb a de un Obje o, como en la Base de Da os median e HTTP. Pa a ello ha emos uso de una API REST, p opo cionada po API Ga eway. Es a in oca á a la unción Lambda dynamodb_ ead si que emos lee in o mación de la Base de Da os o a la unción dynamodb_w i e si que emos publica in o mación en el opic IoT pa a ac ualiza una somb a, y como consecuencia, ac ualiza la Base de Da os. Pa a ello, en la he amien a API Ga eway c ea emos una API, llamada ku a. La in o mación de cómo c ea una API se ecoge en el Anexo C: C eación de usua ios y con igu ación de se icios en AWS. En la Figu a 51: API ku a podemos e la API c eada. Figu a 51: API ku a 68 Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula En es a c ea emos los mé odos median e los cuales que emos accede a los ecu sos. En nues o caso se án los mé odos GET y POST pa a ob ene y modi ica la in o mación espec i amen e. En el Anexo C: C eación de usua ios y con igu ación de se icios en AWS, apa ado 7.7 API Ga eway se indica como c ea los di e en es mé odos que se mues an en la Figu a 52: Recu sos API ku a. Figu a 52: Recu sos API ku a 5.4.1 Mé odo GET El mé odo GET co espondien e a la API REST llamada ku a, que se ha c eado con API Ga eway, se ha con igu ado pa a que llame a una unción Lambda. En es e caso a la unción dynamodb_ ead, is a en el apa ado 5.3.2 Función dynamodb_ ead. Un esquema de es e mé odo se mues a en la Figu a 53: Mé odo GET. En es e se mues a la secuencia en la que se p oduce la ejecución de un mé odo GET. No se le han con igu ado pa áme os de segu idad, po lo que ac ualmen e, cualquie a que disponga de la URL que nos p opo ciona la API al implemen a la, pod á accede a la in o mación de la Base de Da os. Aplicación desa ollada: Cloud Compu ing en Amazon AWS 69 Figu a 53: Mé odo GET Pa a que podamos accede a la base de da os y consul a un único elemen o de la abla (u iliza mé odo ge () de la unción Lambda), es necesa io que añadamos una plan illa de mapeo como la que se mues a en la Figu a 54: Plan illa de mapeo GET. En el Anexo C: C eación de usua ios y con igu ación de se icios en AWS se indica como c ea an o un mé odo de la API como las plan illas de mapeo. Figu a 54: Plan illa de mapeo GET Es o lo que indica son los dis in os pa áme os que podemos ob ene en la pe ición GET. En es e caso, enemos un campo en o ma o JSON: "ku aId":"iden i icado ", cuando en iemos la in o mación a la unción Lambda, se co esponde á con la in o mación que con enga e en .ku aId. 5.4.2 Mé odo POST El mé odo POST co espondien e a la API REST llamada ku a, que se ha c eado con API Ga eway, se ha con igu ado pa a que llame a una unción Lambda. En es e caso a la unción dynamodb_w i e, is a en el apa ado 5.3.3 Función dynamodb_w i e. Un esquema de es e mé odo se mues a en la Figu a 55: Mé odo POST. En es e se mues a la secuencia en la que se p oduce la ejecución de un mé odo POST. No se le han con igu ado pa áme os de segu idad, po lo que ac ualmen e, cualquie a que disponga de la URL que nos p opo ciona la API al implemen a la, pod á accede a la in o mación de la Base de Da os. 70 Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula Figu a 55: Mé odo POST Pa a que podamos ac ualiza la in o mación de la Somb a, es necesa io que añadamos una plan illa de mapeo, pa a que la nue a in o mación se aslade a la unción Lambda al y como es a lo espe a. Es a se mues a en la Figu a 56: Plan illa de mapeo POST. En el Anexo C: C eación de usua ios y con igu ación de se icios en AWS se indica como c ea an o un mé odo de la API como las plan illas de mapeo. Figu a 56: Plan illa de mapeo POST Aplicación desa ollada: Cloud Compu ing en Amazon AWS 71 Es o lo que indica es la in o mación ecibida en o ma o JSON, de igual mane a que con el mé odo GET. 5.4.3 Implemen ación de la API Una ez hemos c eado los dis in os mé odos que end á nues a API, end emos que implemen a la, pa a que consigamos una URL a la cual accede . Pa a ellos enemos que c ea una E apa. Es o nos pe mi e ene a ias API de unos mismos mé odos, con el in de pode p oba nue as e siones de la API sin que la que es á en uncionamien o deje de es a lo. En nues o caso, c ea emos la E apa p od. Pa a más in o mación de cómo c ea una E apa, consul a el Anexo C: C eación de usua ios y con igu ación de se icios en AWS. En la Figu a 57: E apa p od se mues a la API implemen ada. Figu a 57: E apa p od Si que emos accede a los ecu sos que p opo ciona es a API, end emos que accede a la URL h ps://l jjl cw 8.execu e-api.eu-wes -3.amazonaws.com/p od/ku a El esul ado es el que se mues a en la Figu a 58: Acceso API. Como podemos e , la in o mación mos ada se co esponde con el de la base de da os an e io men e mos ada en la Figu a 49: Base de Da os ac ualizada con el nue o es ado de la somb a.. Figu a 58: Acceso API 72 Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula 6 APLICACIÓN DESARROLLADA: INTERFAZ WEB ANGULAR a a pode ob ene oda la in o mación almacenada en la Base de Da os, así como pode in e ac ua con la Somb a de un Obje o y po consecuen e, la Raspbe y Pi, se ha p opo cionado una in e az de usua io o on end desa ollado en Angula . 6.1 Módulos u ilizados En el iche o app.module. s es donde hemos indicado los dis in os módulos de Angula que amos a u iliza , así como los componen es que hemos decla ado noso os mismos. Figu a 59: Módulo app.module. s P The only way o do g ea wo k is o lo e wha you do. I you ha en' ound i ye , keep looking. Don' se le - S e e Jobs - Aplicación desa ollada: In e az web Angula 73 Como podemos e en la Figu a 59: Módulo app.module. s, se impo an al código los dis in os módulos y componen es a a és de las u as donde se encuen an cada uno de los módulos que se quie en e e encia pos e io men e en @NgModule{}. Los módulos que se impo an p o ienen de la lib e ía de Angula y son: • B owse Module: Pe mi e hace búsquedas de elemen os en los da os de la aplicación. • Fo msModule: Pe mi e ellena un o mula io y ans e i la in o mación a los da os de la aplicación. • AppRou ingModule: Pe mi e hace Rou ing den o de la aplicación. • H pClien Module: Pe mi e hace pe iciones HTTP a la API REST. Los componen es que se decla an y expo an como consecuencia, son los c eados pa a lle a a cabo las uncionalidades deseadas y son: • AppComponen : Componen e p incipal, es la p ime a is a que se mues a. Se enca ga de llama al es o de componen es. • Dashboa dComponen : Componen e que mues a los úl imos e a ios a los que hemos accedido, pe mi iendo hace click en ellos pa a ob ene una in o mación más de allada. • Te a iosComponen : Componen e que almacena cada uno de los e a ios, así como la in o mación ecien e de cada uno de es os. • Te a iosDe ailComponen : Componen e que con iene la in o mación de cada uno de los e a ios, así como el his ó ico de empe a u a de es os. • MessagesComponen : Componen e que nos pe mi e sabe el es ado de cada una de las pe icione ealizadas, en o ma de mensajes, pa a la depu ación. La implemen ación de es os componen es se de alla en el apa ado 6.3 Componen es Implemen ados. 6.2 Se icio Te a io Se ice Es e se icio es el enca gado de ealiza las pe iciones HTTP a la API REST que nos p opo ciona API Ga eway, is a en el apa ado 5.4 API Ga eway. Pa a ello hace uso del módulo HTTPClien . Es e p opo ciona los mé odos GET y POST necesa ios pa a ob ene la in o mación almacenada en AWS. Los pa áme os de con igu ación que amos a u iliza son los que se mues an en la Figu a 60: Con igu ación e a io.se ice. s. 80 Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula @Componen ({ selec o : 'app- e a ios', empla eU l: './ e a ios.componen .h ml', s yleU ls: ['./ e a ios.componen .css'] }) C eamos dos obje os, pa a hace el mapeo del JSON ob enido a clases a las que podamos accede . e a ios: Te a io[]; i ems: I ems; Po úl imo, cabe des aca el mé odo que se llama á pa a ob ene los e a ios. Es e se susc ibi á a el mé odo ge Te a ios() de Te a ioSe ice. ge Te a ios(): oid { his. e a ioSe ice.ge Te a ios() .subsc ibe(i ems => { his.i ems = { i ems: (i ems as any).I ems, coun : (i ems as any).Coun , scannedCoun : (i ems as any).ScannedCoun }; his. e a ios = his.i ems.i ems; console.log( his. e a ios); }); } Es o lo que hace es asigna al obje o i ems, el JSON ob enido de la pe ición GET. Pos e io men e, al obje o e a ios se le asignan odos los e a ios que se ob ienen, que es el con enido de la a iable i ems del obje o i ems. De es a o ma, la is a ob iene odos los e a ios. 6.3.4 Componen e Dashboa d Componen Es e componen e nos pe mi e ob ene una is a ápida de los úl imos e a ios a los que hemos accedido. 6.3.4.1 Vis a HTML En es e componen e, la is a queda al y como se mues a en la Figu a 66: Página p incipal. La única di e encia es el amaño de los bo ones. 6.3.4.2 Da os y lógica TypeSc ip La lógica de es e componen e es idén ica a la del componen e Te a ios, pe o a la ho a de asigna los e a ios al obje o e a ios, sólo se asigna án los 2 p ime os. Es o se consigue con la siguien e línea de código: his. e a ios = his.i ems.i ems.slice(0,2); 6.3.5 Componen e Te a ios De ail Es e componen e es el que nos pe mi e e el his ó ico de empe a u as que ha enido un e a io dado. Además, pe mi e con ola el e a io median e un o mula io. Aplicación desa ollada: In e az web Angula 81 6.3.5.1 Vis a HTML Es e componen e nos mos a á en o ma de lis a el his ó ico de empe a u a y humedad de un e a io. Además, se pod á ellena un o mula io que nos pe mi a ac i a o desac i a el con olado y en ia la empe a u a o humedad deseada. La is a en el na egado Web se ía la mos ada en la Figu a 69: Vis a Te a ios De ail. Figu a 69: Vis a Te a ios De ail Pa a ep esen a cada uno de los es ados del e a io en o ma de lis a se ha empleado el siguien e código: <ul class=" e a ios"> <li *ngFo ="le e a io o e a ios"> <a> <span class="badge">Fecha: {{ e a io.da e}} </span> Tempe a u a: {{ e a io. empe a u eRepo ed}} Humedad: {{ e a io.humidi yRepo ed}} </a> </li> </ul> Pa a c ea el o mula io y asigna es a in o mación a los da os de la pa e TypeSc ip se ha empleado el siguien e código: <di > <label>Ac i a /Desac i a Con olado : <inpu # e a ioCon ol /> </label> <label> Tempe a u a deseada: <inpu # empe a u e /> </label> 82 Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula <label> Humedad deseada: <inpu #humidi y /> </label> <!-- (click) passes inpu alue o add() and hen clea s he inpu --> <bu on (click)="add( e a ioCon ol. alue, empe a u e. alue, humidi y. alue); e a ioCon ol. alue=''; empe a u e. alue=''; humidi y. alue=''"> En ia </bu on> </di > De es a o ma, cuando le demos al bo ón en ia de la in e az Web, se en ia á una pe ición POST a la URL "h ps://l jjl cw 8.execu e-api.eu-wes -3.amazonaws.com/p od/ku a" p opo cionada po API Ga eway de AWS con el con enido del o mula io en el cue po de la pe ición POST. Es a se enca ga á de in oca a la unción Lambda 5.3.3 Función dynamodb_w i e pa a ac ualiza la Somb a del Obje o co espondien e y la Base de Da os. Como la Raspbe y Pi es á susc i a a es a median e el CloudSusc ibe is o en el apa ado 4.2.2 CloudSusc ibe , es a ecibi á la in o mación de con ol y se encende án/apaga án los LEDs al y como se mues a en las igu as: Figu a 26: Con ol enciende LED, Figu a 27: Con ol apaga LED del apa ado 4.4 Ku a Wi es y GPIOD i e : Con ol de LEDs. 6.3.5.2 Da os y lógica TypeSc ip Es e compon en e se ha de inido u ilizando la dependencia: @Componen ({ selec o : 'app- e a io-de ail', empla eU l: './ e a io-de ail.componen .h ml', s yleU ls: [ './ e a io-de ail.componen .css' ] }) Como que emos que la in o mación de u a sea u ilizable po Rou ingComponen , así como pode ob ene in o mación de la u a pa a hace la pe ición GET necesa ia, necesi amos implemen a el siguien e cons uc o : cons uc o ( p i a e ou e: Ac i a edRou e, p i a e e a ioSe ice: Te a ioSe ice, ) {} Con es o conseguimos in oduci en la a iable ou e, la URL en la que nos encon amos. Pa a ob ene la a iable ku aId, que es la cla e de un e a io, sólo enemos que ob ene la de la a iable ou e: le ku aId = his. ou e.snapsho .pa amMap.ge ('ku aId'); Pa a ob ene la in o mación del e a io, llamamos al mé odo ge Te a io(ku aId) del apa ado 6.2 Se icio Te a io Se ice, en la que nos de uel e la in o mación y la asignamos de la misma o ma que en Te a iosComponen , pe o en es e caso, sólo es la in o mación ela i a a un e a io. Aplicación desa ollada: In e az web Angula 83 Pa a en ia la in o mación de con ol, llamamos al mé odo addTe a io( e a ioEn ) del apa ado 6.2 Se icio Te a io Se ice. Pa a que es a pe ición se p oduzca de o ma sa is ac o ia, hemos enido que c ea una in e az denominada Pos ing. La in e az Pos ing con iene los a ibu os: expo class Pos ing { id: numbe ; name: s ing; empe a u eDesi ed: s ing; ku aId: s ing; humidi yDesi ed: s ing; con ol: boolean; } Es a nos pe mi e in oduci in o mación de con ol en un e a io y de empe a u a/humedad deseada. Es la que se u iliza pa a mapea la in o mación p oceden e del o mula io. Es o se consigue con el siguien e código: add(con ol: boolean, empe a u e: s ing, humidi y: s ing): oid { his. e a ioEn = { id : his. e a io.id, empe a u eDesi ed : empe a u e, ku aId : his.ku a, humidi yDesi ed : humidi y, name: his. e a io.name, con ol : con ol, } } Siendo el mé odo add el que se in oca cuando se pulsa el bo ón En ia del o mula io. 6.3.6 Componen e Messages Es e componen e nos pe mi e isualiza in o mación de depu ación en la pan alla. Pa a de ini lo se ha u ilizado la siguien e dependencia: @Componen ({ selec o : 'app-messages', empla eU l: './messages.componen .h ml', s yleU ls: ['./messages.componen .css'] }) Po lo an o, en el es o de las is as se inclui á <app-messages></app-messages> pa a que se mues e la in o mación cap u ada en es e. Mues a la in o mación como se puede ap ecia en las igu as: Figu a 66: Página p incipal y Figu a 68: Vis a Te a ios Componen . 84 Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula Con la inalidad de acla a el uncionamien o y las posibles in e acciones que es a aplicación Web o ece, en la Figu a 70: Casos de uso se mues an los dis in os casos de uso que es a aplicación p opo ciona. Figu a 70: Casos de uso Además en la Figu a 71: Diag ama de secuencia ob ene e a io, se mues a un diag ama de secuencia pa a el caso de uso de ob ene el de alle de un e a io. Figu a 71: Diag ama de secuencia ob ene e a io Aplicación desa ollada: In e az web Angula 85 Po úl imo, en la Figu a 72: Diag ama de secuencia con ola e a io se mues a un diag ama de secuencia pa a el caso de uso de con ola e a io. Figu a 72: Diag ama de secuencia con ola e a io 86 Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula 7 CONCLUSIONES Y LÍNEAS FUTURAS omo pun o inal a es e T abajo de Fin de G ado me gus a ía e lexiona sob e los conocimien os adqui idos, la uncionalidad conseguida pa a es e, así como la capacidad de mejo a que iene. Desde el pun o de is a del ap endizaje, me gus a ía ema ca los conocimien os adqui idos pa a la c eación de un se icio basado en el Cloud Compu ing, que nos p opo ciona acilidades como no p eocupa se po el man enimien o, po el ap o isionamien o de los ecu sos, po la in eg idad de la in o mación. Además, odo el desa ollo modula con Eclipse Ku a y la Raspbe y Pi me han hecho ene consciencia de la impo ancia de la modula idad y la eu ilización de código, aspec os cla e hoy en día pa a el desa ollo. Desde el pun o de is a de la uncionalidad desa ollada, conside o que se ob iene una buena solución inicial pa a el p oblema que se plan eaba. Sin emba go, aún iene mucho ma gen de mejo a. Ac ualmen e, se p opo ciona un sis ema IoT, que pe mi e la moni o ización de la empe a u a y humedad de un e a io y el con ol de unos LEDs median e una in e az Web. La in e az Web implemen ada en Angula , es capaz de mos a la in o mación y accede a los dis in os ecu sos de una o ma sencilla. Po con aposición, la o ma de mos a es a in o mación no es la más isual ni in ui i a, ya que lo mejo pa a es o se ía hace uso de g á icas y es ilos a la o den del día. Pa a ello conside o una mejo a sus ancial el inclui una plan illa de es ilos en Boo s ap. En el apa ado del Cloud Compu ing, se o o ga al sis ema de una segu idad in e na en el p ocesamien o y ges ión de la in o mación, así como en la comunicación con la Raspbe y Pi. Se han u ilizado di e en es se icios den o de es e en o no, como son IoT Co e, DynamoDB como Base de Da os, Lambda y API Ga eway. Sin emba go, la API REST no p opo ciona ningún ipo de segu idad, po lo que cualquie a que conozca la URL de es a, puede accede a los ecu sos median e los mé odos que p opone. Po lo an o, en un u u o es a ía a bien inco po a le esa segu idad que le al a. Finalmen e, la implemen ación en Eclipse Ku a ha sido la que más queb ade os de cabeza me ha dado, aunque a p io i pa ecía la más sencilla. Es o se debe a que se necesi a ene un conocimien o muy p o undo de cómo unciona pa a pode empeza a desa olla us p opias aplicaciones. Una ez se adquie e, la modula idad y la can idad de ecu sos que p opo ciona "lo ponen odo en bandeja". A pesa de odo, me hubiese gus ado implemen a más uncionalidades en es a, como la in eg ación con mo o es y elés que se accionen en unción de una empe a u a y humedad deseada. C I you ge up in he mo ning and hink he u u e is going o be be e , i is a b igh day. O he wise, i ´s no . - Elon Musk- Anexo A: Ins alación de Senso es DHT11 y Leds en Raspbe y Pi 87 ANEXO A: INSTALACIÓN DE SENSORES DHT11 Y LEDS EN RASPBERRY PI En es e anexo se explica paso a paso cómo conec a los senso es de humedad y empe a u a DHT11 a los pines GPIO de la Raspbe y Pi, pa a que se pueda ob ene la in o mación de es os. Además, se mues a el conexionado de los LEDs u ilizados. Pa a el conexionado del senso DHT11, se ha u ilizado la siguien e e e encia [2]. Inicialmen e, hay que iden i ica qué ipo de senso DHT11 enemos. Los hay de 3 pines y de 4 pines. La di e encia en e es os adica en que el de 3 pines no necesi a una esis encia pa a conec a lo con los pines GPIO de la Raspbe y Pi, ya que la ae inco po ada. En el caso de que engamos uno de 4 pines, necesi a emos adicionalmen e una esis encia de en e 4,7K y 10 K Ohmios que coloca emos en e el pin 1 y el in 2 [2]. En nues o caso, el senso es de 3 pines, po lo que no la necesi a emos. Figu a 73: Senso DHT11 Pa a hace e e encia a los pines del senso mos ados en la Figu a 73: Senso DHT11, de izquie da a de echa nos e e i emos como: • Pin 1: Posi i o. • Pin 2: Da os. • Pin 3: Nega i o. Pa a e e i nos a los pines GPIO de la Raspbe y Pi los nume a emos como se indica en la Figu a 74: Pines GPIO. Figu a 74: Pines GPIO 88 Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula Po lo an o, el conexionado del Pin 1 debe ía hace se con un pin de ol aje posi i o, po ejemplo, el Pin 1 (3.3V) de la Raspbe y Pi. El conexionado del Pin 3 debe á hace se con un pin de ie a, en es e caso el Pin 39 (GND) de la Raspbe y Pi. Pa a la ansmisión de da os, debemos conec a el Pin 2 con alguno de los pines denominados como GPIO XX, que son los que pe mi en el in e cambio de da os. En nues o caso, lo ha emos con el Pin 38 (GPIO 20). Con odo es o, si ejecu amos el p og ama que nos pe mi e lee la in o mación de los senso es DHT11 (Ada ui DHT.py) nos mos a á la siguien e salida: Pa a el conexionado de los LEDs, se han conec ado di ec amen e al PIN GPIO del que an a ob ene in o mación en el polo posi i o de es e. El polo nega i o se ha conec ado a una esis encia de 1K Ohmios y pos e io men e a un pin de ie a (GND). El conexionado an o de los senso es como del LED se mues a en la Figu a 75: Conexionado Raspbe y Pi. Figu a 75: Conexionado Raspbe y Pi ANEXO B: INSTALACIÓN Y CONFIGURACIÓN DE ECLIPSE KURA EN RASPBERRY PI En es e anexo se explica paso a paso cómo ins ala y con igu a Eclipse Ku a 4.1.0 en una Raspbe y Pi 3, así como los pa áme os necesa ios pa a su con igu ación. 7.1 Ins alación de Eclipse Ku a 4.1.0 en una Raspbe y Pi 3 con Raspbian Bus e Se ins ala á Eclipse Ku a en una Raspbe y Pi 3 con la imagen Raspbian Bus e , e sión Julio de 2019 [36] pa a con e i es e disposi i o en una pasa ela IoT. Pa a ello se han seguido los pasos indicados en la documen ación de Eclipse Ku a. [37] Desde una e minal en la Raspbe y Pi ejecu amos los siguien es comandos: 1. Desins alamos paque es que son incompa ibles con Eclipse Ku a. $ sudo ap -ge pu ge dhcpcd5 2. Ins alamos la he amien a gdebi, necesa ia pa a el uncionamien o. $ sudo ap -ge upda e $ sudo ap -ge ins all gdebi-co e 3. Ins alamos Ja a 8 en caso de no ene lo ins alado. $ sudo ap -ge ins all openjdk-8-j e-headless 4. Desca gamos el paque e de Eclipse Ku a y lo ins alamos usando la he amien a gdebi $ wge h p://download.eclipse.o g/ku a/ eleases/< e sion>/ku a_4 .1.0_ aspbe y-pi-2-3_ins alle .deb $ sudo gdebi ku a_4.1.0_ aspbe y-pi-2-3_ins alle .deb T as ejecu a es os comandos end íamos ins alado Eclipse Ku a en nues a Raspbe y Pi. A con inuación, se puede einicia y accede a la in e az Web de Ku a haciendo uso de un na egado Web, haciendo uso de una de las di ecciones IP que enga asignada, o en nues o caso, la local. Se debe mos a el con enido de la Figu a 76: In e az inicio sesión de Eclipse Ku a. h ps://localhos 96 Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula ANEXO C: CREACIÓN DE USUARIOS Y CONFIGURACIÓN DE SERVICIOS EN AWS En es e anexo se explica paso a paso cómo c ea un usua io y c ea y con igu a los dis in os se icios u ilizados en Amazon AWS. Pa a el desa ollo de es e T abajo de Fin de G ado, odos los se icios u ilizados han sido g a ui os, ya que no se ha excedido el lími e de ecu sos g a ui os que la pla a o ma p opo ciona. 7.3 C eación de usua io AWS Pa a c ea nos un usua io en la pla a o ma de Amazon AWS, enemos que di igi nos a la siguien e URL: h ps://aws.amazon.com/ ee. Una ez en es a, podemos e odos los p oduc os que AWS o e a en su pla a o ma de Cloud Compu ing. Pa a c ea una cuen a, debemos hace click en el bo ón na anja de la esquina supe io de echa (C ea una cuen a de AWS). Figu a 83: Fo mula io AWS Se debe á ellena el o mula io que apa ece en la Figu a 83: Fo mula io AWS con la in o mación pe sonal del usua io a c ea . Se debe á ellena oda la in o mación que se solici e en cada paso. Pide una a je a de c édi o pa a e i ica la iden idad, pe o no se ha á ningún ca go a es a. Una ez hayamos comple ado el egis o, end emos nues a sesión c eada. Se nos mos a á nues o panel p incipal, como podemos e en la Figu a 84: Panel p incipal AWS. Anexo C: C eación de usua ios y con igu ación de se icios en AWS 97 Figu a 84: Panel p incipal AWS 7.4 IoT Co e En es e apa ado se indican los pasos necesa ios pa a c ea un Obje o en el IoT Co e de AWS. Es e obje o se á el u ilizado en el en o no de Cloud Compu ing de AWS pa a ep esen a un disposi i o IoT, en es e caso, la Raspbe y Pi con Eclipse Ku a. Pa a empeza a u iliza IoT Co e, debemos hace click en el elemen o Se icios que apa ece en la Figu a 84: Panel p incipal AWS. Ahí in oduci emos en el buscado IoT Co e. Se nos debe mos a lo que apa ece en la Figu a 85: IoT Co e. 98 Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula Figu a 85: IoT Co e Una ez en es e, debemos c ea un Obje o. Pa a ello debemos i a Adminis ación -> Obje os -> C ea . Debemos elegi la opción c ea un solo Obje o. Hab á que ellena cada uno de los campos que se solici an en la Figu a 86: C eación Obje o. Figu a 86: C eación Obje o Anexo C: C eación de usua ios y con igu ación de se icios en AWS 99 En es e caso, le asigna emos el nomb e ku a-ga eway. Es e obje o ep esen a á la Raspbe y Pi, ya que es un Ga eway IoT, haciendo uso de Eclipse Ku a. No le aplica emos ningún ipo. No es necesa io asigna le aho a un g upo al que pe enece . A con inuación, debemos da le a Siguien e. Pa a que es e Obje o adquie a una Iden idad, que nos pe mi a que se conec en a es e disposi i o IoT de o ma segu a, debemos asigna le unos ce i icados. La o ma más ácil es hace lo a a és de la opción que p opo ciona Amazon AWS. Pa a ello debemos hace click en C ea ce i icado en un click. Debemos de desca ga nos y ac i a los ce i icados que apa ecen en la Figu a 28: Ce i icado asociado a un obje o. Es os son los que u iliza emos en el Anexo B: Ins alación y con igu ación de Eclipse Ku a en Raspbe y Pi, apa ado 7.2.2 y en el apa ado 5.1.1 In e acción con el Obje o: Thing Shadow. Figu a 28: Ce i icado asociado a un obje o Po úl imo, debemos asocia le unas polí icas al obje o. Las polí icas asociadas son las que se mues an en la Figu a 29: Polí ica asociada a un ce i icado. Es as son las polí icas po de ec o que se incluyen en la documen ación de AWS [30]. Con odo es o, ya end íamos nues o Obje o ku a-ga eway con igu ado y con las di ecciones que se mues an en la Figu a 31: Se icio De ice Shadow, pa a que se pueda in e ac ua con es os. La di ección que apa ece en el apa ado HTTPS coincide con la di ección de pun o de enlace pe sonalizado. 100 Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula Figu a 31: Se icio De ice Shadow 7.5 DynamoDB En es e apa ado se indica cómo c ea una base de da os NoSQL en AWS. U iliza emos la Base de Da os g a ui a que se p opo ciona en es e en o no. En ella almacena emos la in o mación ela i a a un e a io. Pa a empeza a u iliza DynamoDB debemos hace click en el elemen o Se icios que apa ece en la Figu a 84: Panel p incipal AWS. Ahí in oduci emos en el buscado DynamoDB. Se nos debe mos a lo que apa ece en la Figu a 87: Panel de con ol DynamoDB. Anexo C: C eación de usua ios y con igu ación de se icios en AWS 101 Figu a 87: Panel de con ol DynamoDB El p ime paso es c ea una abla. Pa a ello hacemos click en el bo ón que indica C ea abla. Debemos ellena los campos al y como se mues an en la Figu a 88: Pa áme os abla e a io. Con es os pa áme os, la abla se co esponde á con la indicada en el apa ado 5.2 Dynamo DB. Figu a 88: Pa áme os abla e a io Una ez c eada, nos debe apa ece la in o mación de es a al y como se mues a en la Figu a 34: In o mación Base de Da os e a io. Como podemos ap ecia , se nos p opo ciona un Nomb e de ecu so de Amazon (ARN). Es e es el que u iliza emos pa a e e i nos a es a abla, desde cualquie pun o del en o no de Amazon AWS (asocia polí icas o accede desde las unciones Lambda). 102 Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula Figu a 34: In o mación Base de Da os e a io 7.6 Funciones Lambda En es e apa ado se indica cómo c ea una unción Lambda en AWS. Escoge emos como lenguaje de p og amación Node.js. Además, se e á como asigna le los pe misos necesa ios pa a que pueda accede a los ecu sos que necesi e (IoT Co e o DynamoDB). Pa a empeza a u iliza Lambda debemos hace click en el elemen o Se icios que apa ece en la Figu a 84: Panel p incipal AWS. Ahí in oduci emos en el buscado Lambda. Se nos debe mos a lo que apa ece en la Figu a 89: Panel de con ol Lambda. Figu a 89: Panel de con ol Lambda Pa a c ea una unción debemos hace click en el bo ón C ea una unción. Debemos ellena los campos con la in o mación que se mues a en la Figu a 90: C ea unción. En el campo de Rol, pa a la Anexo C: C eación de usua ios y con igu ación de se icios en AWS 103 p ime a unción se debe á c ea uno nue o. Pa a el es o de las unciones se puede u iliza el mismo si se quie en compa i los pe misos que se le asignen a ese Rol. Figu a 90: C ea unción Una ez se haya c eado la unción, debe á apa ece nos un panel como se mues a en la Figu a 91: Panel de con ol de una unción Lambda. Lo p ime o que debemos hace es asigna le los desencadenado es que pueda ene la unción (API Ga eway, AWS IoT o DynamoDB). Ahí le asigna emos la egla o la pe ición que la in oque. Figu a 91: Panel de con ol de una unción Lambda Pos e io men e, en el edi o de ex o que p opo ciona, implemen a emos lo que que emos que la unción haga en cada caso. Pa a que odo uncione co ec amen e, al Rol de la unción enemos que da le 104 Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula pe misos pa a que acceda a los ecu sos a los que se necesi e accede en cada caso. Es o se hace al y como se indica en el u o ial de Amazon AWS pa a c ea una unción Lambda [40]. Pa a ello, enemos que i al apa ado que se mues a en la Figu a 92: Rol de ejecución Lambda. Haciendo click en Consul e el ol (nomb e_ ol), nos een ia á al se icio que nos pe mi e ges iona lo, que es AWS IAM. Figu a 92: Rol de ejecución Lambda Figu a 93: Resumen Rol En es e se nos mos a á un panel como el que se mues a en la Figu a 93: Resumen Rol. Como podemos ap ecia , iene 3 polí icas inse adas. Anexo C: C eación de usua ios y con igu ación de se icios en AWS 105 • AWSLambdaBasicExecu ionRole-bd0cb128-5510-4521-b 85-b 76b8773022: Es la que se le asocia au omá icamen e al c ea el ol con la unción Lambda. Es a le asocia los pe misos necesa ios pa a que pueda ejecu a la unción cuando ecibe un e en o desencadenado . • ullDynamoDB: Polí ica c eada pa a que es e ol enga an o acceso de esc i u a como de lec u a a la Base de Da os e a io. El con enido de es a polí ica es el que se puede e en la Figu a 94: Polí ica ullDynamoDB. Figu a 94: Polí ica ullDynamoDB • io ullaccess: Polí ica c eada pa a que es e ol enga pe misos pa a publica /susc ibi se a un opic IoT del IoT Co e. El con enido de es a polí ica es el que se mues a en la Figu a 95: Polí ica io ullaccess. Figu a 95: Polí ica io ullaccess Con es as polí icas, las unciones Lambda que engan asociado es e Rol pa a sus ejecuciones, pod án ene odos los pe misos necesa ios pa a accede a los ecu sos que se necesi an pa a es e p oyec o. 112 Sis ema IoT pa a el con ol y moni o ización de un e a io con Eclipse Ku a, Amazon AWS y Angula REFERENCIAS [1] «Raspbe y Pi 3B+ Specs and Benchma ks - The MagPi MagazineThe MagPi Magazine». [En línea]. Disponible en: h ps://www. aspbe ypi.o g/magpi/ aspbe y-pi-3bplus-specs-benchma ks/. [2] «DHT11 Tempe a u e and Humidi y Senso and he Raspbe y Pi - Raspbe y Pi Spy». [En línea]. Disponible en: h ps://www. aspbe ypi-spy.co.uk/2017/09/dh 11- empe a u e-and-humidi y- senso - aspbe y-pi/#p e yPho o. [3] «Ge ing S a ed». [En línea]. Disponible en: h ps://eclipse.gi hub.io/ku a/de /ku a-se up.h ml. [4] «Eclipse Ku a | The Eclipse Founda ion». [En línea]. Disponible en: h ps://www.eclipse.o g/ku a/. [5] «Ga eways | IoT de elopmen made simple - io .eclipse.o g». 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