Ejercicios: El internet de las cosas

Explica qué es el internet de las cosas (IoT) y nombra tres objetos conectados que conozcas, indicando qué dato o «sentido» aporta cada uno.

¿Qué necesita un objeto cualquiera, por ejemplo una lámpara, para convertirse en un objeto conectado? Menciona al menos tres elementos y explica el papel de cada uno.

La figura muestra cómo se controlan varios aparatos de una casa desde el celular, con un elemento de la cadena marcado con ?. Indica qué elemento es y explica el camino que sigue la orden «encender la luz» desde que tocas la pantalla hasta que el foco se enciende.

Nombra tres objetos conectados de tu casa o de tu colonia y explica qué «trabajo» hace cada uno: medir algo, avisar de algo o automatizar algo.

Explica qué es la «app» de control de un dispositivo IoT y qué tres funciones suele ofrecer (ver el estado, dar órdenes, programar reglas automáticas).

Explica qué papel juega el router wifi en una casa conectada y qué les ocurre a los aparatos inteligentes de la vivienda cuando el router se apaga o se queda sin internet.

Explica qué caracteriza a una contraseña fuerte y por qué dejar «123456» en una cámara IP es un problema serio de seguridad.

Diferencia Bluetooth y wifi como formas de conectar un dispositivo: alcance, consumo de energía y un ejemplo de dispositivo típico de cada uno.

Un enchufe inteligente permite apagar el radiador desde fuera de casa. Describe la cadena completa que sigue la orden (aplicación, redes, enchufe) y razona qué ocurre si el wifi de casa deja de funcionar.

Compara un mando a distancia por infrarrojos con el control de un aparato a través de internet: alcance, necesidad de red y privacidad. Pon un ejemplo en el que claramente convenga cada uno.

Una pulsera de actividad registra tus pasos y tu sueño. Razona qué sensores usa, dónde se guardan esos datos y qué aplicación los muestra. ¿Qué riesgo para tu privacidad ves en ese funcionamiento?

Un termostato inteligente «aprende» los horarios de la familia. Explica qué datos necesita registrar para conseguirlo, qué ahorro o comodidad aporta ese aprendizaje y qué riesgo de privacidad implica.

Explica qué es «la nube» en el contexto del internet de las cosas: dónde están realmente los datos y qué les ocurre a los dispositivos si la empresa cierra el servicio (casos reales de aparatos que se quedaron «tontos»).

Una ciudad instala sensores en los lugares de estacionamiento para indicar cuáles están libres. Describe la cadena completa (sensor, red de comunicación, plataforma, aplicación) y dos beneficios medibles del sistema.

Compara un dispositivo que funciona «en local» (toda la lógica dentro de casa) con uno que depende de «la nube»: latencia de respuesta, privacidad y dependencia del fabricante, con un ejemplo de cada tipo.

Inventa una regla domótica útil y otra que sea una mala idea, ambas del tipo «si [condición], entonces [acción]». Justifica cada una pensando en falsos positivos y en qué pasa cuando la regla falla.

Diseña un sistema IoT que avise a una familia en el celular si la humedad de una planta baja demasiado: qué sensor usarías, cómo se conectaría, cómo llegaría el aviso y qué comportamiento tendría el sistema cuando no haya internet.

El propietario de una vivienda turística instala una cerradura inteligente conectada por Wi-Fi al router y afirma: «No me preocupa la seguridad: la cerradura tiene una contraseña de 16 caracteres aleatorios, así que nadie desde la calle puede forzarla». a) Rebate su afirmación identificando y justificando dos vectores de ataque reales contra la cerradura que no dependan de adivinar esa contraseña (por ejemplo, vulnerabilidades en el firmware/nube del fabricante o ataques a la red Wi-Fi local). b) Diseña una mejora en la arquitectura de red y de autenticación que aumente la seguridad del acceso remoto sin depender únicamente de la contraseña del dispositivo.

Una familia duda si instalar tres dispositivos domóticos: un termostato con sensor de presencia, un robot aspirador con cámara de navegación y altavoces inteligentes en los dormitorios. Quieren automatizar su casa pero exigen que ningún dato de hábitos privados, planos de la vivienda o grabaciones de voz se almacene en servidores de terceros. a) Analiza para cada uno de los tres dispositivos qué tipo de datos sensibles recopila y justifica si es técnicamente viable que funcione al 100 % mediante procesamiento local (Edge Computing) sin conexión a la nube del fabricante. b) Establece un criterio técnico de decisión para rechazar o aceptar cualquier futuro dispositivo conectado en su hogar, basándote en la arquitectura de datos (local frente a nube) y la política de privacidad.

En un aula inteligente con sensores de CO₂, temperatura y luminosidad, el sistema gestiona ventanas motorizadas, climatización y persianas. En una mañana fría de invierno (5.0 °C en el exterior), el aula registra 1400 ppm de CO₂ (aire viciado; umbral recomendado: 800 ppm), la temperatura interior es de 19.0 °C y la radiación solar directa ciega la pizarra digital. a) Identifica los dos conflictos de actuación que surgen al intentar optimizar simultáneamente la salud de los alumnos, la eficiencia energética y la visibilidad. b) Diseña el algoritmo de control mediante reglas condicionales (SI... ENTONCES...) que resuelva ambos dilemas, justificando cuál de los objetivos debe tener prioridad absoluta en caso de contradicción.

Un centro educativo sustituye 60 bombillas tradicionales por bombillas «inteligentes» de bajo coste (5.0 W de iluminación LED y 1.5 W de consumo continuo en reposo/standby por la conexión Wi-Fi). A los tres años, el fabricante quiebra, apaga sus servidores en la nube y la aplicación móvil deja de funcionar, impidiendo encenderlas o regularlas de forma remota. a) Calcula la energía total (en kWh) que han consumido en reposo las 60 bombillas durante esos 3 años (1095 días) y compárala con el consumo real de iluminación si se encienden 5 horas al día durante 180 días lectivos al año. Interpreta el resultado desde el punto de vista del ahorro energético. b) Explica el fenómeno de «ladrillo electrónico» (bricking) que han sufrido estas bombillas y qué alternativa de diseño técnico (protocolos abiertos locales frente a dependencia de la nube) habría garantizado que siguieran funcionando tras el cierre del fabricante.

Un fabricante promociona un nuevo altavoz inteligente con la siguiente afirmación: «Para proteger al máximo tu privacidad, nuestro dispositivo no necesita un botón físico de corte: cuenta con un software inteligente que silencia el micrófono de forma digital e impenetrable ante cualquier ciberataque». a) Desde el punto de vista del diseño de hardware y la seguridad electrónica, rebate la afirmación del fabricante comparando la seguridad de un interruptor físico (que corta la alimentación del micrófono) frente a un silenciamiento por software o firmware. b) Explica técnicamente la diferencia entre el análisis de audio que realiza el chip local de bajo consumo para detectar la palabra de activación (hotword) y el envío del comando a la nube, justificando por qué mantener una transmisión continua de todo el audio doméstico sería inviable tanto técnica como legalmente.

En una red doméstica sin segmentar, una bombilla inteligente y una cámara IP de bajo coste comparten la misma Wi-Fi con el ordenador personal donde se realizan trámites bancarios y se almacenan copias de seguridad. La cámara utiliza un firmware antiguo que ya no recibe parches del fabricante. a) Describe el concepto de movimiento lateral (pivoting) explicando cómo un atacante que comprometa la cámara desde Internet podría llegar a interceptar el tráfico o infectar el ordenador personal. b) Diseña un esquema de seguridad para esta red doméstica utilizando las funciones de un router actual (segmentación mediante red de invitados/VLAN, reglas de filtrado de tráfico y aislamiento de dispositivos sin soporte). Justifica cómo tu diseño contiene posibles amenazas sin impedir que los dispositivos IoT sigan siendo útiles.

Un fabricante de básculas de baño inteligentes ofrece dos versiones del mismo producto: el modelo A cuesta 15.00 pesos y requiere crearse una cuenta gratuita en su aplicación móvil en la nube para registrar peso, grasa corporal y ritmos cardíacos; el modelo B cuesta 55.00 pesos y almacena los datos únicamente en la memoria interna y en la red local del usuario (sin servidores externos ni suscripciones). a) Explica cuál es el modelo de negocio oculto del modelo A: cómo monetiza el fabricante la diferencia de precio a costa de los datos biométricos del usuario y qué riesgos de perfilado comercial o con terceros (como aseguradoras) conlleva. b) Justifica técnicamente por qué el modelo B es más resistente a la obsolescencia programada y garantiza la soberanía digital del usuario a largo plazo, a pesar de su mayor coste inicial.