Elementos y protocolos de comunicación

Explica con tus palabras qué es el internet de las cosas y describe dos ejemplos de objetos conectados que conozcas, indicando qué datos envían o reciben.

Todo sistema IoT combina cuatro elementos: sensores, actuadores, conectividad y aplicación. Explica qué aporta cada uno al sistema y pon un ejemplo concreto de cada elemento dentro de una vivienda inteligente.

La figura muestra la arquitectura de un sistema IoT que vigila la humedad de una planta: el sensor envía los datos por wifi hasta la red y la persona los consulta en una aplicación del móvil, pero uno de los elementos está tapado con un signo de interrogación, como se muestra en la figura.

Indica qué elemento falta en la cadena y qué funciones cumple (almacenar y procesar los datos, estar accesible desde cualquier lugar...). Después, describe el recorrido completo de un dato desde la planta hasta la pantalla del móvil.

Explica qué es un sensor y describe tres sensores habituales en dispositivos IoT (temperatura, humedad, luz, movimiento, distancia...), indicando qué mide cada uno.

Explica qué es un actuador y describe tres actuadores de una vivienda inteligente (relé de enchufe, cerradura motorizada, válvula de riego), indicando qué acción realiza cada uno.

Explica con tus palabras qué es una dirección IP y por qué cada dispositivo conectado a una red necesita una dirección única (funciona como la dirección postal del dispositivo dentro de la red).

¿Qué es el emparejamiento (pairing) bluetooth? Describe una situación en la que lo hayas usado y qué seguridad aporta que dos dispositivos deban emparejarse antes de comunicarse.

En una app de jardín inteligente, el dato «humedad 38 %» y el mensaje «riega esta tarde» no son lo mismo. Explica la diferencia entre dato e información, y qué parte del sistema convierte lo primero en lo segundo.

Compara wifi y bluetooth como protocolos para un dispositivo IoT (alcance, consumo de energía, velocidad, necesidad de red) y razona cuál elegirías para: (a) una pulsera de actividad que se sincroniza con el móvil y (b) una cámara de seguridad que envía vídeo en tiempo real.

Un agricultor quiere instalar veinte sensores de humedad de suelo repartidos por un campo donde no hay cobertura wifi. Propón una solución de conectividad razonable (red de largo alcance y bajo consumo, pasarela intermedia...) y justifica tu elección frente a usar simplemente wifi o bluetooth.

Elige y justifica la conectividad (wifi, bluetooth o datos móviles) para: (a) un reloj deportivo que se sincroniza con el móvil, (b) un timbre con vídeo que envía imagen en directo y (c) un localizador de bicicleta que puede estar lejos de casa. Valora el alcance, el consumo de batería y el coste de datos en cada caso.

Un sensor alimentado con pilas no puede transmitir continuamente sin agotarlas. Explica dos estrategias de ahorro energético en IoT (dormir el dispositivo entre medidas, enviar resúmenes por intervalos en vez de cada lectura) y qué se pierde con cada una (inmediatez, nivel de detalle).

Un rastreador GPS con batería debe durar semanas en el collar de una mascota. Analiza qué decisiones de diseño alargan la batería (intervalo entre envíos de posición, red de bajo consumo frente a datos móviles, activarse solo cuando detecta movimiento) y qué compromiso aceptas en la precisión del seguimiento.

Una granja escolar instala 50 sensores que envían 100 bytes cada 10 minutos. (a) Calcula cuántos datos se generan al día y al mes, en $\text{kB}$ y en $\text{MB}$. (b) Razona si una red de área amplia de bajo caudal, pensada para mensajes pequeños, sería suficiente. (c) Explica por qué en IoT suele importar más el consumo y la cobertura que la velocidad bruta de la red.

Analiza un termostato inteligente: identifica qué datos captura, dónde se procesan (en el propio aparato o en la nube), qué decisiones toma de forma automática y qué ve y qué puede ordenar la persona usuaria desde la aplicación.

Algunos sensores no se conectan directamente a internet, sino a una pasarela (gateway) que habla por ellos. Explica qué es una pasarela IoT, cuándo hace falta (sensores con protocolos de bajo consumo sin IP propia, instalaciones con muchos sensores) y qué ventaja de gestión aporta.

Analiza un altavoz con asistente de voz: qué procesamiento ocurre en el propio aparato (detectar la palabra de activación) y cuál en la nube (entender la petición y responder), y qué funciones dejan de estar disponibles cuando se cae la conexión a internet.

Diseña un sistema IoT completo para regar automáticamente las plantas de un invernadero escolar: enumera los sensores y actuadores necesarios, elige la conectividad, describe la lógica de control (qué ocurre cuando la tierra está seca) y explica qué información verían las personas responsables en la aplicación.

Un sistema IoT deja de funcionar parcialmente cuando se cae la conexión a internet. Analiza qué partes deberían seguir operando en local (procesamiento en el propio dispositivo o «edge computing») y cuáles dependen de la nube, y evalúa qué enfoque conviene para un sistema crítico como una alarma de incendios.

Diseña un sistema IoT para el aula que mida el CO2 y avise de ventilar: qué sensor y qué conectividad usarías, dónde se procesa el dato, qué umbral de aviso fijarías (busca un valor razonable de referencia) y qué vería la profesora en la aplicación.

Una cámara IP viene con la contraseña de fábrica «admin/admin». Analiza el riesgo concreto de no cambiarla (las listas de contraseñas por defecto circulan por internet y los dispositivos se localizan con buscadores especializados) y describe dos medidas básicas de seguridad para cualquier dispositivo IoT doméstico.

Una vivienda tiene altavoces inteligentes, cámaras y enchufes conectados. Analiza los riesgos de privacidad y seguridad que introduce cada tipo de dispositivo (escuchas, acceso no autorizado, contraseñas por defecto...) y propón una medida concreta para reducir cada riesgo identificado.

Los términos de uso de un altavoz inteligente permiten grabar fragmentos de audio «para mejorar el servicio». Evalúa qué riesgos de privacidad plantea (conversaciones privadas, revisión por personas, datos de menores) y propón tres límites concretos que exigirías como usuario (revisión y borrado de grabaciones, botón físico de silencio, aviso claro de cuándo escucha).

Una vivienda tiene bombillas de una marca, enchufes de otra y sensores de una tercera, y no se hablan entre sí. Analiza el problema de la interoperabilidad en IoT, qué papel juegan los estándares y protocolos comunes (y las plataformas que los integran) y qué mirarías antes de comprar el próximo dispositivo para tu casa.