En el artículo anterior presentamos la plataforma InfoCiutat, el espacio que permite consultar los diferentes casos de uso desarrollados dentro del proyecto Terrassa Edificios Inteligentes.
Pero ¿qué ocurre entre el momento en que un sensor recoge un dato y el momento en que esta información aparece en una pantalla o se convierte en una herramienta para la gestión municipal?
La respuesta se encuentra en la infraestructura tecnológica que da soporte a todo el proyecto.
Mucho más que una red de sensores
Cuando pensamos en una ciudad inteligente, a menudo imaginamos sensores distribuidos por todo el territorio.
Sin embargo, los sensores son solo una pequeña parte del sistema.
Para que los datos sean útiles, es necesario disponer de una infraestructura capaz de:
- Recoger información de múltiples fuentes.
- Conectar dispositivos distribuidos por toda la ciudad.
- Integrar datos de diferentes sistemas.
- Garantizar la calidad y la seguridad de la información.
- Facilitar su reutilización.
Este conjunto de elementos es lo que hace posible la gestión inteligente de la ciudad.
Una arquitectura pensada para conectar servicios
El proyecto Terrassa Edificios Inteligentes se enmarca en el modelo de ciudad digital impulsado por el Ayuntamiento de Terrassa.
Este modelo apuesta por una ciudad conectada en la que edificios, servicios y plataformas comparten información para generar conocimiento y apoyar la toma de decisiones.
El objetivo no es acumular datos, sino convertirlos en una herramienta útil para mejorar la gestión de los equipamientos municipales y de los servicios públicos.
La importancia de los estándares abiertos
Uno de los grandes retos de cualquier proyecto de ciudad inteligente es conseguir que diferentes tecnologías y sistemas puedan trabajar conjuntamente.
Por este motivo, el proyecto se basa en criterios de interoperabilidad que permiten integrar datos procedentes de múltiples fuentes y facilitar la incorporación de nuevos servicios en el futuro.
Este enfoque evita dependencias tecnológicas y permite que la plataforma pueda evolucionar a medida que aparecen nuevas necesidades.
Un proyecto alineado con las normas de ciudad inteligente
Terrassa Edificios Inteligentes se desarrolla siguiendo los principios recogidos en las normas UNE impulsadas por AENOR para el ámbito de las ciudades inteligentes.
Entre ellas destaca la UNE 178104, orientada a los sistemas integrales de gestión de ciudad.
Estas normas promueven aspectos fundamentales como:
- La interoperabilidad de los sistemas.
- La integración de datos.
- La gobernanza de la información.
- La seguridad digital.
- La sostenibilidad de las soluciones tecnológicas.
El objetivo es garantizar que la tecnología se mantenga abierta, escalable y preparada para adaptarse a las necesidades futuras de la ciudad.
Los datos como herramienta de ciudad
La plataforma InfoCiutat es la parte visible de un sistema mucho más amplio.
Detrás de cada visualización existe una infraestructura que permite transformar datos dispersos en información útil, favoreciendo una toma de decisiones más informada y una mejor coordinación de los servicios municipales.
Esta capacidad de convertir datos en conocimiento es uno de los pilares del modelo Terrassa Ciudad Digital.
Herramientas tecnológicas utilizadas
La plataforma InfoCiutat sigue un modelo de arquitectura en capas, tal como se define en la norma UNE 178104:2017 de AENOR, relativa a los requisitos de interoperabilidad para plataformas de ciudades inteligentes.
Cada una de estas capas aporta una serie de funcionalidades a la plataforma, permitiendo independizar funcionalmente estas capacidades para que puedan ser fácilmente reemplazadas o modificadas sin afectar al resto de la arquitectura.
La arquitectura global de la solución, teniendo en cuenta la captación de datos en los edificios, se ajusta a la norma UNE 178108, que recoge los requisitos de los edificios inteligentes para su consideración como nodo IoT de acuerdo con la UNE 178104.
El hecho de que nuestra plataforma se ajuste a las normas definidas por el Comité Técnico de Normalización (CTN 178) de Ciudades Inteligentes permitirá que sus componentes sean abiertos y estén normalizados, produciendo un efecto clave a corto plazo: la interoperabilidad con plataformas externas.
La arquitectura global de la solución se muestra en el siguiente esquema:
Nodos IoT en los edificios
En cada uno de los edificios que forman parte del proyecto se ha instalado un Nodo IoT, de acuerdo con los requisitos de la norma UNE 178108 y con las siguientes características:
- Sistema operativo basado en Ubuntu.
- Diversas opciones de rendimiento y almacenamiento, adaptables según las características del edificio:
- x86
- 4 GB de RAM
- 60 GB SSD
- Capacidad para funcionar con refrigeración pasiva, sin ventiladores que requieran mantenimiento periódico.
- Flexibilidad en la instalación: cuadros eléctricos, sobremesa o montaje mural.
- Conectividad Ethernet:
- WAN para conectarse a la red del edificio y a Internet.
- LAN para la red local de dispositivos.
- Conectividad móvil: tarjeta SIM para el acceso a Internet o como sistema de respaldo.
- Múltiples interfaces:
- 2 × RS-232
- 4 × USB 3.0
- 2 × Intel GbE LAN
- Salida HDMI
Integración de los Nodos IoT con la plataforma SENTILO Terrassa
La integración de los Nodos IoT con la plataforma SENTILO Terrassa responde a las siguientes funcionalidades:
Los Nodos IoT
- Se registran en la plataforma IoT SENTILO del Ayuntamiento.
- Recogen los datos de los sensores y/o sistemas mediante múltiples protocolos.
- Utilizan Node-RED para transformar los datos y adaptarlos a SENTILO, así como para la generación temprana de alertas y alarmas.
- Almacenan los datos en PostgreSQL durante el tiempo mínimo establecido como medida de seguridad ante posibles caídas del servicio.
- Envían los datos a SENTILO.
- Reciben órdenes desde SENTILO para su ejecución en posibles actuadores.
La plataforma SENTILO del Ayuntamiento
- Gestiona los datos utilizando las bases de datos disponibles: PostgreSQL, Oracle y Elasticsearch.
Los datos, una vez generados por los sensores y recopilados por cada uno de los Nodos IoT, llegan a la plataforma SENTILO Terrassa.
El proyecto ha complementado esta plataforma con un despliegue de FIWARE, convirtiendo InfoCiutat en una verdadera plataforma de ciudad inteligente.
Infraestructura de InfoCiutat
El despliegue de InfoCiutat se basa en una arquitectura de contenedores orquestada mediante un sistema Kubernetes.
Sus principales elementos son:
Context Broker: FIWARE Scorpio
Es el componente central para la gestión del contexto en tiempo real, permitiendo la integración y el procesamiento de datos procedentes de diversas fuentes.
Scorpio permite gestionar las entidades y sus datos asociados, facilitando su consumo por parte de otros servicios de la infraestructura.
Keycloak
Este sistema proporciona servicios de autenticación, autorización y accounting (AAA), gestionando los accesos y permisos de los usuarios de forma segura y centralizada.
Keycloak permite implementar el inicio de sesión único (SSO) y la autenticación multifactor (MFA) para mejorar la seguridad de la plataforma.
API Manager
Sirve para proteger y gestionar el acceso a la API REST existente, aplicando políticas de acceso, limitación de tasas y autenticación de solicitudes.
Este sistema se integra con Keycloak para garantizar que únicamente los usuarios autenticados y autorizados puedan acceder a los recursos de la API.
Node-RED
Herramienta para desarrollar aplicaciones de integración basadas en eventos.
Node-RED permite crear flujos de datos personalizados que facilitan la manipulación y transformación de datos entre los diferentes componentes de la infraestructura.
También se ha utilizado Node-RED para construir el adaptador entre Sentilo y el bus de servicios NGSI.
Asimismo, funciona como herramienta para la generación de alarmas basadas en eventos de cambio de estado de las entidades del Context Broker.
PostgreSQL + Timescale
Base de datos optimizada para la gestión de series temporales, que permite el almacenamiento eficiente y la consulta rápida de datos históricos.
Timescale es un componente esencial para gestionar grandes volúmenes de datos utilizados por las herramientas de visualización.
MongoDB
Base de datos documental de código abierto de tipo NoSQL, que permite almacenar documentos en formato BSON que pueden recuperarse mediante consultas en formato JSON.
Apache Superset
Es la herramienta de Business Intelligence (BI) para la visualización y el análisis de datos, que permite a los usuarios crear paneles de control interactivos y gráficos avanzados.
Apache Superset se conecta a las bases de datos para ofrecer capacidades de análisis de datos en tiempo real.
WireCloud
Plataforma de desarrollo web enfocada a la creación de aplicaciones de Internet de las Cosas (IoT) y portales híbridos que combinan información procedente de diferentes fuentes.
Permite que desarrolladores y usuarios finales integren diferentes fuentes de datos y servicios web de forma visual y flexible.
Es el principal componente de visualización de la plataforma.
NGINX
Servidor web de alto rendimiento y gran eficiencia, configurado para servir contenido estático, principalmente imágenes de los edificios, además de hojas de estilo CSS y archivos JavaScript.
Herramientas adicionales
La plataforma InfoCiutat incluye además otras herramientas adicionales que permiten disponer de diferentes funcionalidades, como por ejemplo:
Apache Guacamole
Pasarela de acceso remoto gratuita y de código abierto que permite conectarse, visualizar y controlar el escritorio de ordenadores o servidores desde cualquier lugar utilizando únicamente un navegador web, sin necesidad de instalar ninguna aplicación o cliente en el dispositivo.
Drupal
Con Drupal se ha desarrollado un gestor de cuadrículas de contenidos para las diferentes pantallas de visualización desplegadas en la ciudad.
Cambios realizados: he mantenido la estructura y el contenido del original, pero he adaptado algunas construcciones catalanas para que suenen naturales en castellano técnico y divulgativo. También he normalizado términos como Nodo IoT, arquitectura en capas, interoperabilidad, autenticación multifactor, series temporales y gestión del contexto, manteniendo los nombres propios de las tecnologías.
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