Preparación examen (Práctica)

Ejercicio 1

Una empresa de seguridad dispone de una flota de 15 vehículos para el personal que realiza las rondas de vigilancia. Como responsable del Departamento de Sistemas, el área de Operaciones le ha solicitado poder tener control en tiempo real de la ubicación de cada uno de los empleados de vigilancia y de sus vehículos, con el fin de poder enviar siempre el más cercano al punto de incidencia reportada. Para ello, su equipo de sistemas de información va a desarrollar una App para su uso por parte de los vigilantes de seguridad y, para ello, nos solicita:

 

Servicios de localización necesarios

 

Dispositivos utilizados

 

Tipo de aplicación

Se desarrollará una aplicación nativa debido a su alto rendimiento en relación con los sensores. Esta aplicación se instalará en los dispositivos móviles entregados por la compañía a los vigilantes, todos usando el mismo sistema operativo para facilitar el desarrollo y la gestión de la aplicación.

 

Funcionalidades requeridas

 

Funcionamiento de la solución a nivel general

Los vigilantes de seguridad estarán equipados con smartphones y dispositivos de rastreo que capturarán su ubicación en tiempo real utilizando GNSS en exteriores y balizas en interiores. Los vehículos contarán con tablets que servirán como navegadores y receptores de notificaciones, además de dispositivos de rastreo con A-GPS para su seguimiento en tiempo real. La aplicación nativa instalada en los smartphones permitirá monitorear la posición de cada vigilante y vehículo, enviando notificaciones al más cercano cuando se reporte una incidencia.

En la base, las balizas proporcionarán la ubicación de los vigilantes para asegurarse de que están disponibles en caso de emergencia. Además, se utilizarán dispositivos NFC en puntos estratégicos de las zonas vigiladas para verificar que las rondas se realizan correctamente. Esta solución permitirá a la empresa de seguridad optimizar la asignación de recursos y mejorar la eficiencia en la respuesta a incidencias, asegurando la vigilancia continua y efectiva.

 

Ejercicio 2

Un equipo de baloncesto quiere mejorar el rendimiento de sus jugadores/as debido a que el rendimiento en los entrenamientos está disminuyendo, lo que se ve reflejado en los partidos. Para ello se plantea integración de una solución de IoT que permita monitorizar las señales biomédicas y de posición de sus jugadores/as, tanto en los partidos como en los entrenamientos. La idea es que los dispositivos los lleven puestos únicamente cuando hacen actividad física con el equipo, con el fin de no invadir el tiempo de ocio, con el fin de paliar o solucionar dicha situación.

Dicho equipo nos ha contratado como persona experta para que diseñemos toda la solución IoT. Es por ello que nos solicitan los siguientes puntos:

 

Dispositivos necesarios para la monitorización

 

Funcionalidades requeridas

 

Funcionamiento de la solución a nivel general

El primer paso será dotar a los jugadores de los dispositivos necesarios para la monitorización durante los entrenamientos: un reloj inteligente, un medidor de cadencia y una banda de ritmo cardíaco. Antes de comenzar el entrenamiento, los jugadores activarán el reloj inteligente, seleccionarán la actividad a realizar y asegurarán la conexión a los servicios GNSS y a los demás dispositivos. En caso de realizarse en interiores, el reloj se conectará a las balizas a través de Bluetooth.

Durante el entrenamiento, los dispositivos medirán en tiempo real las pulsaciones, la velocidad, los pasos y las distancias recorridas. Esta monitorización permitirá detectar problemas y posibles mejoras in situ. Los datos recopilados durante el entrenamiento se analizarán posteriormente para comparar y evaluar mejoras en el rendimiento general de los jugadores.

En exteriores, el reloj inteligente utilizará el sistema de posicionamiento GNSS para la localización, y en interiores, se apoyará en las balizas para determinar la posición y medir las distancias recorridas. La sincronización entre dispositivos se realizará mediante Bluetooth y ANT+, garantizando una captura de datos precisa y en tiempo real.

Esta solución de IoT permitirá una supervisión detallada del rendimiento de los jugadores, facilitando la toma de decisiones basadas en datos para mejorar su rendimiento y prevenir posibles problemas de salud.

 

Ejercicio 3

Supongamos que una empresa que gestiona diferentes residencias de mayores quiere llevar a cabo, con un equipo de desarrolladores propio, una solución de IoT que permita para las diferentes residencias, una monitorización de las constantes vitales y la posición de los mayores que viven en éstas.

 

¿Qué dispositivos IoT usaría?

 

¿Cómo implementaría las tecnologías de comunicación?

La idea es que en cada bloque de habitaciones exista una centraliza con capacidad de BLE y ZIGBEE, la cual recibirá toda la información de los sensores ubicados en dicho bloque. Para comunicar esta centralita con nuestro servidor existen dos posibilidades:

Nosotros optaremos por la comunicación por Ethernet, ya que la línea cableada nos aporta más velocidad, estabilidad y seguridad, es menos susceptible a interferencias de señal y no se ve afectada por obstáculos físicos; lo que nos aporta confiabilidad. Aunque por contrapartida esto conlleve cablear la red.

Para interconectar las bombillas y los sensores de puerta utilizaremos la tecnología ZIGBEE, ya que esta permite manejar una gran cantidad de dispositivos dentro de una red, lo que la hace ideal para sistemas domóticos aunque sea algo mas lenta que el wifi, es algo imperceptible para lo que necesitamos que hagan estos dispositivos de IoT. Además ZIGBEE nos da un alcance mucho mayor en distancia respecto a BLE.

Por otro lado también haremos uso de la tecnología BLE, pues las pulseras inteligentes y las balizas utilizan la tecnología bluetooth para realizar la transferencia de información y comunicaciones, ya que esta tecnología permiten transmitir mayor cantidad de información que ZIGBEE.

Para los dispositivos de IoT tendremos implementada una arquitectura fog computing, ya que nos permite realizar la computación de los datos en la propia red, con lo que reduciremos la latencia y utilizaremos menos ancho de banda.

Las datos serán tratados en esta arquitectura, pero una vez procesados y dada respuesta a los dispositivos, se subirán a la nube para guardar un histórico de estos y poder analizarlos con más detenimiento para sacar conclusiones e inferir conocimiento de ellos.

 

¿Qué funcionalidades requeriría?

Describa en detalle la solución propuesta.

Nuestro sistema funciona de forma sencilla, nuestras pulseras inteligentes controlan las constantes de salud de nuestros pacientes, pero además, interactúan con las balizas para comprobar su localización en el interior del recinto.

Por otro lado, los sensores de puertas y ventanas podrán emitir avisos en cuanto se realice un cambio de estado, para así poder notificar al personal de cualquier cambio.

Las bombillas, de color rojo y colocadas fuera de las habitaciones, servirán de guía visual para una localización mas rápida en caso de incidencia. Por ejemplo, una persona esta en la habitación durmiendo y su frecuencia cardiaca se reduce considerablemente. La pulsera notificara al personal de que algo pasa a ese paciente y donde se encuentra. El personal acude de inmediato a la habitación, pero en un solo bloque puede haber muchas habitaciones, con lo que esta luz roja nos servirá de guía.

Todos los datos de los pacientes se mostrarán en tiempo real en el dashboard, teniendo una monitorización continua de cada uno de ellos.

 

Ejercicio 4

Suponga que su empresa dispone de una flota de 10 vehículos para comerciales y desea tener un control en tiempo real de las visitas realizadas por cada comercial (ubicación y duración media).

 

¿Qué tipo de sistema usaría?

Usaría un sistema de gestión de flota basado en GNSS y telemetría en tiempo real.

 

¿Qué tecnologías usaría?

 

¿Qué funcionalidades requeriría en este caso?

 

Describa con detalle su solución propuesta.

Implementaría un sistema de gestión de flotas utilizando dispositivos basados en localización orientada a objetos, en nuestro caso sistemas GNSS y más concretamente GPS, instalados en cada uno de los vehículos comerciales. Estos dispositivos enviarían datos de ubicación en tiempo real a un servidor central utilizando una red móvil (4G/5G). El servidor central procesará estos datos y los visualizará en un software de gestión de flotas, accesible tanto desde la oficina central como desde dispositivos móviles, por lo tanto, nuestro sistema estará diseñado como aplicación web, mejorando la compatibilidad de dispositivos y aprovechando la reutiliización de código.

El software permitiría ver la ubicación en tiempo real de cada vehículo, registrar y analizar las rutas realizadas, y medir la duración de cada visita. Además, se podrían configurar alertas automáticas para eventos específicos, a esto se le conoce como LBS proactivos, pues generan un evento cuando se produce un evento de localización previamente definido.

El sistema padrá generar informes detallados sobre las actividades de los comerciales. Las LBS proactivos permitirían definir áreas específicas para un mejor control de las actividades.

Ejercicio 5

Suponga que una empresa de seguridad dispone de una plantilla 40 personas que está siempre haciendo rondas en interiores de edificios grandes de oficinas, y desea tener un control en tiempo real del paso de cada vigilante por determinados puntos, y comprobar que las rondas se hacen completas y con las frecuencias de paso convenidas.

 

Dispositivos

 

Funcionalidades

 

Tipo de aplicación

Para la implementación de esta solución se podriamos utilizar cualquier tipo de aplicación, tanto nativa, como web o hibrida, todo dependera del contexto y de la situación de la empresa de vigilancia, tanto económico, como tiempos de implementación... En nuestro caso, despues de realizar un estudio de la situación actual de la empresa y ver que ademas desean que la implementación sea los más temprana posible, se decide realizar una mobile web, además, con esto podemos utilizar tanto los dispositivos móviles de los empleados como los ordenadores de las centralitas para tener acceso a las diferentes secciones de la aplicación, ya que funcionara igualmente en cualquier dispositivo.

 

Funcionamiento

Lo primero que realizará el coordinador de seguridad es colocar un NFC en cada lugar que los vigilantes deban visitar a la hora de realizar la ronda, por ejemplo en ciertas salas o almacenes importantes. A su vez, colocara unas pegatinas con unos códigos QR en las secciones donde se deba realizar una vigilancia más exaustiva.

Una vez realizado esto y el vigilante este conectado a la aplicación web con el dispositivo, cada vez que tenga que realizar una ronda, recibirá una notificación push al móvil, que contendrá las instrucciones de la ronda.

Cuando el vigilante se pone en marcha, los beacons van localizando su posición a medida que se aproxima a cada uno de ellos y el móvil las va registrando a la vez que el tiempo que pasa en cada una de las zonas. Esto se realiza a traves del sistema bluetooth, cuando un dispositivo se acerca al area de actuación de un beacon, el móvil lo detecta, obtiene su ID y se activan las funciones específicas, que en nuestro caso son situar al individuo en una zona y cotabilizar el tiempo desde que entra a la zona hasta que sale.

Cuando llega a los lugares específicos que requiere la ronda, el vigilante deberá acercar su dispositivo a los NFC colocados previamente por el coordinador, esto registrará la fecha, la hora y la zona vigilada.

Cuando llegue a un lugar de su ronda que contenga un código QR, este deberá escanearlo con la cámara, automáticamente se le redireccionará a un apartado de la aplicación que le obligara a seguir una serie de pasos que deberá ir siguiendo, por ejemplo: Compruebe completamente el interior de la oficina x y responda a las siguientes preguntas:

Esto permitira un control más exaustivo de zonas críticas, tales como salas de servidores, zonas de SAIs, etc.

 

Ejercicio 6

Supongamos que un equipo de ciclismo quiere llevar a cabo con su equipo de desarrolladores propio una solución de IoT que permita, para cada uno de los ciclistas, monitorizar sus señales biomédicas y de posición, tanto en los entrenamientos como en las diferentes carreras que se disputen.

 

¿Qué dispositivos IoT usaría?

 

¿cómo implementaría las tecnologías de comunicación?

 

¿qué funcionalidades requeriría?

 

Describa en detalle la solución propuesta.

La solución consistiría en equipar a cada ciclista con relojes inteligentes que integren sensores biomédicos y GPS. Estos dispositivos recogerían datos biomédicos y de posición en tiempo real, comunicándolos a través de BLE a un dispositivo de registro, como un smartphone.

Los datos serían transmitidos en tiempo real a un servidor central mediante una red móvil (4G/5G). En áreas con cobertura Wi-Fi, como el lugar de entrenamiento o el bus del equipo, también se podría utilizar Wi-Fi para la transmisión de datos.

El servidor central procesaría los datos y los visualizaría en una aplicación móvil y/o web, permitiendo a los entrenadores y médicos del equipo monitorizar en tiempo real las señales biomédicas y la posición de los ciclistas. La aplicación también permitiría analizar el rendimiento y la salud de los ciclistas, generar alertas automáticas para eventos críticos, y acceder al historial de entrenamientos y carreras.

 

Ejercicio 7

Supongamos que Ud. es el Director de Transformación Digital de una prestigiosa Universidad. El Decano de la Facultad de Medicina le ha solicitado que le ayude en la formación de sus estudiantes mediante el uso de tecnologías de realidad extendida.

 

¿Qué dispositivos de Realidad Extendida utilizaría?

Gafas de Realidad Virtual (VR): Para simulaciones detalladas de procedimientos quirúrgicos y la exploración del cuerpo humano en 3D.

Gafas de Realidad Aumentada (AR): Útiles para prácticas en las que los estudiantes pueden ver modelos anatómicos en 3D superpuestos en un maniquí físico, mejorando la percepción espacial y la comprensión anatómica.

Dispositivos de Realidad Mixta (MR): Pueden usarse en simulaciones donde los estudiantes interactúan tanto con elementos virtuales como reales, por ejemplo una operación en la que puedan interactuar con los organos del paciente virtual.

 

¿Qué tipo de sistema usaría?

Dependiendo del objetivo de aprendizaje, se pueden combinar diferentes sistemas:

 

¿Qué funcionalidades requeriría?

 

Describe en detalle la solución.

Para enseñar a los estudiantes, se realizarán diferentes prácticas antes de que entren en un quirófano real.

  1. Fase 1: Simulación Virtual de Órganos

    • El coordinador utilizará software existente para crear simulaciones virtuales de diferentes órganos.

    • Los estudiantes interactuarán con estos modelos virtuales, explorando las diferentes capas y explicando cada parte al profesor.

    • Se entregarán gafas de Realidad Virtual tanto al alumno como al profesor para visualizar la misma simulación simultáneamente.

  2. Fase 2: Operación Simulada Guiada

    • Los estudiantes que superen la primera fase pasarán a una operación simulada.

    • Utilizando gafas de Realidad Aumentada, los estudiantes seguirán una guía paso a paso de la operación.

    • El sistema utilizará comandos de voz para mostrar cada paso, que los estudiantes replicarán en un entorno controlado.

  3. Fase 3: Operación Simulada con Interacción 3D

    • En esta fase, los estudiantes realizarán una operación simulada sin guía paso a paso, pero con la posibilidad de interactuar con modelos 3D.

    • Los estudiantes podrán ver y manipular órganos en 3D para aclarar dudas.

    • Tendrán acceso a información clínica del paciente simulado para tomar decisiones informadas.

    • El profesor creará situaciones límite para poner a prueba las habilidades de los estudiantes, proporcionando asistencia mínima para fomentar la toma de decisiones críticas.

Este enfoque proporciona un entrenamiento exhaustivo y realista, preparando a los estudiantes para los desafíos del quirófano real mediante el uso de tecnologías de realidad extendida.

 

Ejercicio 8

Supongamos que una Comunidad Autónoma quiere llevar a cabo, con un equipo de desarrolladores propio, una solución de IoT que permita para los diferentes campamentos de verano que organiza, una monitorización de las constantes vitales y la posición de los niños.

 

Servicios de localización necesarios

 

Dispositivos utilizados

 

Tipo de aplicación

Utilizaremos una aplicación web, ya que los niños no llevarán ningun tipo de dispositivo que les permita la interacción y solo los reaponsables podran controlar en tiempo real el estado de cada niño. Esto lo podrán hacer desde cualquier dispositivo móvil y desde cualquier ordenador. Además, el planteamiento de una app web no solo nos permite que funciones en cualquier tipo de dispositivo, sino que tambien nos aporta la reutilización de conocimiento de desarrolladores web.

 

¿Cómo implementaría las tecnologías de comunicación?

Utilizaría las siguientes tecnologías:

Se decide usar este tipo de router porque tienen la posibilidad de funcionar en distintas localizaciones donde no podemos contar con redes de datos.

El funcionamiento de las comunicaciones sería el siguiente:

Las pulseras se conectarían a los Gateway colocados en zonas estratégicas y estos, a su vez, se conectarían por WiFi a los routers.

Pulsera Inteligente Gateway BLE Router WiFi-4G/5G Internet

 

Todas estas comunicaciones seguirían una arquitectura de fog computing, para distribuir el procesamiento de los datos en la red, ya que necesitamos bastante velocidad de procesamiento y baja latencia.

 

Funcionalidades requeridas

 

Funcionamiento de la solución a nivel general

Se le entregaría a cada niño una pulsera inteligente previamente configurada con sus datos personales.

Las balizas estarían colocadas en puntos estratégicos dentro de los recintos interiores.

Los Gateway BLE estarían instalados tanto en el exterior como en el interior para asegurar que las pulseras puedan transmitir la información en todo momento.

Los routers, dependiendo de las distancias, estarían también colocados estratégicamente para no perder conectividad en ningún momento.

Con todo esto ya instalado, cuando un niño se encuentra en un recinto cerrado, las balizas se encargan de localizarlo. Esto funciona de la siguiente manera: el niño entra en la zona de acción de una baliza, la pulsera inteligente se conecta a ella a través de BLE, la baliza le envía su ID y activa las funciones específicas, en nuestro caso, la localización del niño.

En exteriores, la localización se realizaría a través de los servicios GNSS (GPS y Galileo).

Con los datos de localización y los biomédicos, la pulsera inteligente enviaría continuamente esta información a los Gateway BLE para su procesamiento. En caso de no ocurrir ninguna incidencia, los datos procesados se enviarían al router y, a su vez, a la nube, donde se almacenarían para llevar un registro completo hasta finalizar el campamento. Además, estos datos en la nube serían utilizados por nuestra aplicación web para que los padres pudieran controlar a sus hijos a distancia en todo momento y ver sus constantes biomédicas. Esta visualización para los padres tendría cierta latencia debido al recorrido que tienen que hacer los datos.

Por otro lado, si los datos procesados detectan algún tipo de anomalía, se emitirían automáticamente notificaciones a los dispositivos de los tutores, que estarían conectados a la red BLE del campamento con sus smart phones. Esto no tendría prácticamente latencia debido a la arquitectura de fog computing utilizada.

 

by Jose Manuel Pinillos