Título: “Fundamentos IoT 5G para Formadores”
El curso on-line “Fundamentos IoT 5G para Formadores” ha sido diseñado para conocer los fundamentos de IoT en aplicaciones en redes celulares. Este curso está enfocado en dar a conocer las nuevas tecnologías utilizadas en IoT extremo a extremo, con el fin de operar e integrar con las plataformas IoT.
Motivación
Este curso está diseñado para los formadores de Integra Conocimiento & Innovación que ha sido adjudicatario junto a Vodafone para el programa Formación Profesional para el Empleo en Tecnología 5G, un proyecto de la Junta de Andalucía.
Noticias:
- https://www.integraconocimiento.es/vodafone-e-integra-se-formaran-en-5g-a-3-000-andaluces/
- https://www.saladeprensa.vodafone.es/c/notas-prensa/NP_FORMACI%C3%93N_5G_JUNTA_ANDALUC%C3%8DA/
- https://www.diariodesevilla.es/economia/Vodafone-Integra-formaran-andaluces-tecnologia_0_1740726582.html
- https://formacionen5g.es/
Gracias a las herramientas libres/Open Source es posible democratizar el IoT y la industria 4.0. Antes se necesitaba muchísimo dinero no solo en HW y licencias de SW, sino en consultores que hacen un diseño a medida y realizan la integración de los sistemas, ahora no solo el SW libre y el HW libre y barato, sino que la comunidad da soporte a las dudas, hace documentación y tutoriales, así como librerías para facilitar el trabajo.
Actualmente apenas existen módulos de 5G para conectar a microcontroladores y su precio es muy alto, por ese motivo, en este curso vamos a usar las tecnologías de transición al 5G y que muy posiblemente se usen en paralelo al 5G en el futuro. Estas tecnologías son LTE-M y NB-IoT que son con las que trabajaremos en el curso.
LTE-M y NB-IoT son estándares creados por 3GPP, la organización de estándares responsable de LTE y 5G. Permiten a los operadores aprovechar la infraestructura celular existente para admitir una implementación muy amplia de dispositivos IoT. Debido a que operan en espectro con licencia, son seguros, confiables y brindan calidad de servicio garantizada.
Por supuesto, los operadores ya usan redes 2G y 3G más antiguas para algunas aplicaciones de IoT, como el seguimiento de flotas. Pero LTE-M y NB-IoT son diferentes porque están específicamente diseñados y optimizados para dispositivos IoT que comunican pequeñas cantidades de datos durante largos períodos de tiempo. Por lo tanto, son más simples que otros estándares celulares, con muchos menos gastos generales.
Otras opción que se puede hacer es usar un router wifi 5G y conectar dispositivos wifi, para ello se puede seguir este curso de IoT centrado en dispositivos wifi: https://www.aprendiendoarduino.com/cursos/fundamentos-iot-open-source-para-formacion-profesional/
El 5G se está desarrollando principalmente en tres vías:
- Banda ancha móvil mejorada o eMBB
- IoT para servicios de misión crítica
- IoT masivo
Ahora, esta tecnología IoT LTE está evolucionando hacia el IoT 5G Masivo. Uno de los avances específicos de 5G aplicado a IoT será la capacidad de admitir una densidad muy alta de dispositivos IoT en un área pequeña, llegando al millón de dispositivos por kilómetro cuadrado.
A medida que el 5G comienza su implantación generalizada nos podemos preguntar si vale la pena seguir invirtiendo en IoT LTE o hemos de esperar a IoT 5G. Invertir en IoT LTE hoy no solo satisface las necesidades del mercado actual, sino que también establece una base sólida para abordar las oportunidades del futuro de manera efectiva. La confrontación entre IoT LTE y IoT 5G no existe, no son conceptos contrarios sino complementarios. IoT LTE es la clave para el éxito en IoT 5G. La industria que quiera ser líder en IoT deberá tener una base sólida en IoT LTE o de lo contrario correrá el riesgo de ser adelantada por la competencia.
Como encaja NB-IoT y LTE-M en el ecosistema IoT: https://www.qorvo.com/design-hub/blog/how-nb-iot-and-lte-m-fit-into-iot-ecosystem-future-of-cellular-iot
La siguiente figura muestra algunos de los casos de uso de IoT habilitados por MTC (machine-type communications) masivo y aplicaciones críticas de MTC. El MTC masivo se basa en tecnologías LPWAN, incluidas NB-IoT y LTE-M, mientras que el MTC crítico requerirá comunicaciones en tiempo real con muy baja latencia y alta confiabilidad.
Objetivos
El objetivo de este curso es conocer los fundamentos de IoT para redes celulares actuales que actualmente los operadores están usando desde LTE-M y NB-IoT como paso previo al 5G aplicado a IoT.
Se verán las tecnologías necesarias para el desarrollar soluciones IoT extremo a extremo, puesto que las redes celulares solo es el medio de transporte de los datos y es una parte del ecosistema IoT. Nos valdremos para ello de herramientas, tecnologías, protocolos y software libre (open source) que hay a nuestra disposición, en especial el uso del protocolo MQTT y Node-RED, para el desarrollo e integración con sistemas externos y plataformas IoT de Smart Cities.
Otro objetivo de este curso es conocer las tecnologías necesarias para el desarrollar soluciones IoT y valiéndonos para ello de herramientas, tecnologías, protocolos y software libre/open source que hay a nuestra disposición. También elaborar dos prácticas para dar soporte al curso y ser utilizadas a posteriori.
El curso se componen dos partes, una primera de fundamentos IoT necesarios para entender todas las tecnologías necesarias en la pila IoT y una segunda parte donde se explicarán los experimentos desarrollados y se pondrán en práctica.
La documentación del curso se entregará en formato web en https://www.aprendiendoarduino.com/cursos/fundamentos-iot-5g-para-formadores/
Se desarrollarán dos experimentos IoT basados en la placa Arduino MKR NB 1500 con las siguientes características:
- Experimento básico: Conexión a red LTE-M mediante un Arduino MKR NB 1500 y envío de al menos dos parámetros ambientales de sensores conectados, mediante API REST y MQTT a la plataforma https://thingspeak.com/, configuración de un dashboard y almacenado de datos históricos.
- Experimento avanzado: sobre la base del experimento básico, conectar una entrada digital para mandar órdenes remotas y una salida digital para recibir órdenes remotas a una plataforma IoT. Se usará como plataforma IoT Thingspeak para una interacción y de forma más avanzada usando una plataforma IoT desarrollada con Node-RED que permite más acciones y personalización.
Estos dos experimentos se entregan con toda la documentación, paso a paso y código utilizado tanto en los dispositivos Arduino como en la plataforma IoT desarrollada con Node-RED.
Con los conocimientos adquiridos, los asistentes aprenderán las tecnologías necesarias para hacer aplicaciones IoT o integrar desarrollos propios. Se adquirirán conocimientos en cuanto manejo, montaje y parametrización de redes de comunicación IoT, protocolos IoT y hardware IoT.
Se aprenderá a usar Node-RED, un framework enfocado a IoT para programar, automatizar e integrar plataformas IoT.
Metodología Curso On-Line
El curso on-line consiste en 6 horas de formación, repartidas en 3 sesiones de 2 horas de fundamentos IoT generales y 4 horas de formación, repartidas en 2 sesiones de 2 horas de explicación y montaje de los experimentos desarrollados previamente con los Arduinos MKR1500.
El curso se realizará entre el 22 de febrero y el 9 de marzo de 2023 en las siguientes sesiones:
- 5 sesiones los días 22 de febrero, 1, 2, 8 y 9 de marzo de 2023 de 17:30 a 19:30
Además se propondrá ampliar documentación y hacer ejercicios entre sesión y sesión.
La plataforma en vídeo usada será https://meet.jit.si/aprendiendoarduino y se grabarán todas las sesiones. En casos de problemas con esta plataforma se podrá usar Google Meet.
Los recursos utilizados para la realización de este curso son:
- La documentación del curso se publicará en formato web y se usará para realizar el seguimiento del curso: https://www.aprendiendoarduino.com/cursos/fundamentos-iot-5g-para-formadores/
- Todo el código de las prácticas utilizado en el curso está disponible en el repositorio: https://github.com/jecrespo
Toda la documentación será on-line con el objetivo de mantenerla actualizada y no con un documento físico que se queda obsoleto rápidamente. Después de finalizar el curso toda la documentación on-line seguirá estando disponible de forma pública.
Toda la documentación está liberada con licencia Creative Commons.
Reconocimiento – NoComercial – Compartir Igual (by-nc-sa): No se permite un uso comercial de la obra original ni de las posibles obras derivadas, la distribución de las cuales se debe hacer con una licencia igual a la que regula la obra original.
Aprendiendo Arduino by Enrique Crespo is licensed under a Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional License.
Requisitos
Para la realización de este curso es necesario tener conocimientos básicos o experiencia en algunas de estas áreas: programación, redes TCP/IP, redes inalámbricas, protocolos de comunicación, bases de datos, uso de sistemas linux, microcontroladores, autómatas, electrónica, uso de sensores, actuadores, etc…
Es recomendable un conocimiento medio de Inglés puesto que gran parte de la documentación oficial de referencia está en Inglés.
Programación del Curso
| Fecha | Temario | Horas |
| X 22/02/2317:30-19:30 | Hardware IoT. Programación y comunicaciones Arduino | 2h |
| X 01/03/2317:30-19:30 | Protocolos IoT. API REST y MQTT. Plataforma Thingspeak | 2h |
| J 02/03/2317:30-19:30 | Node-RED. Programación básica y Dashboard | 2h |
| X 08/03/2317:30-19:30 | Experimento Básico IoT LTE-M | 2h |
| J 09/03/2317:30-19:30 | Experimento Avanzado IoT LTE-M | 2h |
| TOTAL | 10h |
Contenido del Curso
Toda la documentación del curso y el código usado es libre y accesible desde: https://www.aprendiendoarduino.com/cursos/fundamentos-iot-5g-para-formadores/
- Presentación Curso Fundamentos IoT 5G
- Presentación del Curso
- Material de Prácticas
- Fundamentos IoT
- Qué es IoT
- Ecosistema IoT
- Arquitecturas IoT
- Hardware IoT
- Arduino en IoT
- Programación Arduino
- Arduino MKR NB 1500
- Sensores y Actuadores
- Comunicaciones IoT. LTE-M, NB-IoT y 5G
- Protocolos IoT
- Protocolos IoT Capa Aplicación
- Protocolo HTTP
- API REST
- MQTT
- Node-RED
- Qué es Node-RED
- Uso del Editor de Node-RED
- Mensajes Node-RED
- Biblioteca Node-RED
- Programación Básica Node-RED
- Dashboard Node-Red
- Plataformas IoT
- ThingSpeak
- Prácticas
- IoT Básico
- IoT Avanzado
Presentaciones
- ¿Nombre?
- Breve presentación y experiencia con los puntos que vamos a tratar.
Contacto
Para cualquier consulta durante el curso y en cualquier otro momento mediante email: aprendiendoarduino@gmail.com
Twitter @jecrespo: https://twitter.com/jecrespom
Y más información sobre el curso y el autor: http://www.aprendiendoarduino.com/acerca-de/
Aprendiendo Arduino 