Desarrollo de una plataforma basada en microservicios en la nube pública para la orquestación de dispositivos IoT y un Gateway en la red local para el acceso de los dispositivos IoT a la plataforma

Abstract

Este trabajo consiste en el desarrollo de una plataforma con la capacidad de conectarse a dispositivos IoT y manejar la información necesaria para poder controlarlos, con una interfaz por medio de la cual el usuario pueda gestionar y programar los dispositivos. Esta plataforma será probada en una red IoT conformada por microcontroladores ESP32, la comunicación se realizará por medio de distintos protocolos. El sistema se puede dividir en dos partes, las cuales son el Core y el Edge. El Core se encuentra conformado por ocho microservicios y el Edge es conformado por un microservicio y la red de dispositivos IoT.

El Core es conformado por los microservicios siguientes: la base de datos de grafos donde se almacena la información de los dispositivos IoT, el backend en el que se maneja el comportamiento de los dispositivos IoT, la base de datos SQL del historiador, API del historiador, cron Job para generar estadísticas del día, cron Job para enviar correos electrónicos, tablero de Power BI y el frontend. Cabe mencionar que en el Edge de la plataforma se encontrará un microservicio encargado de manejar la comunicación directa con los dispositivos IoT. Este microservicio es el Gateway de los dispositivos IoT y es capaz de soportar varios protocolos IoT y transformar los mensajes recibidos de los dispositivos IoT a Requests HTTP a enviar al Core.

This work consists of the development of a platform with the capability to connect to IoT devices and manage the necessary information to control them, through an interface that allows users to manage and schedule the devices. The platform will be tested on an IoT network composed of ESP32 microcontrollers, and communication will be carried out using different protocols. The system can be divided into two parts: the Core and the Edge.

The Core is composed of eight microservices, while the Edge consists of one microservice and the IoT device network.

The Core includes the following microservices: a graph database where IoT device information is stored; a backend responsible for managing device behavior; an SQL historian database; a historian API; a cron job to generate daily statistics; a cron job to send emails; a Power BI dashboard; and the frontend. It is important to mention that, on the Edge side of the platform, there is a microservice responsible for handling direct communication with the IoT devices. This microservice serves as the IoT gateway and is capable of supporting multiple IoT protocols and transforming the messages received from IoT devices into HTTP requests to be sent to the Core.