5.3.2.8 Packet Tracer: explore la ciudad inteligente

Última actualización: octubre 20, 2022

5.3.2.8 Packet Tracer: explore la ciudad inteligente (versión para el instructor)

Nota para el instructor: El color de fuente rojo o las partes resaltadas en gris indican texto que solamente aparece en la copia del instructor.

Topología

Objetivos

• Explore la ciudad inteligente
• Analice el uso de la computación en la nube en la ciudad inteligente

Aspectos básicos/situación

En esta actividad, explorará el ejemplo de ciudad inteligente. La idea de una ciudad inteligente se basa en la premisa de una ciudad que aprovecha el software para monitorear y analizar varios eventos y tomar decisiones a fin de mejorar las vidas de los residentes.

La ciudad inteligente en este ejemplo se ha dividido en clústeres. Según la aplicación, algunos datos se procesan y monitorean mejor desde una ubicación remota. Las oficinas de la ciudad inteligente ofrecen capacidades que permiten que el administrador de la ciudad monitoree varios eventos en la ciudad.

Parte 1: Explore la ciudad inteligente

Paso 1: Comprenda los dispositivos que conforman la ciudad inteligente

Dado que los sensores y dispositivos de IoT se extienden por la ciudad inteligente, debe haber una infraestructura de red adecuada vigente antes de que se produzca la comunicación. La ciudad inteligente es una red de área metropolitana (MAN) que consta de redes más pequeñas. Estas redes a menudo se conectan mediante enlaces de WAN que permiten la comunicación entre grandes distancias geográficas. La nube de ISP proporciona amplio acceso a la ciudad a varios individuos y organizaciones.

a. Haga clic en Clúster ISP y examine los recursos que ofrece la ciudad.

b. Haga clic en el botón Volver. ¿Qué redes de la ciudad se conectan mediante cables seriales rojos?
La red de distribución eléctrica inteligente y las oficinas de la ciudad

Nota: Packet Tracer etiqueta las conexiones entre los dispositivos de red, pero esto puede desactivarse en aras de la legibilidad. Para desactivar el etiquetado, vaya a Opciones > Preferencias > Ficha Interfaz > y desmarque Mostrar siempre las etiquetas de puertos en el espacio de trabajo lógico.

c. ¿Qué redes de la ciudad se conectan mediante cables coaxiales azules?
Torre celular, Oficinas en el hogar y la ciudad

d. Haga clic en el clúster Oficinas de la ciudad. ¿Por qué hay dos conexiones principales desde la nube de ISP?
La conexión coaxial azul se utiliza para controlar el tráfico, mientras que la conexión serial roja se utiliza para el tráfico de Internet.

e. Haga clic en el botón Volver. ¿Qué redes de la ciudad se conectan de manera inalámbrica a la torre de telecomunicaciones?
Oficinas de la ciudad, hogar inteligente, y estacionamiento inteligente

f. ¿Qué dispositivos en el hogar inteligente están conectados a la torre de telecomunicaciones?
Smartphone y tableta

g. ¿Qué dispositivos en el clúster del estacionamiento inteligente están conectados a la torre de telecomunicaciones?
Smartphone y router S-Parking-SW

Parte 2: Estacionamiento inteligente

La ciudad inteligente se compone de numerosos sistemas representados en este ejemplo por clústeres. El clúster del estacionamiento inteligente permite que los ciudadanos y funcionarios de la ciudad se beneficien de la implementación de IoT.

Paso 1: Interacción con el clúster del estacionamiento inteligente (personal de las oficinas de la ciudad)

Los dispositivos en el clúster del estacionamiento inteligente pueden monitorearse y controlarse de forma remota a través de cualquier computadora en el clúster de oficinas de la ciudad. Debido a que todos los dispositivos del clúster del estacionamiento inteligente están conectados al Servidor de IoT de la ciudad que aloja una interfaz web, las tablets, los smartphones, las PC portátiles o las computadoras de escritorio pueden usarse para interactuar con los dispositivos inteligentes.

a. Haga clic en PC portátil de TI de la ciudad en el clúster de las oficinas de la ciudad.

b. Navegue hasta Escritorio > Explorador web.

c. En la barra de direcciones URL, escriba 195.0.0.2. Esta es la dirección IP del servidor de IoT de la ciudad.

d. Use Park/Park como nombre de usuario y contraseña para iniciar sesión en el servidor de IoT de la ciudad.

Nota: es posible que deba esperar unos minutos hasta que todos los dispositivos de la red estén en línea y los medidores de estacionamiento lleguen al servidor de registro de IoT.

e. ¿Qué se muestra?
Una lista de todos los dispositivos inteligentes conectados actualmente con el servidor IoT de la ciudad.
Algunos dispositivos pueden controlarse y otros solo monitorearse.

f. Los medidores de estacionamiento se registran en el servidor y envían actualizaciones de estado periódicamente. Haga clic en el medidor P-Space-1 para expandirlo.

¿Cuál es el valor que se muestra?
0 (cero).

g. Sin cerrar la ventana PC portátil de TI de la ciudad, regrese al clúster del estacionamiento inteligente, haga clic y arrastre el automóvil rojo hasta el lugar de estacionamiento 1. El lugar de estacionamiento 1 es el lugar de estacionamiento más a la izquierda del clúster.

h. Vuelva a la ventana PC portátil de TI de la ciudad y busque P-Space-1 (expanda si es necesario).

¿Cuál es el valor que se muestra ahora?
20 (veinte).

Los sensores de los lugares de estacionamiento son sensores de metal de PT configurados para responder ante objetos de metal (los automóviles en este caso) cuando se colocan lo suficientemente juntos.

Paso 2: Interacción con el clúster del estacionamiento inteligente (ciudadanos comunes)

a. Si bien es útil como herramienta de monitoreo para la administración en la ciudad, los ciudadanos comunes no deberían tener acceso a la interfaz en el servidor. Para que los ciudadanos puedan monitorear qué lugares de estacionamiento están disponibles en una calle determinada, se ha diseñado otra página web.

Cierre la ventana PC portátil de TI de la ciudad y navegue nuevamente al clúster Estacionamiento inteligente.

b. Haga clic en Smartphone y abra el explorador web desde la Ficha Escritorio > Explorador web.

c. Escriba 10.10.10.10 en la barra de direcciones. 10.10.10.10 es la dirección del servidor de estacionamiento, representado por PT-MCU.

Nota: puede demorar unos segundos antes de que la página se cargue en el explorador web del smartphone.

d. ¿Qué ve una vez que se carga la página?
La página informa el lugar de estacionamiento 1 como ocupado, mientras que el resto de los lugares de estacionamiento están disponibles.

e. Sin cerrar la ventana Smartphone, arrastre el automóvil verde a Lugar de estacionamiento 5. El lugar de estacionamiento 5 es el lugar de estacionamiento más a la derecha en el clúster del estacionamiento inteligente.

f. Vuelva a la ventana Smartphone (el explorador web aún muestra la página cargada del servidor de estacionamiento de la MCU). ¿Qué ve una vez que se carga la página?
La página informa los lugares de estacionamiento 1 y 5 como ocupados, mientras que el resto de los lugares de estacionamiento están disponibles.

Nota: puede demorar unos segundos antes de que se actualice la página.

g. Los lugares de estacionamiento no solo informan al Servidor de registro de IoT alojado en el clúster de oficinas de la ciudad, sino también al servidor de estacionamiento local. Esto permite que los ciudadanos exploren y conozcan la disponibilidad del lugar de estacionamiento incluso antes de llegar a la calle.

h. Dedique un tiempo a explorar el código que se ejecuta en la MCU del servidor de estacionamiento.

Parte 3: Tráfico inteligente

Otro componente de la ciudad inteligente es el tráfico inteligente. En este ejemplo, el tráfico inteligente permite que los vehículos de emergencia, como las ambulancias o los paramédicos, se comuniquen con el sistema de semáforos y soliciten libre tránsito en caso de emergencia. Navegue hasta el clúster de tráfico inteligente.

a. En este ejemplo, la farola 1 y la farola 2 desempeñan el rol de semáforo. Los paramédicos responden a una emergencia. A medida que el vehículo de los paramédicos se acerca a los semáforos, la luz se torna verde.

Haga clic y arrastre el camión de los paramédicos y colóquelo cerca del semáforo a la derecha con la luz actualmente roja.

b. ¿Qué sucede con el semáforo de la derecha?
A medida que el vehículo de los paramédicos se acerca a la luz, esta se pone verde y, de esta manera, la ambulancia puede seguir.

c. Aleje a los paramédicos del semáforo a la derecha y colóquelos cerca del automóvil rojo.

¿Qué sucede con el semáforo?
La luz se pone roja nuevamente.

d. El vehículo de los paramédicos envía un mensaje a la MCU que controla los semáforos y solicita libre tránsito. La MCU reconoce a los paramédicos como vehículo de emergencia legítimo y concede libre tránsito activando las luces verdes. La MCU además activa las luces rojas para garantizar el tránsito seguro. Cuando el vehículo de emergencia pasa de manera segura, la MCU regresa el sistema al funcionamiento normal.

e. Dedique un momento a analizar el código en ejecución en la MCU en la ambulancia desde la ficha Programación.

Nota: es posible que deba hacer clic en el botón Avanzado en la parte inferior de la ventana del dispositivo antes de visualizar la ficha Programación.

Parte 4: Reflexión

Cuando los sensores, el software y los servidores están interconectados, es posible recopilar datos y monitorear eventos. Esto permite tomar decisiones en función de los datos obtenidos de los eventos. El punto clave de este ejemplo es mostrar que las cosas conectadas pueden monitorearse y accionarse si:

• Son capaces de ejecutar programas.
• Están conectadas a sensores o accionadores.
• Están conectadas a otros dispositivos a través de la red.

Una silla común, por ejemplo, puede prepararse para seguir y registrar el peso y la cantidad de personas que se sientan.

Parte 5: Desafío (opcional)

Diseñe una silla inteligente que siga y registre el peso de las personas que se sientan. Las preguntas que pueden guiarlo por el proceso son:

• ¿Qué partes debo llevar a cabo para este proyecto (sensores, MCU, SBC, cables, etc.)?
• ¿Qué lenguaje debo usar para escribir el programa?
• ¿Necesito servidores de Internet o suscripciones en la nube?
• ¿Puedo desarrollar organigramas de ejecución del código de software y las operaciones del dispositivo?