Páginas:
384
Edición:
1
Fecha de publicación:
15/07/2021
ISBN:
9788426733214
Formato:
17x24 cms

Internet de las cosas

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Un futuro hiperconectado: 5G, inteligencia artificial, Big Data, Cloud, Blockchain y ciberseguridad

Internet de las cosas (Internet of Things, IoT) es un nuevo ecosistema tecnológico y social que desde hace unos años está emergiendo en organizaciones y empresas, y está comenzando a llegar ahora a la sociedad como una nueva revolución tecnológica y social. Ayuda a la transformación digital de las organizaciones y empresas, y es la espina dorsal de la industria 4.0 y la naciente cuarta Revolución Industrial.

Este libro describe y analiza el nuevo ecosistema creado en torno a las tecnologías facilitadoras de las cosas y los objetos inteligentes. Está escrito con una visión global dirigida tanto a lectores interesados en conocer los retos y oportunidades que internet de las cosas trae a la sociedad actual y futura como a los profesionales, empresarios, docentes e investigadores en las tecnologías disruptivas de impacto.

Con la meticulosidad que lo caracteriza, Joyanes le pondrá al día respecto a estas tecnologías y la forma en la que influyen en la vida y el trabajo. Tras su lectura estará preparado para enfrentar este nuevo y revolucionario desafío.

Luis Joyanes Aguilar: Presidente de la Fundación I+D del Software Libre. Doctor Ingeniero en Informática por la Universidad de Oviedo y Doctor en Sociología por la Universidad Pontifica de Salamanca. Doctor honoris causa por la Universidad Privada Antenor Orrego de Trujillo (Perú), por la Universidad San Martín de Porres (Perú) y por la Universidad Inca Garcilaso de la Vega (Perú). Líder académico del TEC de Monterrey, ha escrito más de 40 libros sobre TIC y más de 100 artículos científicos y profesionales.

Capítulo 1
Internet de las cosas: una visión general
del ecosistema de Internet de las cosas
Introducción ………………………………………………. 1
1.1. ¿Qué es Internet de las cosas
(Internet of Things, IoT)? …………………………….. 2
1.2. Definición de Internet de las cosas …….. 4
1.3. Objetos inteligentes en entornos
inteligentes ………………………………………………… 6
1.4. Historia de la Internet de las cosas ……. 7
1.5. Aplicaciones y casos de estudio
de la Internet de las cosas ……………………… 8
1.5.1. Casos de estudio de IoT …………………… 9
1.6. Tecnologías y tendencias habilitadoras
de la Internet de las cosas ……………………. 13
1.6.1. Tecnologías de carga de baterías ….. 16
1.6.2. Otras tecnologías disruptivas
de impacto en la Internet de las cosas …….. 16
1.6.3. Caso de estudio: Tecnologías
habilitadoras digitales (THD) …………………… 16
1.7. Internet de todo y las cuatro fuentes
de generación de datos ………………………… 17
1.8. La capa física de la red (sensores,
actuadores, controladores) …………………… 18
1.9. Ciudades inteligentes (smart cities) …. 20
1.9.1. Ciudades inteligentes
y sostenibles…………………………………………… 22
1.10. La seguridad en Internet
de las cosas …………………………………………….. 22
1.10.1. Estado del arte …………………………… 23
1.11. La privacidad en Internet
de las cosas …………………………………………….. 24
1.11.1. Normas legales, derecho y
aspectos regulatorios ……………………………… 25
RESUMEN ………………………………………………. 25
BIBLIOGRAFÍA ………………………………………… 26
RECURSOS ……………………………………………. 27

Capítulo 2
Tecnologías habilitadoras de Internet
de las cosas: Industria 4.0
Introducción …………………………………………….. 29
2.1. Industria 4.0 y la cuarta revolución
industrial …………………………………………………. 30
2.1.1. Los pilares tecnológicos
de la industria 4.0 en 2015 (BSC):
una visión retrospectiva ………………………….. 31
2.2. El panorama del ecosistema
de Internet de las cosas: tecnologías
habilitadoras ……………………………………………. 34
2.3. Fabricación aditiva/impresión 3D ……. 35
2.4. Tecnologías wearables (ponibles) …….. 38
2.4.1. Componentes de un dispositivo
wearable ………………………………………………… 39
2.4.2. Tipos de dispositivos wearables …….. 39
2.5. Realidad virtual ………………………………… 40
2.5.1. Gafas de realidad virtual ……………….. 41
2.6. Realidad aumentada ……………………….. 41
2.6.1. Aplicaciones de realidad
aumentada …………………………………………….. 42
2.6.2. Diferencias entre realidad
aumentada y realidad virtual …………………… 43
2.7. Experiencias inmersivas: realidad
mixta y realidad fusionada ………………………. 44
2.8. Los gemelos digitales (digital twins) … 44
2.9. Inteligencia artificial aplicada ………….. 45
2.9.1. Asistentes virtuales y de voz
(bots/chatbots) ……………………………………….. 46
2.10. Drones ……………………………………………. 47
2.10.1. Aplicaciones de los drones ………….. 48
2.11. Blockchain ……………………………………… 48
2.12. Fábrica inteligente 4.0:
la transformación digital
de la Industria 4.0 …………………………………… 50
RESUMEN ……………………………………………….. 52
BIBLIOGRAFÍA ………………………………………… 52

Capítulo 3
Hiperconectividad: infraestructuras
de comunicaciones
Introducción …………………………………………….. 55
3.1. Redes de ordenadores ……………………… 56
3.1.1. Tipos de redes de ordenadores ……… 57
3.2. Redes inalámbricas ………………………….. 59

3.2.1. Red inalámbrica de área
personal WPAN ……………………………………….. 60
3.2.2. Red inalámbrica de área local
(WLAN, Wireless LAN, Wireless
Local-Area Network) ……………………………….. 61
3.2.3. Red inalámbrica de área
metropolitana (WMAN) ……………………………. 61
3.2.4. Red inalámbrica de área amplia
(Wireless Wide-Area Network, WWAN) ……… 61
3.3. Conectividad de Internet
de las cosas …………………………………………….. 62
3.4. Tecnologías de comunicación
de corto alcance ………………………………………. 63
3.5. Redes de proximidad ……………………….. 67
3.5.1. Identificación por
radiofrecuencia (RFID) …………………………….. 67
3.5.2. NFC ………………………………………………. 67
3.6. Internet móvil de las cosas ………………. 68
3.7. Tecnologías de redes LPWAN
(Low Power WAN) …………………………………… 71
3.7.1. Características de redes LPWAN ……. 72
3.7.2. Tecnologías de comunicación
radio de largo alcance …………………………….. 72
3.7.3. Aplicaciones LPWAN ……………………… 75
3.7.4. Seguridad LPWAN …………………………. 75
3.7.5. El futuro de las redes LPWAN ………… 75
3.8. Regulaciones de redes con licencia
y sin licencia ……………………………………………. 77
3.8.1. Espectro con licencia …………………….. 77
3.8.2. Espectro sin licencia ……………………… 78
3.8.3. Regulaciones de bandas
de frecuencia con licencia y sin licencia …… 79
3.9. Redes 5G: Integración en Internet
de las cosas …………………………………………….. 80
3.9.1. ¿Qué son las tecnologías 5G? ………. 81
3.9.2. Integración de 5G con Internet
de las cosas ……………………………………………. 82
3.9.3. Futuras aplicaciones de 5G …………… 83
3.9.4. Experiencias reales 5G ………………….. 83
3.10. Redes Wifi 6.0 ……………………………….. 85
3.11. Criterios de selección de la red
para Internet de las cosas ……………………….. 86
3.12. El ecosistema hiperconectado
de IoT: panorámica de las redes de
comunicaciones para IoT ………………………… 87
RESUMEN ………………………………………………. 88
BIBLIOGRAFÍA ………………………………………… 89
ORGANIZACIONES INTERNACIONALES …… 90
RECURSOS …………………………………………….. 91

Capítulo 4
Arquitectura y plataformas
de Internet de las cosas
Introducción …………………………………………….. 93
4.1. Arquitectura de referencia
de Internet ……………………………………………….. 94
4.1.1. Modelo OSI ……………………………………. 94
4.1.2. Modelo TCP/IP ………………………………. 96
4.2. Arquitectura de referencia
de Internet de las cosas …………………………… 97
4.2.1. Arquitectura de tres capas …………….. 98
4.2.2. Arquitectura de cinco capas …………… 99
4.2.3. Arquitectura de referencia
de IoT middleware y redes …………………….. 102
4.2.4. Arquitectura de IoT de Cisco ……….. 103
4.3. Capa física ………………………………………. 104
4.4. Sensores ………………………………………… 104
4.5. Actuadores ……………………………………… 108
4.6. Plataformas de Internet ………………….. 109
4.7. Plataformas de Internet
de las cosas …………………………………………… 110
4.7.1. Componentes de una plataforma
de Internet de las cosas ……………………….. 113
4.7.2. Tipos de plataformas
de Internet de las cosas ……………………….. 114
4.8. Proveedores de plataformas
de Internet de las cosas …………………………. 114
RESUMEN …………………………………………….. 116
BIBLIOGRAFÍA ……………………………………… 117

Capítulo 5
Internet industrial de las cosas
Introducción …………………………………………… 119
5.1. Internet industrial ……………………………. 120
5.2. Integración de la Industria 4.0
y la Internet industrial ……………………………. 122
5.3. Innovaciones tecnológicas
disruptivas de la Internet industrial ……….. 123
5.3.1. Nuevas tecnologías habilitadoras
de la Internet industrial…………………………. 124
5.4. Internet industrial de las cosas ……….. 125
5.4.1. Iniciativas de la IIoT …………………….. 127
5.4.2. Beneficios de la IIoT ……………………. 128
5.4.3. Diferencias entre IoT e IIoT………….. 129
5.5. Casos de uso de Internet
industrial de las cosas ……………………………. 130
5.6. Sistemas SCADA en la Internet
industrial de las cosas ……………………………. 131
5.6.1. Conceptos fundamentales
de un sistema SCADA……………………………. 131

5.6.2. Arquitectura de un sistema
SCADA ………………………………………………….. 132
5.6.3. Los sistemas SCADA versus
Internet industrial de las cosas ……………… 134
5.6.4. Soluciones de sistemas SCADA
en la Industria 4.0 y la Internet
industrial de las cosas …………………………… 135
5.7. Arquitectura de referencia
de la Internet industrial de las cosas …….. 136
5.8. Plataformas de la Internet
industrial de las cosas …………………………… 136
5.9. Proveedores de soluciones de IIoT …. 137
5.9.1. Cuadrante Mágico de Gartner
de Industrial IIoT Platform, mayo 2019 ….. 137
5.9.2. The Forrester Wave Industrial IoT
Software Platforms Q4 2019 …………………. 138
5.9.3. Panorama de plataformas
de IIoT de IoT Analytics …………………………. 139
RESUMEN …………………………………………….. 139
BIBLIOGRAFÍA ………………………………………. 140
RECURSOS WEB ………………………………….. 141

Capítulo 6
Infraestructura de la Internet de las
cosas: cloud computing, edge y fog
computing, data lake
Introducción ………………………………………….. 143
6.1. Computación en la nube (cloud
computing): origen, evolución
y definición …………………………………………… 144
6.1.1. Definición de la nube ………………….. 146
6.2. Características
de la cloud computing …………………………… 147
6.3. Modelos de la nube (cloud) ……………. 149
6.3.1. Modelos de servicio …………………….. 149
6.3.2. Modelos de despliegue
de la nube …………………………………………….. 151
6.4. Selección del modelo de nube ……….. 152
6.4.1. El modelo de la nube
futura: multicloud (multinube) ………………. 152
6.5. Proveedores de la nube ………………….. 153
6.5.1. Implantación de la nube en
organizaciones y empresas ……………………. 155
6.5.2. Aspectos económicos ………………….. 156
6.6. Seguridad en la nube: retos
y amenazas ………………………………………….. 156
6.7. Contratación de servicios
de cloud computing ……………………………….. 158

6.8. Computación en el borde y
en la niebla (edge computing
y fog computing) ……………………………………. 159
6.8.1. Edge computing (computación
en el borde) ………………………………………….. 160
6.8.2. Fog computing (computación
en la niebla) …………………………………………. 161
6.8.3. Fog computing versus edge
computing …………………………………………….. 162
6.8.4. Aplicaciones de edge computing ….. 165
6.9. Data lake (lagos de datos):
los nuevos depósitos de
almacenamiento de datos …………………….. 166
6.9.1. Origen del término data lake ……….. 167
6.9.2. Definición de data lake ………………… 167
6.9.3. Propiedades, ventajas e
inconvenientes de los data lake …………….. 168
6.9.4. Proveedores de soluciones
de data lake ………………………………………….. 169
6.10. Data warehouse versus data lake … 170
6.11. Los centro de datos como soporte
de cloud computing y de Internet de
las cosas ………………………………………………. 172
6.12. El futuro de la nube en
el horizonte 2025 ………………………………….. 173
RESUMEN ……………………………………………… 175
BIBLIOGRAFÍA ………………………………………. 176
RECURSOS WEB …………………………………… 178

Capítulo 7
Big Data. Arquitectura y componentes
Introducción …………………………………………… 181

Capítulo 8
Inteligencia artificial en Internet
de las cosas
Introducción …………………………………………… 183
8.1. Historia y evolución de inteligencia
artificial …………………………………………………. 183
8.2. Inteligencia artificial aplicada ………… 186
8.3. Aprendizaje automático …………………. 188
8.3.1. Aprendizaje supervisado ……………… 188
8.3.2. Aprendizaje no supervisado …………. 188
8.3.3. Aprendizaje reforzado ………………….. 189
8.4. Aprendizaje profundo ……………………… 189
8.5. Aprendizaje automático frente
a aprendizaje profundo ………………………….. 191
8.6. El futuro de la inteligencia
artificial: el aprendizaje profundo ………….. 192
8.7. Asistentes virtuales:
bots y chatbots ………………………………………. 193

8.7.1. Tipos de asistentes virtuales ……….. 194
8.7.2. Aplicaciones de los bots ………………. 195
8.7.3. Asistentes virtuales en sitios
web de organizaciones y empresas ……….. 196
8.8. Plataformas de bots ………………………. 196
8.9. Chatbots de empresa: el caso
de la atención al cliente ………………………… 197
8.10. Casos de estudio: Alexa
de Amazon …………………………………………… 198
8.11. Casos de estudio: Slack ……………….. 199
8.12. Diferencias funcionales
entre chatbots y asistentes virtuales ……… 200
8.13. Altavoces inteligentes ………………….. 204
8.14. La seguridad en los bots ………………. 204
8.15. El uso ético de la inteligencia
artificial aplicada en la Unión Europea
y en España ………………………………………….. 204
RESUMEN …………………………………………….. 207
BIBLIOGRAFÍA ………………………………………. 208
RECURSOS …………………………………………… 209

Capítulo 9
Robótica: cobots, robots de software,
drones, vehículos autónomos
Introducción …………………………………………… 211
9.1. Estado del arte de la robótica …………. 212
9.1.1. La visión de robótica de IDC ………… 213
9.2. La robótica en la generación
y posibles pérdidas de empleos …………….. 213
9.2.1. Estudio del Foro de Davos sobre
el futuro del empleo (enero 2016) …………. 214
9.2.2. Estudio sobre robotización
del McKinsey Global Institute ………………… 215
9.3. Los riesgos de la inteligencia
artificial en la robótica …………………………… 215
9.4. Robots colaborativos (cobots) ………… 216
9.4.1. Tecnologías complementarias
de la robótica colaborativa …………………….. 217
9.5. Problemas legales de los robots
industriales en el empleo ………………………. 218
9.6. Automatización robótica
de procesos (RPA): robots de software ….. 219
9.7. Drones ……………………………………………. 221
9.7.1. Tipos de drones …………………………… 224
9.7.2. Arquitectura-ingeniería
de un sistema de drones ……………………….. 225
9.7.3. Componentes de un dron:
una panorámica global ………………………….. 227
9.7.4. Aplicaciones de los drones ………….. 229
9.7.5. Normas y regulaciones
de los drones ………………………………………… 230

9.8. Vehículos autónomos y vehículos
conectados …………………………………………….. 231
9.8.1. Tecnologías básicas
en los vehículos autónomos ………………….. 232
9.8.2. Tecnologías de asistencia
a la conducción más divulgadas
y utilizadas …………………………………………… 233
9.8.3. Tecnologías específicas
del vehículo conectado …………………………. 237
9.8.4. Niveles de conducción autónoma .. 239
9.8.5. Regulaciones y normas
de conducción internacionales ……………… 242
9.8.6. Caso de éxito
(autobús autónomo) ……………………………… 242
RESUMEN …………………………………………….. 242
BIBLIOGRAFÍA ……………………………………… 243
RECURSOS ………………………………………….. 244
ANEXOS ……………………………………………….. 249

Capítulo 10
Internet de las cosas y blockchain:
Integración
Introducción …………………………………………… 251

Capítulo 11
Ciudades inteligentes
Introducción …………………………………………… 253
11.1. ¿Qué es una ciudad inteligente? …… 253
11.2. Modelos de ciudad inteligente ……… 255
11.2.1. Modelo de ciudad inteligente
de la Unión Europea ……………………………… 255
11.2.2. Modelo de ciudad inteligente
del ONTSI ……………………………………………… 258
11.2.3. Otros modelos de ciudades
inteligentes ………………………………………….. 261
11.3. Tecnologías habilitadoras
de smart cities ……………………………………….. 263
11.4. El rol de IoT y 5G en la
hiperconectividad inteligente
de la ciudad inteligente ………………………….. 265
11.5. Open Data. Los datos abiertos
al servicio del ciudadano ……………………….. 266
11.5.1. Iniciativas Open Data ……………….. 268
11.6. Aplicaciones (casos de uso)
de ciudades inteligentes ………………………… 269

11.7. Estrategias internacionales
de ciudades inteligentes ……………………….. 270
11.8. Arquitectura de una ciudad
inteligente ……………………………………………… 271
11.9. Normalización de las ciudades
inteligentes (AENOR) …………………………….. 273
11.10. Las redes eléctricas inteligentes
(smart grids) …………………………………………. 274
11.10.1. Sensores en las ciudades
inteligentes …………………………………………… 275
11.11. Ciudades inteligentes:
casos de éxito y ranking ………………………… 277
11.11.1. Ranking de ciudades
inteligentes IESE Cities in Motion
Index 2019 …………………………………………… 277
RESUMEN …………………………………………….. 279
BIBLIOGRAFÍA ………………………………………. 280
RECURSOS ………………………………………….. 281

Capítulo 12
Analítica de datos de la Internet
de las cosas
Introducción ………………………………………….. 283

Capítulo 13
Seguridad y privacidad en Internet
de las cosas
Introducción ………………………………………….. 285
13.1. Seguridad y privacidad
de la Internet de las cosas …………………….. 286
13.2. ¿Qué la es ciberseguridad? ………….. 286
13.3. La ciberseguridad en tiempo real … 289
13.4. Seguridad de la información y
privacidad en Internet de las cosas ……….. 291
13.5. Infraestructuras críticas ……………….. 292
13.6. Ciclo de vida de la ciberseguridad… 293
13.7. Ciberamenazas: agentes y tipos …… 295
13.8. Ciberataques: herramientas
utilizadas por los atacantes …………………… 297
13.9. Resiliencia ……………………………………. 298
13.10. Tendencias en ciberseguridad ……. 299
13.11. La web profunda, la web
invisible (deep web) ……………………………… 301
13.12. Los ciberriesgos …………………………. 301
13.13. Directiva de ciberseguridad (NIS)
de la Unión Europea ………………………………. 303

13.14. Estrategia de ciberseguridad
de la Unión Europea ………………………………. 304
13.15. Seguridad en Internet
de las cosas …………………………………………… 305
13.16. Normativas de seguridad
y privacidad en Internet de las cosas …….. 306
13.17. Normativas y tendencias
en ciberseguridad de la Internet
de las cosas …………………………………………… 307
RESUMEN ……………………………………………… 310
BIBLIOGRAFÍA ………………………………………. 310
RECURSOS …………………………………………… 312

Capítulo 14
Ética, privacidad y protección de datos
en la Internet de las cosas: Normas
legales y regulaciones…
Introducción …………………………………………… 315
14.1. La ética y la responsabilidad
social de las empresas en
el ecosistema de IoT ……………………………… 316
14.2. Evaluación de impacto en
la protección de datos …………………………… 317
14.3. Reglamento de Protección
de Datos y de Privacidad de
la Unión Europea ……………………………………. 318
14.3.1. Aspectos más sobresalientes
del reglamento vigente ………………………….. 318
14.3.2. Recomendaciones de la AEPD
sobre el reglamento GDPR …………………….. 319
14.4. El Delegado de Protección
de Datos (DPO) ……………………………………… 320
14.5. Evaluación de impacto
en la privacidad ……………………………………… 321
14.5.1. Privacidad desde el diseño ………… 321
14.6. Privacidad en Internet
de las cosas …………………………………………… 324
14.6.1. Ley de Privacidad de Internet
de las cosas de California ……………………… 325
14.7. Precauciones de seguridad en IoT … 325
14.7.1. Caso de estudio: proyecto
destinado a la seguridad de la Internet
de las cosas de Telefónica …………………….. 327
14.8. Guía de privacidad y seguridad
en Internet (AEPD/INCIBE) ……………………. 328
14.9. El escudo de privacidad
Unión Europea- EE. UU. …………………………. 329
14.10. Consorcios y organizaciones
internacionales ……………………………………… 330
14.10.1. Consorcios de redes
de área personal (PAN/WPAN) ………………. 330

14.10.2. Consorcios de protocolos ………… 331
14.10.3. Consorcios WAN/WWAN ………….. 331
14.10.4. Consorcios Fog y Edge …………….. 332
14.10.5. Consorcios de la industria ……….. 332
14.10.6. Organizaciones de seguridad
(EE. UU.) ………………………………………………. 333
14.10.7. Organizaciones de seguridad
(Europa) ……………………………………………….. 333
14.10.8. Organizaciones de seguridad
(Latinoamérica y Caribe) ……………………….. 334
14.10.9. Alianza Global de Ciudades
Inteligentes del G20
(globalsmartcitiesalliance.org) ……………….. 334
RESUMEN …………………………………………….. 334
BIBLIOGRAFÍA ………………………………………. 335
RECURSOS …………………………………………… 336
ANEXOS ……………………………………………….. 337

Capítulo 15
El futuro hiperconectado: la
conectividad inteligente y
las tendencias tecnológicas
de Internet de las cosas
Introducción …………………………………………… 339
15.1. Tecnologías emergentes para
2020 (Gartner, agosto 2019) ………………… 340
15.2. Las 10 principales tendencias
tecnológicas de Gartner para 2020
(octubre 2019) ………………………………………. 344

15.3. Tecnologías disruptivas
de impacto en los negocios ……………………. 347
15.4. El nuevo mundo hiperconectado:
la Internet de las cosas y las redes 5G
(informe The Mobile Economy 2019
de GSMA) ……………………………………………….. 348
15.5. Redes 5G. La espina dorsal
del futuro IoT ………………………………………….. 350
15.5.1. Industrias de impacto
de las redes 5G en la Internet de
las Cosas ……………………………………………… 352
15.6. Tendencias tecnológicas
inalámbricas emergentes
para 2020, Gartner ………………………………… 353
15.7. Tendencias y tecnologías
estratégicas de Internet
de las cosas en 2023 …………………………….. 355
15.8. El futuro de Internet de las cosas …. 358
15.8.1. Tendencias de impacto
en el futuro de IoT, según
Salah Mohamed …………………………………… 358
15.8.2. Future of Iot de Ernst And Young .. 359
15.9. Los negocios del futuro en
Internet de las cosas ……………………………… 361
15.9.1. El mercado global de Internet
de las cosas …………………………………………. 362
15.10. La referencia mundial en IoT:
World Congress Internet of Things
(Barcelona) …………………………………………….. 362
15.11. La hiperconectividad del futuro ….. 363
15.11.1. Futuras redes: Wifi 7 ……………… 363
15.11.2. Futuras redes móviles: 6G ………. 364
RESUMEN …………………………………………….. 364
BIBLIOGRAFÍA ……………………………………… 365
RECURSOS ………………………………………….. 366

A color
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384
Edición:
1
Año Publicación:
15/07/2021
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9788426733214
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