• Descripción

El incremento gradual de la población en las ciudades ha sido una dinámica constante en los últimos siglos, y se espera que se acentúe en el futuro. Este hecho ha permitido beneficios que antes eran inimaginables como la acumulación de talento ciudadano, aunque por otro lado ha comportado también problemas relacionados con la saturación tales como seguridad ciudadana, contaminación, congestión del tráfico, mantenimiento de infraestructuras, y gestión de bienes inmuebles. Es por eso que aparece el concepto de ciudad inteligente o Smart City, a partir de la incorporación de tecnologías y de herramientas que permiten la evolución de la ciudad y su gestión.

La asignatura "Tecnologías de la Smart City" pretende introducir la infraestructura tecnológica que permite la implementación de la ciudad inteligente, siguiendo una organización bottom-up. A partir de los sensores, actuadores y estándares de comunicación, se propone métodos de integración en la ciudad, cómo abrir la información generada a la ciudadanía, además de considerar la seguridad y privacidad de la información en la Smart City.

• La asignatura en el conjunto del plan de estudios

Esta asignatura se enmarca en la especialización de "Tecnologías para la gestión smartde la ciudad", que podrá cursarse individualmente o en el marco del Posgrado de Smart Cities: Ciudad y Tecnología.

El estudiante que haya cursado individualmente esta especialización podrá posteriormente ampliar su matrícula al posgrado si lo desea.

• Campos profesionales en el que se proyecta

Esta asignatura, así como la especialización, va dirigida a aquellos profesionales que quieran conocer y entender las claves de las tecnologías y herramientas que sustentan las smart cities o ciudades inteligentes, un sector que ofrece muchas oportunidades profesionales en el campo de las empresas privadas de consultoría, prestadoras de servicios (especialmente empresas que tienen en la gestión urbana su centro de atención), la Administración pública y organizaciones no gubernamentales.

El curso se dirige tanto a tecnólogos con visión de innovar y gestionar sus propios proyectos, como a gestores de proyectos de diferente perfil, sean de la Administración pública o del sector privado. También a todos aquellos profesionales interesados en cómo la tecnología puede ser una palanca de mejora en la prestación de los servicios urbanos, y por tanto, en el descubrimiento de nuevas oportunidades de negocio. Así, el programa está pensado para permitir diferentes perfiles de entrada, perfiles que suelen convivir y colaborar en el contexto de una smart city:

• Perfiles tecnológicos: titulados en informática, multimedia, telecomunicación u otras ingenierías.
• Arquitectura.
• Titulados en empresa o economía.
• Titulados en derecho y ciencia política.
• Otras titulaciones que requieran de los conocimientos necesarios para ejercer su actividad profesional en la smart city.

• Conocimientos previos

Los conocimientos básicos que se requieren para cursar la asignatura son los que corresponden a la formación académica y la práctica profesional de los titulados en carreras universitarias en general, adaptándose a los contenidos trabajados. Titulados en ingenierías tecnológicas pueden tener un perfil más afín a los temas tratados, sin ser por ello un requisito para la realización de esta asignatura.

• Información previa a la matrícula

No existen requisitos previos de matrícula.

• Objetivos y competencias

El diseño de este curso sigue las recomendaciones y metodología del Espacio Europeo de Enseñanza Superior (EEES) y, por lo tanto, se basa en la adquisición de competencias para el trabajo profesional en empresas privadas e instituciones públicas.

Las competencias que trabaja la especialización en su conjunto son las siguientes:

• Conocer los elementos clave para crear valor en la smart city.
• Conocer las tecnologías que sirven de base para la construcción de la smart city.
• Conocer las herramientas que permiten realizar la gestión de la smart city.
• Disponer de capacidad crítica para definir la mejor solución a implementar en la smart city.
• Afrontar las oportunidades de mejora en los procesos relacionados con la gestión de la información generada y disponible en la ciudad.

Los objetivos concretos de esta asignatura son los presentados a continuación:

• Dar una visión esquemática y funcional de los distintos tipos de sensores disponibles actualmente.
• Presentar brevemente distintos tipos de actuadores.
• Introducir las distintas opciones de comunicación entre sensores y/o objetos, sus limitaciones y capacidades técnicas.
• Presentar las distintas partes de una red de comunicaciones, centrándose en las comunicaciones inalámbricas debido a su mayor uso en el IoT.
• Dar una visión muy práctica de los problemas más comunes a la hora de instalar dispositivos en una Smart City.
• Enumerar y describir distintas opciones de alimentación eléctrica en los dispositivos el entorno de una Smart City.
• Introducir los conceptos de CAPEX y OPEX para valoración de costes totales de un proyecto.
• Detallar los distintos problemas que se pueden encontrar en una integración en una Smart City debido a efectos climáticos y de saturación de redes inalámbricas.
• Entender el significado y el potencial de Open Data en el contexto de una Smart City.
• Conocer los principales beneficios que puede aportar la publicación de datos abiertos.
• Comprender los distintos aspectos relevantes que deben ser considerados en el proceso de publicación de datos abiertos.
• Entender el significado de Linked Data, las diferencias respecto al Open Data y los beneficios que puede aportar.
• Conocer el modelo de las cinco estrellas de Tim Berners-Lee.
• Adquirir un conocimiento genérico de las técnicas criptográficas que se utilizan para afrontar los problemas de seguridad TIC y que son aplicables a las Smart Cities.
• Entender los problemas de seguridad de las redes emergentes que conformarán las arquitecturas de Smart Cities. Se analizará en particular el caso de las redes de sensores.
• Conocer el funcionamiento de diversos mecanismos y protocolos de seguridad diseñados para redes de sensores donde los costes computacionales, de energía y de transmisión de datos a través de la red son realmente importantes.
• Conocer las tecnologías y estándares básicos para redes inalámbricas de alcance personal (WPAN), así como identificar los problemas de seguridad que surgen en estos entornos.
• Conocer la definición de privacidad en el marco de las tecnologías de la información. Tener nociones básicas sobre las técnicas disponibles para preservar la privacidad de los usuarios y conocer las virtudes y los inconvenientes que tienen y los diferentes ámbitos de aplicación.
• Entender las limitaciones de cada una de las tecnologías expuestas y también lo que estas limitaciones implican a la hora de diseñar sistemas seguros para las Smart Cities.

• Contenidos

La asignatura está diseñada de forma que el estudiante dispone de una serie de módulos didácticos para conocer los diferentes temas que en esta se desarrollan. Cada uno de estos módulos se acompañan de lo que se han llamado casos prácticos, con el objetivo de ejemplificar en mayor profundidad los conceptos trabajados en los primeros.

Esta asignatura se divide, de este modo, en cuatro módulos didácticos y cuatro casos prácticos:

Módulo 1 - Infraestructura tecnológica: IoT y M2M

1. Sensores y actuadores
   1. Sensores
      1. Físicos
      2. Químicos y Bioquímicos
      3. Otros
   2. Actuadores
      
      1. Motores
      2. Domótica
      3. Electroválvulas
      4. Otros
   3. Los teléfonos inteligentes como sensores y actuadores
2. Protocolos de comunicación para M2M
   
   1. Modelo OSI
   2. Capillary M2M Systems
      
      1. Capas física y enlace
      2. Capas de red y transporte
      3. Capas de aplicación
   3. LPWA networks
      
      1. SIGFOX
      2. LoRa
      3. Weightless
   4. Celular M2M Systems
      
      1. 3GPP LTE-M
      2. IEEE 802.16 (WiMAX)
   5. Conclusiones

Módulo 2 - Integración de la tecnología en la Smart City

1. Integracion de sistemas en las Smart Cities
   
   1. Grado de protección IP
   2. Resistencia a impactos
   3. Resistencia al fuego
   4. Alimentación eléctrica
      
      1. Baterías
      2. Alimentación continua
      3. Power-over-Ethernet
      4. Autoalimentación
   5. Integración software
2. Instalación y mantenimiento
   
   1. CAPEX y OPEX
   2. Impacto visual
   3. Permisos y legislación
      
      1. Permisos
      2. Legislación
   4. Reciclaje
3. Posibles problemas en el entorno urbano
   
   1. Factores climáticos
   2. Interferencias

Módulo 3 - Open data: información de la ciudad en abierto

1. Conceptos preliminares
   
   1. El concepto de "datos"
   2. El concepto de "abierto"
   3. Reflexión sobre los datos abiertos
2. Open Data
   
   1. ¿Qué es Open Data?
   2. Beneficios de los datos abiertos
   3. Publicación de datos en abierto
      
      1. Identificar los conjuntos de datos
      2. Seleccionar un formato para los datos
      3. Escoger una licencia abierta
      4. Asegurar la accesibilidad
      5. Facilitar el descubrimiento de los datos
   4. Decálogo de buenas prácticas
3. Linked Data
   
   1. ¿Qué es Linked Data?
   2. El modelo de cinco estrellas de Tim Barners-Lee
   3. Publicación en el modelo de cinco estrellas
4. Ejemplos de Open Data
   
   1. Administraciones locales
   2. Administraciones regionales
   3. Otros ejemplos

Módulo 4 - Seguridad y privacidad en las Smart Cities

1. Introducción a la criptografía
   
   1. Conceptos básicos de criptografía
      
      1. Criptografía de clave simétrica
      2. Criptografía de clave pública
      3. Infraestructura de clave pública (PKI)
   2. Sistemas de autenticación
      
      1. Autenticación de mensaje
      2. Autenticación de entidad
   3. Protección del nivel de enlace y red
      
      1. Conceptos básicos de las redes Wi-Fi
      2. Métodos de autenticación de las estaciones Wi-Fi
      3. Protección de tramas con WEP
      4. IPsec
   4. Redes privadas virtuales (VPN)
2. Arquitectura de redes: seguridad en redes emergentes
   
   1. Redes emergentes
      
      1. Descripción de las redes
      2. Vulnerabilidades
   2. Redes de sensores
      
      1. Gestión de claves
      2. Agregación de datos
3. Protocolos de redes: seguridad en redes de área local y personal
   
   1. RFID
   2. Bluetooth
   3. ZigBee
   4. Comparativa y discusión de la seguridad
4. Privacidad en las Smart Cities
   
   1. Introducción
      
      1. Publicación de datos
      2. Preservación de la privacidad en la publicación de datos
   2. Métodos de enmascaramiento
      
      1. Métodos perturbativos
      2. Métodos no perturbativos
      3. Generación sintética de datos
   3. El modelo de k-anonimidad
   4. Privacidad más allá del uso de las tablas
      
      1. Localización y tiempo
      2. Registros de búsqueda y acceso
      3. Documentos
      4. Redes sociales

• Consulta de los materiales de los que dispone la asignatura

• Materiales y herramientas de apoyo

Material, cuyo estudio es obligatorio, siendo la base para la realización de las actividades. Todos los recursos se encuentran en el apartado de "Materiales y fuentes de información" del aula.

• Informaciones sobre la evaluación a la UOC

La Normativa académica de la UOC dispone que el proceso de evaluación se fundamenta en el trabajo personal del estudiante y presupone la autenticidad de la autoría y la originalidad de los ejercicios realizados.

La falta de originalidad en la autoría o el mal uso de las condiciones en las que se hace la evaluación de la asignatura es una infracción que puede tener consecuencias académicas graves.

El estudiante será calificado con un suspenso (D/0) si se detecta falta de originalidad en la autoría de alguna actividad evaluable (práctica, prueba de evaluación continua (PEC) o final (PEF), o la que se defina en el plan docente), ya sea porque ha utilizado material o dispositivos no autorizados, ya sea porque ha copiado de forma textual de internet, o ha copiado de apuntes, de materiales, manuales o artículos (sin la citación correspondiente) o de otro estudiante, o por cualquier otra conducta irregular.

La calificación de suspenso (D/0) en la evaluación continua (EC) puede conllevar la obligación de hacer el examen presencial para superar la asignatura (si hay examen y si superarlo es suficiente para superar la asignatura según indique este plan docente).

Cuando esta mala conducta se produzca durante la realización de las pruebas de evaluación finales presenciales, el estudiante puede ser expulsado del aula, y el examinador hará constar todos los elementos y la información relativos al caso.

Además, esta conducta puede dar lugar a la incoación de un procedimiento disciplinario y la aplicación, si procede, de la sanción que corresponda.

• Consulta del modelo de evaluación