Tecnologías Específicas

Ingeniería de Computadores

Descripcion y Objetivos

Mantener la cadena de frío en el transporte de ciertos productos (alimentarios, farmaceúticos, etc…) es crucial para asegurar que son entregados a su destinatario en las condiciones adecuadas. Se trata de un proceso tradicionalmente hecho en papel de forma manual, pero que hoy día puede automatizarse gracias a la tecnología de sensores y a blockchain.

La tecnología blockchain surge en el mundo de las criptomonedas, proporcionando un sistema altamente distribuido donde registrar transacciones (inicialmente económicas, aunque las aplicaciones en diversos ámbitos son múltiples). Blockchain ofrece propiedades como la inmutabilidad de los registros almacenados, la transparencia de los datos, o la descentralización y la alta disponibilidad de la información almacenada. Sobre el concepto básico inicial de blockchain se apoya la abstracción de los contratos inteligentes (smart contracts). Un contrato inteligente especifica código almacenado en la blockchain que se ejecuta de manera automática al ocurrir algún evento concreto. Los contratos inteligentes se ejecutan de manera independiente en todos los nodos que participan en la cadena de bloques y pueden verse en conjunto como un computador distribuido. Un conjunto de contratos inteligentes que se ejecutan en una plataforma blockchain dan lugar a una DApp (distributed application).

El objetivo general de este TFG es diseñar un prototipo basado en un computador monoplaca de bajo coste (Raspberry Pi) que monitorice la temperatura a través de un sensor, y dadas unas reglas preestablecidas sobre los criterios que debe de cumplir esa temperatura, implementar una serie de contratos inteligentes que registren en la blockchain el cumplimiento (o no) de la cadena de frío. Siempre que sea posible, todos los componentes de la solución se desplegarán en contenedores Docker, para facilitar la portabilidad y modularidad de la solución.

 

Metodología y Competencias

Para el desarrollo de este TFG se hará uso de una metodología ágil basada en Scrum. Se mantendrán reuniones quincenales con los tutores para el correcto seguimiento y retroalimentación del trabajo.

En cuanto al plan de trabajo, a priori se definen las siguientes fases:

1. Estudio de la tecnología blockchain y más concretamente de su implementación Ethereum.
2. Documentarse sobre el problema de la cadena de frío y sus requisitos funcionales.
3. Definir la arquitectura de la solución propuesta, incluyendo el tipo de blockchain a utilizar (permissioned/permissionless/consortium), en base a los requisitos de la aplicación.
4. Familiarizarse con el manejo de la Raspberry Pi.
5. Implementación y despliegue de la aplicación desarrollada, empleando contenedores Docker siempre que sea posible.
6. Evaluación funcional y no funcional de la aplicación desarrollada.

Las competencias que se aplican en el caso de la Tecnología de Ingeniería de Computadores son:

[IC3] Capacidad de analizar y evaluar arquitecturas de computadores, incluyendo plataformas paralelas y distribuidas, así como desarrollar y optimizar software para las mismas.

[IC4] Capacidad de diseñar e implementar software de sistema y de comunicaciones.

[IC7] Capacidad para analizar, evaluar, seleccionar y configurar plataformas hardware para el desarrollo y ejecución de aplicaciones y servicios informáticos.

 

Medios a utilizar

• Placas Raspberry Pi, PC o portátil
• Software de código abierto: Docker, Ethereum…

 

Bibliografía

• Eben Upton y Gareth Halfacree, Rasbperry Pi User Guide, Ed. Wiley, 2012. Disponible en http://www.cs.unca.edu/~bruce/Fall14/360/RPiUsersGuide.pdf  
• Recursos para desarrolladores. Guías, recursos y herramientas para desarrolladores en Ethereum. Disponible en https://ethereum.org/es/developers/
• Solidity Tutorial - A Full Course on Ethereum, Blockchain Development, Smart Contracts, and the EVM: https://www.youtube.com/watch?v=ipwxYa-F1uY.
• Blockchain Tutorial For Developers: Step-By-Step Guide (Ethereum, Solidity, Web3.js) https://www.youtube.com/watch?v=nvw27RCTaEw&list=RDCMUCY0xL8V6NzzFcwzHCgB8orQ&index=4.  
• Ethereum Tutorial – A Deeper Look Into Ethereum!. https://www.edureka.co/blog/ethereum-tutorial-with-smart-contracts/.
• SEUR Blog, “Blockchain y el Internet de las Cosas en la cadena del frío farmaceútica”, 2020, disponible en https://blog.seur.com/blockchain-internet-cosas-cadena-frio-farmaceutica/
• Seyed Mojtaba Hosseini Bamakan, Shima Ghasemzadeh Moghaddam, Sajedeh Dehghan Manshadi, “Blockchain-enabled pharmaceutical cold chain: Applications, key challenges, and future trends”, Journal of Cleaner Production, Volume 302, 2021, https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.127021.
• Miguel Sánchez de la Rosa, “Exploring blockchain technology’s capabilities in low-cost fog computing environments”, TFG del Grado en Ingeniería Informática, E.S. de Ingeniería Informática, UCLM. Junio 2021.
• Arshdeep Bahga y Vijay Madisetti, Blockchain Applications: A Hands-on Approach, VPT, 2017.