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Caso de éxito: cómo modificar una lavadora para IoT

Ingenieros de la compañía Berg aplicaron ingeniería inversa a una lavadora convencional y la reestructuraron con hardware y software para hacerla ‘smart’ a través de Internet.

(ElectronicosOnline.com Magazine / Oswaldo Barajas)

Un caso de estudio compartido por la compañía fabricante de conectores y otros circuitos eléctricos Berg, revela la factibilidad de aplicar ingeniería inversa a dispositivos comunes como una lavadora para incorporarles la etiqueta de ‘smart’ e interface IoT (Internet de las Cosas).

Caso de éxito: cómo crackear una lavadora para IoT

En su sitio Web la empresa expone el proceso técnico que siguieron sus ingenieros a cargo del proyecto “Cloudwash” en la que además promovieron como objetivo estratégico una nueva plataforma de desarrollo para dispositivos con conectividad IoT.

“Cloudwash es un prototipo de lavadora. La creamos a fin de explorar cómo la conectividad cambiará a los aparatos de nuestros hogares… y darnos cuenta qué nuevas funciones serán posibles”, menciona la compañía.

Para la ingeniería inversa los ingenieros de Berg desarrollaron dos prototipos, uno técnico en el que se alteraron la estructura interna y protocolos de la lavadora para integrarle un sistema sustituto que le confirió capacidades de Internet haciendo uso de su plataforma de trabajo.

Berg crackea una lavadora
Los ingenieros de la compañía Berg, aplicaron ingeniería de inversa para crackear una lavadora y volverla inteligente para el sector IoT.

El segundo prototipo consistió en una nueva interface de usuario reinstalada en la lavadora con el que fue posible su control y monitoreo mediante smartphones y una app exclusiva.

“Sabemos que la mejor forma de darse cuenta de las nuevas funciones es interactuando con los prototipos de trabajo, observando qué funciona y qué no. Y haciendo nuevos prototipos, contamos con lavadoras que pueden ser utilizadas en los quehaceres diarios. El problema es que usualmente resulta difícil llevar los aparatos complejos al mundo del Internet de las Cosas”, añade el informe de la empresa.

El propósito de la compañía es otorgar instrumentos a los ingenieros que se compongan de flujos establecidos de trabajo y recursos como APIs para Web que puedan ser integrados a los electrodomésticos y comenzar a experimentar con ellos de una manera sencilla y a bajo costo.

Sistemas IoT
El crackeo incluyó el diseño de una app para controlar la lavador con el celular
Prototipo Técnico

La lavadora que se utilizó es un modelo Zanussi al cual ellos llaman “prototipo técnico”. En primera instancia los técnicos se dieron a la tarea de hallar las conexiones entre la interface electrónica de usuario y los módulos de control de la lavadora. Posteriormente colocaron una tarjeta Arduino Mega para leer y escribir datos seriales para comenzar con la ingeniera inversa del sistema de fábrica.

“Utilizando ‘logging’, revertimos la ingeniería del protocolo interno de la lavadora, y aprendimos cómo la interface instruye al sistema de control para prender o apagar una carga –con sus varios parámetros- y cómo el sistema de control envía datos de soporte para actualizar las vistas en la interface”, menciona el reporte.

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Lavadora IoT
Con el sistema incorporado, la lavadora informa al usuario sobre los procesos de lavado.

Una vez identificado el proceso de comunicación del sistema de la lavadora, los ingenieros procedieron a implementar una tarjeta de circuito impreso (PCB) y su plataforma de conectividad llamada “Devshields” con el cual proveyeron al sistema legítimo con una API de enlace. Esta API suministró permitió extraer más instrucciones del sistema interno de la lavadora a fin de hackearlos o reemplazarlos por los personalizados, y al mismo tiempo utilizar la nueva interface para enviar los nuevos comandos y controlar el funcionamiento del aparato, y todo desde un sitio Web convencional.

Una de las características de la plataforma de Berg es que puede conectarse inalámbricamente a la red y hacer que simule la infraestructura de una Little Printer.

De acuerdo a los ingenieros ‘crackear’ el sistema de fábrica de la lavadora utilizando la API fue mucho más rápido que si se hubiera desarrollado software embebido exclusivo para tal tarea.

Como punto innovador los ingenieros colocaron la electrónica en una especie de burbuja transparente en la parte superior de la lavadora. “No es esencial, pero sí se ve ‘cool’”, expresaron los técnicos.

Para construir el sitio Web los especialistas utilizaron Node.js y MySQL, además de una base de datos para sujetar la representación virtual de cada uno de los estados conectados de la máquina que son actualizados cada vez que la plataforma Berg recibe datos. El “estado virtual” se refiere a la capacidad de la lavadora para permitir acceso a otras interfaces, en este caso el sitio Web y la app compatible con iOS que fueron desarrollados exclusivamente para este experimento.

Diseño de Prototipo

Berg menciona que la intención del Diseño de Prototipo fue ilustrar las nuevas funcionalidades que tienen un aparato con recursos interactivos, y también cómo la interface de usuario fue extendida al uso de smartphones, mientras que los botones y elementos propios de la lavadora reajustados para tales efectos, para lo cual se consideraron los siguientes esquemas: - Compatibilidad solo con smartphone y dejándolo con una interface de usuario físicamente simplificada. - Touchscreen embebida con una interface de usuario tipo app enriquecida con elementos y recursos para control remoto. - Interface de usuario física con elementos adicionales y una interface duplicada para el smartphone.

Para cada uno de los diseños los ingenieros eligieron distintos tipos de valores y de entre las tres anteriores seleccionaron la tercera, ya que encontraron mediante un estudio técnico de operatividad que resultaba mejor para trabajar en la red y la familiarización con dispositivos comunes para el consumidor como son los celulares inteligentes.

Berg Devshields
La plataforma que promueve Berg es Devshields, la cual fue utilizada para crackear la lavadora

Finalmente y después de alguna iteración, segmentaron el sistema en tres partes: lavado preestablecido, temporización del lavado y notificaciones incluyendo ‘e-commerce’.

“Hay tres opciones configurables para tipos de lavado en un display de tinta. Observamos que la mayoría de la gente tiende a usar 2 ó 3 cargas en sus lavadoras con mayor frecuencia”, puntualizó el informe de Berg.

Con este experimento Berg se ha dispuesto a arrancar una robusta campaña de promoción para su plataforma de desarrollo Devshields, en víspera de la llegada formal del Internet de las Cosas y ante la incierta manera sobre cómo se desplegará masivamente esta tecnología. Para continuar mayor información sobre esta tecnología puede acceder al sitio de Berg: http://bergcloud.com/case-studies/cloudwash

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