[en] We live in an age where the internet is present in absolutely every aspect of daily life. This is where the potential of connected devices, i.e., the Internet of Things (IoT) lies, proving able to improve people's lives by facilitating everyday tasks and ensuring their health and safety. This has opened the door to Smart Cities where interconnected IoT devices are employed using all types of communication networks and different computing paradigms, encompassing Cloud Computing, Fog Computing or Edge Computing. This helps provide full connectivity with the shortest possible response time and maximum efficiency to ensure the well-being of citizens. This doctoral thesis presents several innovative solutions in the field of IoT and Smart Cities across various computational paradigms that contribute to the health, welfare and security of citizens in diverse areas and scopes, while also enhancing connectivity even in remote environments. All of this is approached from a perspective of sustainability, low cost and energy savings. In order to achieve this goal, a number of advanced devices have been designed, built and tested. These range from airborne pollutant and allergen monitoring systems to indoor ventilation control devices in the context of the COVID-19 pandemic. In addition, devices for calculating noise annoyance, video surveillance systems for authorities, and platforms for processing and calculation in Fog Computing environments have been developed. The whole process is carried out using a variety of communication technologies and their combination through an innovative multihomming system. The economic impact of implementing these solutions is minimised as far as possible by using low cost devices or even recycling obsolete ones. In addition, special attention is paid to the energy impact, constantly seeking to reduce consumption and prioritising the use of batteries, thus facilitating the use of alternative and renewable power sources wherever feasible. In this thesis, the importance, capabilities and usefulness of IoT devices, as well as their application in the context of Smart Cities, are highlighted.

[es] Vivimos en una era en la que internet est´a presente en absolutamente todos los aspectos de la vida cotidiana y es ah´ı donde radica el potencial de los dispositivos conectados, el internet de las cosas o IoT demostrando ser capaz de mejorar la vida de las personas facilitando tareas cotidianas y velando por su salud y seguridad. Esto ha abierto las puertas a las ciudades inteligentes o Smart Cities en las que se emplean dispositivos IoT interconectados empleando todo tipo de redes de comunicaciones y distintos paradigmas de computaci´on que engloban la computación en la nube (Cloud Computing), en la niebla (Fog Computing) o en el borde (Edge Computing) para ofrecer una conectividad total con el menor tiempo de respuesta posible y la máxima eficiencia para procurar el bienestar de sus ciudadanos. En la presente tesis doctoral se presentan diversas soluciones innovadoras en el campo de IoT y Smart Cities en distintos paradigmas computacionales que contribuyen a la salud, el bienestar y la seguridad de la ciudadan´ıa en diversos ámbitos y alcances así como mejoras en las conexiones de estos propiciando una alta disponibilidad incluso en entornos remotos. Todo ello bajo una perspectiva de sostenibilidad, bajo coste y ahorro energético. Con el propósito de alcanzar este objetivo, se han concebido, construido y sometido a pruebas diversos dispositivos avanzados. Estos abarcan desde sistemas de monitorización de contaminantes y alérgenos en el aire, hasta dispositivos de control de ventilación en entornos interiores en el contexto de la pandemia de COVID-19. Además, se han desarrollado dispositivos para el cálculo de la molestia auditiva, sistemas de videovigilancia destinados a las autoridades, y plataformas para el procesamiento y cálculo en entornos de Fog Computing. Todo este proceso se lleva a cabo utilizando una variedad de tecnologías de comunicación y su combinación mediante un innovador sistema de multihomming. Se busca minimizar en la medida de lo posible el impacto económico de la implementación de estas soluciones mediante el uso de dispositivos de bajo costo o incluso reciclando dispositivos obsoletos. Además, se presta especial atención al impacto energético, procurando reducir constantemente el consumo y priorizando el uso de baterías, facilitando así la utilización de fuentes de corriente alternativas y renovables siempre que ha sido factible. En esta tesis, se subraya la importancia, capacidades y utilidad de los dispositivos IoT, así como su aplicación en el contexto de las Smart Cities.