Analizando el Internet de las Cosas - Primera Parte

Posted by Unknown on 09:32 with No comments

Hoy día son muchos los medios de comunicación que le prestan atención al Internet de las Cosas y existe muchas publicaciones en las redes sociales sobre esta tendencia. La mayoría de las empresas con visión de futuro ya están buscando la forma de aportar valor a sus productos utilizando el IoT, los medios y analistas están revelando análisis donde hablan de un mercado de miles de millones de dólares, un ejemplo de esto es el análisis de Gartner donde proyecta ventas por más de 300 mil millones de dólares para el 2020.

Hablamos de números muy grandes, con lo cual se están haciendo inversiones importantes para desarrollar tecnologías entorno al IoT, muchas empresas fabricantes de chips apuntan a generar mil millones de ingreso con soluciones basadas en IoT. El IoT es un habilitador con lo cual al momento de su despegue será necesario aumentar la producción de chips, se va a requerir más energía (baterías) y más datos serán movilizados entre redes (big data).

Un plan es tan bueno como lo es su ejecución, con lo cual el éxito del IoT va a depender de cómo se implemente, así que en este análisis haremos foco en lo que se requiere para construir un sistema IoT, cuales son los principales retos para el crecimiento desde la perspectiva de la ingeniería, haciendo un paneo desde abajo hacia arriba, dejando de lado los números.

¿Cómo puedo construir un ecosistema IoT? ¿Cuáles son mis opciones?, estas son algunas de las preguntas que intentaremos contestar, ya que el IoT es mucho más que darle la facultad de conexión a dispositivos que no la tienen, de echo esa sería la parte más fácil, ya que muchos de los retos ya han sido resueltos por grandes investigadores e ingenieros que nos han colocado una amplia gama de opciones de hardware y software a disposición. Antes de continuar revisemos las funciones macro de un ecosistema para IoT, el cual está comprendido básicamente por cuatro funciones:


1. Medir:
Los dispositivos IoT deben medir cosas importantes como el nivel de contaminación del aire, la temperatura del congelador, la ubicación GPS de un envió o el consumo de electricidad dentro de los hogares. La medición y detección requieren de equipos especializados y con suficiente inteligencia para filtrar el ruido de la señal. Los sensores también son acompañados por actuadores responsables de completar el ciclo de retroalimentación y de aquí se desprenden tres puntos importantes a considerar.

1.1. Hardware:
Normalmente un sistema IoT está conformado por sensores que producen tensión (voltaje), más sensores inteligentes que pueden hablar por Puertos Seriales o SPI. En líneas generales un SoC recopila los datos de los sensores y filtra la información. Un SoC es un chip especializado que contiene la mayoría de los componentes necesarios (CPU, Memoria, Temporizadores, Periféricos, etc) lo cual implica una reducción importante en los costos. La selección del SoC estará basada en el presupuesto, disponibilidad y la inteligencia que queramos darle a nuestro dispositivo.

1.2. Software
SI su solución está basada en un microprocesador muy pequeño es probable que no tenga muchas opciones, pero si el hardware permite elegir el sistema operativo entonces la solución seguro será basada en Linux. Con Linux los tiempos de desarrollo pueden verse considerablemente reducidos, ya que por ejemplo muchos fabricantes de semiconductores publican sus contribuciones a esta comunidad al mismo tiempo que liberan nuevos chips. Software y Hardware van de la mano y nadie está dispuesto a comprar un SoC a menos que la marca tenga el software que lo soporte. Otros competidores en este rubro son Contiki y Mbed OS, entre otros.

1.3. Energía
Durante el proceso de diseño de un sistema IoT, el presupuesto de energía debería ser el primer paso. Cuando hablamos de dispositivos IoT pensados para ser conectados a una toma eléctrica la Energía no es una preocupación, sin embargo cuando el dispositivo es desarrollado para estar en el campo se convierte en uno de los criterios más importantes para el hardware y las funciones que podrán ser agregadas.
Disipación de energía y funciones de reposo serán criterios claves para la selección del SoC, cuando los dispositivos requieren mucha energía se podrían utilizar opciones de baterías recargables, donde se pueden utilizar múltiples métodos como Solar/Eólico/Movimiento Mecánico.


El uso de comunicación inalámbrica también es un factor clave en el consumo de energía, la fuerza de la señal y el alcance también serán limitados por la cantidad de energía que se pueda designar para esta función, en la gráfica que sigue a continuación dejamos un estimado de consumo por tipo de tecnología de comunicación.