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¿Sábes qué es el IoT?

El Internet de las Cosas (en inglés, Internet of Things, o abreviadamente IoT​) es un concepto que se refiere a la interconexión digital de las cosas u objetos cotidianos a la red Internet. Se trata por tanto de conectar cosas u objetos, repartidos por todo el mundo: en empresas (IIoT), IoT industrial u objetos cotidianos conectados, y no la conexión de las personas a Internet o a la nube. Se llaman por eso smart things, a los objetos inteligentes o dispositivos conectados a Internet.
"AlfaIOT es una empresa de consultoría e ingenería de desarrollo tecnológico especialista en IoT. Simplificamos el análisis de los datos que los sensores generan para ti."
Existen multitud de servicios y aplicaciones que, utilizando diferentes sistemas de comunicación e infraestructuras, recopilan datos mediante sensores y luego envían estos a servidores en la nube, dichos servicios forman la denominada Internet de las Cosas.

¿Qué es el IoT?

El concepto Internet de las Cosas (o por sus siglas en inglés IoT) fue propuesto en 1999 en el MIT. Aquí se realizaban investigaciones pioneras en el campo de la identificación por radiofrecuencia (RFID) y tecnologías de sensores. Su idea original era conectar cualquier tipo de objeto: desde componentes de vehículos, hasta libros, o paquetes, de forma que al estar equipados con etiquetas de identificación no existirían en teoría problemas de falta de stock y podríamos saber en todo momento la ubicación de cada objeto.
El Internet de las cosas, lo forman sistemas de dispositivos interconectados, máquinas, objetos, animales o personas identificados individualmente con la capacidad de transferir datos a través de una red, sin requerir de interacciones humano a humano o humano a computadora. Esta red permite que los dispositivos interactúen, colaboren y aprendan de las experiencias de los demás al igual que lo hacen los humanos.
En IoT, una «cosa» puede ser una persona con un implante para monitorizar la insulina, un animal con un biochip y un transpondedor, un automóvil con sensores incorporados para alertar al conductor cuando la presión de los neumáticos es baja, o cualquier otro objeto natural, por ejemplo un árbol con un dendrómetro que envía los datos del crecimiento del mismo, o artificial, (un motor que envía datos de vibración para prevenir futuras averías), cualquier objeto que se pueda conectar a una red capaz de transferir datos, veamos algunos ejemplos

Aplicaciones del IoT

El IoT se puede aplicar en diferentes entornos y en múltiples aplicaciones. Los campos en los que aplicar los dispositivos conectados a Internet son como decimos infinitas. Existen gran diversidad de usos para los dispositivos de Internet de las Cosas, aunque fundamentalmente podemos agruparlas en tres categorías principales:

Por detallar ejemplos más concretos podemos hablar de las aplicaciones en ecosistemas naturales para monitorización ambiental, de la monitorización de edificios y fábricas, pasando por los sistemas de compras inteligentes que pueden seguir los hábitos de compra de un usuario específico mediante el rastreo de su teléfono móvil personal. Pero existen muchos más casos de uso, como aplicaciones que se encargan de la calefacción, el suministro de agua, electricidad, la administración de energía e incluso sistemas inteligentes de transporte que asistan al conductor. ​Otras aplicaciones pueden ofrecer servicios de seguridad y automatización del hogar. Existen como decimos infinitas aplicaciones y cada día aparecen nuevas.

Ejemplos de aplicaciones IoT

Digitalización e IoT

La digitalización de los nuevos negocios son los motores clave para los nuevos sistemas basados en las tecnologías de la información y la comunicación (tecnologías TIC) y la transformación de los modelos de negocio existentes. AlfaIOT ofrece una amplia gama de servicios con un fuerte enfoque en el Internet de las Cosas.

AlfaIOT asesora y desarrolla servicios que cubren la gestión completa del ciclo de vida de las aplicaciones para garantizar el valor que aporta la digitalización. El principal motor de valor de la digitalización es, desde nuestro punto de vista, el uso integral de los datos de los sensores y las máquinas para permitir los procesos empresariales habilitados por el IoT.

Un enfoque clave de los servicios es el diseño y la implementación de modelos de negocio digitales basados en el Internet de las cosas. La convergencia de tecnologías como Cloud Computing, Business Intelligence, Big Data, medios sociales y aplicaciones móviles permiten nuevas formas de hacer negocios y asegurar la colaboración de todas las partes tanto interna como externamente.

Los proyectos de digitalización necesitan competencias específicas, en las que se centra nuestra consultoría tecnológica, tanto en el diseño como en la implementación de la solución. Estaremos encantados de proporcionarle referencias y mostrarle escenarios de soluciones.

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Tecnologías IoT

El IoT es un sistema compejo de dispositivos digitales conectados que aportan datos sobre los eventos del mundo real para que se puedan tomar mejores decisiones de manera pilotada o autónoma. Uno de los puntos críticos cuando diseñamos un sistema IoT, o cuando ofrecemos nuestra consultoría IoT a nuestros clientes es establecer cómo interactúan estos dispositivos. Es decir a través de qué canales específicos de comunicación van a interaccionar estos dispositivos IoT.

Para hacerlo sencillo, vamos a presentar en este párrafo una breve reseña de los principales protocolos de comunicación dedicados especialmente a su utilización por los sistemas de IoT. El factor principal de clasificación será el alcance que cada tecnología permita a los dispositivos, de esta manera los organizaremos en: tecnologías IoT de corto alcance, tecnologías IoT de medio alcance y tecnologías IoT de área amplia o largo alcance. 

Tecnologías IoT de corto alcance

El ejemplo más conocido de tecnología IoT de corto alcance es Bluetooth (si bien en los últimos estándares BLE y superiores podríamos comenzar a pensar en bluetooth como una tecnología de alcance medio). Son tecnologías que se enfocan en la rentabilidad de costes y de energía por lo que su radio de actuación es reducido o minúsculo.

Bluetooth

NFC

Tecnologías IoT de medio alcance

Se desarrollan sobre la base de la norma IEEE 802.11. Sin darnos cuenta, son las tecnologías de comunicaciones inalámbricas más extendidas y generalmente conocidas. Su amplio uso en todo el mundo de la IoT se ve limitado principalmente por un consumo de energía superior a la media debido a la necesidad de conservar una alta potencia de la señal y una rápida transferencia de datos. La tecnología IoT de medio alcance más conocida es el WiFi.

Thread

Zigbee

Tecnologías IoT de largo alcance

El concepto que se emplea en esta familia de tecnologías IoT es proporcionar modos de comunciación efectivos para aplicaciones M2M de baja potencia y capaces de comunicarse a una gran distancia. Para ello es necesario enviar bajos niveles de transferencia de datos. Las redes IoT de largo alcance más conocidas son LoRa, Sigfox y NB-IoT

Plataformas IoT

Podemos pensar en una plataforma de Internet de las cosas como un grupo de tecnologías que proporcionan los bloques de construcción para desarrollar tu producto o servicio. Las plataformas de IoT proveen la infraestructura que usas para crear las características específicas de tu solución.

El objetivo de una plataforma de IoT es proporcionar toda la funcionalidad genérica para tu aplicación, de manera que puedas concentrarte en construir las características que diferencien tu producto y añadan valor para tus clientes.

Al asumir la funcionalidad no diferenciada, las plataformas de IoT te ayudan a reducir el riesgo y el costo de desarrollo y a acelerar el tiempo de comercialización de tu producto.
Estas son las funciones que debe cubrir tu plataforma de IoT:
·  Adquirir datos del mundo real a través de sensores
·  Analizar los datos
·  Conectarse a la nube para transmitir datos y recibir órdenes
·  Almacenar los datos en la nube
·  Ordenar a los objetos que realicen tareas específicas basadas en la comprensión
·  Presentar los datos a los usuarios

Arquitectura IoT

Una forma de agrupar las diferentes entidades que conforman el Internet de las Cosas para facilitar su comprensión y su tratamiento desde el punto de vista conceptual es abstraer todas las tecnologías y protocolos que utilizamos en el entorno IoT y definir lo que conocemos como una arquitectura que es el sistema de numerosos elementos (sensores, protocolos, actuadores, servicios en la nube y capas) que componen las diferentes aplicaciones IoT.

Los modelados más frecuentes son:

Arquitectura IoT en 3 capas

Cómo tecnología basada en redes, desde el punto de vista conceptual, la arquitectura subyacente a la tecnología IoT está organizada en una arquitectura en 3 capas:

Capa de percepción: donde se encuandran los diferentes sensores y actuadores que recogen información del entorno o la modifican.
Capa de red: encargada de conectar el dispositivo a otras «cosas inteligentes», a dispositivos de red o a servidores, transmitiendo datos entre dispositivos.
Capa de aplicación: en la que se enmarcan las aplicaciones del usuario.

Arquitectura IoT de 5 capas

Desde el punto de vista conceptual, arquitectura en 3 capas es perfecta porque describe completamente la lógica de la tecnología: los datos recabados por los dispositivos físicos se transmiten hacia otros dispositivos, servidores o elementos de la red y se procesan en las aplicaciones finales para un uso concreto. Sin embargo, a la hora de desarrollar aplicaciones reales, se necesita un mayor nivel de detalles, es decir, arquitecturas con más capas, o conceptos diferentes. Por eso, en muchas ocasiones se habla de una arquitectura en 5 capas, en la que se repiten las capas de percepción y aplicación y en vez de la capa de red hablamos de:

Capa de transporte: encargada de transmitir información desde la capa de percepción hacia y desde la capa de procesamiento, esto es resuelve las comunicaciones de los dispositivos a nivel de red (3G/4G, WiFi, LoRaWAN…)
Capa de procesamiento: resuelto el transporte, e independientemente de la red de comunicación, la capa de procesamiento recoge y procesa esos datos. En esta capa se situan los servicios de procesamiento de datos tales como Bases de datos, Cloud Computing o Big Data.
Capa de negocio o Business Layer: en ella se resuelven los problemas de mayor nivel de abstracción, como los modelos de negocio, la privacidad de los datos de usuario o la gestión de las aplicaciones.

Arquitectura IoT de 7 capas

El modelo más completo que podemos considerar es una arquitectura de 7 capas, similar al modelo OSI. En esta se describe la estructura de cualquier solución IoT, lo que incluye desde los aspectos físicos, el hardware o las cosas) hasta los aspectos virtuales (como los servicios, el software y los protocolos de comunicación). Este enfoque modular ayuda a gestionar la complejidad de las soluciones IoT.

Desarrollo IoT

Para el desarrollo de aplicaciones IoT existen en el mercado tanto herramientas gratuitas, de código abierto (open source) y también herramientas IoT de pago. Estas herramientas IoT abarcan todo el ámbito que compone el Internet de las Cosas, desde el hardware hasta las plataformas. Las distintas herramientas IoT permiten realizar pruebas de concepto rápidas en las que demostrar a clientes el potencial y la polivalencia de las soluciones basadas en IoT.
 
Es posible utilizar dispositivos electrónicos conectados como Arduino o Raspberry Pi, enviar datos a distintas plataformas IoT en la nube y representarlas con iniciativas open source. Cualquiera de estas plataformas permite gestionar y dar de alta los distintos dispositivos hardware y generar paneles de monitorización de datos, pero la potencia de la IoT es mucho mayor, permitiendo por ejemplo la integración de fuentes de datos diversas.

Desarrollo hardware IoT

En los últimos años, son muchos los ingenieros, aficionados y makers, que se han animado a realizar sus proyectos IoT con Arduino. Podemos conectar de esta manera distintos sensores a un ordenador para realizar análisis de datos.
A nivel profesional, el funcionamiento es básicamente el mismo, pero la curva de aprendizaje de los proyectos basados en arduino para IoT la hacen una opción ideal para introducirse en el IoT.

De igual manera, una forma sencilla de analizar los datos que ofrecen estos sensores conectados a un Arduino es utilizar microPC como es la Raspberry PI. La raspberry pi es un PC de placa única (SBC por sus siglas en inglés) basado en una arquitectura potente y de muy bajo consumo (como la que tienes en tu móvil) capaz de procesar y extraer conocimiento de pequeños paquetes de datos de manera cómoda y sencilla.

A nivel profesional, el uso de estos dispositivos suele enfocarse en pruebas de concepto y y pequeñas tiradas, en las que se reducen de esta manera costes de desarrollo y tiempos de diseño. Para una segunda fase se reserva el salto a una plataforma más potente, cuando el alcance del proyecto se encuentra mejor definido y se diseñan dispositivos a medida.

Desarrollo software IoT

Desde el comienzo, una de las principales fuerzas impulsoras de esta revolución del IoT es la comunidad de código abierto, cuya constante experimentación, combinada con las posibilidades tecnológicas, han muchas aplicaciones nuevas e interesantes. Estas aplicaciones van desde hervidores Wi-Fi hasta máquinas inteligentes de análisis de datos.

Para la visualización de los datos recogidos, es común utilizar herramientas software de código abierto que simplifiquen el visionado de los datos. Una de las principales herramientas al respecto es Grafana. Grafana es una solución de código abierto para ejecutar analíticas de datos, extraer métricas que den sentido a la cantidad masiva de datos y monitorizar nuestras aplicaciones con la ayuda de geniales cuadros de mando personalizables.

Grafana se conecta con todas las fuentes de datos posibles, comúnmente conocidas como bases de datos como Graphite, Prometheus, Influx DB, ElasticSearch, MySQL, PostgreSQL, etc. Grafana al ser una solución de código abierto también nos permite escribir plugins desde cero para la integración con varias fuentes de datos diferentes.

Estamos obcecados en acercar la tecnología a nuestros clientes y demostrarles todo lo que el IoT puede hacer.
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