CONECTANDO IoT EN LAS SMARTER CITIES/CIUDADES + INTELIGENTES

Cuando se trata de conectar la Internet de las Cosas, hay un número abrumador de opciones. Celular, satélite, WiFi, Bluetooth, RFID, NFC, LPWAN y Ethernet son las variadas formas posibles de conectar un sensor/dispositivo. Y dentro de cada una de estas opciones puede haber diferentes proveedores (por ejemplo, para celulares están Movistar, Personal, Claro e internacionales T-Mobile, Verizon, AT&T, Sprint, etc.).

Si simplemente estás interesado en IoT y en cómo funciona, es casi imposible examinar artículos densos como este (Conectividad del Internet de las Cosas) o como este (Los modelos de conectividad de IoT explicados a fondo) para obtener una comprensión básica (y si no sabes cómo funciona realmente un sistema IoT, comienza aquí ¿COMO FUNCIONA REALMENTE UN SISTEMA IoT? ).

Conexión de la Internet de las Cosas: la compensación entre el consumo de energía, el rango y el ancho de banda a utilizar.

La opción de conectividad perfecta consumiría extremadamente poca energía, tendría un rango enorme y sería capaz de transmitir grandes cantidades de datos (alto ancho de banda). Desafortunadamente, esta conectividad perfecta no existe.


Cada opción de conectividad representa un compromiso entre el consumo de energía, el rango y el ancho de banda a utilizar. Esto nos permite segmentar las distintas opciones de conectividad en tres grupos principales:

1) Alto consumo de energía, alto rango, alto ancho de banda

Para enviar una gran cantidad de datos de forma inalámbrica a una gran distancia, se necesita mucha energía. Un gran ejemplo de esto es tu smartphone. Tu teléfono puede recibir y transmitir grandes cantidades de datos (por ejemplo, un streaming de video) a grandes distancias, pero debe cargarlos cada 1–2 días.

Las opciones de conectividad en este grupo incluyen celular y satélite.

Celular se usa cuando el sensor/ dispositivo está dentro de la cobertura de torres celulares. Para sensores/dispositivos que están, digamos, en medio del océano en una plataforma de extracción, el satélite se vuelve necesario.

2) Bajo consumo de energía, bajo rango, alto ancho de banda

Para reducir el consumo de energía y seguir enviando una gran cantidad de datos, debe disminuir el rango.

Las opciones de conectividad en este grupo incluyen WiFi, Bluetooth y Ethernet.

Ethernet es una conexión por cable, por lo que el rango es corto porque solo llega hasta la longitud que tengas del cable. WiFi y Bluetooth son conexiones inalámbricas con un gran ancho de banda y menor consumo de energía que el celular y el satélite. Sin embargo, como estoy seguro de que ya haz experimentado simplemente caminando por su casa, el rango es limitado.

3) Bajo consumo de energía, alto rango, bajo ancho de banda

Para aumentar el rango y mantener un bajo consumo de energía, se debe disminuir la cantidad de datos que estás enviando.

Las opciones de conectividad en este grupo se denominan redes de área amplia de baja potencia (LPWAN).

Las LPWAN envían pequeñas cantidades de datos que les permiten operar a muy baja potencia con rangos en kilómetros en lugar de metros. Por ejemplo, un sensor de humedad para fines agrícolas no necesita enviar una gran cantidad de datos, tal vez solo un número (el nivel de humedad) cada pocas horas. Tampoco deseamos que este sensor consuma mucha energía porque necesita funcionar con la batería (conectarlo a una toma de corriente en medio de un campo simplemente no es realista). Y como la agricultura cubre un área amplia, WiFi y Bluetooth carecen de alcance.

Las LPWAN son extremadamente útiles para muchas aplicaciones de IoT. Permiten que una gran cantidad de sensores recopilen y envíen datos en áreas amplias mientras duran años en la vida útil de la batería. Aunque no pueden enviar mucha información, la mayoría de los sensores no necesitan. Sin embargo, este tipo de aplicaciones a menudo necesitan puertas de enlace IoT para funcionar. Podrás encontrar más información sobre las puertas de enlace en un próximo articulo que escribiré.

Existen muchas redes de área amplia de baja potencia con sus diferencias entre ellas, lo comentaré en otro artículo en breve.


Pero, ¿qué pasa con RFID y NFC?

Con el fin de mantener esta publicación simple y de alto nivel, he pasado por alto algunas otras opciones de conectividad como la Identificación por Radiofrecuencia (RFID) y la Comunicación de Campo Cercano (NFC).

Las agrupaciones anteriores son un tanto generalizadas, dentro de cada una hay muchas opciones diferentes con diferentes pros y contras.

Sin embargo, esta agrupación es una forma útil de conceptualizar la conexión IoT y por qué hay tantas opciones. Todo se reduce a un compromiso entre el consumo de energía, el rango y el ancho de banda.


Ahora vamos con la nube: ¿Qué es la nube? ¿Cómo encaja en IoT?

Si bien la nube no es técnicamente necesaria para IoT, puede haber beneficios sustanciales en el uso de la nube para muchas aplicaciones de IoT. Este es el por qué.

Una breve historia de la nube

En la década de 1970, era popular para las empresas alquilar tiempo utilizando grandes sistemas informáticos de mainframe. Estos sistemas eran extremadamente grandes y caros, por lo que no tenía sentido desde el punto de vista financiero que las empresas fueran propietarias de la potencia informática. En cambio, eran propiedad de grandes corporaciones, agencias gubernamentales y universidades.

La tecnología de microprocesador permitió grandes reducciones de tamaño y gastos, lo que condujo a la aparición de la computadora personal, que explotó en popularidad en la década de 1980. De repente, las empresas pudieron (y lo hicieron) tener el procesamiento de cómputo en su casa.

Sin embargo, a medida que las conexiones de alta velocidad se han generalizado, la tendencia se ha revertido: las empresas una vez más están alquilando el poder de las computadoras a otras organizaciones. Pero ¿por qué es eso?

En lugar de comprar hardware costoso para almacenamiento y procesamiento interno, es fácil alquilarlo a bajo costo en la nube.

La nube es una gran red interconectada de servidores potentes que realizan servicios para empresas y personas.

En la actualidad, algunos de los proveedores de nube más grandes son Amazon, Google y Microsoft, que tienen enormes granjas de servidores que alquilan a las empresas como parte de sus servicios en la nube.

Para las empresas que tienen necesidades variables (la mayoría de las veces no necesitan mucha computación, pero de vez en cuando necesitan mucho), esto es rentable porque simplemente pueden pagar según sea necesario.

Cuando se trata de personas, utilizamos estos servicios en la nube todo el tiempo. Podes almacenar tus archivos en Google Drive en lugar de en tu computadora personal. Google Drive, por supuesto, utiliza los servicios en la nube de Google. O podes escuchar canciones en Spotify en lugar de descargarlas en tu computadora o teléfono. Spotify usa los servicios en la nube de Amazon.

En general, algo que sucede "en la nube" es cualquier actividad que se realiza a través de una conexión a Internet en lugar de hacerlo en el propio dispositivo.


Internet de las Cosas y la nube.

Debido a que las actividades como el almacenamiento y el procesamiento de datos tienen lugar en la nube en lugar de en el propio dispositivo, esto ha tenido importantes implicaciones para IoT.

Muchos sistemas IoT utilizan una gran cantidad de sensores/dispositivos para recopilar datos y luego tomar decisiones inteligentes (podes leerlo aquí ¿COMO FUNCIONA REALMENTE UN SISTEMA IoT? ).

Usar la nube es importante para agregar datos y obtener información a partir de esos datos. Por ejemplo, una empresa de agricultura inteligente podría comparar los sensores de humedad del suelo de la patagonia argentina y del norte argentino después de plantar las mismas semillas. Sin la nube, la comparación de datos en áreas más amplias es mucho más difícil.

El uso de la nube también permite una alta escalabilidad. Cuando tiene cientos, miles o incluso millones de sensores, poner grandes cantidades de potencia de cómputo en cada sensor sería extremadamente costoso y consumiría mucha energía. En su lugar, los datos pueden pasarse a la nube desde todos estos sensores y procesarse allí en forma agregada.

Durante gran parte de IoT, la cabeza (o más bien, el cerebro) del sistema está en la nube. Los sensores y dispositivos recopilan datos y realizan acciones, pero el procesamiento, comando y análisis (lo que se conoce como "cosas inteligentes"), generalmente ocurre en la nube.


Entonces, ¿la nube es necesaria para IoT?

Técnicamente, la respuesta es no. El procesamiento y el comando de los datos podrían realizarse localmente en lugar de en la nube a través de una conexión a Internet. Conocido como "cómputo de niebla" "fog computing" o "computación de borde" "edge computing", esto en realidad tiene mucho sentido para algunas aplicaciones IoT (podes leerlo aquí ¿COMO FUNCIONA REALMENTE UN SISTEMA IoT? ).

Sin embargo, existen beneficios sustanciales en la nube para muchas aplicaciones IoT. La elección de no utilizar la nube ralentizaría significativamente la industria debido al aumento de los costos. Es importante destacar que el costo y la escalabilidad no son los únicos factores. Esto nos lleva a una pregunta más difícil ...


¿Es la nube deseable para IoT?

Hasta ahora solo hemos estado discutiendo los beneficios de usar la nube para IoT. Vamos a resumirlos brevemente antes de explorar las preocupaciones:

Reducción de costos de infraestructura.Pago por necesidad para almacenamiento/computación.Alta escalabilidad y disponibilidad del sistema.Mayor vida útil de los sensores/dispositivos alimentados por batería.Capacidad para agregar grandes cantidades de datos.Cualquier cosa con una conexión a Internet puede convertirse en "inteligente".

Sin embargo, hay preocupaciones específicas con el uso de la nube:

Propiedad de los datos:. Cuando almacena datos en el servicio en la nube una empresa, ¿es ella el propietario de los datos o lo es el proveedor de la nube? Esto puede ser muy importante para las aplicaciones IoT que involucran datos personales, como atención médica o hogares inteligentes.

Posibles inoperabilidad: Si la conexión se interrumpe o el servicio en la nube se bloquea, la aplicación IoT no funcionará. La inoperabilidad a corto plazo podría no ser un gran problema para ciertas aplicaciones IoT, como la agricultura inteligente (sigo con el mismo ejemplo), pero podría ser devastadora para otras. Es impensable en las aplicaciones que involucran problemas de salud o seguridad que la interrupción se produzca ni siquiera por unos segundos, y mucho menos por unas horas.

Estado latente: Se necesita tiempo para enviar los datos a la nube y los comandos para volver al dispositivo. En ciertas aplicaciones IoT, estos milisegundos pueden ser críticos, como en la salud y la seguridad. Un buen ejemplo son los vehículos autónomos. Si un accidente (choque, por ejemplo) es inminente, no debe tener que esperar a que el automóvil hable con la nube antes de tomar la decisión de evitarlo.

Entonces cuando preguntamos si la nube es deseable para IoT; la respuesta es: depende.

IoT es un campo amplio e incluye una increíble variedad de aplicaciones. No existe una solución única para todos, por lo que las empresas de IoT deben considerar su aplicación específica al decidir si la nube tiene sentido para ellas. Esa es realmente una de las razones de este artículo, para ayudar a las empresas que desean construir un sistema IoT a pensar y navegar todo el proceso.

© 2016/2020 - SMARTER CITIES