5 componentes de un ecosistema IoT

Hoy en día, el Internet de las cosas (IoT) ya no es una tendencia emergente, sino que está bien establecida y sigue creciendo.

IoT ahora es parte de cada vertical y cada nicho con 21.5 mil millones de dispositivos que se prevé que estén conectados para 2025. Ha marcado claramente un cambio de paradigma en el campo de TI. Desde equipos industriales de alta gama hasta juguetes para niños, miles de millones de dispositivos ahora están conectados a Internet y comparten datos para guiar sus acciones.

Al ser parte del mundo dominado por Internet, las demandas de los consumidores también se están desplazando hacia productos inteligentes. Mire los relojes inteligentes, las aspiradoras robotizadas, los collares tecnológicos para mascotas, los rastreadores inteligentes, etc. Todos esperamos que nuestros dispositivos y 'cosas' puedan conectarse a la red para funcionar de manera inteligente y ser accesibles de forma remota. Esto potencia enormemente la eficiencia de nuestros productos.

El Internet de las Cosas opera alrededor de una vasta red. Están involucrados varios componentes que trabajan juntos para formar un sistema cohesivo. Según los datos recopilados de los productos conectados, los dispositivos realizan acciones autónomas. Múltiples entidades involucradas en todo este proceso juntas para formar el complejo ecosistema de IoT.

Comprender qué es un ecosistema de IoT, junto con sus diversos componentes, ayuda a comprender cómo funciona el Internet de las cosas.

¿Qué es un ecosistema de Internet de las cosas?

Hay dos componentes principales en el Internet de las cosas. El primero es un objeto o una "cosa" que pretende hacer inteligente al proporcionar conectividad. El otro es el sistema integrado que proporciona esta conectividad. Si bien esto puede parecer simple, la última parte en realidad implica un sistema complejo que puede constar de múltiples sensores, actuadores, protocolos, capa de gestión de datos y más. La interconectividad de todos estos es responsable de hacer que los objetos sean programables, inteligentes y capaces de interactuar entre sí y con los humanos.

Tomemos el ejemplo de un timbre conectado. Ser capaz de detectar que alguien está en la puerta, incluso si no se toca el timbre y mostrar estos datos en forma de video o voz a un usuario, involucra múltiples componentes. La detección debe tener lugar y la información debe enviarse, descifrarse y comunicarse al usuario final. Además, abrir la cerradura de forma remota también implica una mayor participación del ecosistema IoT.

El ecosistema IoT se está expandiendo rápidamente y esto hace que sea difícil de definir. Todos los componentes que intervienen en la conexión de empresas y usuarios con sus dispositivos forman parte de este ecosistema. Estos pueden ser componentes visibles, como la interfaz de usuario o el hardware, o también el software y los componentes de procesamiento, como la red y el almacenamiento.

Componentes de un ecosistema IoT

Estos son los componentes principales en los que se basa un ecosistema de Internet de las cosas.

1. Componentes de detección e incrustación

Este es el primer nivel de un ecosistema de IoT y forma la columna vertebral de toda la red de Internet de las cosas. Los datos son indispensables para IoT y los sensores son un factor importante para garantizar la precisión y credibilidad de los datos. Esta capa esencial consta de microaparatos físicos, integrados en un dispositivo IoT, que son responsables de recopilar datos o controlar un mecanismo.

Sensores

Los sensores trabajan para recopilar datos minuciosos del entorno circundante. A veces también se conocen como "detectores", ya que la función principal de los sensores es detectar incluso los cambios más pequeños en el entorno circundante. Esto permite que un dispositivo IoT capture datos relevantes para el procesamiento posterior o en tiempo real.

Dependiendo del tipo de sensor, esta pequeña pieza de hardware puede medir absolutamente cualquier cosa. Esto puede ser humo, movimiento o incluso presión arterial. Si bien los sensores avanzados pueden medir una variedad de complejidades, algunos dispositivos IoT tienen múltiples sensores agrupados para poder recopilar una variedad de datos o realizar múltiples funciones. Nuestros teléfonos inteligentes, por ejemplo, tienen GPS, huella digital, cámara, inclinación, movimiento y muchos otros sensores, todo incluido en uno.

Los AC o termostatos inteligentes pueden detectar la temperatura ambiente y los niveles de humedad al mismo tiempo. Según el dispositivo y el caso de uso, las diferentes aplicaciones requieren diferentes tipos de sensores.

Los sensores son integrales para lograr la automatización basada en ciertos disparadores. Teniendo en cuenta el ejemplo de los AC inteligentes, una persona que utilice una función de modo automatizado puede establecer preferencias de temperatura ambiente entre 73 y 77 grados Fahrenheit. Tan pronto como se detecte una temperatura ambiente superior a 77 grados, el dispositivo transmitirá un comando a la unidad de aire acondicionado para operar en la configuración especificada. Tan pronto como una habitación esté a menos de 73 grados, se detectará el cambio de temperatura y se transmitirá una señal al aire acondicionado para que se apague.

En la imagen a continuación, se utiliza un controlador de CA inteligente habilitado para IoT para hacer que un acondicionador de aire convencional sea inteligente. Consiste en un sensor que detecta las condiciones de temperatura ambiente junto con un transmisor para enviar señales y recibir una respuesta. Todo el ecosistema IOT está en juego para guiar las acciones automatizadas.

¡Gracias a los avances tecnológicos, los sensores actuales son diminutos, inteligentes y económicos! La selección de sensores depende del propósito que desee lograr. Es posible que desee que el sensor pueda detectar movimiento, temperatura, presión, humo o cualquier otro disparador similar. La elección de los sensores también depende de su precisión, la fiabilidad de los resultados, el rango en el que deben funcionar, la resolución y el nivel de inteligencia, lo que en otras palabras significa su capacidad para lidiar con el ruido y la interferencia.

Actuadores

Los actuadores funcionan de manera opuesta a la de los sensores. Mientras sensores, sentido; actúan los actuadores. Reciben una señal o un comando y en base a ello provocan una acción. Son tan cruciales como los sensores, ya que una vez que los sensores han detectado un cambio en el entorno, se requiere un actuador para hacer que suceda algo basado en el disparador.

Por ejemplo, los actuadores pueden controlar la calefacción y la refrigeración de un acondicionador de aire inteligente o la válvula de un grifo inteligente. Tan pronto como los sensores detecten que una persona ha salido de un área, el actuador se activará para detener el flujo de aire acondicionado o el flujo de agua en el caso de un grifo.

Existen varios tipos de actuadores según la vertical y el uso. Es posible que se requiera que enciendan o apaguen algo, pero también pueden controlar válvulas y realizar acciones como girar o sujetar, lo que tiene un gran valor beneficioso en aplicaciones industriales.

2. Conectividad

IoT es una red que involucra dispositivos, sensores, nube y actuadores y todos estos deben interconectarse entre sí para poder descifrar datos y, en consecuencia, realizar una acción. La conectividad forma la segunda pieza del rompecabezas en el complejo mundo del ecosistema IoT.

Protocolos

Una vez que los datos han sido recopilados por los sensores, se requiere un medio para su transporte. En otras palabras, es necesario un canal de comunicación entre los sensores y la nube. Los protocolos de IoT son responsables de transferir datos en el mundo en línea y esta transmisión solo puede ser posible si dos dispositivos están conectados de manera segura. Los estándares y protocolos de IoT involucran un lenguaje invisible que permite que los objetos físicos se comuniquen entre sí.

La elección de la red depende de factores como el consumo de energía, la velocidad de transferencia de datos, el alcance, el ancho de banda y la eficiencia general. Algunos de los protocolos y estándares inalámbricos de IoT más populares incluyen Bluetooth, Wi-Fi, ZigBee, LoRaWAN, DDS, MQTT, celular, etc. Estos y otros canales hacen que sea fácil y seguro transferir e intercambiar datos a la siguiente capa de IoT. para procesar.

puertas de enlace IoT

Los datos sin procesar entrantes de los sensores deben pasar a través de puertas de enlace para llegar a la nube. Las puertas de enlace traducen los protocolos de red asegurando una comunicación fluida de todos los dispositivos dentro de la red. Esencialmente, esto convierte a las puertas de enlace en un punto de comunicación crucial y es responsable de la fácil gestión del tráfico de datos.

Además, las puertas de enlace ofrecen seguridad al proteger el sistema de accesos no autorizados y ataques maliciosos. También se puede considerar como una capa de seguridad, ya que los datos que fluyen a través de él están protegidos por las últimas prácticas de encriptación.

Las puertas de enlace también pueden preprocesar los datos de los sensores antes de enviarlos a la nube. En otras palabras, minimizan los grandes volúmenes de datos 'sensados' en la etapa anterior. No todas, pero algunas puertas de enlace inteligentes de IoT también tienen la capacidad de analizar y promediar datos para transferir solo los datos relevantes a la nube.

3. Nube IoT

Una vez que los datos se han recopilado y han viajado a la nube, es necesario procesarlos. ¡La nube es donde tienen lugar las "cosas inteligentes"! Esta instalación de alto rendimiento une principalmente los componentes del ecosistema IoT. Maneja los datos, los almacena y toma decisiones para hacer o romper un trato. Todo esto se realiza para cantidades colosales de datos en menos de milisegundos: el tiempo es crítico para IoT, ya que, especialmente en cuestiones críticas como la salud y la seguridad, la latencia no puede verse comprometida.

Si bien el objetivo principal de las soluciones de IoT es proporcionar y actuar sobre información en tiempo real, debe haber un componente que pueda manejar enormes cantidades de datos para satisfacer la naturaleza sensible al tiempo del modelo de IoT. Aquí es donde entran en juego los sistemas en la nube. Forman el cerebro del ecosistema IoT, ya que normalmente son responsables de procesar, controlar o tener en cuenta el análisis de los datos recopilados. Los dispositivos, los protocolos, la puerta de enlace y el almacenamiento se combinan para un análisis de datos eficiente en tiempo real.

Con su inmenso poder de cómputo, capacidades de almacenamiento, opciones de red, análisis y otros componentes de servicio, las nubes hacen que la información esté disponible de manera efectiva para los consumidores.

Si bien la nube no es necesaria para IoT, dado que el procesamiento local con Edge o Fog Computing también es una opción, se puede preferir la nube como una instalación de alto rendimiento que ofrece escalabilidad masiva y costos operativos reducidos. Por otro lado, se prefiere la computación perimetral cuando se requieren grandes cantidades de procesamiento y almacenamiento de datos en las instalaciones.

4. Análisis de IoT y gestión de datos

Los datos pueden ser una palabra pequeña, pero tienen un poder inmenso que puede tener un gran efecto en cualquier negocio. IoT Analytics se utiliza para dar sentido a las grandes cantidades de datos analógicos. Esto, por ejemplo, puede incluir la determinación de indicadores clave de rendimiento en una determinada aplicación en la que uno puede estar interesado en ver errores o irregularidades en tiempo real.

Una vez identificado, se requeriría una acción inmediata para evitar escenarios no deseados. Para decirlo de otra manera, el análisis implica convertir datos sin procesar en información útil que luego se interpreta o analiza para impulsar la toma de decisiones.

El análisis inteligente es útil en múltiples escenarios. El papel básico es analizar una situación y formular una decisión basada en esto. Esto puede ser básico, como analizar si la temperatura de una habitación cae en un rango aceptable, o complejo si, por ejemplo, un automóvil está a punto de chocar. El análisis de datos ayuda a determinar información comercial vital. Los modelos de aprendizaje profundo se pueden utilizar para el análisis predictivo. Se pueden derivar varios aprendizajes de los datos para predecir tendencias, planificar con anticipación y tomar decisiones comerciales útiles.

El análisis requiere poder de almacenamiento y computación inteligente para poder dar sentido a cualquier dato. Tareas como esta se pueden alojar en la nube, según la arquitectura de IoT.

5. Dispositivos de usuario final e interfaz de usuario

La interfaz de usuario es el componente visible al que se puede acceder fácilmente y que está bajo control del usuario de IoT. Aquí es donde un usuario puede controlar el sistema y establecer sus preferencias. Cuanto más fácil de usar es este componente del ecosistema IoT, más fácil es la interacción del usuario.

Un usuario puede interactuar con el sistema a través del propio dispositivo, o esta interacción puede realizarse de forma remota a través de teléfonos inteligentes, tabletas y computadoras portátiles. Los sistemas domésticos inteligentes como Amazon Alexa o Google Home, etc. también permiten a los usuarios comunicarse con sus "cosas".

El diseño es una consideración importante en el mundo acelerado de hoy y un dispositivo IoT puede diferenciarse de un competidor sobre la base de un diseño sólido. Las interfaces táctiles, el uso de colores, la fuente, la voz y más son algunos de los factores que entran en juego aquí. Si bien es necesario un diseño atractivo, la interfaz debe ser lo suficientemente fácil de usar para evitar cualquier dificultad para el usuario.

Conclusión

Es emocionante ver el crecimiento de IoT. Este campo, lejos de ser aburrido, se desarrolla continuamente con el tiempo y se está introduciendo en varias verticales repartidas en casos de uso básicos y críticos.

Si bien IoT ha avanzado mucho a lo largo de los años, la definición del ecosistema de IoT es un campo de estudio en evolución. Los componentes del sistema siguen siendo los mismos, pero los mecanismos difieren según los casos de uso, la industria y el presupuesto. El ecosistema de IoT conecta a proveedores y empresas y, además, simplifica la planificación de soluciones para un sistema de IoT eficiente, confiable y seguro.

Utilice esta información y el software de seguridad de IoT para garantizar que su ecosistema de IoT mantenga una confiabilidad y seguridad excelentes.