Construir proyectos de IoT completos y funcionales puede ser un rompecabezas lleno de sorpresas si no se conocen todas las piezas de construcción que han de tenerse en cuenta. Aunque el mercado de IoT ofrece una amplia gama de tecnologías, productos y aplicaciones, todas estas opciones son confusas cuando nos enfrentamos al diseño y desarrollo de un proyecto específico de IoT con necesidades específicas. Afortunadamente, todos los proyectos de IoT comparten los mismos bloques de construcción desde un punto de vista arquitectónico.

Por esta razón, Javier Muñoz Ferrara, ingeniero de IoTsens, nos explica todos estos componentes básicos para tener una visión clara a la hora de diseñar un sistema de IoT exitoso.

Sensores y Dispositivos

Los sensores y dispositivos son la parte física de un proyecto IoT. No sólo es importante que estos dispositivos lean la cantidad de datos que tu aplicación requiera (temperatura del aire, consumo de energía, flujo de agua, densidad de tráfico, etc.), sino que también deben integrarse con el sistema arquitectónico general. A la hora de seleccionar los dispositivos, es importante que verifiques que admitan los protocolos de red necesarios y que la plataforma del sistema pueda decodificar los formatos de mensaje que envían.

Por otra parte, la configuración de los dispositivos es otra de las características importantes. Algunos dispositivos proveen programas de configuración, mientras que otros requieren de una programación interna para modificar su comportamiento. Finalmente, es importante que evalúes el uso de la fuente de energía (baterías, paneles solares, aire acondicionado, etc.), ya que tienen un fuerte impacto en el mantenimiento del sistema.

 

                    Smart City Sensors

Comunicaciones

Aunque la “i” de IoT hace referencia al “internet”, existen diferentes tipos de redes disponibles para las comunicaciones entre dispositivos y su plataforma. Elegir la tecnología de red correcta depende de las características y los requisitos del proyecto. Estos son los principales factores a tener en cuenta a la hora de escoger una tecnología de red en tus proyectos IoT:

Extensión de los dispositivos: En el caso de que los dispositivos estén localizados en un mismo área, como puede ser en un edificio, una planta industrial o incluso un vecindario, tecnologías de corto alcance como Wifi, ZigBee o LoRa son una buena opción. Un ejemplo de comunicación LoraWan en ciudades es el despliegue de 20.000 contadores de agua inteligentes en la ciudad de Castellón por IoTsens.

 

arquitectura proyecto tele-lectura

 

Por el contrario, si los dispositivos están dispersos a lo largo de una ciudad o un país, una tecnología Sigfox sería una decisión acertada.

Tasas de datos requeridas: Algunos protocolos de red pueden no ser aptos dependiendo de la cantidad de datos que los sensores envíen. Por ejemplo, Sigfox y Lora no proporcionan suficiente capacidad de transmisión cuando un sensor debe enviar la temperatura de una habitación o el estado de una zona de estacionamiento por minuto.

Cobertura de red: Puedes desplegar tu propia red para el proyecto LoRa incluyendo el uso de redes LoRa de terceros (TTN) o utilizar una red disponible proporcionada por terceros (2G, Sigfox, NB-IoT, etc.).

Plataforma

La plataforma software de tu proyecto IoT será la encargada de administrar los dispositivos (proceso de incorporación, supervisión, etc.) y de recibir y procesar los mensajes. Esta también debe proporcionar APIs para la lectura de los datos almacenados. La plataforma de software IoT adquirida debe ser lo suficientemente flexible como para admitir diferentes protocolos de comunicación (MQTT, REST, XMPP, WebSockets, etc.). Una vez que los datos se reciben, la plataforma ha de poseer la capacidad de comprender tanto los formatos de mensajes estándar, por ejemplo MBus, como los formatos personalizados de los dispositivos.

Las plataformas generalmente se implementan en la nube, pero debes verificar si se pueden implementar localmente en caso de que el proyecto sea lo suficientemente grande y si invertir en hardware informático es una opción. Además de las funcionalidades básicas, algunas plataformas brindan otras características interesantes, como minería de datos, multitenancy, derivación de datos como por ejemplo IoTsens  etc.

En el caso de la plataforma IoTsens, ha sido diseñada para ser abierta de forma que pueda ser fácilmente integrada con sistemas de terceros y desarrolladores externos puedan extender y hacer uso de las funcionalidades de la plataforma.

Pantallas Demo City

Aplicaciones

Todos los proyectos de IoT se llevan a cabo con un propósito. Puede que el objetivo sea recibir una alarma cuando la habitación de un laboratorio alcance cierta temperatura u optimizar el abastecimiento de agua de una ciudad. Por otra parte, los proyectos IoT también son usados para reducir el poder de consumo energético de un edificio o predecir el mantenimiento de un motor industrial. Las aplicaciones de IoT son solo sistemas de software que utilizan los datos recibidos por los dispositivos y la funcionalidad que proporcionan. Dependiendo del nivel de personalización, tres categorías pueden ser definidas:

  1. Aplicaciones verticales de IoT las cuales proporcionan funcionalidades listas para usar para un dominio de aplicación específico, como la gestión inteligente de residuos, la supervisión inteligente de edificios, la medición inteligente del agua, el riego inteligente, etc.
  2. Cajas de herramientas y marcos para construir tus propios tableros, informes, alarmas, gráficos, etc. Estos pueden ser productos independientes que se integran con fuentes de datos externas o se pueden proporcionar como parte de la plataforma de software IoT.
  3. Aplicaciones de software personalizadas que se desarrollan desde cero utilizando tecnologías de desarrollo de software estándar. Estas aplicaciones utilizarán las API de plataforma de software IoT como base para desarrollar su funcionalidad.

Conclusión

Los clientes finales que buscan una solución a sus necesidades de ajuste, las empresas de ingeniería que diseñan proyectos de IoT y los proveedores de tecnología en el ecosistema de IoT deben conocer bien estos componentes básicos, ya que, al final todos los proyectos los necesitarán. En algunos casos, puede resultar tentador utilizar soluciones cerradas que proporcionen todos estos bloques utilizando tecnologías privadas. Por lo general, estas decisiones comprometen la evolución y el mantenimiento del proyecto.

Debido a esto, es fácil darse cuenta de que lo ideal es trabajar con proveedores que puedan suministrar todos los componentes usando tecnologías abiertas y estándar. Por el contrario, tendrás que dedicar el tiempo necesario para construir cuidadosamente el rompecabezas tecnológico de tus proyectos de IoT. En cualquier caso, tener estas visiones básicas de cualquier proyecto de IoT te ayudará a construir o elegir el sistema que necesita.