M2M: El internet de las cosas

El internet de las cosas

Machine to Machine se traduce en dispositivos electrónicos IoT (Internet of Things) que constan esencialmente de un módulo microcontrolador, junto con un módulo de comunicaciones e interfaces de entrada y salida para “hablar” con los sensores y actuadores pertinentes.

El fenómeno de las ciudades inteligentes empieza a ser sobradamente conocido en todos los estratos de la población.

Dependiendo de cómo se quiera comunicar, una Smart City puede contarse de múltiples maneras, ya sea desde una perspectiva global, o desde un punto de vista mucho más granular donde se analizan con detalle sus diferentes elementos constituyentes. Se puede ver desde la perspectiva de los beneficios y virtudes de su implementación y puesta en marcha desde cero, como el proyecto Smart Village en Malasia. O desde la perspectiva de las mejoras que supone en ciudades existentes donde hay que integrar la capa de inteligencia sobre las infraestructuras disponibles como en el caso de proyectos tan relevantes como SmartSantander (www.smartsantander.eu).

Pero también se puede realizar un acercamiento a las ciudades del futuro desde las piezas individuales de las que se compone el rompecabezas de la inteligencia que las caracteriza. Sensores, actuadores, cámaras, redes de comunicaciones, centros de datos, centros de control, redes de distribución de energía o incluso aplicaciones instaladas en dispositivos móviles como smartphones o tablets. En sentido estricto, el término Smart City sería más bien Connected City, pues lo que realmente confiere su identidad a una ciudad inteligente es el hecho de estar conectada, de que estén conectados todos esos elementos discretos de que se compone.

Las neuronas de la Smart City

Si una ciudad inteligente puede equipararse metafóricamente a un cerebro, las redes de comunicaciones serían las sinapsis y los sensores los sentidos. Pero ¿dónde están las neuronas? Para responder a esta pregunta tenemos que recurrir a un concepto que surge bastante antes que el boom de las Smart Cities. Este concepto es el de “Internet de las cosas” o “M2M” (Machine To Machine) tiene precendentes en sistemas de automatización industrial SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) aunque no es hasta 1995 cuando nace el concepto que evolucionaría hasta el M2M actual. En ese año, Siemens adapta la tecnología móvil GSM para que haga de vehículo de comunicación inalámbrico en el ámbito de aplicaciones industriales. En el año 2000 se constituyó una división específica para este tipo de comunicaciones inalámbricas y hoy en día constituye uno de los pilares fundamentales de iniciativas tecnológicas tan relevantes como las Ciudades Inteligentes, en campos específicos como la automoción, la electrónica de consumo, servicios de emergencia, salud, procesos industriales o mantenimiento, control remoto de bienes, equipos o plantas industriales, sostenibilidad, transporte, energía, etcétera.

Además, el interés por esta tecnología proviene de todo tipo de empresas. Desde la misma Siemens en sus soluciones industriales, automatización o infraestructuras, o empresas especializadas en electrónica como National Instruments, hasta las operadoras móviles, pasando por fabricantes de automóviles como Ford, o empresas energéticas que emplean M2M para el despliegue de sus medidores inteligentes.

Como sinónimo de M2M se emplea el término IoT o Internet de las Cosas, reforzando la idea de que se trata de máquinas conectadas a través de Internet o de redes de comunicaciones genéricas. Máquinas autónomas que puedes desarrollar su tarea sin intervención continuada por parte de personas.

Machine to Machine se traduce en dispositivos electrónicos IoT (Internet of Things) que constan esencialmente de un módulo microcontrolador, junto con un módulo de comunicaciones e interfaces de entrada y salidad para “hablar” con los sensores y actuadores pertinentes. Los avances en este campo han sido notables en los últimos años, con soluciones que incluso están de moda entre usuarios con unos mínimos conocimientos de electrónica como Raspberry Pi www.raspberrypi.org) o Arduino (http://www.arduino.cc) pero que además de ser económicas y fáciles de programar, sirven también a grandes empresas como Telefónica o Vodafone para llevar a cabo proyectos de I+D. De hecho Telefónica colabora estrechamente con Arduino para facilitar la integración de las comunicaciones GPRS / GSM en los proyectos con esta plataforma de desarrollo.

La inteligencia como suma de neuronas

EnergíaAsí pues, en una ciudad inteligente habrá que desplegar tantos dispositivos IoT (neuronas) como se necesite para captar todos los datos asociados al día a día de la ciudad, así como para interactuar con los diferentes elementos de la ciudad que necesitan ser parametrizados, como controles de acceso, seguridad, control de tráfico, encendido y apagado de sistemas, etcétera. Un buen ejemplo de este tipo de despliegue está en Santander. En su iniciativa Smart Santander, uno de sus logros es el de haber instalado “neuronas” en una zona muy amplia de la ciudad, que además pueden ser monitorizadas en tiempo real en www.smartsantander.eu/map/. Desde plazas de aparcamiento hasta temperaturas, intensidad lumínica o niveles de ruido. Todos estos datos se recogen en tiempo real y se procesan en un centro de control de modo que se conviertan en información útil y válida para tomar decisiones a partir de ella.

Obviamente se trata de un proyecto piloto, restringido a unas dimensiones suficientes para modelar una ciudad inteligente, pero insuficiente para considerar que es ya una realidad. Es un laboratorio donde se experimenta con diferentes tecnologías para los dispositivos IoT o M2M, sistemas de comunicación, desarrollo del software para llevar cuenta de todos los datos recogidos y las interacciones pertinentes, así como el desarrollo de centros de control con paneles de monitorización y control fáciles de entender, con el máximo de información disponible para los supervisores de las instalaciones.

Incluso se habla del desarrollo de una Internet del futuro donde convivan tanto las personas conectadas como las máquinas conectadas. Santander colabora con FIRE (Future Internet Research & Experimentation) en el desarrollo de nuevos y óptimos protocolos de comunicaciones e interacción de los dispositivos conectados).

El ejemplo de Santander es uno de los mejores en cuanto a su potencial didáctico para mostrar el papel de M2M en una ciudad inteligente. Detrás de cada elemento interactivo del mapa de SmartSantander hay un dispositivo electrónico con un software (firmware) encargado de procesar los datos medidos, empaquetarlos, llevarlos al módulo de comunicaciones y enviarlo a través de la red (backbone) principal de SmartSantander hasta los ordenadores encargados de guardar y analizar los datos recibidos. Y si se necesita que un LED cambie de rojo a verde, por ejemplo, el módulo M2M es capaz de hacer que ese LED cambie de color, o encender y apagar una luz, o abrir y cerrar una puerta. O permitir que un coche eléctrico se cargue o no dependiendo de si tienes saldo en tu cuenta bancaria o no… etcétera.

M2M en la industria

Entre otras aplicaciones de M2M, están las que tienen que ver con la monitorización de instalaciones remotamente. Un ejemplo reciente es el de las instalaciones de energías renovables, que precisan de una supervisión constante a pesar de que suelen estar ubicadas en localizaciones remotas, donde llegar es costoso. Por no hablar de las vastas extensiones que puede ocupar una instalación de este tipo. En estos casos, lo ideal es tener módulos M2M que recojan los datos de funcionamiento de un panel solar o un molino generador de electricidad y los envíen inalámbricamente a un centro de control accesible remotamente desde la oficina en la ciudad. En estos casos, los reponsables cuentan con un completo dashboard (panel de control) donde se recopila toda la información relativa a generación, estado de los equipos, temperaturas, históricos en el tiempo, estadísticas o alertas.

Con esta información a la vista, si realmente hay que acudir a las instalaciones, se va, pero sólo cuando es realmente necesario. Desplegar redes cableadas es costoso y está sujeto a variaciones de ubicación o un mantenimiento más costoso. Con M2M sólo se necesita tener cobertura GPRS o 3G y se abren las puertas a aplicaciones más flexibles, como la instalación de sensores en los coches en movimiento incluyendo módulos GPS de geo posicionamiento.

M2M en la automoción

La tecnología GPS aporta un interesantevalor añadido a la automoción. TomTom Go 1000 fue pionero en su categoría integrando un módulo M2M para recibir actualizaciones de mapas, tráfico o rutas, así como para enviar datos sobre el estado de las carreteras porlas que se va pasando. También tiene aplicaciones para seguridad, como el estándar eCall que se pondrá a funcionar en Europa según parece en 2015.

Se estima que eCall puede salvar 2.500 vidas al año en Europa cuando esté introducido en todos los vehículos y reducir el impacto de las secuelas en los heridos en un 10% 15% de los casos, así como reducir el tiempo de respuesta ante emergencias en un 40% en zonas urbanas. Los dispositivos M2M ya se emplean en flotas de vehículos para llevar cuenta de parámetros como el tiempo de ruta, la velocidad, el consumo, la localización o incluso la temperatura de la carga.

Sirven como dispositivos anti robo, que permiten localizar el vehículo o incluso bloquearlo hasta que sea recuperado. En cualquier caso, detrás de cualquier ciudad inteligente hay un despliegue de tecnología M2M que constituye uno de los bloques funcionales más importantes de cara al funcionamiento de las infraestructuras y servicios. Otros componentes como el Smart Grid dependerán también del Internet de las Cosas, aunque combinado con el despliegue de redes cableadas de alta velocidad.

Por otro lado, el incremento de “neuronas” M2M tiene otras interesantes implicaciones en campos como BigData. BigData supone tener que lidiar, por una parte con ingentes cantidades de datos procedentes del input de millones de estas “neuronas” que a su vez reciben datos procedentes de uno o múltiples sensores. Por otro lado, es importante tener en cuenta que estos datos se generan a gran velocidad. Y por otra parte, se trata de datos desestructurados. Es cierto que parece que Open Data es el estándar para intercambiar datos en las Smart Cities y que no habrá problemas para acceder de un modo transparente a ellos. Pero sí que será un problema tratarlos adecuadamente. Las herramientas de bases de datos actuales no están preparadas para ello y se necesitan nuevas herramientas que faciliten el análisis en tiempo real de los inputs provenientes de la ciudad y los ciudadanos. Esto es, en pocas palabras, Big Data, otra de las grandes y más importantes tendencias que surgen alrededor de las ciudades inteligentes.

El Smartphone como sensor

Hasta aquí hemos hablado de M2M en una dimensión puramente impersonal. Pero no hay que olvidar que prácticamente todos los individuos en la sociedad moderna occidental disponen de un teléfono móvil que tiende a ser más “Smart” con cada generación. Según Strategy Analytics en su informe de febrero de 2012, en 2011 el 32 por ciento de los terminales vendidos fueron smartphones, frente al 68 por ciento de teléfonos convencionales. En países como España o el Reino Unido, la proporción de smartphones frente a convencionales es favorable a los primeros con un 51 por ciento de penetración.

Estos terminales tienen sensores de todo tipo que son susceptibles de emplearse para “sentir” la ciudad al tiempo que lo hacen los usuarios. Aún hay problemas con este tipo de escenario, como la insuficiente autonomía de las baterías o el coste de las tarifas de datos, pero es un escenario factible de cara a un futuro donde realmente se pueda trabajar con BigData gracias a nuevas generaciones de centros de datos con capacidad de cálculo suficiente para afrontar el procesamiento y el análisis de estas ingentes cantidades de datos.

Ojo con el consumo de las redes de comunicaciones

Uno de los efectos colaterales menos beneficiosos de esta visión conectada del mundo es el aumento sin control de la demanda energética de los equipos usados en las comunicaciones, sean estaciones de telefonía móvil, repetidores, routers, gateways, etcétera. Proyectos como “EARTH” abogan por optimizar las tecnologías de comunicaciones para invertir la tendencia creciente de consumo energético. Se trata de proyectos a medio plazo que ya empiezan a ponerse en marcha.

M2M según Telefónica

El concepto M2M (Machine to machine) engloba una serie de tecnologías que se utilizan en el proceso de intercambio de información entre dos máquinas remotas, ya sea mediante redes fijas o móviles, y sin intervención humana. Se prevé que en el año 2014 el 70% de los dispositivos electrónicos de consumo estarán conectados a Internet. Su uso no está asociado con una persona particular y, además, estos tendrán la capacidad de conectarse a múltiples redes y a través de múltiples tecnologías (3G, 4G, WiFi, televisión vía satélite, etc.). En el año 2020 habrá más de 50 billones de dispositivos conectados a Internet.

En este contexto de sobreabundancia de información, Telefónica I+D está desarrollando nuevas plataformas para recoger y gestionar la gran cantidad de información que origina el uso del M2M. Entre sus objetivos está ofrecer nuevas fuentes de información a los usuarios, transformar los flujos de datos disponibles de las ciudades inteligentes en información viable y habilitar el procesamiento masivo de datos de manera flexible y escalable para mejorar el control de los mismos.

Una de las apuestas actuales de Telefónica I+D son las llamadas “Smart Cities” o ciudades inteligentes. Estas se caracterizan por infraestructuras dotadas de las soluciones tecnológicas más avanzadas, con elementos arquitectónicos de vanguardia, que fomentan un desarrollo económico sostenible y una elevada calidad de vida. El uso intensivo de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TIC) es otra de sus características, algo importante tanto desde el punto de vista técnico como del negocio: en el primer caso porque está relacionado con la evolución hacia el “Internet del futuro” y, en segundo lugar, porque para los actores implicados supone un cambio en su modelo de negocio.

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