La trastienda del Internet de las Cosas

IoT

IoT se ha convertido en ‘the now big thing’ dentro del ecosistema smartcity. El Internet de las Cosas, con su origen y antecedente en M2M, ha sido adoptado de forma generalizada por las empresas implicadas en el despliegue de infraestructuras y servicios para las ciudades conectadas


Empresas como Vodafone o Telefónica llevan años trabajando en la tecnología Machine To Machine (M2M) a modo de solución de conectividad entre máquinas en escenarios de control industrial. Vodafone, sin ir más lejos, tiene 20 años de experiencia en este campo, predecesor del Internet de las Cosas, que es el término que se usa de manera generalizada para referirse a los objetos conectados. Un ejemplo clásico es el de la gestión de plantas de energía solar, o sistemas industriales automatizados, donde el control y la monitorización remota de los equipos e infraestructuras se usan para desarrollar tareas de mantenimiento u optimización de procesos. Otro ejemplo clásico es el del control de flotas, donde los vehículos podían estar localizados y monitorizados gracias a dispositivos GPS integrados en los vehículos. La Logística es otro campo que se ha beneficiado tradicionalmente de los sistemas de automatización.


En estos casos, las comunicaciones entre los dispositivos corrían a cargo de tarjetas SIM embebidas, con tecnologías de comunicaciones 2G, suficientes para transmitir datos de control cada cierto tiempo. Las plataformas M2M estaban separadas y diferenciadas de Internet propiamente dicha, centrándose en los dispositivos y las comunicaciones para enviar y recibir datos. Las empresas que se decidían a implementar este tipo de soluciones dependían de tecnologías diseñadas ad hoc para ellas, o con un grado de estandarización modesto. Además, los entornos de desarrollo precisaban de conocimientos técnicos y de ingeniería elevados, al tener que desarrollar tecnologías específicas para leer los datos de los sensores a través de protocolos de comunicaciones alejados en muchos casos del concepto de estandarización.

 

Internet y la nube

Conectar dispositivos tales como sensores, termostatos, actuadores o luminarias para la iluminación urbana con Internet parecía una evolución lógica para M2M, aunque el protocolo IPv4 sólo permitía asignar un número limitado de direcciones IP. Así que se dio el salto a IPv6, con 340 billones de billones de billones de direcciones IP posibles frente a las 4.000 millones de direcciones IP de IPv4. De este modo se soluciona el tema del direccionamiento. A pesar de que M2M sigue usándose en escenarios industriales, el término Internet de las Cosas o Internet of Things se ha convertido en el estándar para referirse a los objetos conectados a través de servidores en Internet. Estos servidores son el fundamento de la computación en la nube, junto con los servicios que se iban implementando para facilitar la interoperabilidad con los objetos conectados. IoT es precisamente M2M conectado a través de la nube. O al menos es la visión de Ericsson.

Las previsiones de crecimiento de IoT aumentan sin cesar desde que empresas como Cisco o IBM se fijasen este campo de la tecnología años atrás, y consultoras como Gartner o IDC empezasen a incluir al IoT como una de las tendencias clave dentro del desarrollo tecnológico en campos como las Ciudades Inteligentes, la Industria o el Hogar Conectado.


Las previsiones de crecimiento de IoT aumentan sin cesar como tendencia clave dentro del desarrollo tecnológico

 

El año 2014 ha sido considerado el año del Internet de las Cosas, siendo 2015 el año de la confirmación de esta tendencia. Además de los eventos propios del sector, IoT ha sido una presencia imprescindible en eventos como Mobile World Congress 2015 o CeBit 2015. En ambos eventos, la ‘nube’ se confirma como una de las claves para entender el fenómeno del Internet de las Cosas, o del Internet of Everything (IoE) como postula Cisco. 

El papel que juega la nube en el despliegue del IoT entra dentro de la modalidad CaaS (Cloud as a Service), al permitir que las cosas conectadas lleven sus datos a servidores ‘cloud’ sin que haya que diseñar servicios y aplicaciones para ello. Los sensores y dispositivos conectados a Internet ya contemplan como parte de su tecnología la integración con una plataforma Cloud y la gestión básica de los datos y operaciones de control. No se necesita diseñar la capa de captación de datos ni la de comunicaciones con Internet, que en muchos casos empieza a ser un componente más de las propuestas IoT.

 

El papel que juega la nube en el despliegue del IoT entra dentro de la modalidad CaaS (Cloud as a Service)

 

Las tendencias del IoT

El número de cosas conectadas crece a un ritmo por encima de la linealidad. Actualmente, según el contador de ‘cosas’ conectadas de Cisco, hay más de 15 millardos de entidades conectadas a Internet, con una previsión de 50 millardos en 2020. La nube es una de las tendencias para el Internet de las Cosas. Junto con “Fog computing”, en la que los dispositivos conectados, además de conectarse con la nube, se conectarían entre ellos para facilitar tareas de configuración o sincronización.

Dentro del Internet de las Cosas, existe una corriente que ha cobrado especial importancia: Industrial IoT o IIoT. Con sus antecedentes cercanos fijados en la automatización industrial y en sistemas SCADA, estos conceptos se extienden hasta llegar a la visión de empresas como Accenture, para la que IIoT se define como “a network of physical objects, systems, platforms and applications that contain embedded technology to communicate and share intelligence with each other, the external environment and with people” (“una red de objetos físicos, sistemas, plataformas y aplicaciones que usan tecnologías embebidas para comunicarse y compartir inteligencia entre ellos, el exterior y las personas”).

 

IIoT es el Internet de las Cosas al servicio de la digitalización de los procesos industriales

 

En 2030, según Accenture, el negocio del IIoT moverá sólo en Estados Unidos 7,1 miles de millones de dólares. IIoT es el Internet de las Cosas al servicio de la digitalización de los procesos industriales a través de sensores conectados embebidos junto con técnicas de analítica de datos y Big Data específicas para la optimización de los procesos. El objetivo es construir la llamada “Outcome Economy” o ‘Economía de Resultados’. Una de las empresas de referencia en este sector es General Electric, aunque se trata de un movimiento en el que hay decenas de compañías que ya pertenecen al Industrial Internet Consortium

 

Internet of Things

En un ámbito más general, IoT tiene implicaciones que alcanzan audiencias transversales, que cortan tanto al ámbito doméstico para el hogar conectado, como al desarrollo de infraestructuras y servicios en las ‘smart cities’, la gestión inteligente de la energía o de la agricultura. Es un escenario muy extenso, con tantas aplicaciones posibles como podamos imaginar. En este ámbito general, se pueden identificar varias tendencias que sobresalen sobre las demás, al menos en la ‘foto” del momento actual’:

 

1) Los routers

Estos dispositivos, esenciales para conectar los dispositivos con las redes de comunicaciones de Internet, están en el punto de mira de los fabricantes de equipamiento de red para integrar tecnologías y protocolos de comunicaciones optimizados para gestionar un elevado número de sensores. Compañías como Verizon ya ofrecen routers con tecnologías como Z-Wave, una de las que están calando para conectar el mundo IoT en el hogar. En equipos enfocados a empresas, Cisco ha presentado su sistema operativo IOx, optimizado para manejar la ingente cantidad de datos alrededor del Internet of Everything.

 

2) La nube 

No es una tendencia nueva, aunque se ha confirmado como uno de los elementos consustanciales de las estrategias IoT tanto de las compañías que desarrollan hardware como de las que apuestan por servicios. Amazon, sin ir más lejos, ha incluido entre sus servicios una solución específica para compañías que basan parte o todo su negocio en la gestión de sensores y dispositivos conectados. Los desarrolladores de bases de datos también están moviendo sus soluciones hacia la nube para facilitar la captura de los datos de los objetos conectados y las adapta para satisfacer las necesidades propias de estos dispositivos, como trabajar con datos no estructurados y en grandes volúmenes. Oracle ofrece tecnologías de bases de datos específicas para manejar millones de datos. SAP o Teradata también contemplan soluciones específicas para IoT. Microsoft está ‘adaptando’ Azure para ofrecer servicios a la medida de las necesidades de los objetos conectados. Google trabaja en proyectos como Physical Objects, aunque de momento está en una fase muy temprana. FIWARE es un proyecto a nivel europeo que tiene como fin diseñar APIs estándar que faciliten el acceso a repositorios de datos provenientes del IoT para construir aplicaciones y servicios relevantes.



3) La niebla

La computación en la niebla o ‘Fog Computing’ es otra reciente tendencia en la que se añade una capa de computación a nivel de dispositivos interconectados entre sí, de modo que no se necesita mover los datos a la nube para realizar tareas de sincronización o control de los dispositivos, así como servir como almacenamiento de datos a través de redes distribuidas de dispositivos.

IBM, por ejemplo, cuenta con Bluemix, una plataforma ‘cloud’ para desarrollar aplicaciones en la nube sin necesidad de instalar software adicional. Existen APIs para diferentes plataformas y mucho código listo para reutilizar.

4) Plataformas

Otra modalidad de presentación del IoT es a partir de plataformas completas IoT casi ‘llave en mano’. Están basadas total o parcialmente en estándares, y ofrecen tanto el servicio en la nube para procesar datos obtenidos a partir de sensores, como los propios sensores hardware funcionando y con entornos de desarrollo sencillos de manejar. Algunos ejemplos son Carriots IoT Application Platform, Telefónica Thinking Things, Libelium Meshlium, Relayr WunderBar o Spark. El Home Kit de Apple en principio entrará en esta categoría, sea con dispositivos propios o de terceras partes.

Telefónica Thinking Things, por ejemplo, ofrece un conjunto de sensores modulares junto con un servicio de conectividad mediante comunicaciones móviles que permite recoger datos sobre luz, humedad o temperatura sin necesidad de WiFi. Además, Telefónica ofrece un entorno de desarrollo abierto para construir soluciones IoT a partir de hardware de otros proveedores, aunque usando la plataforma cloud para guardar los datos y procesarlos.

 

5) Seguridad

Un apartado vital para el despliegue masivo del IoT. Los sensores y dispositivos que se instalen tienen que disponer de sistemas automatizados para detectar y reparar averías de un modo automático, así como tecnologías que validen la legitimidad de los datos y registros capturados por los miles de millones de dispositivos desplegados a nivel mundial. La resiliencia es un concepto clave para las ‘smart cities y su despliegue generalizado.

 

6) Big Data, Analítica, Visualización

Está bien disponer de datos, pero hay que extraer información a partir de su análisis. La analítica de datos y BI (Business Intelligence) han estado tradicionalmente al cargo de realizar estos procedimientos, aunque ahora se habla de Big Data al aumentar la velocidad de captación de datos, el número de fuentes de datos y su carácter no estructurado entre otras circunstancias.

Una de las disciplinas que acompañan a la analítica y al Big Data es la visualización. Presentar los resultados de los análisis en un formato visual mediante gráficos, infografías o animaciones permite extraer conclusiones a partir de la observación de las curvas de tendencias o los mapas de temperatura.


7) Hogar Conectado

La convergencia entre el IoT y el mercado de consumo es el hogar conectado. La aplicación del Internet de las Cosas a un entorno conocido y familiar mediante soluciones fáciles de usar y de instalar. La videovigilancia, la regulación de temperatura de la casa, detectores de movimiento, luces programables o enchufes inteligentes son algunos de los dispositivos que se comercializan listos para sacar de la caja e instalar. Belkin, D-Link, AVM o Philips son algunas de las empresas que ofrecen soluciones para el Hogar Conectado, sin olvidar las soluciones que vienen de la mano de Microsoft o Samsung.

 

8) Kits de desarrollo
Una de las dimensiones que más interés despiertan en el contexto del IoT es la de los sistemas de desarrollo. Se trata de componentes electrónicos con microprocesador, memoria, entradas y salidas, y uno o varios entornos de desarrollo con los que se pueden prototipar y probar aplicaciones para el Internet de las Cosas. La más conocida es Arduino, un sistema microcontrolador sin sistema operativo que hay que programar previamente de acuerdo con el tipo de aplicación que deseemos implementar y condicionada a las entradas y salidas que tengamos conectadas y los sensores que hayamos elegido.

Raspberry Pi, Intel Edison, Intel Galileo, Beagle Board, UDOO o Mediatek LinkIt como incorporación más reciente, son algunas de las decenas de posibilidades que existen para comenzar a prototipar soluciones IoT en su dimensión electrónica. Estas placas de desarrollo cuentan con conexiones de entrada salida y las herramientas para leer las señales digitales provenientes de los sensores o actuadores que queramos monitorizar y usar. La referencia suele ser Arduino, y sus puertos de entrada y salida son los que implementan otras placas con una disposición idéntica pin a pin.

Es en este bloque funcional del IoT en el que nos detendremos un momento para entrar con un poco de detalle en las peculiaridades de cada sistema de desarrollo (VER RECUADRO). Sea para una empresa, o para un entusiasta, las posibilidades de estos kits de desarrollo son excepcionales y están al alcance de prácticamente todo el que quiera adentrarse en este mundo. Son baratos, y los recursos de formación están disponibles online. Se empiezan a usar en educación, y los hackathones organizados por entusiastas, empresas y comunidades de desarrolladores han dejado de ser patrimonio de los frikis para entrar con pleno derecho en el repertorio de actividades de los centros culturales, coworkings, empresas privadas o las administraciones públicas. Las redes sociales son otro vehículo para dar a conocer las actividades de entusiastas y emprendedores alrededor de IoT, como MeetUp, con encuentros frecuentes para poner en común proyectos o dudas sobre esta materia.

Otras comunidades implicadas en el Internet de las Cosas son las denominadas ‘Makers’ (Hacedores). En ellas se agrupan perfiles diferentes de entusiastas y profesionales o curiosos que se acercan a estos grupos para desarrollar soluciones nuevas o perfeccionar las existentes. MakeSpace Madrid es una de ellas.

 

Incógnitas por resolver 

Estamos inmersos en un momento interesante desde el punto de vista de la tecnología. Se están definiendo las reglas y las especificaciones del Internet de las Cosas y hay muchas incógnitas por resolver. De momento, IoT está en lo más alto de la Curva del Hype de Gartner y lo siguiente que pasará, si se sigue el curso habitual, será la caída del IoT en el valle de la decepción, para volver a recuperarse a un ritmo más lento en la fase en la que IoT será una solución mucho más robusta y apta para el despliegue definitivo en el contexto de las Smart Cities o en el de la agricultura o la automoción.

Hay que resolver cuestiones como la seguridad y la integridad de los sistemas IoT, y encontrar estándares que faciliten la recolección y análisis de los datos recolectados por miles de millones de sensores. Por ahora, tenemos la posibilidad de formar parte de este proceso aportando ideas y desarrollado nuestras propias ideas. Tenemos las herramientas.

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