Internet de las cosas (IoT) es la red de objetos físicos que contienen componentes electrónicos integrados en su arquitectura para comunicarse y detectar interacciones entre sí o con respecto al entorno externo. En los próximos años, la tecnología basada en IoT ofrecerá niveles avanzados de servicios y cambiará prácticamente la forma en que las personas llevan su vida diaria. Los avances en medicina, energía, terapias genéticas, agricultura, ciudades inteligentes y hogares inteligentes son solo algunos de los ejemplos categóricos en los que IoT está firmemente establecido.
IoT es una red de dispositivos informáticos interconectados que están integrados en objetos cotidianos, lo que les permite enviar y recibir datos.
Más de 9 mil millones de ‘cosas’ (objetos físicos) están actualmente conectados a Internet, a partir de ahora. En un futuro cercano, se espera que este número aumente a la friolera de 20 mil millones.
Principales componentes utilizados en IoT:
- Sistemas embebidos de bajo consumo: Menos consumo de batería, alto rendimiento son los factores inversos que juegan un papel importante durante el diseño de sistemas electrónicos.
- Sensores: los sensores son la parte principal de cualquier aplicación de IoT. Es un dispositivo físico que mide y detecta cierta cantidad física y la convierte en una señal que se puede proporcionar como entrada a la unidad de procesamiento o control para fines de análisis.
- Diferentes tipos de sensores:
- Sensores de temperatura
- Sensores de imagen
- Sensores giroscópicos
- Sensores de obstáculos
- Sensor de radiofrecuencia
- sensor de infrarrojos
- Sensor de gas MQ-02/05
- Sensor LDR
- Sensor de distancia ultrasónico
- Unidades de control: es una unidad de computadora pequeña en un solo circuito integrado que contiene un microprocesador o núcleo de procesamiento, memoria y dispositivos/periféricos programables de entrada/salida. Es responsable del principal trabajo de procesamiento de los dispositivos IoT y todas las operaciones lógicas se llevan a cabo aquí.
- Computación en la nube: los datos recopilados a través de dispositivos IoT son masivos y estos datos deben almacenarse en un servidor de almacenamiento confiable. Aquí es donde entra en juego la computación en la nube. Los datos se procesan y aprenden, lo que nos da más espacio para descubrir dónde se encuentran cosas como fallas/errores eléctricos dentro del sistema.
- Disponibilidad de big data: sabemos que IoT depende en gran medida de sensores, especialmente en tiempo real. A medida que estos dispositivos electrónicos se extiendan por todos los campos, su uso desenstringrá un flujo masivo de big data.
- Conexión de red: para comunicarse, la conectividad a Internet es imprescindible, donde cada objeto físico está representado por una dirección IP. Sin embargo, solo hay un número limitado de direcciones disponibles según el nombre de IP. Debido al creciente número de dispositivos, este sistema de nombres ya no será factible. Por lo tanto, los investigadores están buscando otro sistema de nombres alternativo para representar cada objeto físico.
Hay dos formas de construir IoT:
- Forme una red separada que incluya solo objetos físicos.
- Haga que Internet sea cada vez más expansiva, pero esto requiere tecnologías de núcleo duro, como computación en la nube rigurosa y almacenamiento rápido de grandes datos (costoso).
En un futuro cercano, IoT se volverá más amplio y más complejo en términos de alcance. Cambiará el mundo en términos de
“en cualquier momento, en cualquier lugar, cualquier cosa en conectividad”.
Habilitadores de IoT:
- RFID: utiliza ondas de radio para rastrear electrónicamente las etiquetas adheridas a cada objeto físico.
- Sensores: dispositivos que son capaces de detectar cambios en un entorno (por ejemplo, detectores de movimiento).
- Nanotecnología: como su nombre indica, se trata de dispositivos extremadamente pequeños con dimensiones generalmente inferiores a cien nanómetros.
- Redes inteligentes: (ej: topología de malla).
Trabajar con dispositivos IoT:
- Recolectar y transmitir datos: para este propósito, los sensores se usan ampliamente y se usan según los requisitos en diferentes áreas de aplicación.
- Actuar el dispositivo en función de los disparadores producidos por sensores o dispositivos de procesamiento: si se cumple cierta condición o de acuerdo con los requisitos del usuario, si se activa cierto disparador, entonces qué acción realizar es la que muestran los dispositivos actuadores.
- Recibir Información : De los dispositivos de la red el usuario o dispositivo puede tomar cierta información también para su análisis y procesamiento .
- Asistencia de comunicación: la asistencia de comunicación es el fenómeno de la comunicación entre 2 redes o la comunicación entre 2 o más dispositivos IoT de las mismas o diferentes redes. Esto se puede lograr mediante diferentes protocolos de comunicación como: MQTT, Protocolo de aplicación restringida, ZigBee, FTP, HTTP, etc.
Trabajo de IoT
Características de IoT:
- Ampliamente escalable y eficiente
- El direccionamiento basado en IP ya no será adecuado en el futuro próximo.
- Hay una gran cantidad de objetos físicos que no usan IP, por lo que IoT es posible.
- Los dispositivos suelen consumir menos energía. Cuando no estén en uso, deben programarse automáticamente para dormir.
- Un dispositivo que está conectado a otro dispositivo en este momento puede no estar conectado en otro instante de tiempo.
- Conectividad intermitente: los dispositivos IoT no siempre están conectados. Para ahorrar ancho de banda y consumo de batería, los dispositivos se apagarán periódicamente cuando no estén en uso. De lo contrario, las conexiones pueden volverse poco confiables y, por lo tanto, resultar ineficientes.
- Calidad deseada de cualquier aplicación IoT:
- interconectividad
Es el primer requisito básico en cualquier infraestructura de IoT. La conectividad debe estar garantizada desde cualquier dispositivo en cualquier red, luego solo los dispositivos en una red pueden comunicarse entre sí.
- Heterogeneidad
Puede haber diversidad en los dispositivos habilitados para IoT, como diferentes configuraciones de hardware y software o diferentes topologías o conexiones de red, pero deben conectarse e interactuar entre sí a pesar de tanta heterogeneidad.
- naturaleza dinámica
Los dispositivos IoT deben adaptarse dinámicamente a los entornos cambiantes, como diferentes situaciones y diferentes prefacios.
- Tecnología de autoadaptación y autoconfiguración
Por ejemplo cámara de vigilancia. Debe ser flexible para trabajar en diferentes condiciones climáticas y diferentes situaciones de luz (mañana, tarde o noche).
- Inteligencia
Solo la recopilación de datos no es suficiente en IoT, la extracción de conocimiento de los datos generados es muy importante. Por ejemplo, los sensores generan datos, pero esos datos solo serán útiles si se interpretan correctamente. Entonces, la inteligencia es una de las características clave en IoT. Porque la interpretación de datos es la parte principal en cualquier aplicación de IoT porque sin el procesamiento de datos no podemos obtener información de los datos. Por lo tanto, Big Data es también una de las tecnologías más habilitadoras en el campo de IoT.
- Escalabilidad
El número de elementos (dispositivos) conectados a la zona IoT aumenta día a día. Por lo tanto, una configuración de IoT debe ser capaz de manejar la expansión. Puede expandirse la capacidad en términos de potencia de procesamiento, almacenamiento, etc. como escalado vertical o escalado horizontal mediante la multiplicación con clonación fácil
- Identidad
Cada dispositivo IoT tiene una identidad única (por ejemplo, una dirección IP). Esta identidad es de gran ayuda en la comunicación, seguimiento y para conocer el estado de las cosas. Si no hay identificación, afectará directamente la seguridad de cualquier sistema porque, sin discriminación, no podemos identificar con quién está conectada una red o con quién tenemos que comunicarnos. Por lo tanto, debe haber una tecnología de discriminación clara y adecuada disponible entre las redes y los dispositivos de IoT.
- La seguridad
Los datos personales confidenciales de un usuario pueden verse comprometidos cuando los dispositivos están conectados a Internet. Por lo tanto, la seguridad de los datos es un gran desafío. Esto podría causar una pérdida para el usuario. El equipo en la enorme red de IoT también puede estar en riesgo. Por lo tanto, la seguridad del equipo también es fundamental.
- Arquitectura
Debe ser híbrido, compatible con productos de diferentes fabricantes para funcionar en la red IoT.
Como nota rápida, IoT incorpora billones de sensores, miles de millones de sistemas inteligentes y millones de aplicaciones.
Dominios de aplicación: IoT se encuentra actualmente en cuatro dominios populares diferentes:
1) Manufacturing/Industrial business - 40.2% 2) Healthcare - 30.3% 3) Security - 7.7% 4) Retail - 8.3%
Aplicaciones modernas:
- Redes Inteligentes y ahorro energético
- Ciudades inteligentes
- Casas inteligentes/Domotica
- Cuidado de la salud
- Detección de terremotos
- Detección de radiación/detección de gases peligrosos
- Detección de teléfonos inteligentes
- Monitoreo del flujo de agua
- Monitoreo de tráfico
- Usables
- Sistema de protección de cerradura de puerta inteligente
- Robots y Drones
- Sanidad y Hospitales, Aplicaciones de Telemedicina
- Seguridad
- Transpondedores de biochip (para animales en granjas)
- Implantes de monitorización cardíaca (Ejemplo de marcapasos, seguimiento en tiempo real de ECG)