Internet de las cosas (IoT) | conjunto 2

Internet de las cosas (IoT) es un sistema de objetos interconectados, generalmente llamados dispositivos inteligentes, a través de Internet. El objeto puede ser un monitor cardíaco, un control remoto o un automóvil con sensores incorporados. Es decir, objetos a los que se les ha asignado una dirección IP y tienen la capacidad de recopilar y transferir datos a través de una red. Los objetos interactúan con el entorno externo con la ayuda de tecnología integrada, que les ayuda a tomar decisiones. Dado que estos dispositivos ahora pueden representarse a sí mismos digitalmente. 

En otras palabras,  «La tecnología que gobierna globalmente actúa como una clave única para reducir todo este universo a una pequeña aldea conectada globalmente, mientras que IoT comprende solo dos palabras que representan con precisión su definición». 

Internet: Inter connectivity-For global connection
                                  + 
Things: Embedded system devices-sensors, actuators, RFID tags, QR codes and so many. 

• Para detectar los datos
• Recolectando los datos
• Enviando los datos

Así, en general, el Internet de las Cosas es la tecnología que permite que todo se comunique por sí mismo a través de Internet a través de dispositivos sin el uso de computadoras. Aquí viene el término más esencial y predominante en IoT llamado ‘inteligente’, que significa automatización : el proceso de disminución de la intervención o participación humana, lo que aumenta la inteligencia de la máquina para realizar cada tarea por sí misma, lo que podría hacer IoT. 

IoT crea una red entrelazada de cosas artificiales como dispositivos físicos, vehículos, electrodomésticos e incluso para conectarse con seres vivos naturales como plantas, animales, etc. 
 

Algunos dispositivos de comunicación en IoT :

1. Sensores : Dispositivos que convierten parámetros físicos como temperatura, movimiento, etc… en señales eléctricas. Los sensores inteligentes son los habilitadores indispensables de IoT. 

Imagine un escenario de monitoreo automatizado de una granja tal que solo indicará la situación actual de los cultivos como «4 cultivos necesitan agua, ahora voy a verterla» y luego satisfará la necesidad del cultivo.

Esta maravilla se debe a la tecnología IoT que hay detrás,

1. El sensor de temperatura conectado con la maceta detecta la baja temperatura.
2. Luego activa las plataformas de microprocesador como Raspberry-Pi, placas Arduino.
3. Recibe las señales del sensor a través de vías de Internet como Wi-Fi, Bluetooth.
4. Luego notifica al usuario y al sensor de movimiento conectado al grifo que abre para verterlo.

2. Actuadores : dispositivos que contrastan con los sensores. Transforma señales eléctricas en movimientos físicos. Tanto los sensores como los actuadores son transductores que convierten una forma de energía en otra. El intercambio de datos es el factor clave más importante en IoT. Por lo tanto, los sensores y actuadores juegan un papel vital aquí.

3. Etiquetas RFID : Los microchips inalámbricos se utilizan para la  identificación única automática  de cualquier elemento etiquetándolo sobre ellos. Lo han visto en tarjetas de crédito, llaves de encendido de automóviles, etc.
Dado que la interconexión de las cosas es el objetivo principal de IoT, las etiquetas RFID se estrechan a mano con la tecnología IoT y se utilizan para proporcionar la identificación única para las «cosas» conectadas en IoT.

Hay muchos dispositivos y protocolos de comunicación en IoT. 

Todos realmente tienen numerosas preguntas dando vueltas en mente sobre: ​​¿Cómo funciona IoT? ¿Qué hay detrás de IoT? ¿Cuáles son todas las fuentes de implementación de IoT?

Aquí iniciamos algunos párrafos sobre la implementación de IoT y su funcionamiento.

Algunas razones principales para hacer su proyecto como IoT:

1. Primera razón:  (Datos en tiempo real) Sí, es muy importante saber esto como el primer y más importante paso para comenzar. 

Consideremos un ejemplo:  si va a crear una aplicación en la que se deben realizar muchos análisis en tiempo real y acciones inmediatas en función de esos datos en tiempo real , entonces puede optar por hacer su proyecto como IoT. .

Entonces, ¿qué significan realmente esos datos en tiempo real?

Suponga que está dirigiendo el mejor hotel lleno de las comidas más sabrosas y su cliente habitual que llega a las 11 p . m. (hora de cierre del hotel) ha pedido su plato favorito (naan y paneer butter masala). Desafortunadamente, el stock de paneer se había terminado. Por lo tanto, se encuentra en una situación en la que debe obtener y preparar rápidamente el plato para servir a su cliente habitual. Este es el  análisis en tiempo real  y abordar la situación de manera inteligente.

• Un cliente en un momento inesperado y falta de disponibilidad del panel ->datos inesperados en tiempo real
• Preparación instantánea -> análisis en tiempo real y abordaje de situaciones

2. Segunda razón:  (Acción inteligente) 

Si desea disminuir el monitoreo humano y le gusta más automatizar todo para que su producto/servicio sea un punto de referencia, entonces puede utilizar la tecnología IoT.

Considere un ejemplo: si está ocupado en un trabajo de máxima tensión y siempre ingresa a la casa a altas horas de la noche. Para solucionar esto, imagina que tu sistema de aire acondicionado se enciende automáticamente antes de que hayas entrado en el hogar y te hace refrescar después de tu llegada. Luego, después de escuchar el sonido de abrir la puerta de su casa, el sistema de radio reproduce su canción favorita y lo lleva a la zona de confort.

El mismo ejemplo también se adapta al concepto técnico de IoT,  considere el sistema de riego inteligente. Suponga que le notifica que «6 cultivos recibieron el ataque de plagas» (datos en tiempo real) para que la acción se realice de inmediato, por lo tanto, el fertilizante mismo encuentra y rocía el cultivo con el ataque de plagas (automatización).

Necesidades para configurar un entorno IoT para aplicaciones básicas 

1.  Elegir una plataforma para el desarrollo de IoT , que proporciona un potente conjunto de herramientas para el desarrollo de IoT y la gestión integral que conecta dispositivos, sensores inteligentes y puertas de enlace de IoT a la nube. 

• AWS IoT:  (servicios web de Amazon) 
  1. Una plataforma en la nube diseñada para aplicaciones IoT con la facilidad de asegurar la conectividad de millones de dispositivos y actuar como un mar de datos.
  2. Es compatible con todos los SDK como  Embedded C, Python y Java , etc.
• IoT de Microsoft Azure: 
  1. La plataforma en la nube de Azure usa el SDK de Microsoft Visual Studio.
  2. Recopile y analice datos de dispositivos en tiempo real utilizando un sistema de monitoreo remoto preconfigurado.

2. Elección del procesador de hardware IoT: 

(a) Arduino 

1. Plataforma de creación de prototipos electrónicos de código abierto
2. El más simple y la elección del principiante.
3. Para crear aplicaciones electrónicas interactivas (IoT)
4. Es la primera placa de desarrollo basada en microcontrolador.
5. Fácil de programar para principiantes con Arduino IDE

Configuración – procedimiento:

1. Tiene  0,5 KB del cargador de arranque  que hace que el programa se queme en el circuito.
2. Todo lo que tenemos que jugar con Arduino es descargar el software Arduino e iniciar el código.
3. Los programas de Arduino se llaman bocetos.
4. Lenguaje básico de Arduino:  C/C++

ventajas: 

1. Barato
2. Multiplataforma/Multiplataforma
3. Creación de prototipos flexible y fácil
4. Proporciona precableado y bibliotecas de código gratuitas.
5. Más confiable para aplicaciones de hardware

(b) Frambuesa Pi 

1. Computadora del tamaño de la palma de la mano
2. Construido con el  fin educativo
3. Fácil incluso para usuarios no técnicos
4. El almacenamiento principal es por tarjeta SD
5. Se ejecuta en Debian Linux personalizado llamado  Raspbian OS
6. Permite instalar todos los paquetes como  Node.js, Python , etc.
7. Tiene  4 puertos USB  (Universal Serial Bus para transferencia de datos) y  40 pines GPIO  (pines de entrada/salida de propósito general) para conectarse con muchos amigos periféricos.
8. Puerto HDMI Interfaz multimedia de alta definición (para transmitir señales de audio y video entre un monitor y un receptor habilitados para HDMI) para conectar  fuentes de A/V .

Configuración – procedimiento: 

1. Se necesita escribir cualquiera de los  sistemas operativos de arranque  en una tarjeta SD usando aplicaciones.
2. Luego  , conecte la pantalla, el teclado y el mouse  al Pi así para convertirlo en una computadora normal.
3. El Pi admite  salida de video  que se puede conectar a un monitor o incluso a un televisor mediante un puerto HDMI que proporciona las capacidades normales de una computadora.
4. Luego, el  código de acción necesario  se realiza con la ayuda de cualquier aplicación especificada.
5. Lenguaje Raspi básico:  python, scratch

ventajas: 

1. Múltiples tareas a la vez como una computadora
2. La conectividad a Internet más fácil
3. Funciona en modo GUI (interfaz gráfica de usuario) debido al puerto HDMI.
4. Ideal para aplicaciones basadas en servidor, es decir, se puede conectar a través  de SSH (Secure Shell) para acceder a la línea de comandos de Rpi de forma remota y compartir archivos a través  de FTP (Protocolo de transferencia de archivos) .
5. Más confiable para aplicaciones de software.

3. Necesidad de usar balizas Bluetooth:  integradas en los dispositivos para permitir que los objetos IoT transmitan información a los dispositivos móviles cercanos para que puedan comunicarse.

Beacon:  Es una especie de faro que  transmite repetidamente una sola señal a otros dispositivos  llamado transmisor de radio Bluetooth. 

Ventajas de IoT:
 

▪ Comunicación	▪ Automatización	▪ Mando a distancia
▪ Más información	▪ Mejor decisión	▪ Monitoreo continuo
▪ Ahorro de tiempo	▪ Ahorro de dinero	▪ Manejo eficiente

Desventajas de IoT: 

• Retraso de la compatibilidad estándar
• Más oportunidades para el fracaso
• Pérdida de privacidad o seguridad.
• Más dependiente de la tecnología.

Resumen: Por lo tanto, en general, la configuración del entorno de IoT incluye, 

• Identificar el problema y el propósito.
• Identificar los desafíos de la recopilación de datos.
• Identificación de la plataforma en la nube para el almacenamiento de datos.
• Codificación en el procesador para satisfacer su necesidad esperada después del análisis de datos.
• Mejorar las ventajas y disminuir las desventajas de IoT.

Aplicaciones de IoT:

Smart City o Smart Home:  una ciudad inteligente o un hogar inteligente suenan como algo sacado de un libro de ciencia ficción o un programa.
Las Ciudades Inteligentes dispararon nuestra imaginación desde el momento en que se incorporaron a los dibujos animados de televisión Los Supersónicos. Se supone que la casa inteligente tiene las siguientes características:-

Electrodomésticos de cocina inteligentes: una cocina inteligente que haría que la casa fuera más funcional y más atractiva para las personas que compran la casa. Algunas de las características de la cocina inteligente incluyen:

• Placa inteligente:  estará equipada con Wi-Fi, sensores de peso y cámaras. El plato estará pendiente de lo que comes. Si se sobrecarga, le envía una alerta y se puede sincronizar con su plan de acondicionamiento físico personal en su dispositivo móvil.
• Drop:-  permite la selección del plato que deseas cocinar y con la ayuda de una balanza inteligente, puedes armar la receta a tu gusto. Además, las recetas de Drop sugieren el uso de un tazón la mayor parte del tiempo. Es decir, también asegura menos limpieza después de cocinar.
• Refrigerador inteligente:  esto implicaría una inteligencia artificial integrada en el refrigerador, que podría comunicarse con otros dispositivos en la cocina inteligente o en el hogar inteligente. Hay una pantalla frontal de 29 pulgadas que toma notas o ingresa detalles sobre el contenido del refrigerador.
• Smart Cooker:  le permite ajustar la configuración de cocción, como la temperatura de cocción, el tiempo de cocción, lo que le permite calentar o apagar el dispositivo independientemente de dónde se encuentre. ¡No más desayuno quemado cuando salga al mercado!

Termostato de aprendizaje:  puede aprender el horario diario del propietario de la casa y ajustar la temperatura en consecuencia

Smart Lock:  una cerradura sin llave que se puede desbloquear mediante una aplicación que se ejecuta en su teléfono inteligente.
y muchos más dispositivos de este tipo que pueden hacer que la vida en su hogar sea mucho más fácil.

Una ciudad inteligente es un sistema urbano que utiliza tecnología de la información y las comunicaciones para hacer que la infraestructura sea más interactiva, hacer que la infraestructura sea más eficiente y, lo que es más importante, hacer que la infraestructura sea más accesible, es decir, que esté disponible cuando la necesitemos Una ciudad inteligente es la necesidad del hora por:

• Una población metropolitana en rápido aumento
• Reserva de recursos naturales que disminuye rápidamente
• Cambios ambientales y climáticos

Ahora, una ciudad inteligente debe contener algunas de estas características:

Hogares inteligentes: Estacionamientos inteligentes: cada espacio de estacionamiento tendrá un sensor de ocupación para detectar la presencia/ausencia de un vehículo en ese espacio en particular. La persona que desea aparcar puede elegir una plaza de aparcamiento libre con solo mirar una aplicación móvil que refleja el estado de la plaza de aparcamiento, vehículos inteligentes, salud inteligente, carreteras inteligentes, automatización industrial, comercio minorista inteligente y muchos más…

Estas son solo dos de las aplicaciones más comunes del Internet de las cosas.

¿Qué es exactamente el Internet de las cosas?

Se refiere a proporcionar conectividad de red y capacidades informáticas a sensores y objetos cotidianos, lo que les permite intercambiar y consumir datos sin intervención humana o con una interferencia humana mínima.
El Internet de las cosas es, por lo tanto, una infraestructura de red global dinámica con capacidades de autoconfiguración basadas en protocolos de comunicación estándar e interoperables donde las cosas físicas y virtuales tienen identidades, atributos físicos y personalidades virtuales y utilizan interfaces inteligentes perfectamente integradas en la red de información. a menudo comunican datos asociados con los usuarios y su entorno.

Los requisitos para construir un sistema IoT son los siguientes:

Dinámico:  los sistemas y dispositivos IoT deben tener la capacidad de adaptarse a los cambios en las condiciones operativas sobre la marcha.

Autoconfiguración:  esto debería permitir que una gran cantidad de dispositivos trabajen juntos para lograr cierta funcionalidad.

Debe trabajar en protocolos de comunicación interoperables para facilitar la comunicación entre diversos dispositivos. Cada dispositivo en un IoT debe tener una identidad única que ayude a controlarlo por medio de Internet. Por lo tanto, todo lo que discutimos tendrá un sensor integrado (algunos nombres lo reflejan con la palabra inteligente adjunta como ciudad inteligente/smart hogar).

Smart City y Smart Home se encuentran entre algunas de las aplicaciones revolucionarias que podemos esperar de la tecnología de Internet de las cosas.
Algunos de los artículos descritos anteriormente están a punto de ser lanzados al mercado este año por reconocidas marcas. LG va a lanzar un nuevo frigorífico inteligente ThinQ que nos puede alertar cuando los alimentos almacenados en él están a punto de echarse a perder mediante pegatinas virtuales y fechas de caducidad. El Gobierno de India ha lanzado un plan de ciudad inteligente en el que se implementarán muchas de las características de ciudad inteligente mencionadas anteriormente.