El Internet de las Cosas (IoT) está transformando un amplio abanico de industrias y sectores al aportar niveles de automatización, inteligencia y conectividad sin precedentes a precios y prestaciones que antes eran impensables. Vamos a hablar de algunos ejemplos de dispositivos de IoT para demostrar las formas en que nuestro mundo está cada vez más conectado. En primer lugar, ¿qué productos y aplicaciones se conectan mediante dispositivos IoT y por qué?
En el espacio del consumidor, vemos muchas aplicaciones de automatización del hogar, como termostatos inteligentes, timbres conectados, cafeteras inteligentes y frigoríficos conectados en red, que están cambiando la forma en que los consumidores piensan e interactúan con sus infraestructuras personales.
Sin embargo, es en los espacios comerciales e industriales donde la IoT tiene el mayor impactoLa mejora de la eficiencia, la precisión, la seguridad y el suministro de datos, informes, alertas y conocimientos.
En el sector de la energía y la industria, estamos viendo contadores inteligentes, monitorización remota de depósitos y estaciones de recarga de vehículos eléctricos. Las ciudades inteligentes están desplegando la IoT para crear iluminación conectada, sistemas de gestión del tráfico y sistemas de tránsito inteligentes. La agricultura de precisión está dando lugar a un mayor rendimiento de las cosechas y a una reducción de los costes, y creando eficiencias que tienen un impacto positivo en el medio ambiente. Y en el ámbito de los comercios, la web IoT está mejorando notablemente todo, desde los cajeros automáticos inteligentes hasta los carteles y quioscos digitales.
Cuando se trata de IoT hardware y conectividad – la infraestructura subyacente que da vida al Internet de las Cosas – Digi ofrece los dispositivos vitales IoT para el desarrollo de su aplicación, o se asocia estrechamente con proveedores clave. Los ejemplos de dispositivos IoT que analizaremos en esta entrada del blog incluyen los siguientes:
- Sensores
- Dispositivos de radio
- Sistemas en módulos (SOM) y ordenadores monoplaca (SBC)
- Puertas de enlace
- Enrutadores celulares
Además, hablaremos de otro aspecto importante de la creación de una aplicación inalámbrica con los dispositivos de IoT : el software de gestión de dispositivos de la empresa que proporciona la supervisión central, la gestión y la toma de decisiones necesarias para controlar eficazmente la red de dispositivos desplegados. Digi suministra software de clase empresarial para gestionar la amplia cartera de dispositivos y componentes, mejorar el tiempo de funcionamiento y aumentar la seguridad.
¿Qué hacen los sensores en las aplicaciones de IoT ?
En los dispositivos y aplicaciones de IoT , los sensores actúan como los «ojos y oídos» de las instalaciones en una amplia gama de casos de uso, desde el petróleo y el gas hasta la agricultura, la medición de C&I, los tanques industriales, los sistemas municipales de aguas residuales, los sistemas de seguridad y mucho más. Existe una amplia gama de componentes de diversos socios de Digi que pueden supervisar y capturar datos sobre su entorno: movimiento, temperatura, humedad, volumen, presión, flujo, aceleración, sonido, luz… básicamente cualquier cosa que se mueva o fluctúe de alguna manera.
El sensor convierte sus hallazgos en un formato legible para el ser humano que se muestra en la ubicación del sensor o transmite esos datos a un servidor central para su lectura o procesamiento posterior. En muchos casos, el informe de un sensor pone en marcha un proceso. Esto puede ser cualquier cosa, desde la gestión del flujo de agua hasta el encendido de un ventilador o sistema de riego o el envío de una alerta.
Usos comunes de los sensores
- Agrícola (por ejemplo, condiciones del suelo y niveles de humedad)
- Vigilancia de los depósitos
- Medición del caudal
- Control del nivel de gas
Consideraciones para la selección de sensores
A la hora de elegir un sensor para una aplicación de IoT , algunos de los factores clave que hay que tener en cuenta son la precisión, las condiciones ambientales, las condiciones de funcionamiento de temperatura/humedad, el rango (límites superior e inferior), la calibración y el coste. El sensor que utilice debe estar diseñado para soportar el entorno en el que se instalará. Dado que muchos sensores trabajan en entornos exteriores difíciles y, a menudo, deben funcionar de forma óptima las 24 horas del día, es una consideración clave.
¿Qué hacen los dispositivos de radio en las aplicaciones de IoT ?
Un módulo de radiofrecuencia envía señales de forma inalámbrica entre dos dispositivos equipados con un transmisor y un receptor. Para muchas aplicaciones, los módulos de radiofrecuencia son ideales por varias razones:
- No requieren el diseño de circuitos de radio desde cero
- En el caso de las radios Digi XBee®, vienen con las certificaciones FCC y otras necesarias.
- Utilizan el espectro sin licencia.
- Además, sus transmisiones no requieren una conectividad en línea de visión y pueden extenderse durante muchos kilómetros.
Entrada del blog relacionada: ¿Cómo se comunican los dispositivos de IoT ?
Usos comunes de los dispositivos de radio
- Automatización industrial
- Iluminación inteligente de la ciudad
- Agricultura inteligente
- Señalización digital
- Campos solares
- Aplicaciones de transporte compartido
Consideraciones para la selección de dispositivos de radio
El diseño de radios electrónicas es notoriamente complejo debido a la sensibilidad de los circuitos de radio y a la precisión de los componentes y diseños necesarios para una frecuencia específica.
Además, debe supervisar cuidadosamente el proceso de fabricación para garantizar que el rendimiento de RF no se vea afectado negativamente. Los circuitos radioeléctricos suelen estar sujetos a límites de emisiones radiadas, lo que requiere pruebas de conformidad y certificación por parte de una organización de normalización como el ETSI o la Comisión Federal de Comunicaciones de Estados Unidos (FCC).
Por estas razones, muchos ingenieros de diseño consideran que es más fácil «meter» un módulo de radio prefabricado y precertificado que intentar un diseño discreto, lo que ahorra tiempo y dinero en el desarrollo.
Los módulos de radiofrecuencia se utilizan a menudo en aplicaciones de consumo (como abridores de puertas de garaje) y sistemas inalámbricos de alarma y vigilancia, así como en controles remotos industriales y aplicaciones de sensores inteligentes. Sustituyen cada vez más a las antiguas aplicaciones de comunicación por infrarrojos porque no requieren línea de visión para funcionar.
Las frecuencias más utilizadas en los módulos de radiofrecuencia disponibles en el mercado son las bandas de radio industrial, científica y médica (ISM) (como 433,92 MHz, 915 MHz y 2,4 MHz). Estas frecuencias se utilizan debido a la normativa nacional e internacional que regula el uso de la radio para la comunicación. Los dispositivos de corto alcance también pueden utilizar frecuencias disponibles para el espectro sin licencia, como 315 MHz y 868 MHz.
Los módulos de radiofrecuencia pueden cumplir con un protocolo definido para las comunicaciones de radiofrecuencia, como Zigbee, Bluetooth de baja energía o Wi-Fi, o pueden implementar un protocolo propio. Aunque una radio celular funciona de forma similar, a diferencia de un módulo de RF, un módulo de radio celular se conecta directamente a una torre de telefonía para comunicarse, mientras que un módulo de RF requiere una pasarela para interactuar con el mundo exterior, es decir, con Internet.
¿Qué hacen los módulos de sistema y los ordenadores monoplaca en las aplicaciones de IoT ?
A sistema en módulo (SOM) integra una función del sistema en un solo módulo, aportando simplicidad e inteligencia a un sistema integrado IoT .
Para las aplicaciones de IoT , la conectividad inalámbrica integrada (incluyendo Wi-Fi, Bluetooth y conexiones celulares) permite un amplio despliegue en numerosos escenarios. El bajo consumo de energía es también una gran prioridad. Una ventaja notable de los SOM es que reducen el tiempo y el coste de desarrollo de un diseño basado en PCB. Los SOM ofrecen una excelente reutilización del diseño y pueden integrarse en muchas aplicaciones informáticas integradas.
A ordenador monoplaca (SBC) proporciona un ordenador completo construido en una sola placa de circuito, incluyendo microprocesadores, memoria, entrada/salida y conectividad. A diferencia de un ordenador personal de sobremesa, los SBC no suelen tener ranuras de expansión. Los SBC de Digi se basan en microprocesadores NXP y ofrecen conectividad Wi-Fi y Bluetooth precertificada, una gestión superior de la energía y seguridad de nivel empresarial.
Usos comunes de los SOMs y SBCs
- Imágenes médicas
- Dispositivos médicos como los cuidados de precisión
- Agricultura de precisión
- Vehículos eléctricos y estaciones de recarga de vehículos eléctricos
- Quioscos interactivos y máquinas expendedoras
Consideraciones para la selección de SOMs y SBCs
La elección del producto adecuado para su aplicación es un importante proceso de evaluación. Los equipos de desarrollo suelen empezar con ordenadores de placa única en la fase de evaluación y creación de prototipos, y luego se decantan por un SOM para el diseño final que ofrezca el factor de forma, las características de conectividad y los requisitos de rendimiento de la aplicación final.
Algunos de los factores importantes son el entorno de desarrollo y la existencia de bibliotecas y documentación de apoyo. Por ejemplo, los módulos de sistema y los SBC de Digi están construidos sobre sistemas operativos de código abierto y cuentan con el apoyo de bibliotecas y documentación para ayudar a impulsar la creación rápida de prototipos y el desarrollo y garantizar una rápida salida al mercado. Puede leer más sobre Digi SOMs y SBCs en Digi.com.
¿Qué hacen las pasarelas en las aplicaciones de IoT ?
A puerta de enlace es un dispositivo de IoT que sirve de punto de conexión entre Internet (la nube) y los controladores, sensores y otro hardware de IoT . Todos los datos que se mueven hacia la nube, o viceversa, pasan por la pasarela, que puede ser un aparato de hardware dedicado o un programa de software.
Con las aplicaciones de IoT , los sensores pueden generar miles de puntos de datos por segundo. La pasarela procesa esos datos localmente antes de enviarlos a la nube, lo que minimiza el volumen de datos que hay que reenviar. Como resultado, los tiempos de respuesta y los costes de la red mejoran significativamente.
La pasarela IoT también puede proporcionar seguridad adicional a la red IoT y a los datos que transporta. Dado que una pasarela IoT gestiona la información en ambas direcciones, protege esos datos de las filtraciones y evita que los dispositivos IoT se vean comprometidos, gracias a la detección de manipulaciones, el cifrado, los generadores de números aleatorios por hardware y los motores de cifrado.
Usos habituales de las pasarelas
- Conexión de dispositivos de radio
- Conexión a Internet
- Comunicaciones ferroviarias
- Encriptación y gestión de datos en la computación de borde
- Comunicaciones de los sensores
Consideraciones para la selección de puertas de enlace
Las pasarelas pueden funcionar en una amplia gama de escenarios, desde instalaciones interiores con temperatura controlada hasta instalaciones exteriores remotas. Cuando la aplicación requiere que la pasarela funcione en un entorno resistente, es importante elegir una pasarela con una carcasa endurecida que esté diseñada para soportar factores ambientales como temperaturas extremas, humedad y vibraciones.
¿Qué hacen los routers celulares en las aplicaciones de IoT ?
Un router celular proporciona acceso compartido a Internet a través de una pasarela celular. Una interfaz inalámbrica estándar facilita que los dispositivos habilitados para la red compartan la conexión. El router celular obtiene su acceso a Internet a través de una torre celular.
No hay conexiones por cable, lo que permite al router celular crear una puerta de acceso a Internet en movimiento, como en un tren en marcha, o en una zona que carece de teléfonos fijos o como medio de conmutación por error de la conectividad alternativa.
Usos comunes de los routers celulares
- Conectividad empresarial y minorista
- Sistemas de transporte (por ejemplo, comunicación entre el despacho y los operadores, sistemas de seguridad y Wi-Fi a bordo)
- Señalización digital, cajeros automáticos y quioscos
- Rutas GPS
- Ascensores inteligentes
Hoy en día, con routers celulares como el First-Net Ready™ Digi® TX54En el caso de la banda 14, pueden instalarse enrutadores celulares con capacidades integradas de banda 14 para proporcionar comunicaciones celulares preventivas para el personal de primera respuesta y usuarios primarios ampliados en caso de emergencia o catástrofe.
Consideraciones sobre los routers celulares
La gama de opciones de routers es muy amplia, ya que sirven para una enorme variedad de propósitos, desde el simple enrutamiento de datos en una red pequeña hasta las comunicaciones preventivas de respuesta a emergencias para los primeros intervinientes. Los routers pueden construirse para entornos internos o para instalaciones exteriores robustas que se enfrentan a rangos dramáticos de temperaturas, así como a la humedad, la vibración y otros factores ambientales.
Además, los routers disponen de una amplia gama de características en función de las necesidades de conectividad, de si las comunicaciones son desde puntos fijos o móviles, de los requisitos de la aplicación en cuanto a seguridad, partición de las comunicaciones, conectividad celular con múltiples operadores y de los requisitos de conmutación por error del caso de uso empresarial.
Para ayudar a los clientes a evaluar el router adecuado para su aplicación, Digi tiene tres categorías diferentes de routers celulares:
Contactar con Digi con preguntas o consejos para elegir el router celular adecuado para sus necesidades de aplicación.
La diferencia entre routers, gateways y extensores
Cuando se trata de hardware de comunicaciones celulares, el primer equipo que hay que abordar es el módem, que es básicamente un dispositivo «tonto», no inteligente y no programable. El módem se limita a enviar el tráfico del punto A al punto B, sin ninguna manipulación ni protección de datos. Por el contrario, un router o extensor es un dispositivo altamente inteligente. De hecho, cada router Digi contiene un módem celular, y la mayoría de los routers Digi incluso son compatibles con múltiples operadores celulares con doble SIM.
Un router de calidad también debe proporcionar un robusto cortafuegos para gestionar la inspección del tráfico a nivel de paquetes, conciliar el tráfico entrante con las solicitudes salientes y admitir numerosos tipos de opciones de túneles para la seguridad de los datos, como IPSec, GRE, L2TP, PPTP o incluso VPN abiertas. Muchos routers celulares de grado industrial contienen una opción de entrada/salida o E/S para gestionar operaciones sencillas para dispositivos de campo, como el apagado de una bomba que se sobrecalienta.
Un gateway celular no posee el grado de control del tráfico de red que tiene un router, pero suele ofrecer una configuración simplificada. Las pasarelas suelen tener un modelo de programación a bordo u opciones de control sencillas. Por definición, las pasarelas ofrecen la traducción de protocolos. Así que puede ser Zigbee, cableado duro o Modbus a celular, o incluso otras tecnologías. Existen numerosas opciones en lo que respecta a las pasarelas celulares.
Entrada del blog relacionada: Routers celulares, extensores y gateways: ¿Cuál es la diferencia?
Software de gestión de dispositivos empresariales
Para que una solución de IoT responda a sus necesidades, es vital contar con un software de gestión de dispositivos empresariales para desplegar y gestionar con éxito sus dispositivos. Una vez desplegados, es posible que sus dispositivos no sean físicamente accesibles, o que el tamaño de su despliegue haga que sea muy poco práctico ocuparse manualmente de los dispositivos. Un software de gestión empresarial como Digi Remote Manager®. (Digi RM) permite a su equipo trasladar con éxito un proyecto desde la prueba de concepto hasta el despliegue y la gestión a largo plazo de los dispositivos una vez que están en la ubicación final.
IoT Los dispositivos deben actualizarse a menudo en términos de configuración, capacidades y seguridad necesarias para satisfacer las necesidades actuales de la empresa. Una solución de gestión adecuada permite al administrador cambiar la configuración, actualizar el firmware o enviar parches de seguridad a los dispositivos de IoT de forma rápida y segura. Este software permite acceder a los datos de los dispositivos de IoT desde cualquier lugar, ya sea en la oficina doméstica o sobre el terreno, así como integrar estos datos en su propia plataforma en la nube.
El software de gestión de dispositivos de la empresa, como DRM, también le permite obtener fácilmente informes detallados y alertas en tiempo real a través de texto, correo electrónico o software de gestión interno sobre el estado de la red y las condiciones de los dispositivos que antes habrían pasado desapercibidas.
El IoT en acción: Casos de uso de los dispositivos IoT
Cuando se trata de diseñar un despliegue de dispositivos IoT , no hay una talla única para todos. La siguiente ilustración muestra ejemplos de dispositivos IoT en un caso de uso industrial IoT (IIoT) en el que los datos se recopilan desde múltiples puntos, y luego se enrutan a través de dispositivos celulares IoT a la nube donde varios dispositivos y aplicaciones de usuario final pueden acceder y gestionar esa información. 
Quizás la mejor manera de entender la potencia y el alcance de IoT es ver cómo las organizaciones líderes han aplicado el hardware de Digi IoT para llevar mayor inteligencia, velocidad y conectividad a espacios reducidos y lugares lejanos. A continuación se presentan algunos casos de uso para ilustrar cómo el IoT puede ayudar a su organización a crear eficiencias y mejorar los procesos.
- Farolas inteligentes: La iluminación de las calles y los espacios públicos es un gasto importante para los gobiernos locales. Los dispositivos IoT integrados en las farolas permiten a los ayuntamientos supervisar y gestionar de forma inalámbrica y remota los parámetros pertinentes y controlar las farolas, desde la atenuación de las luces a determinadas horas hasta el establecimiento de horarios para conservar la energía. Las farolas inteligentes permiten a las ciudades supervisar el estado de las lámparas de las carreteras, los parques, las estaciones de tránsito y otras zonas públicas para mejorar la seguridad y la protección, recortar los costes operativos, reducir las emisiones de CO2 y optimizar los programas de mantenimiento.
- Transporte público: Las agencias de transporte despliegan soluciones de IoT para facilitar la comunicación entre los vehículos y los centros de control. Los dispositivos de IoT también permiten la conexión Wi-Fi de los pasajeros, la recopilación de diagnósticos en tiempo real de los ordenadores y sensores de a bordo, el cobro de billetes en tiempo real, la emisión de billetes móviles y la mejora de la seguridad mediante el seguimiento de los vehículos y el acceso remoto a los vídeos.
- Medición inteligente: IoT puede ofrecer soluciones conectadas para la medición inteligente que agilizan el soporte informático y los gastos relacionados, a la vez que entregan los datos de los contadores al software SCADA y/o a otra base de datos y los convierten en valiosos conocimientos. Las soluciones de IoT ofrecen los más altos niveles de seguridad y fiabilidad, eliminan los costes de cableado innecesarios y reducen los tiempos de instalación. Como resultado, puede supervisar fácilmente los dispositivos remotos y obtener métricas de consumo en tiempo real. Además, las aplicaciones de larga duración de IoT pueden aumentar la seguridad y la eficiencia de los trabajadores mediante el despliegue de redes de sensores inalámbricos en lugar de exigirles que se desplacen a entornos de trabajo peligrosos.
- Gestión de residuos: IoT es una solución ideal para la gestión del agua, los residuos y las aguas residuales gracias a su capacidad para mejorar la eficiencia, reducir los costes y aumentar el control operativo. Despliegue los dispositivos IoT para la monitorización inalámbrica en pozos, estaciones de bombeo, alcantarillas y otros sistemas de tratamiento de aguas que proporcionan comunicaciones remotas en los entornos más duros. IoT conecta los activos locales y remotos para facilitar a las instalaciones de tratamiento la actualización, automatización y gestión de los sistemas de control críticos. Asegúrese de que los niveles de agua, el caudal y otros datos clave de supervisión y rendimiento se suministran de forma oportuna, coherente y precisa. Las soluciones de conectividad de Digi están diseñadas específicamente para manejar las demandas de monitorización de plantas de tratamiento de agua y aguas residuales, comunicaciones SCADA, uso de productos químicos, control de bombas y caudales, e incluso videovigilancia remota. Los gestores de su planta pueden establecer umbrales y alertas, reducir o eliminar los procesos manuales y optimizar la seguridad, especialmente en las zonas de trabajo peligrosas, para evitar desbordamientos y sanciones reglamentarias.
- Kioscos y señalización digital: IoT permite a los operadores de quioscos desplegar soluciones integradas con una conectividad a Internet fiable y asequible. Esto le permite aceptar tarjetas de crédito en un entorno desatendido (con el cumplimiento de PCI-DSS 3.0) y realizar transmisiones M2M hacia y desde centros de datos que mantienen el inventario y otra información operativa crítica. Si está operando con señalización digital, puede actualizar su contenido en tiempo real en ubicaciones dispersas. IoT elimina los costes innecesarios de cableado y excavación de zanjas y reduce drásticamente los tiempos de instalación. Además, puede supervisar, gestionar y limitar fácilmente la asistencia in situ con la gestión y los servicios integrales de los dispositivos.
Lea sobre estos y otros proyectos en el Historias de clientes de la página web de Digi.
La página web IoT está revolucionando una gran variedad de mercados en Estados Unidos y en todo el mundo. Para mantenerse al día y superar a los competidores en su mercado, ya sea el energético, el de las ciudades inteligentes, el médico, el industrial, el de la venta al por menor o el del transporte, los dispositivos de IoT son clave para obtener ventajas como permitir la automatización, aumentar la eficiencia, ganar inteligencia, obtener métricas de datos y permitir la conectividad y la comunicación.
En el mercado actual, la disrupción es mucho más fácil y puede extenderse por amplias franjas de los segmentos de mercado con gran rapidez, debido al desarrollo de la tecnología que lleva a precios más bajos en dispositivos con mayores capacidades. Los espacios comerciales e industriales se están dando cuenta de muchas de estas ganancias y beneficios que han sido posibles gracias a la IoT. Por ejemplo, empresas como Progressive y Redbox han utilizado las nuevas tecnologías en la IoT para superar a actores que antes se consideraban intocables como Allstate y Blockbuster.
En términos de hardware IoT Digi está aquí para ser su socio y facilitador en todo lo relacionado con IoT. Disponemos de una cartera completa de ofertas diseñadas para ayudar a afrontar los nuevos retos de su negocio a medida que se presentan, así como de la experiencia de muchos años para ayudarle a recorrer este camino utilizando todos y cada uno de los productos de IoT mencionados anteriormente.
Digi puede apoyar sus iniciativas de evaluación o desarrollo de IoT , en cualquier fase. Nuestro Servicios de diseño inalámbrico puede apoyar la creación de prototipos de aplicaciones, el desarrollo, las pruebas y la planificación de la salida al mercado, y nuestro Servicios profesionales El equipo puede ayudar a estudiar el emplazamiento, a planificar y a desplegar IoT con los dispositivos celulares de Digi. Contacto con nosotros para empezar.
Nota: Este artículo del blog fue publicado originalmente en 2019, y fue actualizado en abril de 2021.
