Los sistemas embebidos son el núcleo de muchos productos, máquinas y operaciones inteligentes, como las aplicaciones de aprendizaje automático e inteligencia artificial. Como las aplicaciones de los sistemas embebidos aparecen hoy en día en todas las industrias y sectores, los dispositivos y el software embebidos desempeñan un papel crucial en el funcionamiento de los coches, los electrodomésticos, los dispositivos médicos, los quioscos interactivos y otros equipos que utilizamos en nuestra vida cotidiana. En este artículo, hemos proporcionado ejemplos de sistemas embebidos con explicaciones para ayudarle a aprender cómo esta tecnología está impactando en todas las facetas de la vida moderna.
Mientras que la vida real
sistemas integrados se han convertido en una parte importante de nuestras vidas, están diseñadas para funcionar con una mínima intervención humana. Características como su tamaño compacto, su diseño sencillo y su bajo coste las convierten en una tecnología útil en sectores como el aeroespacial, la automoción, la sanidad e incluso las ciudades inteligentes. Por ello, son una de las fuerzas motrices del mundo digital, conectado y automatizado de hoy en día. Aquí encontrará los tipos y características de los sistemas embebidos junto con algunos ejemplos reales de dispositivos que ejecutan software embebido.
4 tipos de dispositivos integrados
Los sistemas empotrados comunes pueden dividirse en cuatro tipos basados en el rendimiento y los requisitos funcionales:
- En tiempo real
- Independiente
- En red
- Móviles
En tiempo real
Los sistemas empotrados en tiempo real se diseñan e instalan para realizar tareas específicas dentro de un límite de tiempo predefinido. Se dividen a su vez en dos tipos diferentes:
- Sistemas embebidos de tiempo real suave: Para estos sistemas, la finalización de la tarea es de suma importancia, mientras que el plazo no es una prioridad.
- Sistemas empotrados de tiempo real duro: Estos sistemas dan prioridad a los plazos, por lo que no deberían perderse en ningún caso.
Algunos de los ejemplos de sistemas embebidos en tiempo real son:
- Sistema de sonido de un ordenador (sistema de tiempo real suave)
- Sistema de control de la aeronave (sistema duro en tiempo real)
Independiente
Se trata de sistemas autónomos que no dependen de un sistema anfitrión, como un procesador o un ordenador, para realizar sus tareas. Estos son algunos ejemplos de tecnología embebida autónoma:
- Hornos microondas
- Lavadoras
- Consolas de videojuegos
En red
Estos sistemas se conectan a una red alámbrica o inalámbrica para realizar las tareas asignadas y dar salida a los dispositivos conectados. Están formados por componentes como controladores y sensores. Estos son algunos ejemplos de software embebido en red:
- Cajeros automáticos
- Sistemas de seguridad para el hogar
- Máquinas expendedoras de tarjetas
Móviles
Estos sistemas son más pequeños y fáciles de usar. Aunque vienen con una memoria limitada, la gente los prefiere por su portabilidad y manejabilidad. He aquí algunos ejemplos de sistemas de control embebidos móviles:
- Cámaras digitales
- Teléfonos móviles
- Reloj inteligente
- Rastreador de fitness
Características de los sistemas informáticos integrados
Las principales características de los sistemas empotrados típicos son:
- Factor de forma pequeño (SFF): Se trata de diseños de PCB repletos de robusta potencia de procesamiento en carcasas resistentes más pequeñas, lo que maximiza la eficiencia del espacio.
- Componentes de bajo consumo: Se trata de procesadores con menor potencia de diseño térmico que minimizan la refrigeración y erradican la necesidad de ventiladores, así como de componentes móviles.
- De una sola función: Estos sistemas están diseñados para realizar una operación específica durante su vida útil.
- Menor coste: Al no disponer de ranuras de expansión para periféricos, los sistemas integrados suelen ser más baratos que los ordenadores completos y tienen menos complejidad de componentes.
Si no está familiarizado con la terminología o los conceptos de los sistemas empotrados y desea saber más, disponemos de muchos recursos. Consulte el Contenido relacionado al final de esta página, así como nuestras páginas de Recursos, Soluciones y Vídeos.
10 ejemplos de sistemas integrados
Hay muchas cosas con sistemas embebidos incorporados en el Internet de las Cosas (IoT), así como en dispositivos máquina a máquina (M2M). Excepcionalmente versátiles y adaptables, los sistemas embebidos se encuentran hoy en día en todos los dispositivos inteligentes. Es difícil encontrar una sola parte de la vida moderna que no implique esta tecnología. Estos son algunos de los ejemplos de la vida real de las aplicaciones de los sistemas embebidos.
- Sistemas de calefacción central
- Sistemas GPS
- Rastreadores de fitness
- Dispositivos médicos
- Sistemas de automoción
- Tránsito y cobro de tarifas
- Cajeros automáticos
- Robots de fábrica
- Estaciones de recarga de vehículos eléctricos
- Quioscos interactivos
1. Sistemas de calefacción central
Los sistemas de calefacción central convierten la energía química en energía térmica en una sala de calderas y transfieren esa energía en calor, que luego se suministra a numerosos espacios de un edificio. Es importante que estos sistemas cuenten con controles de termostato para ajustar la temperatura, lo que se consigue mediante un sistema integrado.
Si un sistema de calefacción central no dispone de controles de temperatura, puede provocar el sobrecalentamiento de una habitación y dejar fría otra. Los controles de termostato adecuados le permitirán ajustar la temperatura a un nivel confortable y ahorrar mucha energía.
Los ejemplos de sistemas empotrados en la calefacción central pueden encontrarse en una serie de estructuras que requieren el control de la temperatura, tanto para el confort como para la gestión de bienes sensibles a la temperatura.
Algunos ejemplos son:
- Edificios de oficinas
- Fábricas
- Tiendas de comestibles
- Casas
- Escuelas
- Hospitales
2. Sistemas GPS
El GPS es un sistema de navegación que utiliza satélites y receptores para sincronizar datos relacionados con la ubicación, el tiempo y la velocidad. El receptor o dispositivo que recibe los datos tiene un sistema integrado para facilitar la aplicación de un sistema de posicionamiento global. Los dispositivos GPS integrados permiten a las personas encontrar fácilmente su ubicación actual y su destino. Por ello, están cobrando un rápido impulso y se están convirtiendo en las herramientas de navegación más utilizadas en los automóviles.
Hoy en día, los sistemas GPS se utilizan generalmente en:
- Coches
- Dispositivos móviles
- Palmtop
3. Rastreadores de fitness
Los rastreadores de fitness son dispositivos portátiles que pueden controlar su salud y hacer un seguimiento de actividades como dormir, correr y caminar. Estos dispositivos utilizan sistemas integrados para recopilar datos relacionados con el ritmo cardíaco, la temperatura corporal y el número de pasos, que luego se envían a servidores a través de WAN como LTE o GPRS.
Los rastreadores de fitness se utilizan generalmente para:
- Seguimiento de la actividad personal
- Control médico
- Entrenamiento deportivo
4. Productos sanitarios
Los dispositivos médicos de los centros sanitarios llevan tiempo incorporando sistemas integrados. Una nueva clase de dispositivos médicos utiliza sistemas embebidos para ayudar a tratar a los pacientes que necesitan una monitorización frecuente y una atención constante en casa. Estos sistemas llevan incorporados sensores que recogen datos relacionados con la salud de los pacientes, como la frecuencia cardíaca, el pulso o las lecturas de los implantes, que se envían a una nube donde el médico puede revisar los datos del paciente en su dispositivo de forma inalámbrica. Los dispositivos médicos se han utilizado ampliamente para diagnosticar y tratar a los pacientes de forma eficiente, y algunos de sus ejemplos son:
- Marcapasos
- Desfibrilador
- Escáneres de ultrasonidos
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5. Sistemas de automoción
Los sistemas embebidos de automoción se diseñan e instalan para mejorar la seguridad de los automóviles. Gracias a los sistemas de seguridad de los vehículos, la tasa de mortalidad en el tráfico ha caído en picado en los últimos años. Las industrias automovilísticas van más allá para reforzar los automóviles con sistemas y sensores de tecnología avanzada, lo que no es posible sin los sistemas embebidos.
Algunos ejemplos clave de un sistema de seguridad activa son el control de velocidad adaptativo, la advertencia de avería del coche, el reconocimiento de peatones, la asistencia a la incorporación, los airbags, etc. Estas son algunas de las características que se prevé que mitiguen el riesgo de accidentes y fomenten la demanda de sistemas integrados en todo el mundo.
Algunos ejemplos más de sistemas integrados para automóviles son:
- Sistema de navegación del coche
- Sistema antibloqueo de frenos
- Sistema de entretenimiento del vehículo
6. Tránsito y cobro de tarifas
El cobro automático de billetes (AFC) es un sistema de emisión de billetes que permite a los pasajeros pagarlos a través de máquinas expendedoras o servicios en línea. Estos sistemas se originaron con monedas y fichas, pero han sido sustituidos por tarjetas de banda magnética o tarjetas inteligentes. Un AFC es un dispositivo básico de la estación que comprende una máquina expendedora de billetes, una máquina automática de acceso y una máquina de comprobación de billetes. Estos componentes son sistemas integrados que garantizan transacciones más rápidas, operaciones fluidas y un cobro más eficiente.
Mientras que los autobuses urbanos y los trenes de cercanías siguen utilizando billetes y pases de papel, los sistemas de transporte urbano han adoptado el AFC con tarjetas inteligentes, que son tecnologías baratas y ofrecen una seguridad adicional junto con opciones de recogida de datos.
Los sistemas automáticos de recogida de billetes se encuentran generalmente en:
- Estaciones de metro
- Estaciones de autobuses
- Estaciones de ferrocarril
Si busca ejemplos de procesadores embebidos en el sector del transporte, consulte algunas de las historias de nuestros clientes, que comparten cómo los módulos de sistema en placa embebidos de Digi se diseñan en aplicaciones de tránsito y vehículos:
7. Cajeros automáticos
Un cajero automático (ATM) es una máquina computarizada utilizada en la banca que se comunica con un ordenador del banco a través de una red. El ordenador del banco verifica todos los datos introducidos por los usuarios y almacena todas las transacciones, mientras que el sistema integrado en el cajero automático muestra los datos de las transacciones y procesa las entradas del teclado del cajero.
Un cajero automático se utiliza principalmente para:
- Retirar dinero en efectivo
- Consultar el saldo de la cuenta y los detalles de las transacciones
- Depositar dinero en otra cuenta
8. Robots de fábrica
Los robots de fábrica están diseñados para realizar tareas de alta precisión en condiciones de trabajo peligrosas. Disponen de un sistema integrado para conectar diferentes subsistemas. En un trabajo mecánico típico, los robots emplean actuadores, sensores y software para percibir el entorno y obtener los resultados previstos con seguridad.
Sin un sistema integrado, los robots tendrían que depender de sistemas informáticos o de control externos. Esto, a su vez, puede elevar los riesgos de seguridad debido a retrasos o fallos en el enlace de conexión entre el robot de la fábrica y su sistema informático externo. Hoy en día, como Industria 4.0 Estos sistemas integran la inteligencia artificial y el aprendizaje automático para hacer que los equipos sean más inteligentes, seguros y eficaces, por ejemplo, permitiendo que las máquinas identifiquen defectos que el ojo humano no vería y los eliminen de la producción.
Los robots de fábrica tienen una gran variedad de aplicaciones:
- Línea de montaje
- Control de calidad
- Soldadura
- Pintar
- Paletización
9. Estaciones de recarga de vehículos eléctricos
Las estaciones de carga de vehículos eléctricos están equipadas con puntos o unidades de carga que suministran energía eléctrica para cargar los vehículos conectados. Un sistema integrado reside en la estación de carga para proporcionar el procesamiento de las pantallas gráficas, informar de cualquier problema con el dispositivo y alertar a los técnicos cuando es necesario el mantenimiento. Esta solución integrada proporciona un enfoque fácil y rentable para la supervisión y el mantenimiento de la infraestructura de carga. Varios clientes de Digi, como AddÉnergieestán desarrollando soluciones para atender a este mercado creciente.
Algunos de los usos habituales de las estaciones de carga de vehículos eléctricos son:
- Carga de vehículos
- Cambio de pilas
- Aparcamiento de vehículos
10. Kioscos interactivos
Los quioscos de autoservicio están diseñados para ofrecer servicios e información a los usuarios finales en entornos en los que la presencia de empleados humanos no es posible o rentable. Por ejemplo, estas máquinas y terminales permiten a un pasajero en un aeropuerto vacío comprar una comida a las 4 de la mañana sin interactuar con trabajadores humanos. Los quioscos interactivos tienen todo tipo de formas y tamaños, desde simples sistemas de dispensación de café hasta complejas máquinas expendedoras y estaciones de servicio con gráficos de alta definición. Por este motivo, es importante que los desarrolladores de sistemas integrados trabajen con una línea de productos escalable como Módulos del sistema (SOM) Digi ConnectCore® 8X/8Mque apoyan el desarrollo de líneas de productos con niveles de funcionalidad escalables.
Un sistema embebido proporciona el procesamiento para máquinas de autoservicio conectadas, ofreciendo una experiencia interactiva al consumidor. Estos sistemas pueden desarrollarse para funcionar en entornos remotos y exteriores y ofrecer información y servicios incluso en condiciones meteorológicas extremas. También pueden eliminar el tiempo de inactividad de las aplicaciones en tiempo real y tienen opciones de E/S ampliables diseñadas para la consolidación de la carga de trabajo.
Aparte de los aeropuertos, los quioscos interactivos se encuentran sobre todo en:
- Centros comerciales y tiendas de conveniencia
- Hospitales
- Cines
- Edificios gubernamentales
La importancia de los sistemas integrados
La gente suele cuestionar la importancia de los sistemas integrados en la vida cotidiana. Estos pequeños ordenadores se integran en diversos sistemas para realizar tareas específicas de procesamiento de imágenes y datos, y por ello influyen de forma significativa en la forma en que nos desplazamos, pasamos nuestro tiempo de ocio, dirigimos negocios y realizamos otras actividades cotidianas.
¿Todavía se pregunta dónde puede encontrar sistemas empotrados? Tanto si trabaja en un restaurante, una oficina, una consulta médica, una fábrica o cualquier otro entorno, su lugar de trabajo está lleno de sistemas construidos con dispositivos embebidos, como ascensores, impresoras, routers y sistemas de punto de venta. En resumen, pueden encontrarse en cualquier lugar de nuestra sociedad: desde vehículos y estaciones de carga de vehículos eléctricos hasta máquinas expendedoras, sistemas de billetes de lotería y señalización digital o sofisticados equipos médicos.
Estas son algunas de las razones por las que los sistemas empotrados se están imponiendo en todo el mundo:
- Son ordenadores pequeños, rápidos y potentes que se utilizan en muchos dispositivos y equipos que usamos a diario.
- Garantizan el rendimiento de las aplicaciones en tiempo real.
- Son responsables de la realización de una tarea en un plazo determinado, como el procesamiento rápido de gráficos y el procesamiento de inteligencia artificial.
Además, los módulos integrados son cada vez más sofisticados y potentes, y aumentan su rendimiento gráfico y sus capacidades de cálculo en los bordes, lo que proporciona a los desarrolladores de sistemas integrados las herramientas necesarias para lanzar al mercado productos de alto rendimiento orientados al mercado.
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La importancia de los sistemas embebidos es tal que el mundo sin ellos sería muy distinto del actual. Gracias a los continuos avances tecnológicos, en un futuro próximo serán cada vez más cruciales para todos los dispositivos. Comprender por qué utilizamos sistemas empotrados y una plétora de ejemplos en los que están instalados le hará estar mejor preparado para percibir el mundo tecnológico que le rodea y aprovechar las ventajas de esta apasionante tecnología.
En Digi, hemos llevado los sistemas empotrados y las herramientas de desarrollo al siguiente nivel. Nuestros sistemas integrados son soluciones completas para el desarrollo de aplicaciones inalámbricas, con herramientas para desarrolladores y seguridad integrada. Obtenga más información sobre nuestras soluciones de sistemas integrados y póngase en contacto con nosotros para iniciar una conversación.
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