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 dispositivos IoT : el software de gestión de dispositivos empresariales que proporciona la información central de supervisión, gestión y toma de decisiones necesaria 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 actividad 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 alcance (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 24 horas al día, 7 días a la semana, se trata de 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.
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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 electrónico de radio 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, hay que supervisar cuidadosamente el proceso de fabricación para garantizar que el rendimiento de RF no se vea afectado negativamente. Los circuitos de radio suelen estar sujetos a límites de emisiones radiadas, lo que exige pruebas de conformidad y certificación por parte de una organización de normalización como ETSI o la Comisión Federal de Comunicaciones de EE.UU. (FCC).
Por estas razones, muchos ingenieros de diseño consideran que es más fácil "colocar" 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 mandos de garaje) y sistemas inalámbricos de alarma y vigilancia, así como en mandos a distancia industriales y aplicaciones de sensores inteligentes. Cada vez sustituyen 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 industriales, científicas y médicas (ISM) (como 433,92 MHz, 915 MHz y 2,4 MHz). Estas frecuencias se utilizan debido a las normativas nacionales e internacionales que regulan 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 un protocolo definido para las comunicaciones por 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 RF, un módulo de radio celular se conecta directamente a una torre de telefonía móvil para las comunicaciones, mientras que un módulo RF requiere una pasarela para interactuar con el mundo exterior: Internet.
¿Qué hacen los módulos de sistema y los ordenadores monoplaca en las aplicaciones de IoT ?
Un sistema en módulo (SOM ) integra una función del sistema en un único módulo, aportando simplicidad e inteligencia a un sistema integrado IoT .
En las aplicaciones de IoT , la conectividad inalámbrica integrada (Wi-Fi, Bluetooth y conexiones celulares) permite un amplio despliegue en numerosos escenarios. El bajo consumo también es una 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.
Un ordenador monoplaca (SBC ) es un ordenador completo construido sobre una única placa de circuito impreso, que incluye microprocesadores, memoria, entrada/salida y conectividad. A diferencia de los ordenadores personales 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
Elegir el 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 deciden 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 si existen bibliotecas y documentación de apoyo. Por ejemplo, los módulos de sistema en placa y los SBC de Digi se basan en sistemas operativos de código abierto y cuentan con bibliotecas y documentación de apoyo para ayudar a agilizar la creación de prototipos y el desarrollo y garantizar una rápida salida al mercado. Puede obtener más información sobre los SOM y SBC de Digi en Digi.com.
¿Qué hacen las pasarelas en las aplicaciones de IoT ?
Una pasarela es un dispositivo de IoT que sirve de punto de conexión entre Internet (nube) y los controladores, sensores y demás hardware de IoT . Todos los datos que se mueven a 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 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 filtraciones e impide 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 criptográficos.
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 remotas en exteriores. Cuando la aplicación requiere que la pasarela funcione en un entorno resistente, es importante elegir una pasarela con una carcasa endurecida 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 conectados a 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 pasarela de Internet en movimiento, como en un tren en marcha, o en una zona que carece de líneas fijas o como un medio de conmutación por error de 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® TX54, se pueden instalar routers celulares con capacidades integradas de Banda 14 para proporcionar comunicaciones celulares preventivas para los primeros en responder y los usuarios primarios extendidos en caso de emergencia o evento catastrófico.
Consideraciones sobre los routers celulares
El abanico de opciones de routers es enorme, ya que sirven para una gran variedad de propósitos, desde el simple enrutamiento de datos en una red pequeña hasta las comunicaciones preventivas de respuesta a emergencias para el personal de primeros auxilios. Los routers pueden construirse para entornos internos o para instalaciones exteriores robustas que se enfrentan a grandes variaciones de temperatura, así como a la humedad, las vibraciones y otros factores ambientales.
Además, los enrutadores tienen una amplia gama de características que dependen de las necesidades de conectividad, de si las comunicaciones se realizan desde puntos fijos o móviles, de los requisitos de seguridad de la aplicación, de la partición de las comunicaciones, de la 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 dispone de tres categorías diferentes de routers celulares:
Póngase en contacto con Digi si desea realizar consultas o recibir asesoramiento para elegir el router celular adecuado para las necesidades de su 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 tráfico del punto A al punto B, sin manipulación ni protección de datos. Por el contrario, un router o extensor es un dispositivo muy inteligente. De hecho, cada router Digi contiene un módem celular, y la mayoría de los routers Digi incluso soportan múltiples operadores celulares con doble SIM.
Un router de calidad también debe proporcionar un cortafuegos robusto 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 túnel 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 apagar una bomba sobrecalentada.
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 integrado u opciones de control sencillas. Por definición, las pasarelas ofrecen traducción de protocolos. Así que puede ser de Zigbee, cableado duro o Modbus a celular, o incluso otras tecnologías. Existen numerosas opciones en lo que a pasarelas celulares se refiere.
Entrada de blog relacionada: Routers, extensores y pasarelas celulares: ¿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 la sección Historias de clientes del sitio web de Digi.
IoT está revolucionando una amplia gama 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 de la energía, las ciudades inteligentes, la medicina, la industria, el comercio minorista o el transporte, los dispositivos IoT son clave para obtener ventajas como permitir la automatización, aumentar la eficiencia, obtener inteligencia, recopilar métricas de datos y permitir la conectividad y la comunicación.
En el mercado actual, la disrupción es mucho más fácil y puede extenderse a amplias franjas de segmentos de mercado con gran rapidez gracias al desarrollo de la tecnología, que permite abaratar los 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 IoT. Por ejemplo, empresas como Progressive y Redbox han utilizado las nuevas tecnologías en 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 completa cartera de ofertas diseñadas para ayudarle a afrontar los nuevos retos de su empresa a medida que se presenten, así como de una dilatada experiencia para ayudarle a recorrer este camino utilizando todos y cada uno de los productos IoT mencionados anteriormente.
Digi puede respaldar sus iniciativas de evaluación o desarrollo de IoT , en cualquier fase. Nuestro equipo de servicios de diseño inalámbrico puede ayudarle con la creación de prototipos de aplicaciones, el desarrollo, las pruebas y la planificación de la salida al mercado, y nuestro equipo de servicios profesionales puede ayudarle con los estudios de emplazamientos, la planificación y la implantación de IoT con dispositivos celulares Digi. Póngase en contacto con nosotros para empezar.
Nota: Esta entrada de blog se publicó originalmente en 2019 y se actualizó en abril de 2021.