U.A. 7.0 INTERNET DE LAS COSAS
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Los avances tecnológicos se han convertido en un proceso imparable.
Las innovaciones se van dando unas tras otras multiplicando sus efectos.
En el campo de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TIC) hay que destacar varios momentos, como la digitalización de las señales, la transmisión de datos, la telefonía móvil, la fibra óptica o la banda ancha fija y móvil, que han transformado radicalmente el mundo de las comunicaciones.
INTERNET DE LAS COSAS
Gracias a todas estas tecnologías y aplicaciones disponemos hoy de un sistema de conexión universal como es Internet.
INTERNET DE LAS COSAS
Con el paso del tiempo, y gracias a la suma de innovaciones, la Red se ha ido transformando y ha pasado del concepto de Internet de las Personas al de Internet de las Cosas.
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Hasta ahora Internet era una red que permitía el acceso a portales, servicios, aplicaciones o diferentes opciones.
El usuario, persona o negocio, entraba en ella y simplemente hacía lo que había ido a hacer, buscaba información o navegaba por las distintas posibilidades.
Conforme la tecnología lo ha permitido, todo tipo de dispositivos, máquinas y objetos se han sumado a la red.
Hablando de una gama de objetos infinita, desde el contador del consumo de agua que hay en los domicilios al sensor incorporado en una plaza de un aparcamiento público, pasando por una nevera, por una pulsera que lleva un enfermo o por un dispositivo asociado a una máquina en una fábrica.
Todos ellos, al estar en permanente conexión con el resto del universo a través de Internet, pueden interactuar con personas, ordenadores u otros objetos, para dar información o avisos, recibir
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Internet de las cosas, “Internet of Things” o IoT (por sus siglas en inglés), es un concepto abstracto.
De su nombre se desprende el concepto de cosas cotidianas que se conectan a Internet, pero en realidad se trata de mucho más que eso.
IoT potencia objetos que antiguamente no estaban conectados a una red o que se conectaban mediante circuito cerrado, como comunicadores, cámaras, sensores, y demás, y les permite comunicarse globalmente mediante el uso de la red de redes.
DEFINICIÓN
Una posible definición de IoT es considerarla como una red que interconecta objetos físicos y virtuales valiéndose de Internet.
DEFINICIÓN
Tales dispositivos utilizan software embebido, que le permite no solo la conectividad a Internet, sino que además brindan servicios en función de acciones dictadas remotamente las cuales pueden ser resultado de eventos específicos o del aprendizaje de la información recibida.
En resumen, se trata de la interconexión digital de los objetos.
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En tal sentido, la recomendación ITU Y.6060 de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) establece que “...IoT puede ser considerada una infraestructura global para la sociedad de la información, permitiendo servicios avanzados para interconectar (física y virtualmente) cosas, basadas en tecnologías de la información y las comunicaciones interoperables.
DEFINICIÓN
A través de la identificación, captura de datos, capacidades de comunicaciones y procesamiento, IoT hace un uso integral de las cosas para ofrecer servicios para todo tipo de aplicaciones mientras asegura que los requisitos de seguridad y privacidad sean cumplimentados”.
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Esta definición incluida en una convocatoria de trabajos para una edición de la IEEE Communications Magazine, vincula a la IoT con los servicios en la nube:
Internet de las Cosas (IoT) es un marco en el que todas las cosas tienen una representación y una presencia en Internet.
Más específicamente, la Internet de las Cosas tiene como objetivo ofrecer nuevas aplicaciones y servicios que sirvan de puente entre el mundo físico y el virtual, en que las comunicaciones ‘máquina a máquina (M2M) representan la comunicación básica que permite las interacciones entre las cosas y las aplicaciones en la nube.
INTERNET DE LAS COSAS
IoT consiste en desarrollos de software y hardware que cuentan con todas las herramientas necesarias para cumplir tareas muy específicas.
Cada uno de los objetos conectados a Internet tiene un número de IP y mediante este puede ser accedido para recibir instrucciones. Asimismo, puede contactarse con un servidor externo y enviar los datos que recoja.
CARACTERÍSTICA DEL INTERNET DE LAS COSAS
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• Cambios dinámicos: el estado de los dispositivos cambia muy dinámicamente, generalmente de acuerdo al usuario. Por ejemplo, de dormir a despertarse, conectado o desconectado, y también de acuerdo al contexto y velocidad necesarias.
• Heterogeneidad: los dispositivos IoT son heterogéneos al estar basados en hardwares muy variados de plataformas y redes, y a su vez pueden interactuar con otros dispositivos o servicios en otras plataformas o redes
En este sentido, las principales características de IoT son:
• Interconectividad: Cualquier cosa se puede interconectar con la infraestructura global de las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC).
• Servicios relacionados con las cosas: IoT es capaz de proveer servicios relacionados con objetos, como la consistencia semántica entre las cosas físicas y las cosas asociadas a ellas virtualmente.
CARACTERÍSTICA DEL INTERNET DE LAS COSAS
• En 1926 Nikola Tesla realizó patentes y trabajos teóricos los cuales fueron la base de las comunicaciones inalámbricas y de radio. (J & P, 2018)
• En el año 1949 se inventa el código de barras (que posteriormente evolucionaría para su uso en supermercados). (Bliznakoff del Valle, 2014)
• El 29 de octubre de 1969 se envió el primer mensaje a través de ARPANET , (el precursor de internet). (Cuesta, 2009)
• En 1978 TCP se convierte en TCP/IP gracias al esfuerzo de Danny Cohen, David EVOLUCIÓN DEL INTERNET DE LAS COSAS
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• En el año 1980 miembros del departamento de Ciencias de Computación de Carnegie Mellon consiguen instalar micro-switches en una máquina de venta de refrescos y conectarla al ordenador del departamento para poder comprobar desde la terminal el número de botellas que quedan y si están frías o no.
(Bliznakoff del Valle, 2014)
• En 1990 Berners-Lee implementó la primera comunicación exitosa entre un cliente Hypertext Transfer Protocol (HTTP) y un servidor a través de Internet, había inventado la World Wide Web. Él mismo, un año más tarde, creó la primera página web. A partir de ese momento el desarrollo tecnológico es vertiginoso, comienza la revolución de Internet. ( J, R, & S, 2015)
• En el año 1993 un proyecto de la universidad de Columbia denominado KARMA diseña un head-up de realidad aumentada con capacidad de sobreponer los planos y las instrucciones de mantenimiento a los objetos.
EVOLUCIÓN DEL INTERNET DE LAS COSAS
• En el año 1994 Steve Mann invento la primera webcam que permitía ver el nivel de café en una cafetera, sin tener que levantarse.
• En 1995 Siemens establece un departamento dedicado dentro de su negocio de teléfonos móviles para desarrollar y lanzar un módulo GSM para aplicaciones máquina a máquina (machine-to-machine M2M). (Bliznakoff del Valle, 2014)
• En 1997 Tiene lugar en Cambridge (USA) el primer simposio internacional del IEEE sobre “wearable computers” (Bliznakoff del Valle, 2014)
• El 22 de julio de 1999 Kevin Ashton, impartió una conferencia en Procter &
Gamble donde habló por primera vez del concepto de Internet de las Cosas.
That ‘Internet of Things’ Thing. (Defazio & Foglia , 2016)
• En el año 2000 LG anuncia su primera nevera conectada a Internet. (Bliznakoff
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• La tecnología RFID (identificación por radiofrecuencia) surgió en el campo militar, durante la II Guerra Mundial, esta utiliza ondas electromagnéticas o electrostáticas para la trasmisión de señal que contiene la información.
(Huidobro, 2004)
• En 2005 la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) publica el primer estudio sobre el tema. A partir de ese momento Internet de las Cosas adquiere otro nivel. (UIT, 2005)
• En 2006 se comercializa el Nabaztag fue creado por Rafi Haladjian y Olivier Mével, y lo fabrica la sociedad francesa Violet. Se trata de un pequeño conejo que se conecta a Internet por ondas Wi-Fi. Se comunica con su usuario emitiendo mensajes vocales, luminosos o moviendo sus orejas.
Difunde informaciones como la meteorología, la Bolsa, la calidad del aire, el estado de la circulación, llegada de los correos electrónicos, entre otros.
(Bliznakoff del Valle, 2014)
• En el 2008 fue fundada IPSO Alliance, como una organización sin ánimo de lucro con miembros especialistas en tecnología, comunicaciones y las empresas de energía, con el objetivo de promover el uso del protocolo de Internet en redes de objetos inteligentes y hacer posible IoT. Actualmente en IPSO participan 59 empresas de todo el mundo como Bosch, Cisco, Ericsson, Motorola, Google, Toshiba o Fujitsu. (IPSO, 2008)
• En 2008 se creó Pachube ahora llamado Xively, se define como una
“Plataforma de Servicio” (PaaS) para la Internet de las Cosas. Básicamente Xively es una nube especializada en recibir y desplegar información de los distintos sensores que necesitemos conectar. (Bliznakoff del Valle, 2014).
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• Según investigaciones realizadas por Cisco IBSG se estima que IdC “nació”
entre 2008 y 2009 en el momento en que las cosas conectadas a internet superaron a las persona. (CIS; Evans, 2011)
U S O S
ENTORNO EJEMPLOS
CUERPO HUMANO Dispositivos unidos al cuerpo humano o colocados dentro del mismo.
Dispositivos (para vestir e ingeribles) para monitorear y mantener la salud y el bienestar de las personas, manejar enfermedades, aumentar la aptitud física y la productividad HOGAR
Edificios de vivienda
Controladores y sistemas de seguridad para el hogar
PUNTOS DE VENTA Espacios comerciales
Tiendas, bancos, restaurantes, estadios, cualquier lugar donde los consumidores consideren y compren; sistemas de autopago,
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ENTORNO EJEMPLOS
OFICINAS
Espacios donde trabajan trabajadores del
conocimiento
Gestión de la energía y la seguridad en los edificios de oficinas; mejora de la productividad, incluso para los empleados móviles
FÁBRICAS
Entornos de producción estandarizados
Lugares con rutinas de trabajo repetitivas, como hospitales y granjas; eficiencia operativa, optimización del uso de los equipos y el inventario, controlar los procesos de fabricación, robots ensambladores, sensores de temperatura, control de producción, etc.
OBRAS
Entornos de producción a medida
Minería, petróleo y gas, construcción; eficiencia operativa, mantenimiento predictivo, salud y seguridad VEHÍCULOS
Sistemas dentro de
vehículos en movimiento
Vehículos, incluyendo automóviles, camiones, barcos, aviones y trenes; mantenimiento basado en la condición, diseño, basado en el uso, seguimiento satelital,, autos conectados.
ENTORNO EJEMPLOS CIUDADES
Entornos urbanos
Espacios públicos e infraestructura en entornos urbanos; sistemas de control adaptativo de tráfico, contadores inteligentes, monitoreo ambiental, gestión de recursos, cámaras urbanas.
EXTERIORES
Entre entornos urbanos (y fuera de otros entornos)
Los usos exteriores incluyen las vías de ferrocarril, los vehículos autónomos (fuera de los centros urbanos) y la navegación aérea; el enrutamiento en tiempo real, la navegación conectada, el seguimiento de envíos
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D I S P O S I T I V O S C O N E C T A D O S
Desde el punto de vista operativo, es útil pensar en cómo se conectan y comunican los dispositivos de la IoT en términos de sus modelos de comunicación.
En marzo de 2015, el Comité de Arquitectura de Internet (IAB) dio a conocer un documento para guiar la creación de redes de objetos inteligentes (RFC 7452),39 que describe un marco de cuatro modelos de comunicación comunes que utilizan los dispositivos de la IoT
Comunicaciones ‘Dispositivo A Dispositivo’
El modelo de comunicación dispositivo a dispositivo representa dos o más dispositivos que se conectan y se comunican directamente entre sí y no a través de un servidor de aplicaciones intermediario.
Estos dispositivos se comunican sobre muchos tipos de redes, entre ellas las redes IP o la Internet. Sin embargo, para establecer comunicaciones directas de dispositivo a dispositivo, muchas veces se utilizan protocolos como Bluetooth,40 Z-Wave41 o ZigBee42, como se muestra en La figura.
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En un modelo de comunicación de dispositivo a la nube, el dispositivo de la IoT se conecta directamente a un servicio en la nube, como por ejemplo un proveedor de servicios de aplicaciones para intercambiar datos y controlar el tráfico de mensajes.
Este enfoque suele aprovechar los mecanismos de comunicación existentes (por ejemplo, las conexiones Wi-Fi o Ethernet cableadas tradicionales) para establecer una conexión entre el dispositivo y la red IP, que luego se conecta con el servicio en la nube. Esto se ilustra en la Figura.
En estos casos, el modelo dispositivo a la nube agrega valor para el usuario final, ya que amplía las capacidades del dispositivo más allá de sus características nativas.
Este modelo de comunicación es empleado por algunos dispositivos electrónicos de consumo para la IoT, entre ellos el Learning Thermostat44 de Nest Labs y el SmartTV de Samsung.45
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Modelo ‘dispositivo a puerta de enlace’
En el modelo dispositivo a puerta de enlace, o más generalmente el modelo dispositivo a puerta de enlace de capa de aplicación (ALG), el dispositivo de la IoT se conecta a través de un servicio ALG como una forma de llegar a un servicio en la nube.
Dicho de otra manera, esto significa que hay un software de aplicación corriendo en un dispositivo de puerta de enlace local, que actúa como intermediario entre el dispositivo y el servicio en la nube y provee seguridad y otras funcionalidades tales como traducción de protocolos o datos, como se ilustra en la figura.
En los dispositivos de consumo se utilizan diferentes formas de este modelo.
En muchos casos, el dispositivo de puerta de enlace local es un teléfono inteligente con una aplicación para comunicarse con un dispositivo y transmitir datos a un servicio en la nube.
Esto suele ser el modelo empleado con los artículos de consumo populares como los dispositivos utilizados para llevar registro de la actividad física. Estos dispositivos no tienen capacidad nativa para conectarse directamente a un servicio en la nube, por lo que muchas veces utilizan una aplicación para teléfono inteligente como puerta de enlace intermedia.
Otra forma de este modelo tipo dispositivo a puerta de enlace es la aparición de dispositivos “hub” en las aplicaciones de automatización del hogar. Se trata de dispositivos que sirven de puerta de enlace local entre los dispositivos individuales de la IoT y un servicio en la nube, pero que también pueden reducir los problemas
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Modelo de intercambio de datos a través del back-end
El modelo de intercambio de datos a través del back-end se refiere a una arquitectura de comunicación que permite que los usuarios exporten y analicen datos de objetos inteligentes de un servicio en la nube en combinación con datos de otras fuentes. Esta arquitectura soporta “el deseo del usuario de permitir que terceros accedan a los datos subidos por sus sensores”.
Este enfoque es una extensión del modelo de comunicación tipo
‘dispositivo único a la nube’, que puede llevar a la existencia de silos de datos donde “los dispositivos de la IoT suben datos a un único proveedor de servicios de aplicaciones’.’
Por ejemplo, a un usuario corporativo a cargo de un complejo de oficinas le interesaría consolidar y analizar los datos de consumo de energía y otros Una arquitectura de intercambio de datos a través del back-end permite agregar y analizar los datos recogidos de flujos obtenidos de un solo dispositivo de la IoT.
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En el modelo ‘dispositivo único a la nube’, muchas veces los datos que produce cada sensor o sistema de la IoT queda en un silo de datos independiente. Una arquitectura eficaz de intercambio de datos a través del back-end permitiría que la empresa acceda y analice fácilmente, en la nube, los datos producidos por toda la gama de dispositivos instalados en el edificio.
Además, este tipo de arquitectura facilita la portabilidad de los datos. Las arquitecturas eficaces de intercambio de datos a través del back-end permiten que los usuarios muevan sus datos al cambiar de servicio de IoT, rompiendo así las barreras tradicionales de los silos de datos.
El modelo de intercambio de datos a través del back-end sugiere que, para lograr la interoperabilidad de los datos de dispositivos inteligentes alojados en la nube, se requiere un enfoque de servicios federados52 o interfaces de programación de aplicaciones (APIs) en la nube.
Este modelo de arquitectura es un enfoque para lograr interoperabilidad entre estos sistemas de back-end. Como sugiere el IETF Journal, “los protocolos estándares pueden ayudar, pero no son suficientes para eliminar los silos de datos dado que entre proveedores son necesarios modelos de información comunes.”
En otras palabras, este modelo de comunicación es apenas tan eficaz como los diseños de los sistemas subyacentes de la IoT. Las arquitecturas de intercambio de datos a través del back-end no pueden superar completamente los diseños de los sistemas cerrados.
