INTERNET DE LAS COSAS by EMERSON51

INTERNET DE LAS COSA (IoT)

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INTRODUCCIÓN Al principio nos conectábamos a Internet con nuestras computadoras, luego empezamos a hacerlo con nuestros teléfonos móviles. Ahora nuestros televisores, nuestros relojes, nuestros coches e incluso cámaras de seguridad podrán conectarse a la red de redes. Si los libros, termostatos, refrigeradores, lámparas, botiquines, partes automotrices, entre otros, estuvieran conectados a internet y equipados con dispositivos de identificación, no existirían, en teoría, artículos fuera de stock o medicinas caducas; sabríamos exactamente la ubicación, cómo se consumen en el mundo; el extravío pasaría a ser cosa del pasado, y sabríamos qué está encendido y qué está apagado en todo momento A la fecha de este artículo, el término internet de las cosas se usa con una denotación de conexión avanzada de dispositivos, sistemas y servicios que va más allá del tradicional M2M(máquina a máquina) y abarca una amplia variedad de protocolos, dominios y aplicaciones. Los estudios relacionados con el internet de las cosas están todavía en un punto muy temprano de desarrollo.

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DEFINICIÓN (continuación) El concepto de internet de las cosas fue propuesto en 1999, por Kevin Ashton, en el Auto-ID Center del MIT, en donde se realizaban investigaciones en el campo de la identificación por radiofrecuencia en red (RFID) y tecnologías de sensores. El internet de las cosas (en inglés, Internet of Things, abreviado IoT; IdC, por sus siglas en español ) es un concepto que se refiere a una interconexión digital de objetos cotidianos con internet. Es, en definitiva, la conexión de internet con más objetos que con personas. También se suele conocer como internet de todas las cosas o internet en las cosas. Si los objetos de la vida cotidiana tuvieran incorporadas etiquetas de radio, podrían ser identificados y gestionados por otros equipos de la misma manera que si lo fuesen por seres humanos. El IoT lo que nos permite es aplicar tecnologías para sensorizar cualquier tipo de elemento y sobre eso aportar valor a los clientes, asegura como una nueva forma de cuidar al detalle aquello que precisas. Ahora debemos considerar que IoT representa la próxima evolución de Internet, que será un enorme salto en su capacidad para reunir, analizar y distribuir datos que podemos convertir en información, conocimiento y, en última instancia, sabiduría. SJM Computación 4.0

DEFINICIÓN II Por definición, el Internet de las Cosas es “la interconexión a través de Internet de dispositivos informáticos integrados en objetos cotidianos, lo que les permite enviar y recibir datos”. En otras palabras, IoT conecta tus dispositivos a Internet, o a otros aparatos, para que puedan tener acceso a la red y realizar nuevas funciones, como por ejemplo controlar elementos inteligentes de forma remota, y recibir alertas y actualizaciones de estado. Se refiere a los miles de millones de dispositivos físicos en todo el mundo que ahora están conectados a Internet, recolectando y compartiendo datos. Gracias a las redes inalámbricas y el costo bajo de los nuevos procesadores, es posible que casi cualquier cosa, desde una aspiradora inteligente hasta un vehículo autónomo, forme parte de la IoT. Esto agrega un nivel de inteligencia digital a los dispositivos que les permite comunicar datos en tiempo real sin la participación de un ser humano, fusionando de alguna manera el mundo digital con el mundo físico. Así como la World Wide Web conectó los ordenadores a la red, y la siguiente evolución conectó a las personas a Internet y a otras personas, Internet de las cosas parece estar preparado para interconectar dispositivos, personas, entornos, objetos virtuales y máquinas SJM Computación 4.0

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COMPONENTES DE IoT Para que funcione Internet de las cosas es necesario contar con: 1.- Sistema Operativo para IoT,. Para ejecutar las operaciones del software 2.- Sotfware para IoT .- para permitir la interconexiรณn de los dispositivos 3.Hardware para IoT.sensores, procesadores, redes inalรกmbricas, routers. Estos temas lo tratamos a continuaciรณn indicando los proveedores respectivos. SJM Computaciรณn 4.0

SISTEMAS OPERATIVOS PARA IoT 1.- MindSphere es el sistema operativo abierto de Siemens para

recopilar, analizar y exprimir los datos de millones de dispositivos conectados y así poder conseguir información realmente valiosa. Cada vez tenemos más y más objetos conectados a nuestro alrededor, ya no solo ordenadores, smartphones o dispositivos digitales de todo tipo, sino también objetos más tradicionales o “analógicos” que van incorporando sensores y opciones de conectividad. Esta solución de Siemens desarrollada de forma nativa en la nube es capaz de conectar todos los equipos, dispositivos y sistemas para extraer de ellos todos los datos que sean capaces de recopilar y analizarlos para sacarles el máximo partido.

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SISTEMAS OPERATIVOS PARA IoT (continuación) MindSphere (continuación) El protocolo de actuación abierto con el que cuenta MindSphere permite conectar el mundo real y el virtual/digital, ofreciendo las herramientas para que cualquier partner interesado pueda desarrollar aplicaciones y utilidades personalizadas según sus necesidades, El ecosistema que forma MindSphere de Siemens, con estándares e interfaces abiertas, quiere convertirse en un todo en uno para el Internet de las Cosas, sin importar el sector en el que se aplique esta tecnología. Además de registrar los datos, el sistema evalúa y analiza qué implicaciones tienen esas métricas junto a otros factores para así tomar decisiones adecuadas. Por supuesto, la seguridad de la información está garantizada tanto en la parte de software como en las comunicaciones con el hardware. Uno de los ejemplos lo encontramos en el campo de fútbol del Bayern de Múnich. Gracias a los sensores integrados en las distintas zonas del campo y los datos que envían a MindSphere – como la luz, temperatura, humedad, viento, condiciones del césped o información futura como la previsión meteorológica – el equipo que cuida del estado del campo recibe en tiempo real en su aplicación del smartphone recomendaciones de todo tipo para llevar a cabo acciones específicas con el objetivo de que el terreno de juego esté siempre en perfectas condiciones. SJM Computación 4.0

SISTEMAS OPERATIVOS PARA IoT (continuación) 2.- KasperskyOS IoT está creciendo exponencialmente. Cada vez son más los dispositivos, como termostatos, cámaras web y routers, entre otros, que están conectados a Internet. Por una mala previsión, la mayoría de los sistemas operativos utilizados en el Internet de las Cosas es inseguro y, por lo tanto, está expuesto a numerosos ataques informáticos como ya hemos podido ver. KasperskyOS quiere acabar con esto. Cómo funciona KasperskyOS Este sistema operativo está basado en un nuevo microkernel diseñado prácticamente desde cero para poder implementar en él todas las medidas de seguridad necesarias en este sector cada vez más expuesto. Este microkernel se centra en ejecutar únicamente las operaciones documentadas y verificadas, bloqueando la ejecución de todo lo demás. Además, del sistema operativo como tal, algunos fabricantes pueden utilizar algunos de los módulos del mismo para reforzar la seguridad de sus sistemas operativos embebidos, como, por ejemplo:

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SISTEMAS OPERATIVOS PARA IoT (continuación) kaperskyOS (continuación)

Kaspersky Secure Hypervisor, un componente que se encarga de controlar que todo lo que se ejecuta en el procesador está correctamente documentado y tiene permiso para procesarse. Gracias a este componente, los exploits quedan totalmente inutilizados. Kaspersky Security System, una protección en tiempo real de todo lo que se ejecuta el sistema muy sencilla de implementar.

El sistema operativo seguro KasperskyOS no es una extensión o mejora de los sistemas operativos existentes, pero esto no limita el rango de sus aplicaciones. El sistema se puede utilizar como base para desarrollar soluciones que tienen requisitos de seguridad especiales. Las capacidades relacionadas con proporcionar un control de ejecución de aplicaciones flexible y efectivo son inherentes a la arquitectura de KasperskyOS. El desarrollo del sistema se basa en las mejores prácticas de implementación de productos de seguridad y está respaldado por investigaciones científicas y prácticas.

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SISTEMAS OPERATIVOS PARA IoT (continuación) Android Things (continuación)

Google espera que Android Things sea implementado en el futuro por los desarrolladores en dispositivos inteligentes como pueden ser refrigeradores, robots, cajas registradoras o máquinas expendedoras. A través de su blog, el gigante tecnológico explicó que Android Things es el sistema operativo administrado de Google que le permite construir y mantener dispositivos de Internet of Things a escala. “Proporcionamos una plataforma robusta que realiza trabajos pesados con hardware certificado, API de desarrollador completas y actualizaciones seguras de software administrado mediante la infraestructura de back-end de Google, para que pueda concentrarse en la creación de su producto”, señaló el gigante de Internet.

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SISTEMAS OPERATIVOS PARA IoT (continuación) 3.- Android Things, diseñado para dispositivos conectados a Internet de las Cosas, funcionará en conjunto con Android TV, Android Auto, Wear OS y Android. Google, de Alphabet Inc, lanzó Android Things, el sistema operativo que funcionará en conjunto con Android TV, Android Auto, Wear OS y Android. Android Things, está diseñado para los dispositivos conectados a la Internet de las Cosas y proporciona a los desarrolladores de hardware y software todos los kits de desarrollo de software (SDK) necesarios.

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SISTEMAS OPERATIVOS PARA IoT (continuación) 4.- AzureSphere OS es el nuevo sistema que combina "el mejor hardware, software y servicios de innovación" para combatir los ciberataques que apuntan a los objetos conectados a Internet" describió el gigante tecnológico en un comunicado. Microsoft presentó un sistema operativo basado en Linux y Windows que servirá, según calificó, para mejorar la seguridad de los dispositivos conectados a la red (internet de las cosas). El anuncio llama la atención ya que Microsoft es el creador de Windows, el sistema operativo casi monopólico y privativo por excelencia, mientras que Linux está basado en software libre y permite así que sus usuarios tengan la libertad de ejecutar, copiar, distribuir, estudiar, modificar y mejorar el software. El nuevo sistema operativo en cuestión "incorpora un kernel (núcleo) de Linux personalizado que fue optimizado para un entorno de Internet de las Cosas y reelaborado con las innovaciones de seguridad iniciadas en Windows para crear un entorno de software altamente seguro“.

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SISTEMAS OPERATIVOS PARA IoT (continuación) 5.- LiteOS nuevo sistema operativo de Huawei diseñado no ya para smartphones, sino para Internet de las Cosas. Según la compañía, se trata del software más liviano en su tipo (10 KB) y aclararon que será abierto para todos los desarrolladores que quieran usarlo para potenciar sus productos. LiteOs podrá ser aplicado en una amplia gama de objetos, desde ropa hasta autos. Apuntan a convertirse en los proveedores de la tecnología que permita conectar estos aparatos a Internet. Hasta los cepillos eléctricos podrán ser capaces, algún día, de registrar cada cuánto las personas se lavan los dientes y hasta decirles “cuándo hacerlo y cómo hacerlo mejor”. Se estiman que para 2025 el 18 por ciento de las 100 mil millones de conexiones inteligentes estarán vinculadas a objetos de la vida cotidiana como aspiradoras, heladeras, o televisores. Otro 22 por ciento a dispositivo con los que y se está trabajando en la actualidad (principalmente celulares y relojes) y el resto de las conexiones a industrias más fuertes como las automotrices y otros objetos adaptables a las futuras ciudades inteligentes.

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SISTEMAS OPERATIVOS PARA IoT (continuación) 6.- Zephyr la asociación Linux ha decidido adelantarse y lanzar un sistema operativo en tiempo real (RTOS – Real Time Operating System) para el Internet de las Cosas. Se llama Zephyr, y permitirá que los dispositivos conectados puedan comunicarse entre ellos con el mismo protocolo. Como recoge The Hacker News, Este proyecto está ayudado por varias plataformas como semiconductores NXP, Synopsys o tecnología UbiquiOS, y tiene licencia Apache 2.0. Este sistema operativo es open source, escalable, personalizable y seguro, para ser usado a través de múltiples arquitecturas, según mencionan desde Linux Foundation. Precisamente la seguridad es uno de los aspectos más importantes de IoT: millones de dispositivos almacenando y transmitiendo cantidades ingentes de información y datos personales… Es ya un objetivo claro de ciberataques. Por eso, Linux aclara que ha pensado en la seguridad de este SO desde el principio.

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SISTEMAS OPERATIVOS PARA IoT (continuación) 7.- Contiki es un sistema operativo de código abierto para sistemas del Internet de las Cosas. Permite la conexión de sistemas de ordenadores de 8-bit o sistemas integrados sobre microcontroladores, incluyendo nodos de redes de sensores. Se utiliza en la monitorización de ruidos, medición de energía eléctrica, sistemas de alarma, domótica, vigilancia remota… Está basado en protocolos y estándares como IPv4, IPv6, 6lowpan, RPL y CoAP. Sus características son: - Protohilos de ejecución. - Navegador web. - Servidor web. - Conectividad TCP/IP. - Kernel multitarea. - Cliente remoto usando VNC (Computación Virtual en Red).

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SISTEMAS OPERATIVOS PARA IoT (continuación) 8.- RIOT Sus creadores lo definen como “el sistema operativo amigable para el Internet de las Cosas”. RIOT está basado en una arquitectura de microkernel. Se ejecuta en hardwares de 8, 16 y 32 bits y, mediante un puerto nativo, tanto en entornos Linux como en Mac OS. Permite el desarrollo de aplicaciones mediante una programación estándar en lenguajes C y C++. Está bajo una licencia LGPL. 9.- TinyOS TinyOS es un sistema operativo de código abierto para redes de sensores inalámbricas. Está escrito en lenguaje de programación nesC, un dialecto de la sintaxis C optimizado para evitar los problemas derivados de las limitaciones de memoria que existen dentro de las redes de sensores. TinyOS es un proyecto conjunto de la Universidad de Berkeley e Intel. Existen herramientas y librerías en C o Java que aumentan sus funcionalidades y oportunidades de uso. SJM Computación 4.0

SISTEMAS OPERATIVOS PARA IoT (continuación) 10.- Brillo es el sistema operativo de Google de código abierto para la conexión de los wearable en el Internet de las Cosas, basado en el lenguaje de comunicación Weave, un sistema común que permitiría que todos los dispositivos hablen y se comuniquen en el mismo ‘idioma’. En este caso, no sería necesario que los dispositivos corrieran con Android. El objetivo de Google con Brillo y Wave es crear un verdadero Internet de las Cosas, donde todos y cada uno de los dispositivos puedan estar conectados realmente: electrodomésticos, redes de sensores, dispositivos móviles o eléctricos…

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SOFTWARE DE IoT Existe una serie de herramientas de Software Libre, que permiten la implementación de soluciones de tipo IoT, entre las cuales tenemos: Node-RED, Kinoma Create, Eclipse IoT, OpenHub, IoTSyS, Contiki, RIOT, TinyOS, Brillo, Nimbits. Para la implementación del prototipo se utilizó Node-RED, debido a su interfaz gráfi ca que provee facilidades de uso aun para personas con muy pocos conocimientos en programación. Node-RED es una herramienta de visualización sencilla y de código abierto para la conexión de dispositivos para el Internet de las Cosas. La herramienta, desarrollada por el departamento Emerging Technology de IBM, permite conectar, un hardware, una API o un servicio online. Node-RED proporciona una interfaz de usuario amigable para que los desarrolladores conecten dispositivos de forma sencilla y rápida. NodeRED está desarrollada en node.js, una plataforma JavaScript del lado del servidor muy utilizada en proyectos de IoT, y se puede ejecutar en la nube. Además, es una herramienta que permite desplegar nuevos nodos para conectar más dispositivos o servicios sin ningún problema. Es una solución escalable. Todo el proyecto está disponible en GitHub bajo una licencia Apache versión 2.0. SJM Computación 4.0

SOFTWARE DE IoT (continuación) Kinoma Create es una herramienta que permite la conexión entre dispositivos sin tener unos conocimientos de programación en JavaScript demasiado elevados. Kinoma Create ya dispone de todo lo necesario para empezar a desarrollar pequeños proyectos de IoT. Sus componentes fundamentales son: - Una pantalla táctil. - Un procesador ARM SoC 800 MHz. - Conexión inalámbrica por Bluetooth y WiFi. - Varios puertos para conectar periféricos, entre ellos un puerto USB 2.0. - Una memoria RAM de 128 MB y una memoria flash de 16 MB. - Una ranura para una tarjeta microSD. - Altavoz y micrófono. - Distribución Linux. Kinoma Create sirve para todo tipo de proyectos: se pueden conectar sensores de temperatura, luz o movimiento con una finalidad concreta y recibir notificaciones en el teléfono móvil cuando se produzca alguna alteración.

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SOFTWARE DE IoT (continuación) Eclipse IoT es una plataforma de código abierto que permite el desarrollo en Java de aplicaciones para el Internet de las Cosas. Proporciona un grupo de tecnologías open source para conectar y gestionar varios dispositivos en un entorno IoT. Además, da soporte para algunos de los estándares abiertos fundamentales para cualquier solución del Internet de las Cosas: MQTT (un protocolo de conexión machine-to-machine, CoAP (un protocolo para la conexión sencilla de los dispositivos a Internet) y Lightweight M2M (un protocolo de comunicación entre servidor y cliente que permite la transmisión de datos o la administración de sensores o móviles). Dentro de esta plataforma, los programadores contará con el marco de desarrollo Kura, basado en Java y OSGi, SJM Computación 4.0

SOFTWARE DE IoT (continuación) OpenHUB A medida que las casas se llenan de dispositivos, aumenta la necesidad de conectarlos para disfrutar de una verdadera experiencia de vivienda inteligente. OpenHUB proporciona una plataforma de integración de dispositivos que, por razones obvias, hablan y se comunican en ‘idiomas’ totalmente distintos. ¿Cómo lo consigue? Con procesos de automatización e interfaces de usuario unitarias. - Puede correr en cualquier dispositivo capaz de ejecutar una Máquina Virtual Java, ya sea en un sistema operativo Linux, Mac o Windows. - Motor de reglas para satisfacer las necesidades de automatización. - Varias interfaces de usuario nativas. - Solución de código abierto. - Mejora constante a través de su comunidad. - Dispone de APIs para su integración con otros sistemas o plataformas. - Intercambio de información entre aplicaciones y dispositivos

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Intercambio de información entre aplicaciones y dispositivos IoTSyS proporcional un sistema de comunicación entre dispositivos basado en protocolos y estándares IPv6, 6LoWPAN, Constrained Application Protocol y Efficient XML Interchange. Su objetivo es proporcionar interfaces interoperables que permitan la conexión entre dispositivos, por ejemplo los sistemas de sensores. La plataforma se inició en el marco del proyecto europeo de investigación IoT6 y está mantenida por el Grupo de Sistemas de Automatización de la Universidad Tecnológica de Viena. Sus utilidades son diversas: conexión de sensores de luz y de movimiento en una persiana, sistemas de climatización, alarma acústica…

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HARDWARE IoT Implementar un sistema de Internet de las cosas requiere un componente hardware fuertemente integrado en entorno físico, capaz de interactuar con éste, percibir su estado y transmitir información sobre el mismo; y un componente software adecuado para gestionar la información generada y actuar sobre el hardware anteriormente mencionado. El primero de los pesos pesados en cuanto a ordenadores de placa reducida es el Arduino. Es el dispositivo más barato y sencillo de implementar a la hora de desarrollar un entorno de Internet de las Cosas. Por otro lado, es la alternativa básica, con todo lo que ello conlleva. Dispone de un hardware menos potente que sus competidores y algunas limitaciones en cuanto al software y el sistema operativo. Sin embargo, estas limitaciones no tienen por qué ser un problema. Hay ocasiones en las que no necesitamos un sistema con especificaciones más atractivas, como la Raspberry PI. Por ejemplo, Arduino sería una solución perfecta para instalar un medidor de temperatura y humedad y compartir esta información con un servidor o a una plataforma de IoT como Play. Sin embargo, se quedaría corto si necesitáramos más capacidad computacional para, por ejemplo, interactuar con el medio. Aun así, dispone de una sencilla interfaz de desarrollo que se defiende bien a la hora de hacer tareas sencillas. SJM Computación 4.0

HARDWARE IoT ( continuación) El segundo dominador del mercado de estas placas de desarrollo es Raspberry PI. Es un pequeño ordenador capaz de alojar un sistema operativo y con mejor prestaciones que Arduino. Su precio superior (aunque no mucho), hace que debamos considerar el uso de este dispositivo o de un Arduino en función de las necesidades software que tenga nuestro sistema. Raspberry PI sería ideal para instalar un entorno domótico en un hogar, gestionando información de distintos sensores e interactuando con elementos de la vivienda. Estos sensores podrían estar conectados directamente en la Raspberry PI o a alguna placa auxiliar que hiciera de intermediario (por ejemplo, un Arduino). Con el éxito de estas tecnologías, han surgido empresas y productos alternativos que ofrecen variedad para escoger el dispositivo más adecuado para nuestro sistema de Internet de las Cosas.

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HARDWARE DE IoT Ejemplo de aplicaci贸n.- los elementos requeridos son: Un Computador de escritorio Core I5, 8 GB Ram, HD 1 TB. Una placa Raspberry Pi 3 [7], con una tarjeta SD 32 Gb y una fuente de poder. Kit de sensores para Raspberry. Kit electr贸nico, compuesto por: protoboard, resistencias, cables de conexi贸n, botones, entre otros. Sistema operativo Raspbian para el Raspberry [7]. Licencia Open Source. Software Node-RED, preinstalado en Raspberry. Licencia apache 2.0 Open Source.

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HARDWARE DE IoT Hay infinidad de fabricantes, modelos y dispositivos en todos los rangos de precios, lo que nos da un amplio abanico de posibilidades para encontrar los elementos que mejor se adapten a nuestro sistema. Por servir de ejemplo, podemos encontrar sensores de temperatura, humedad, luminosidad, movimiento, gas, lluvia, co2, caudal de agua, infrarrojos, vibración…El abaratamiento de los costes y la simplificación de estas tecnologías están favoreciendo en gran medida la extensión del Internet de las Cosas ARDUINO RASPBERRY PI

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TECNOLOGÍA INALÁMBRICA PARA IoT Criterios clave que debemos considerar al evaluar tecnologías para comunicación inalámbrica: - Transferencia de datos: Capacidad de transferencia de datos por nodo - Bajo consumo de energía: Energía requerida para transmitir o recibir datos - Costo: Costo de implementación y renta del servicio por nodo - Alcance: Distancia máxima de conexión entre emisor y receptor.

WiFi Es una de las tecnologías más conocidas y adoptadas. Entre sus principales ventajas está una gran capacidad para transferencia de datos, lo cual permite enviar video, audio y otros archivos de gran tamaño. Existe una gran variedad de módulos, sensores y actuadores que trabajan con esta tecnología y van desde los más económicos que no pasan los 5 dólares como lo son el ESP8266 o el RTL8710 hasta los más completos y como el ArduinoMKR1000. Una de las grandes desventajas de esta tecnología es el alcance de cobertura. Aunque es posible realizar enlaces punto a punto de varios kilómetros, para redes de sensores donde es necesario tener una conexión multipunto su rango no pasa de los 100 metros, provocando no sea idónea para soluciones donde se requiere un gran cobertura.

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TECNOLOGÍA INALÁMBRICA PARA IoT (continuación) Bluetooth Low Energy La tecnología Bluetooth también es muy conocida debido a que se utiliza en una gran cantidad de dispositivos como teléfonos, audífonos o cámaras. Pero si vamos a utilizar Bluetooth para IoT debemos hablar de la versión 4.0 o BLE (Bluetooth Low Energy), especialmente creada para wearables y todo dispositivo que requiere estar enviando información de manera constante pero requiere minimizar el consumo de energía ya que típicamente son dispositivos que operan en base a baterías. BLE provee tasas de transferencia de datos de poco menos de 1 Mbps, lo cual lo pone en un rango medio. Una característica muy especial de BLE es el modo beacon que permite rastrear otros dispositivos BLE y que funciona muy bien en interiores.

4G La red de telefonía celular también puede ser una opción para soluciones IoT. Sus grandes ventajas son la gran cobertura con múltiples proveedores, y muy buen ancho de banda (~1Gbps). Su gran punto débil es el costo, ya que requiere usar un plan de datos con un proveedor celular (existen planes específicos para IoT). Adicionalmente, el consumo de energía necesario es mayor que el de otras opciones listadas. Adicionalmente, es una tecnología que eventualmente será reemplazada por 5G, cuyas características son más adecuadas para IoT. Uno de los dispositivos recomendables para iniciar de manera sencilla con esta tecnología son es el LE910 de Telit SJM Computación 4.0

TECNOLOGÍA INALÁMBRICA PARA IoT (continuación) LoRa LoRa es una tecnología de tipo Low-Power Wide-Area Network (LPWAN) que aún no hemos visto mucho en latinoamérica y que apenas se está abriendo paso. Sus fortalezas son bajo consumo de energía y largo alcance, con un rango de aproximadamente 20Km de cobertura por antena es ideal para construir redes públicas o privadas para esas ciudades inteligentes de las que tanto se habla. Un punto débil de LoRa podría ser su baja transferencia de datos (~50 Kbps). Así que si lo que queremos enviar es audio o video no sería viable, pero para datos ligeros —que es lo que típicamente se requiere en escenarios IoT— es una gran opción. En ocasiones te encontrarás con el término LoRaWAN en lugar de LoRa. La diferencia es que LoRa es la tecnología de bajo nivel que habilita el enlace, mientras que LoRaWAN es el protocolo de comunicación y arquitectura para la red. Los dispositivos disponibles para iniciar de una manera sencilla con esta tecnología son: RFM95, RN2903A, Feather Adafruit RFM95, Arduino LoRa Node y Arduino LoRa gateway

SigFox SigFox es otra tecnología de tipo LPWAN. Aunque existen algunas diferencias técnicas respecto a LoRa, el enfoque general es similar: comunicación a gran distancia de datos ligeros con bajo consumo de energía. La diferencia respecto a LoRa es principalmente en cuanto a su modelo de negocio SJM Computación 4.0

TECNOLOGÍA INALÁMBRICA PARA IoT (continuación) En el caso de SigFox, la red es operada por un proveedor/carrier y uno simplemente conecta sus dispositivos a esta red, similar a lo que sucede en la red celular. Esto puede ser una ventaja si la zona donde estás ya tiene cobertura, pero una desventaja en caso de no ser así. En cambio, LoRa permite que cualquiera pueda crear una red privada y no depende de un carrier. Entre los dispositivos disponibles para iniciar de una manera sencilla con esta tecnología destaca el Arduino MKRFox1200, que básicamente es un MKR1000 con conectividad a la red Sigfox

5G 5G es la siguiente generación de redes de comunicación móvil. Ofrecerá mejoras significativas en latencia y ancho de banda respecto a 4G, habilitando escenarios de comunicación con grandes cantidades de datos en tiempo real. De hecho, uno de los escenarios de uso que se contempla que soporten las redes 5G es la conectividad de automóviles autónomos. La tecnología ya está siendo piloteada en algunos lugares, y se espera que esté disponible al público en general a partir del 2020. Los operadores de telefonía en EUA prometen precios muy bajos para aplicaciones de IoT. Habrá que ver qué opciones ofrecen.

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PRINCIPALES TECNOLOGIAS DE IoT

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LA DOMÓTICA (CASA INTELIGENTE) Smart Home I En tan sólo unos pocos años, Internet ha comenzado a añadir conectividad a todo, desde audio doméstico hasta las puertas. Conocido como el “Internet de las cosas”, este crecimiento en la tecnología está llevando a sistemas, aplicaciones y hardware asequibles y fáciles de usar para automatizar toda tu casa. Sin embargo, esto es sólo una cosa que los sistemas de domótica pueden hacer. De hecho, también se puede utilizar para controlar la iluminación, calefacción, seguridad, e incluso puede ser capaz de controlar todos sus aparatos desde Internet La domótica le da acceso a dispositivos de control en su hogar desde un dispositivo móvil en cualquier parte del mundo. El término puede usarse para dispositivos programables aislados, como termostatos y sistemas de rociadores, pero la domótica describe con más precisión hogares en los que casi todo – luces, electrodomésticos, chimeneas, cortinas, tomas eléctricas, sistemas de calefacción y refrigeración – está conectado a una red remotamente controlable. Desde una perspectiva de seguridad en el hogar, también incluye su sistema de alarma, y todas las puertas, ventanas, cerraduras, detectores de humo, cámaras de vigilancia y cualquier otro sensor que estén vinculados a él. Desarrollos de la automatización del hogar Hasta hace relativamente poco tiempo, el control central automatizado de los sistemas de todo el edificio o casa, sólo se encontraba en los complejos más caros. Normalmente, la automatización de edificios u hogares sólo incluía sistemas de iluminación, calefacción y refrigeración, pero rara vez proporcionaba más funciones básicas de control, monitoreo y programación, y sólo era accesible desde puntos de control específicos dentro del propio edificio. SJM Computación 4.0 38

LA DOMÓTICA (CASA INTELIGENTE) Smart Home II La domótica es un paso hacia lo que se conoce como “Internet de las cosas”, en el que todo tiene una dirección IP asignada, y puede ser supervisado y accesado de forma remota. Los primeros y más obvios beneficiarios de este enfoque son los dispositivos “inteligentes” que se pueden conectar a una red de área local, vía Ethernet o Wi-Fi. Sin embargo, los sistemas eléctricos e incluso los puntos individuales, como interruptores de luz y enchufes eléctricos, también se integraron en las redes de automatización del hogar, y las empresas incluso han explorado el potencial del seguimiento de inventario basado en IP. Aunque el día todavía está lejos cuando usted podrá utilizar su navegador móvil para rastrear un calcetín perdido, las redes domésticas son capaces de incluir un número creciente de dispositivos y sistemas. Automatización La automatización es, sin ninguna sorpresa, una de las dos características principales de la domótica. Automatización se refiere a la capacidad programar eventos para los dispositivos de la red. La programación puede incluir comandos relacionados con el tiempo, como encender o apagar las luces a horas específicas cada día. También puede incluir eventos no programados, como encender todas las luces de su casa cuando se activa la alarma del sistema de seguridad. Una vez que empiece a entender las posibilidades de la programación de la automatización del hogar, usted puede llegar a cualquier número de soluciones útiles y creativas para hacer su vida mejor. SJM Computación 4.0

LA DOMÓTICA (CASA INTELIGENTE) Smart Home III Programe su sistema de domótica para desbloquear la puerta principal para ellos, y vuelva a bloquearlo cuando estén de nuevo en casa. Control remoto La otra característica principal de la automatización casera de vanguardia es la supervisión y el acceso. Mientras que una cantidad limitada de monitoreo remoto unidireccional ha sido posible por algún tiempo, es sólo desde el aumento en los teléfonos inteligentes y tabletas que hemos tenido la capacidad de conectarnos verdaderamente a nuestras redes domésticas mientras estamos ausentes. Con el sistema de domótica adecuado, puede utilizar cualquier dispositivo conectado a Internet para ver y controlar el propio sistema y los dispositivos conectados. El monitoreo de aplicaciones puede proporcionar una gran cantidad de información sobre su hogar, desde el estado del momento actual hasta un historial detallado de lo que ha ocurrido hasta ahora. Puede comprobar el estado de su sistema de seguridad, si las luces están encendidas, si las puertas están bloqueadas, cuál es la temperatura actual de su casa y mucho más. Con las cámaras como parte de su sistema de automatización del hogar, incluso puede extraer en tiempo real los canales de vídeo y, literalmente, ver lo que está pasando en su casa mientras está fuera. Incluso las notificaciones simples se pueden utilizar para realizar muchas tareas importantes. Puede programar su sistema para enviarle un mensaje de texto o correo electrónico SJM Computación 4.0

LA DOMร TICA (CASA INTELIGENTE) Smart Home IV

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CASAS INTELIGENTES CON IoT

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La relación de IoT con 5G El 5G no está tan directamente relacionado con el Internet de las cosas como nos quieren hacer pensar las compañías de telefonía móvil, aunque si proporcionará un ecosistema más amigable para que puedan desarrollarse nuevas tecnologías que impulsarán el IOT aún más. La infraestructura 4G actual no tiene la capacidad para albergar los 24 billones de dispositivos que prevén varios analistas que habrá en 2020. 5G ofrecerá la capacidad para albergar hasta 1000 dispositivos más por metro cuadrado que la red actual, con una latencia mínima de hasta 1 milisegundo. Se podría decir por tanto que las redes 5G contribuirán significativamente a la continuación del desarrollo del internet de las cosas aunque está muy lejos de ser la base del mismo como aseguran muchas operadoras y medios de comunicación. IPV6, el verdadero puntal del IOT La adopción del protocolo de internet IPv6 será más relevante e importante para el Internet de las Cosas que el 5G. IPV6 permitirá a cualquier dispositivo del planeta tener su propia dirección IP dado que empleará una longitud de las direcciones de red mayor, de 128 bits. Esto supondrá que podrán asignarse varios cientos de direcciones IP por cada metro cuadrado de la tierra. Es fácil imaginarse lo que puede suponer esto de cara al IOT dado que asegurará que cada dispositivo de nuestra casa pueda tener una dirección única en internet. IPV6 ofrecerá mayor seguridad en las conexiones, permitiendo encriptar las comunicaciones de extremo a extremo. SJM Computación 4.0

La relación de IoT con Big Data Vivimos en un mundo cada vez más interconectado, Porque la digitalización del mundo físico es real a comparación de hace unos años, la combinación software y hardware dota a un producto de vida inteligencia. Ahora, todos disponemos de algún dispositivo, como nuestro smartphone que tiene una realización existente y evidente con nosotros o con otros objetos que a su vez se conectan entre si y con Internet ofreciendo datos a tiempo real, ya que cada día se crean 2,5 trillones de bytes de datos. ¿Qué tiene que ver IoT con Big Data? Mucho, IoT y Big Data se compenetran perfectamente, ya que una de las consecuencias de la llegada del IoT es la generación de muchos datos que son analizados a través de la tecnología Big Data con el fin de ofrecer mejores servicios ante el usuario. Internet de las Cosas (IoT) y su aportación al Big Data Los objetos inteligentes ofrecen millones de datos provenientes del aumento del número de dispositivos conectados entre si, ya sea a través de Internet o microchips. Y todos esos datos son gestionados por las empresas a través de una Analítica de Datos Masivos. La instauración de IoT hubiera sido compleja si no se hubiera seguido una estructura de Big Data, ya que sin esta tecnología no se tendría una forma eficiente de analizar grandes cantidades ingentes de datos. Internet de las Cosas es un concepto que engloba infinitas posibilidades porque aporta la conectividad entre dispositivos y para el Big Data, esa interconectividad y el flujo de procesos que se llevan a cabo entre dispositivos, y su propio uso, genera muchos datos y esos acontecimientos son producidos en tiempo real. SJM Computación 4.0

¿Cuáles son los riesgos de IoT? Sin embargo, los beneficios de IoT no llegan sin los riesgos inherentes a este tipo de tecnología. En el 2016, se presentó el primer malware que demostró la vulnerabilidad de la Internet de las Cosas. Conocido con el nombre de Mirai, este malware accedió a algunos dispositivos conectados utilizando las contraseñas y nombres de usuario que vienen predeterminados con los productos. Por este tipo de situaciones, se recomienda siempre cambiar la información predeterminada (default) y personalizarla. Debido a que la mayoría de los dispositivos de IoT no pueden tener instalado un software de seguridad, como un antivirus en tu computadora, pueden ser vulnerables a los ataques. Aquí es donde tu enrutador (router) juega un papel muy importante, pues es esencialmente el punto de entrada de Internet a tu hogar. Si bien muchos de sus dispositivos conectados no pueden protegerse, el enrutador tiene la capacidad de brindar protección en el punto de entrada, y proporcionar cierto nivel de seguridad, como la protección con contraseña, firewalls, y la capacidad de configurarlos para permitir que solo ciertos dispositivos estén conectados a tu red.

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¿Cuál es el futuro de IoT? La mayoría de las estimaciones afirman que, para el año 2025, habrá más de 21 billones (21 mil millones) de dispositivos IoT, y algunos creen que el número podría ser aún mayor. A medida que más productos IoT llegan al mercado, un número creciente de personas está involucrándose en la tendencia de la casa inteligente, y por lo tanto, la expectativa de que los artículos para el hogar pueden conectarse a Wi-Fi ya es parte de casi cualquier decisión al comprar un nuevo producto. Pero los consumidores independientes no serán los únicos que usarán dispositivos IoT. Las ciudades y las empresas adoptarán cada vez más tecnologías inteligentes para ahorrar tiempo y dinero. Eso significa que las ciudades podrán automatizar, manejar de forma remota, y recopilar datos a través de kioscos de visitantes, sistemas de vigilancia con cámaras de video, estaciones de alquiler de bicicletas y taxis, y un número creciente de funciones que ya se están desplegando en varias ciudades inteligentes a lo largo de los Estados Unidos y en otras urbes a nivel global.

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Habilidades más demandadas para el IoT El insuficiente personal y falta de experiencia son las dos barreras más citadas por organizaciones que están buscando actualmente implementar y beneficiarse del IoT, las habilidades más demandadas:

1.- Diseño de circuitos Los dispositivos conectados requieren que las empresas ajusten y adapten el diseño y desarrollo de circuitos para que funcionen con los nuevos requerimientos del sistema. Por ejemplo, las aplicaciones que requieren baterías de larga duración podrían necesitar tener tarjetas de circuitos especialmente diseñados para optimizar el consumo de energía.

2.- Programación de microcontroladores El Internet de las Cosas contiene miles de millones de pequeños dispositivos interconectados, muchos de los cuales requieren, como mínimo, un microcontrolador para añadir inteligencia al dispositivo y ayudarle a procesar tareas. Los microprocesadores son chips de bajo costo y baja energía que contienen programación y datos en su memoria, para manejarlos, se está requiriendo profesionales con experiencia en lenguaje de programación Arduino, por ejemplo, que es el más común para construir proyectos que incluyen sensores y automatización. SJM Computación 4.0

Habilidades más demandadas para el IoT 3.- AutoCAD AutoCAD es el software premier para diseño de aplicaciones de ingeniería y ha tenido un fuerte crecimiento conforme el número y complejidad de dispositivos IoT continúa creciendo. Los productos inteligentes y conectados requieren un nuevo grupo de principios, así como diseños que logren la estandarización del hardware o permitan la personalización.

4.- Machine learning o aprendizaje de máquina Los algoritmos para el aprendizaje de máquina requieren crear aparatos más inteligentes, aplicaciones y otros productos usando sensores y otros dispositivos conectados. El aprendizaje de máquina puede usarse para hacer predicciones identificando patrones de datos de estos dispositivos. Así, las empresas están buscando a científicos de datos para crear algoritmos adaptativos y con capacidades analíticas de datos para extraer el valor de estos nuevos datos.

5.- Infraestructura de seguridad La seguridad de la información y los temores de una mayor exposición de los datos, sin mencionar la seguridad física y de los dispositivos, son de los mayores impedimentos para el desarrollo del IoT. Por la complejidad de la conectividad para el IoT se está teniendo una fuerte demanda de desarrolladores de seguridad en redes y programadores.

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Habilidades más demandadas para el IoT 6.- Big Data El IoT sin duda ha incrementado la cantidad de datos que las organizaciones deben analizar. Las empresas necesitan reunir los datos relevantes para sus negocios y simultáneamente filtrar y proteger los datos redundantes. Esto requiere un eficiente mecanismo que incluye software y protocolos. Conforme la proliferación de Big Data continúa creciendo, se requieren científicos de datos e ingenieros para colectar, organizar, analizar y crear arquitectura para estos datos. 7.- Ingeniería eléctrica La creación de la siguiente generación de dispositivos conectados requiere tanto experiencia en software como en ingeniería eléctrica. Los ingenieros eléctricos están ayudando a generar desarrollo de dispositivos para aplicaciones móviles. También se está requiriendo persona que trabaje con radiofrecuencia, microondas y datos análogos para aplicar sistemas de comunicación y GPS a los dispositivos.

8.- Ingeniería de seguridad Como ya se dijo, la seguridad es una gran preocupación en el mercado del IoT. Las filtraciones de datos de alta seguridad han incrementado la conciencia de los consumidores sobre temas de seguridad y privacidad. Para ayudar a mitigar cualquier riesgo potencial, las compañías están invirtiendo ingeniería de seguridad para conducir evaluaciones profundas que permitan identificar amenazas físicas y lógicas a los sistemas. SJM Computación 4.0

Habilidades más demandadas para el IoT 9.- Node.js Node.js es un ambiente open-source para desarrollo web en servidores usado para manejar dispositivos conectados con Arduino y Rasperry Pi. Con la disponibilidad de tarjeta que usan Raspberry Pi, Node.js se está convirtiendo en una opción para desarrolladores que buscan aprovechar su experiencia para crear aplicaciones para IoT. Node.js requiere pocos recursos, una función que los desarrolladores están aprovechando en escenarios de datos de IoT intensivos. Desde wearables hasta comunicación de máquina a máquina, Node.js se está convirtiendo en el lenguaje y plataforma más usado para IoT.

10.- Desarrollo de GPS El mercado GPS está resurgiendo, gracias al IOT, específicamente wearables, vehículos inteligentes y empresas de logística. La firma de análisis ABI predice que el mercado de GPS crecerá a 3.5 mil millones de dólares en 2019, conforme los negocios y los consumidores se adaptan más y más a dispositivos que cuentan con capacidad de localización.

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