Explicación de los sistemas complejos de dispositivos de Internet de las cosas

El auge de IoT en las redes está generando innovaciones clave en el campo, incluidos los sistemas complejos de dispositivos de Internet de las cosas (SIoTD). Esta guía cubrirá los conceptos básicos de este concepto emergente y sus aplicaciones.

¿Qué es SIoTD?

El Internet de las cosas es una de las nuevas tecnologías más emocionantes que se ha generalizado en los últimos años. Tiene cientos de aplicaciones, que van desde la electrónica de consumo de próxima generación hasta dispositivos industriales de alto calibre.

Los sistemas de dispositivos IoT son redes de dispositivos IoT conectados que funcionan juntos para un propósito unificado. La característica clave de un sistema de red IoT como este es su arquitectura IoT, que incluye todas las capas de dispositivos, componentes y procesos que conforman la red.

Estos sistemas de dispositivos IoT pueden incluir una variedad de dispositivos diferentes, cada uno de los cuales tiene acceso a diferentes datos y se comunica con diferentes dispositivos dentro de la red. Un gran ejemplo de esto es un sistema de dispositivos IoT de estilo de vida del consumidor .

Muchos consumidores hoy en día tienen su propio sistema de red de IoT personal, que incluye un altavoz inteligente, su teléfono inteligente, su reloj inteligente, sus electrodomésticos inteligentes y, potencialmente, incluso su automóvil inteligente. Estos dispositivos pueden comunicarse con los consumidores y entre ellos de diferentes maneras, pero todos tienen el propósito común de simplificar y automatizar la vida diaria del consumidor.

En un entorno más industrial, un sistema de dispositivos IoT se vería un poco diferente pero funcionaría de manera similar. Una instalación de fabricación que usa IoT en redes podría adoptar tecnologías como sensores de control de calidad de IoT, sensores de IoT para sus robots de fabricación, monitores de inventario inteligentes, cámaras de seguridad inteligentes y equipos de almacenamiento inteligentes como robots de almacén.

En ambos escenarios, el complejo sistema de dispositivos IoT se puede diseñar de diversas formas, con diferentes capas y protocolos de procesamiento.

Capas de IoT en redes

La mayoría de los dispositivos IoT funcionan de manera similar. Los sensores informan al dispositivo sobre alguna condición, como la temperatura, y transmiten esa información a un controlador. El controlador prueba la información del sensor contra una condición o colección de posibles respuestas. Una vez que ha identificado la respuesta adecuada a los datos del sensor, "le dice" a los actuadores del dispositivo que hagan algo, como enviar una señal eléctrica para encender una bombilla o apagar un electrodoméstico. El dispositivo también está conectado a una red, generalmente Internet, donde se comunica y recopila datos de otros dispositivos.

En un sistema complejo de dispositivos IoT, estos componentes de cada dispositivo son parte de la arquitectura IoT más grande, la forma en que se compone la red. Esto es parte de por qué es tan "complejo". En un gran sistema de dispositivos IoT, podría haber docenas o cientos de procesos de sensor-controlador-actuador en marcha a la vez, todos hablando entre sí en todo momento.

Con las redes IoT, cada arquitectura incluye algunos componentes o unidades estándar : aplicaciones, análisis, integración, seguridad e infraestructura. Estos componentes se pueden considerar como diferentes categorías en las que se puede clasificar cada dispositivo o programa en el SIoTD. Las diferentes arquitecturas de IoT organizan sus componentes de diferentes maneras a través de "capas".

Tipos de Arquitecturas

Hay tres arquitecturas de red IoT principales: tres capas, cuatro capas y cinco capas. La de tres capas es la menos compleja. Se construye a partir de una capa de percepción, una capa de aplicación y una capa de red.

La primera capa, percepción, incluye todos los sensores que utilizan los dispositivos IoT en la red para recopilar información sobre el entorno y entre ellos. La segunda capa, la red, es el sistema nervioso que conecta todos los dispositivos y programas involucrados y envía datos entre ellos. La tercera capa, la aplicación, es la manifestación de la percepción y los procesos de red para el objetivo real que estaban tratando de lograr.

Una forma sencilla de pensar en esta arquitectura es como el cuerpo humano. La capa de percepción actúa como los sentidos: tacto, olfato y vista. La información que captan los sentidos del cuerpo se envía al cerebro, la capa de red. Aquí se procesa la información para tomar una decisión. Esa decisión da como resultado una acción que utiliza las habilidades motoras del cuerpo, la capa de aplicación.

Las arquitecturas de cuatro y cinco capas funcionan de manera similar pero con procesos un poco más complejos. La arquitectura de cuatro capas agrega una capa de procesamiento de datos específica separada de la capa de red. Esto es entre las capas de percepción y red. A menudo actúa como una capa de seguridad donde los datos o la autenticidad del usuario se confirman antes de que los datos de la capa de percepción se transmitan a la red real. Esto es importante ya que, como han subrayado los estudios intensivos de SIoTD, la seguridad cibernética es un desafío importante con estas redes grandes y complejas.

La arquitectura de cinco capas lleva las cosas un paso más allá al agregar una capa de procesamiento y una capa comercial. Como sugiere el nombre, una capa empresarial es especialmente útil para las aplicaciones SIoTD empresariales. Actúa como un programa de administración de red incorporado, organizando cosas como modelos comerciales o privacidad del usuario.

Aplicaciones para SIoTD complejos

Hay muchas aplicaciones para IoT en redes, que van desde productos electrónicos de consumo hasta programas expansivos de cadena de suministro. Es importante tener en cuenta que las aplicaciones en cualquier nicho o industria pueden usar cualquiera de las arquitecturas anteriores: la arquitectura correcta se trata más de la aplicación específica. Por lo tanto, una aplicación de consumo no utilizará necesariamente una arquitectura de tres capas solo porque es menos compleja que una aplicación de fabricación. Las necesidades de una determinada aplicación dictan qué arquitectura se debe utilizar.

Un gran caso de uso para los SIoTD es el monitoreo y la gestión de la cadena de suministro. Por ejemplo, las empresas de camiones de hoy tienen que equilibrar una cadena de suministro de alta demanda con una escasez de conductores. Esto requiere una optimización cada vez más precisa en cada etapa, desde la recogida del transporte hasta la entrega final y todas las paradas intermedias.

Los gerentes de logística deben tener en cuenta muchos factores al planificar la ruta más eficiente para un recorrido determinado. Pueden usar un sistema de dispositivos IoT para recopilar datos en tiempo real de toda su flota de camiones, lo que les permite ajustar el rumbo en la carretera y planificar rutas más estratégicas e informadas. Por ejemplo, los sensores de IoT podrían monitorear el consumo de combustible, los tiempos de viaje y los tiempos de inactividad, lo que ayudaría a identificar rutas más eficientes.

Otro caso de uso cada vez más popular para IoT en redes son los almacenes inteligentes. Al igual que las empresas de transporte por carretera, los almacenes de hoy tienen que mantenerse al día con una demanda increíblemente rápida. Entre los muchos beneficios de automatizar los almacenes con IoT se encuentran una mayor visibilidad y una mayor productividad.

Los gerentes de almacén pueden usar dispositivos IoT para hacer cosas como monitorear sus niveles de inventario, lo que puede mantenerlos informados sobre el inventario que se puede estar agotando o que expirará pronto. IoT también es una tecnología clave en los robots de almacén, que dependen de ella para la navegación y la comunicación. Los centros centrales realizan un seguimiento de dónde se encuentran todos estos robots en el almacén y garantizan que todo funcione sin problemas.

Innovando con Sistemas de Dispositivos IoT

IoT en las redes está asumiendo un papel más importante cada año. Estos dispositivos continúan avanzando en sus capacidades, inteligencia y aplicaciones. Todos los tipos de industrias están viendo los beneficios de los SIoTD, desde almacenes automatizados de próxima generación hasta los hogares inteligentes modernos de hoy. Comprender el funcionamiento interno de los sistemas complejos de dispositivos IoT ayuda a hacerlos un poco menos complejos y abre la puerta a nuevas ideas y nuevas aplicaciones para estos increíbles dispositivos.