¿Qué es IoT o Internet de las Cosas y para qué sirve?

por | Jul 8, 2022 | HARDWARE, SOFTWARE, WS

Desde que el británico Kevin Ashton acuñara el término ‘Internet of Things’ en 1999, su aplicación se ha extendido como la pólvora gracias al desarrollo de las tecnologías de comunicación y al incremento de las conexiones de Internet en las dos últimas décadas.

En el mundo conectado en el que vivimos el IoT, o Internet de las Cosas en castellano, es una tecnología ya madura, con aplicación en casi todos los sectores y ámbitos de nuestra vida. De hecho, se estima que actualmente existen más de 8.000 millones de dispositivos IoT. En 2030 este número superará los 25 mil millones de unidades. En cuanto a su valor en el mercado mundial, se estima que alcance un valor de 1,1 billones de dólares en ingresos en 2024, según un estudio de Globaldata.

En este post profundizamos un poco más acerca de esta tecnología, sus posibilidades y los protocolos de comunicación IoT más utilizados.

¿A qué nos referimos cuando hablamos de IoT?

El IoT describe una red de dispositivos físicos conectados a Internet, siendo capaces de interactuar y comunicarse con sistemas de gestión y/o procesamiento de datos. En algunos casos, los dispositivos también se comunican entre sí, aunque no es lo más habitual. Esta tecnología posibilita aplicaciones prácticas casi infinitas tanto en sectores industriales como en domótica, sanidad, energía, logística, banca, y un largo etcétera. De hecho, prácticamente cualquier objeto físico puede ser conectado a Internet. Sin embargo, en WoodSwallow somos partidarios de no ceder a la fiebre de ‘conectar por conectar’ simplemente porque es tecnológicamente viable, sino que antes debemos preguntarnos qué valor real aporta dicha conexión. Por ello, recomendamos no lanzar al mercado dispositivos conectados sin antes haber realizado un profundo análisis sobre su viabilidad no solo técnica sino también de negocio.

Ventajas de convertir un objeto en un dispositivo IoT

De lo que no cabe duda es de que los dispositivos IoT ofrecen una enorme cantidad de ventajas y beneficios. Favorecen la aparición de nuevos modelos de negocio y nuevos servicios, así como el aumento de la productividad y el ahorro de costes. Además, mejoran la experiencia de usuario o la flexibilidad y agilidad a la hora de tomar decisiones, entre otras muchas ventajas.

Dotar de conectividad a un dispositivo nos permite recoger los datos generados y mandarlos a la red para su posterior análisis. Aunque hay casos en los que la información se analiza o se trata en el mismo dispositivo para luego emitirla ya analizada. Si hablamos de sistemas embebidos (dispositivos físicos diseñados para cumplir una o unas pocas funciones concretas), la evolución hacia dispositivos IoT es, en muchos casos, muy conveniente.

Por ejemplo, podemos tener una serie de sensores de humedad desplegados a lo largo de una fábrica. Estos simplemente podrían cumplir su función por sí mismos.Sin embargo, si vamos un paso más allá y los convertimos en dispositivos conectados, podremos recopilar los datos y monitorizar la actividad de los sensores a distancia y en tiempo real. Ya no necesitaríamos recoger manualmente los datos de cada uno de los sensores, con la consecuente inversión en tiempo, personal y esfuerzo que ello conlleva. Sin duda, es un salto sustancial que favorece la toma de decisiones de forma más ágil y eficiente, así como un importante ahorro de tiempo y costes, entre otros.

Mención aparte merece el aspecto de la seguridad. No hay que olvidar que dotar de conectividad a dispositivos físicos, implica una serie de desafíos de seguridad, privacidad y cumplimiento normativo que hay que tener muy en cuenta a lo largo de todo el proceso de definición, diseño, desarrollo y mantenimiento de cualquier dispositivo IoT.

Algo que diferencia a lo que entendemos por ciberseguridad y la seguridad IoT es que, para hablar de seguridad IoT, se debe tener en cuenta la ciberseguridad desde el punto de vista del propio software, pero también la seguridad del dispositivo físico, del hardware. Este último es, con frecuencia, el gran olvidado, lo que provoca brechas de seguridad que podrían haber sido evitadas.

Protocolos de comunicación IoT

A la hora de desplegar un entorno IoT, debemos decidir qué protocolo de comunicación IoT es el más adecuado. Este será el que permita la comunicación entre los dispositivos y los sistemas de gestión y/o procesamiento de datos; es decir, la comunicación Machine2Machine (M2M). En este sentido, existen diferentes tipos de protocolos en función del tipo de dispositivos IoT que sea necesario conectar y de las necesidades de comunicación de cada caso.

En cuanto a los protocolos de comunicación inalámbricos más habituales hoy día, podemos distinguir entre protocolos según su capacidad de alcance, y su tasa de datos y consumo de energía. Si lo que necesitamos es transmitir una gran cantidad de datos a poca distancia, el protocolo que necesitemos será diferente al que escogeríamos si lo que buscamos es transmitir una menor cantidad de datos, pero a una distancia mayor. Otro aspecto a tener en cuenta es la fuente de energía del dispositivo. Si este está alimentado por una batería, necesitaremos que sea mucho más eficiente energéticamente que si estuviera conectado a la red. Cada tecnología tiene sus fortalezas y debilidades, por lo que a la hora de decidir qué protocolo IoT es el más adecuado para nuestro dispositivo IoT, debemos sopesar diversos factores.

Tabla comparativa de los protocolos de comunicación IoT más habituales.

Bluetooth

La tecnología Bluetooth es un un protocolo estándar de comunicación inalámbrica IEE.802.15 de corto alcance muy extendida en el mercado de consumo. Originariamente, fue diseñada para la transmisión de datos entre dos dispositivos digitales (entre un ordenador y unos auriculares inalámbricos, por ejemplo). En algunos casos, la conexión se puede incluso realizar desde un dispositivo hacia varios dispositivos de forma simultánea. Su rango de actuación es de aproximadamente 10 metros (aunque en algunos casos puede ser mayor) y opera en la banda 2,4 GHz.

Desde sus inicios, hace ya más de 20 años, se han desarrollado muchas versiones que han ido mejorando esta tecnología, siendo la versión más reciente la Bluetooth 5.3, lanzada recientemente. Esta versión trae importantes avances en cuanto a mejora del rendimiento, mejor experiencia de usuario y, sobre todo, el consumo energético. Este último punto, el de la reducción del consumo de energía, está especialmente pensada para IoT.

Actualmente esta tecnología es muy utilizada, entre otros, en el sector retail, ya que permite localización indoor, facilitando nuevas posibilidades como geolocalización dentro de tienda, publicidad personalizada, entre otros.

ZigBee

ZigBee es un estándar inalámbrico de corto alcance y bajo consumo (IEE 802.15.4). A diferencia de Bluetooth, la comunicación no es de punto a punto, sino que funciona en una red de malla en la que la conexión de red se reparte entre nodos inalámbricos que se comunican entre sí y comparten una conexión de red en una zona amplia.

Debido a su corto alcance (menos de 100 metros), su uso es adecuado para aplicaciones de IoT con dispositivos de baja potencia que no requieren mucho ancho de banda y se sitúan a poca distancia. También es recomendado para necesidades de comunicación seguras, con baja tasa de envío de datos y poco consumo de energía (lo que favorece alargar la vida útil de las baterías).

El protocolo ZigBee es cada vez más utilizado en entornos domóticos, junto con tecnología Wi-Fi. Por ejemplo, para usos de iluminación inteligente, gestión de la energía, seguridad doméstica, etc.

Wi-Fi

Este es, sin duda alguna, uno de los protocolos más reconocido de esta lista. Durante los últimos años su uso se ha extendido ampliamente en entornos tanto domésticos como empresariales. Su ‘pero’ es que tiene limitaciones en cuanto a cobertura, escalabilidad y consumo de energía.

Dado que tiene un alto consumo de energía, no es apropiado para dispositivos en los que el acceso a la energía es limitado, como puede ser el caso de dispositivos IoT alimentados por baterías.

La última generación en la que se está trabajando y que comenzará a implantarse a partir del próximo año es la Wi-Fi 7 (oficialmente IEEE 802.11be). Esta incorpora mejoras significativas con respecto a la generación actual. En concreto aumenta considerablemente la velocidad (se habla de una velocidad máxima de hasta 40 Gigabytes por segundo), tendrá menor latencia y mayor capacidad, estabilidad y eficiencia. De hecho, admitirá hasta 320 MHz de ancho, lo que implica duplicar la capacidad de transmisión de datos actual.

Su combinación de altísima velocidad y baja latencia hará que esta nueva generación tenga, aún más si cabe, importantes aplicaciones tanto en redes domésticas, como industriales y de oficina. Por ejemplo, en el campo de la realidad aumentada o los videojuegos.

Sigfox

Sigfox es una tecnología inalámbrica de largo alcance y bajo consumo de energía que fue patentada la empresa Sigfox, y que actualmente es de dominio público. Aunque no tan mayoritaria, Sigfox juega un papel en el mundo IoT al ser muy apropiada para ciertos usos en la industria, el transporte, la logística, los servicios públicos, la energía, la salud y la agricultura.

Esta tecnología permite transmitir información desde los dispositivos a través de Internet con un bajo consumo gracias a que no tienen una tasa de datos alta y a que utiliza tecnología de banda ultra estrecha (UNB) para ahorrar energía. Además, posibilita transmitir información entre dispositivos situados a gran distancia, pudiendo llegar hasta los 5 kilómetros.

Otra característica es que, en ocasiones, no necesitan contar con una fuente de alimentación, sino que se alimentan con baterías que permiten su funcionamiento durante años. En general, es una tecnología efectiva y eficiente, muy utilizada en aplicaciones IoT no críticas.

LoRa

LoRa (acrónimo de Long Range) es un protocolo inalámbrico de largo alcance y baja potencia. Esta tecnología es propiedad de Semtech y utiliza una técnica de modulación de radiofrecuencia conocida como Espectro Ensanchado de Chirp (CSS). Lo que hace esta tecnología es transmitir la información entre dispositivos en forma de ondas de radio.

LoRa destaca del resto de tecnologías de largo alcance y baja potencia (LPWAN) por contar con una capa física de código abierto (PHY) que provee a los dispositivos de comunicación de largo alcance y bajo consumo. El hecho de que sea código abierto permite a más desarrolladores participar en su desarrollo, lo que favorece que el resultado final está más probado y sea más robusto.

En cuanto a sus aplicaciones, encontramos multitud de ejemplos como pueden ser contadores de agua y gas, iluminación pública, gestión de residuos, Smart energy o agricultura.

Líneas móviles (3G/4G/5G)

Las líneas móviles son otra tecnología ampliamente extendida desde hace décadas Su mayor fortaleza radica en su capacidad de ofrecer comunicaciones de banda ancha muy confiables. Por contra, su consumo de energía y sus costes operativos son bastante altos.

Al igual que ocurre en el caso de la tecnología Wi-Fi, su alto consumo de energía la hace una tecnología poco recomendada para dispositivos IoT con batería, pero sí que son muy apropiadas para otros casos de uso en los que es necesario conectar dispositivos IoT muy alejados entre sí como la gestión de flotas de vehículos o el sector logístico.

Mención aparte merece la nueva generación; el 5G. Con su latencia ultra baja y su alta velocidad, lo que lo posiciona como la tecnología del futuro para la movilidad conectada y autónoma, así como para realidad aumentada, entre muchas otras aplicaciones en el campo de la seguridad, la salud o la industria.

En este punto, no podemos dejar de mencionar dos tecnologías muy en boga últimamente: las redes celulares LTE-M y NB-IoT. Ambas son tecnologías Low Power Wide Area (LPWA) pensadas para aplicaciones IoT. Lo que facilitan es la conexión a Internet de dispositivos que necesitan transmitir pequeñas cantidades de datos a bajo coste y de forma que se optimice la vida útil de la batería. Esto hace que ambos protocolos sean muy convenientes para multitud de aplicaciones con estas necesidades, por lo que se prevé un importante desarrollo de ambas tecnologías en los próximos años.

Conclusión: te interesa seguir de cerca al IoT

Todo lo anterior son pequeñas pinceladas de lo que en realidad es todo un mundo complejo y cambiante; el del Internet de las Cosas. Cada día se desarrollan nuevas tecnologías y se descubren nuevas aplicaciones y nuevas oportunidades de negocio. Precisamente por sus posibilidades e implicaciones, es clave seguir de cerca todas las novedades en torno a estas tecnologías de la mano de expertos capaces de guiarte y asesorarte.

En WoodSwallow contamos con un equipo de ingenieros de hardware y de firmware. Tenemos más de 15 años de experiencia en diseño de hardware y software de productos IoT y sistemas embebidos. Contáctanos y te asesoraremos sobre tu proyecto IoT, y sobre el tipo de protocolo de comunicación qué mejor se adecúa a tu producto.

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