Todo lo que necesitas saber sobre el IoT – Hardware

“El Internet de las cosas – Consideraciones de hardware

Fuente original: TALEND

El propósito de este primer artículo es presentar los conceptos fundamentales del Internet de las Cosas, pero desde el punto de vista de un dispositivo. Más precisamente, el tipo de hardware con el que trabajará, en lugar de simplemente observar la recopilación de datos o los aspectos de software.

No voy a resumir todo lo que podrías encontrar por tu cuenta, sino que trataré de explicarte las cosas básicas que debes tener en cuenta cuando recién comiences, porque ahí es el salvaje, salvaje oeste. Hay muchos dispositivos, diferentes tipos de microcontroladores y paradigmas de programación para elegir. Antes de comenzar realmente con esto, deberíamos hacernos un par de preguntas:

¿Por qué tanto se habla del Internet de las cosas?

Cuando observa las predicciones sobre el crecimiento en el mercado de IoT, observa una correlación entre el crecimiento de los dispositivos conectados y el crecimiento de los volúmenes de datos.

La adopción masiva de esta tecnología significa que podría cambiar potencialmente la sociedad en la que vivimos. Para aquellos que piensan que es “utópico”, realmente les recomiendo que lean el libro de Jeremy Rifkin The Zero Marginal Cost Society …” y vean que no estamos tan lejos de convertirnos en una “sociedad común de colaboración”.

Todo tipo de compañías, desde nuevas empresas hasta grandes empresas como GE, están aprovechando esta nueva oportunidad de mercado y han desarrollado lo que denominan “soluciones de autoservicio” y plataformas listas para que usted aborde la IoT. Sin embargo, estos tienden a quedarse cortos porque lo más probable es que sea tecnología patentada, desarrollada para necesidades específicas y que requiera un desarrollo intensivo.

Ok bien, pero ¿por qué ahora?

Creo que actualmente estamos en la era en la que 3 fuerzas tecnológicas están convergiendo.

DATOS: Es el “Big Bang” para datos y análisis, y tenemos la tecnología para ingerir y almacenar la gran cantidad de datos que utilizan tecnologías de código abierto como Hadoop y su ecosistema, además de ejecutar análisis por lotes, interactivos o en tiempo real que también utilizan Marcos de código abierto como MapReduce y Apache Spark.

NUBE: Lo que comenzó como SaaS ha evolucionado por completo y madurado hasta convertirse en infraestructuras y plataformas completas. Ahora estamos a solo unos pocos clics y minutos de crear una infraestructura de TI completa y una solución empresarial en la nube.

ELECTRÓNICA / ROBÓTICA: Vemos mucha innovación en los sensores que capturan nuevos tipos de datos en torno a nuestro movimiento y nuestro entorno. Puede comenzar fácilmente en un proyecto de robótica con su hijo utilizando una placa de desarrollo accesible y barata. Además, cualquier persona puede comenzar a crear prototipos de cualquier idea innovadora y hacer que se funden.

Computación ubicua – El comienzo de IoT

Ok, entonces comencemos por el principio ahora que entendemos la oportunidad del mercado. El Internet de las Cosas no es nuevo. Originalmente, Ubiquitous Computing, acuñado por Mark Weiser en 1991, cuando señalaba “La computadora para el siglo XXI” se refería a un cambio de paradigma en el que una máquina de uso general (PC) será reemplazada por una gran cantidad de computadoras especializadas, que están incrustados en los objetos cotidianos. Una aplicación típica para esto es la casa inteligente. Por lo tanto, la computación ubicua como una visión era mucho más que tecnología, trataba la cuestión de cómo los usuarios interactuarían con un entorno físico pero enriquecido con la computación al mismo tiempo.

En pocas palabras, la computación ubicua está en todas partes. La computación generalizada está en algún lugar (como tu escritorio). En la práctica, no creo que haya mucha diferencia y son solo términos diferentes para describir los mismos modelos de computación.

La computación biquitous o omnipresente es un concepto en informática e ingeniería donde la computación se hace aparecer en todo y cualquier lugar. En contraste con la computación de escritorio, la computación ubicua puede ocurrir usando cualquier dispositivo, en cualquier ubicación y en cualquier formato. Un usuario interactúa con la computadora, que puede existir en muchas formas diferentes, incluidas computadoras portátiles, tabletas y terminales en objetos cotidianos, como una nevera o un televisor.

El internet de las cosas

El término “Internet de las cosas” fue acuñado por Kevin Ashton en 1999. El Internet de las cosas es realmente más una palabra de moda de marketing. Yo consideraría que es una aplicación de computación omnipresente o ubicua. En este paradigma, se supone que los dispositivos y objetos cotidianos comunes son dispositivos informáticos inteligentes conectados a Internet y capaces de comunicarse con usuarios y otros dispositivos similares. Originalmente se pensó que el Internet de las Cosas extendía los principios de Internet como un concepto de organización de red a las cosas físicas.

Mientras que la computación ubicua estaba diseñada para hacer que los objetos fueran inteligentes y crear una interacción más rica, el Internet de las Cosas estaba mucho más centrado en las representaciones virtuales de objetos identificables automáticamente.

Cuando Kevin Ashton declaró: “Somos físicos, y también lo es nuestro entorno. Nuestra economía, sociedad y supervivencia no se basan en ideas o información, se basan en cosas. No puedes comer trozos, quemarlos para mantenerte caliente o ponerlos en tu tanque de gasolina “. Creo que estaba tratando de decirnos que no olvidemos que las computadoras de hoy y, por lo tanto, Internet, son casi totalmente dependientes de los recursos humanos. Seres para la información.

Casi todos los datos disponibles en Internet fueron capturados y creados por primera vez por seres humanos: al teclear, presionar un botón de grabación y tomar una fotografía digital. El problema es que las personas tienen un tiempo, atención y precisión limitados, todo lo cual significa que no son muy buenos para capturar datos sobre cosas en el mundo real y por eso estamos usando la electrónica para hacer eso.

Ahora que entendemos mejor el concepto, profundicemos en los tipos de hardware que hacen que el concepto de IoT realmente funcione en el mundo real.

¿Qué son las “cosas” en IoT?

Sistema en chip (SOC)

Los SOC son sistemas electrónicos que integran una Unidad de Microcontrolador (MCU) como uno de sus componentes. Normalmente se ejecuta en una sola MCU y puede ser de 8, 16, 32 bits. También expone las entradas / salidas de uso general (GPIO) y es programable utilizando una cadena de herramientas que compila el código (firmware) y lo carga en la memoria permanente de la MCU (SDRAM).

El tablero más popular de los últimos 7 años ha sido el tablero de desarrollo basado en Arduino, luego el basado en ARM, que viene con un entorno de desarrollo integrado (Arduino IDE), un paradigma de programación simple y el factor de forma más común y ampliamente difundido.

Otro SOC se hizo muy popular pocos años después, el Node-MCU o ESP-01 o ESP8266. Es un tipo de Arduino Uno más pequeño, más barato y de menor consumo que los esteroides. Tiene más memoria, un procesador más rápido, Wi-Fi integrado pero menos GPIO. Es un poco más complicado comenzar a programarlo, pero se integra muy bien con el IDE de Arduino. Puede comenzar echando un vistazo allí: https://github.com/esp8266/Arduino

Recientemente hemos visto cierta consolidación del mercado en este espacio, ya que Atmel fue comprada por Microchips y ARM por Softbank.

Microcontrolador industrial (PLC y RTU)

En el mundo industrial, las computadoras digitales deben ser resistentes y adaptarse para el control de los procesos de fabricación, como líneas de ensamblaje, dispositivos robóticos o cualquier actividad que requiera un control de alta confiabilidad y facilidad de programación y diagnóstico de fallas de proceso. Hay dos tipos conocidos de microcontroladores que debe conocer. El controlador lógico programable y la unidad terminal remota.

Un controlador lógico programable (PLC) es básicamente un microcontrolador gigantesco. Hace lo mismo que puede hacer un microcontrolador, pero con mayor velocidad, rendimiento y confiabilidad donde un microcontrolador es en realidad solo una pequeña CPU o computadora de baja potencia con algunos registros de salida conectados a los pines.

Una unidad terminal remota (RTU) es un dispositivo electrónico controlado por microprocesador que interconecta objetos en el mundo físico con un sistema de control distribuido transmitiendo datos de telemetría al sistema y / o alterando el estado de los objetos conectados en función de los mensajes de control recibidos del sistema. .

Las funciones de las RTU y los PLC se superponen bastante, pero en términos de uso, las RTU tienden a ser más adecuadas para una amplia telemetría geográfica, mientras que las PLC son las más adecuadas para el control del área local.

Ordenador de placa única (SBC)

Una computadora de una sola placa (SBC) es una computadora completa construida en una sola placa de circuito, con un microprocesador (es), memoria, entrada / salida (I / O) y otras características requeridas de una computadora funcional. Las computadoras de una sola placa se crearon como sistemas de demostración o desarrollo, para sistemas educativos o para usar como controladores de computadora integrados. Muchos tipos de computadoras en el hogar o computadoras portátiles integran todas sus funciones en una sola placa de circuito impreso. A diferencia de una computadora personal de escritorio, las computadoras de una sola placa a menudo no dependen de las ranuras de expansión para funciones periféricas.

La primera computadora verdadera de una sola placa nació en 1976 llamada “dyna-micro”, se basó en el Intel C8080A y también usó la primera EPROM de Intel, el C1702A. Los SBC también figuraron en gran medida en la historia temprana de las computadoras domésticas, por ejemplo en el Acorn Electron y el BBC Micro. Otras computadoras típicas de una sola placa, como el KIM-1, a menudo se enviaban sin un gabinete, que el propietario tenía que agregar.

Hoy en día vemos muchos de esos SBC en el mercado, pero en mi opinión, 2 familias se destacan entre la multitud, la Raspberry Pi y la Onion Omega.

 

La Raspberry Pi es una SBC desarrollada en el Reino Unido por la Raspberry Pi Foundation para promover la enseñanza de la informática básica en las escuelas y en los países en desarrollo. El modelo original se hizo mucho más popular de lo previsto, vendiendo fuera de su mercado objetivo para usos como robótica, Internet de las cosas …

Varias generaciones de Raspberry Pi han sido lanzadas. Todos los modelos cuentan con un sistema Broadcom en un chip (SoC) con una unidad de procesamiento central (CPU) compatible con ARM integrada y una unidad de procesamiento de gráficos en chip (GPU).

El Omega es una computadora personal de una sola placa creada por una empresa nueva llamada Onion, lanzada en Kickstarter. Se anuncia como “el servidor Linux más pequeño del mundo”. El sistema combina el pequeño factor de forma y la eficiencia energética del Arduino, con el poder y la flexibilidad de la Raspberry Pi, puede encontrar esta SBU en muchos dispositivos, si posee un enrutador D-Link lo descubrirá que es alimentado por una cebolla omega.

Conclusión

Enfrentémoslo, los microcontroladores, las computadoras, los teléfonos inteligentes, los dispositivos portátiles y el Internet de las cosas ya están jugando un papel importante en nuestra vida cotidiana, ya sea que interactuemos con ellos o que “actúen como un servidor invisible”. ¿Esto va a cambiar el mundo? Ya lo hizo y no va a parar aquí.

Ahora que sabemos un poco más sobre los conceptos y la Historia de la IoT desde la perspectiva de un dispositivo, estad atentos para el próximo episodio de la serie que tratará sobre el mundo salvaje de Internet de las redes y los protocolos de mensajería.”

Fuente: TALEND