Una Introducción al Mundo de los Objetos Conectados

IoT - Internet of Things
Web de las Cosas

By Carlos González · usabilidadweb.com.ar

De qué trata la IoT - Internet de las Cosas

La IoT es una disciplina multicultural y compleja que tiene presencia en practicamente todos los aspectos imaginables de la vida cotidiana de todos nosotros. Los profesionales capacitados en esta disciplina que se demandarán a futuro serán muy dificil de cubrir ya que la diversidad de conocimiento que deben integrarse torna muy dificil la localización de recursos humanos.

Los dispositivos que forman parte de la IoT deben ser capaces de comunicarse entre sí en forma independiente del fabricante. Se necesitan Identificar y direccionar recursos a través de URL. Se necesitan describir las capacidades del dispositivo con tecnologías Semánticas. Esta es una recomendación temprana del W3C, ya que de lo contrario se generan celdas inconexas que atentan contra el espíritu de la IoT. Se debe poder describir formalmente los Sensores, las Mediciones, la Precisión de las mismas y una larga lista de parámetros técnicos. Se necesita una Infraestructura de integración Semántica de Datos del Mundo Real. Se requieren SPARQL Endpoint unificado de Linked Stream Data, como así también una Interfaz Web para exploración, anotación y visualización.

IoT y Tecnologías

El mundo tecnológico que interviene en la Internet de las Cosas es multicultural y complejo y basicamente comprende las siguientes disciplinas:
  • Hardware: Electrónica y Microcontroladores
  • Redes y Protocolos: Configuración
  • Análisis y Procesamiento de Información: Modelo de Datos, Sistemas de Información, Inteligencia Artificial y Minería de Datos
  • Aplicaciones e Interfaces de Usuario: Interacción Hombre - Máquina
  • Componentes básicos: Procesamiento y Memoria, Sensores y Actuadores y Comunicación de Red
  • Requisitos: Deben ser muy baratos y consumir muy poca energía

El cambio en la naturaleza de la cosa conectada

La diferencia fundamental que brindan los productos conectados e inteligentes no es internet sino el cambio en la naturaleza de la cosa conectada. Son las nuevas habilidades de los objetos y la data que ellos generan los factores principales de la nueva época. [Michael Porter, profesor de estrategia de Harvard]

Mark Weiser (laboratorios PARC) creó el término computación ubicua. Weiser imaginaba computadoras y sensores embebidos invisiblemente en todo nuestro alrededor ayudándonos con nuestra vida cotidiana; y señaló: Las tecnologías más importantes son las que desaparecen. Son las que se entrelazan con el tejido de nuestra vida cotidiana hasta que ya no son distinguibles de ella.

¿Cómo podemos lograr todo esto? Poniendo centenares de pequeñas computadoras y sensores conectados a la red en absolutamente todo: interruptores, puertas, heladeras, televisores, termostatos, zapatos, autos. En los días de Weiser esto parecía una locura y aún hoy parece algo extravagante, sin embargo las transformaciones parecidas ya han sucedido en nuestras vidas.

Precisamente, sobre cómo lograr ésto trata el curso. El mundo del Hardware y Software se unen para lograr el IoT (Internet of Things), veamos las etapas:

Algunos Temas del Curso IoT


Cómo crear Objetos Inteligentes: Sensores, Procesamiento y Conexión.
Comunicación de Objetos Inteligentes. Semántica y IoT
Aplicaciones de software que usan datos emitidos por esos objetos
Técnicas básicas, Prototipos y Software que puedan emplearse en diversos campos
  • Introducción a los principios de Electrónica
  • Computación Fisica. Prototipado
  • Análisis de Arduino
  • Diseño del Hardware a usar
  • Diseño del Software a usar
  • Conexión de los circuitos a Arduino
  • Arduino en las redes Ethernet:
    Arduino y el Internet de las Cosas
  • Técnica de control de Micromotores, Servos e Iluminación con PWM
  • Control Lógico de Dispositivos
  • Medición de Temperatura y Humedad en Tiempo Real
  • Control de Objetos desde Internet
  • Escritura Serial
  • Transferencia de datos de Sensores al Servidor Web
  • Comunicación entre Arduino y Node.js
  • Procesamiento de datos del Sensor mediante Software
  • Almacenamiento de datos desde Arduino a la base de datos SQLite
  • Display de los datos almacenados con PHP y Python
  • Semántica de los datos
  • Modelado Semántico de sensores y observaciones, y conceptos relacionados
  • Representación Ontológica de datos sobre tráfico
  • Programación para Arduino

El entrenamiento contempla el desarrollo teórico - aplicado de proyectos sencillos a efectos de entrar en el mundo del Hardware y Software; estos consideran técnicas que luego pueden aplicarse en otros campos del desarrollo. No se debe olvidar que la inteligencia de Arduino está en su programación.

Soporte: Se prevee un nivel de soporte importante para que todos, sin conocimientos previos, puedan acceder a éste curso. Los Estándares web, Base de Datos, PHP y web semántica aplicada al IoT forman parte del entrenamiento; el estudio del Stack MEAN es opcional. No obstante esto, las configuraciones de red, bases de datos, etc., son trabajos personales ya que dependen del hardware, software, modems, routers de cada uno.

IoT y la Semántica

El tema tiene especial importancia dentro de los contenidos del curso.

El modelado semántico proporciona una base potencial para la interoperabilidad entre los diferentes sistemas y aplicaciones en el Internet de las Cosas (IoT). Actualmente el trabajo se ha centrado sobre todo en la gestión de recursos IoT aunque no en el acceso y utilización de la información generada por las cosas conectadas.

Ontologías W3C y otras ofrecen un modelo de descripción semántica de la representación del conocimiento en el dominio de la IoT .

Los usuarios pueden extender el modelo mediante la vinculación a ontologías externas, las bases de conocimiento o datos existente vinculados (Linked Data).

Se prevé que la información producida en la IoT , en combinación con los recursos y servicios existentes en el actual Web , permitirá a las aplicaciones revolucionarios modelos de negocio.

El Desarrollo de Ideas

El lenguaje de programación de Arduino está basado en Wiring y el entorno de desarrollo (IDE) está basado en Processing.

Decenas de miles de estudiantes, artistas, diseñadores, investigadores y aficionados usan Processing para el aprendizaje, la creación de prototipos y el desarrollo de ideas.

Esto es lo suficientemente importante y está incluido en el entrenamiento; no se debe perder de vista que al fin de cuentas Arduino hará según se lo programe, esto es el núcleo de su funcionamiento. La conexión de Arduino a la red, la transferencia de datos de un sensor al servidor web, etc., son cosas que tarde o temprano todos pueden hacer.

Arduino

Arduino es una plataforma de electrónica Open Source para la creación de prototipos basada en software y hardware flexibles y fáciles de usar. Se creó para artistas, diseñadores, aficionados y cualquiera interesado en crear entornos u objetos interactivos y para desarrollar ideas.

Arduino puede tomar información del entorno a través de sus pines de entrada de toda una gama de sensores y puede afectar aquello que le rodea controlando luces, motores y otros actuadores. El microcontrolador en la placa Arduino se programa mediante el lenguaje de programación Arduino (basado en Wiring) y el entorno de desarrollo Arduino (basado en Processing). [arduino.cc]

Internet 0

Internet 0 (internet cero) es un nivel o capa física de baja velocidad diseñada con el fin de asignar direcciones IP sobre cualquier cosa. Fue desarrollado en el Centro de Bits y Átomos del MIT por Neil Gershenfeld, Raffi Krikorian y Danny Cohen. Cuando se inventó, se estaban barajando algunos otros nombres, y se nombró así para diferenciarlo del internet 2 o internet de alta velocidad.

El nombre fue elegido para enfatizar que se trataba de una tecnología lenta, pero al mismo tiempo, barata y útil. Fue acuñado por primera vez, durante el desarrollo del Media House Project que desarrolló el grupo Metapolis y el Media Lab del MIT inaugurado en Barcelona el 25 de septiembre de 2001, y dirigido por Vicente Guallart y Neil Gershenfeld. Este sistema habilita una plataforma de computación ubicua, es decir, acerca el concepto de internet de las cosas puesto que por ejemplo, en una oficina todos los objetos podrían estar sujetos al control común por medio del internet 0, que se encargaría de recopilar información y mostrársela al usuario en cuya mano estaría tomar la decisión de qué hacer. En el prototipo desarrollado, las cosas se podían conectar entre ellas a partir de una estructura espacial, que incluía la estructura física, una red de datos y una red eléctrica.

En el internet 0 las etiquetas RFID son un paquete físico que forman parte de la red y el usuario puede comunicarse con ellas compartiendo datos. De este modo se puede extraer información y actuar conforme a los datos extraídos. [Fuente del fragmento: Wikipedia]

Sectores de Impacto

Los sectores de impacto de esta tecnología son, en especial, los siguientes:

  • Transporte
  • Seguridad y Navegación
  • Educación
  • Ciencias de la Salud
  • Monitoreo de Signos Vitales
  • Deporte y Entrenamiento
  • Smart Home / Office
  • Plantas Industriales
  • Social
  • Robot Taxi
  • Smart City / Earth Monitor, etc....