Las 3 tecnologías clave para el Internet de las cosas

Ya estás escuchando y leyendo mucho sobre ello pero pero irá a más. Nos referimos al Internet de las cosas, toda una realidad con muchas promesas por delante que es posible gracias a tecnologías que se han ido desarrollando en estos últimos años.

Partiendo del término inglés IoT - Internet of Things -, estamos rodeados de pequeñas redes y nuevas tecnologías que tienen una única finalidad: conectar el máximo de objetos que nos rodean, entre ellos y con nosotros.

Objetos conectados y Smart Cities, lo más "visible"

Los primeros pasos en el Internet de las Cosas nos deja dos campos principales de acción. En ambos el objetivo final es que para el usuario sea transparente que su entorno esté conectado y a la vez útil y aprovechable.

El ejemplo más cercano del IoT está en el propio hogar, donde electrodomésticos, servicios o pequeños gadgets como las bombillas ya están conectados a Internet. El otro gran ámbito de acción del IoT es el de las ciudades avanzadas o Smart Cities.

En ellas el Internet de las Cosas se aprovecha para medir ciertos parámetros externos (ya sea temperatura, energía, actividad, luz, humedad, errores, etc.), de forma automática y sin la interacción del ser humano. Y que esos datos viajen a un centro de procesamiento para que se tomen las decisiones adecuadas en tiempo real. Por ejemplo, son muchas las ciudades que están implementando redes de sensores en multitud de puntos como alarmas, semáforos, alcantarillas, vehículos, alumbrado... y hay mejoras interesantes que se espera conseguir, como la cuantificación de los peatones que pasan por un determinado cruce para optimizar automáticamente el tráfico en esa zona.

Pero, ¿cuáles son las tecnologías clave del Internet de las cosas? IoT dispone de una secuencia de capas, cada una encargada de una labor y que ha sido diseñada con mimo para cumplir su función. Desde la extracción de datos, su envío y recepción y posterior procesamiento para dar lugar a los resultados. Empecemos.

La nueva hornada de procesadores

Uno de los requisitos del Internet de las cosas es que los dispositivos - luego veremos su misión - deben ser pequeños, y sabíamos que los procesadores tenían que cambiar respecto de lo que conocíamos anteriormente. No nos valen los procesadores, digamos, 'clásicos' de ordenador, tiene que ser algo mucho más pequeño y de consumo menor. No importa que sean sencillos o poco potentes, lo que prima ante todo son esos dos puntos.

Los procesadores de smartphones y su evolución de los últimos años, con el formato SoC ya establecido, han ayudado mucho. Las soluciones de ARM cumplen con las expectativas: son pequeños y, aunque también poco potentes en comparación con otros chips del mercado, cubren con los requisitos planteados.

ARM tiene en el mercado un enorme catálogo de SoCs, en el que el producto más conocido son sus SoC de smartphone. Pero los Cortex-A no son los únicos y junto a ellos los Cortex-R y Cortex-M son ideales para dispositivos IoT. En ambos casos hablamos de procesadores RISC de 32 bits en los que, como siempre ocurre, ARM los diseña pero no los fabrica; son otras terceras compañías las que se encargan de esta fase.

Mientras que los Cortex-R se integran en dispositivos como discos duros o en industrias como la automoción, los Cortex-M son más conocidos debido a su utilidad en aparatos finales más cercanos al usuario. Por ejemplo termostatos, altavoces, hornos o cuantificadores personales se aprovechan de los actuales modelos. ARM se guarda un as en la manga: proporcionar múltiples gamas de productos para adaptarlas a los diferentes requisitos del mercado:

Tampoco podemos olvidar que ARM ha salido de compras recientemente poniendo el punto de mira puesto en el IoT, así que pronto nos enseñarán nuevos productos relacionados con este mercado.

Aunque ARM es una importante pieza del mercado del hardware para IoT, no es ni mucho menos la única compañía existente. Otra gigante de este sector ha entrado hace relativamente poco: Intel tiene a Quark, su SoC para IoT presentado en 2013 y que poco a poco ha ido haciéndose un hueco. Lo hemos visto en multitud de aplicaciones, con un concurso entre medias en el que se han ideado cosas como las camisetas con cámara, made in Spain.

Como veis, los proyectos de Intel son de lo más variopinto y van desde cubrir el mercado de las smartcities hasta el IoT más personal y comercial, enfocado a todo tipo de usuarios. Eso sí, sus productos son aún prototipos en fase de desarrollo que necesitan tiempo para continuar creciendo, de forma que tendremos que seguirles la pista muy de cerca para ver como evolucionan.

Además de estos dos gigantes de la industria, en los tiempos más reciente también estamos viendo cómo otros fabricantes como MediaTek (¿recuerdas las zapatillas con GPS?), Samsung o Qualcomm están haciendo sus primeros pinitos para conseguir su trozo de tarta del mercado. Eso sí, apenas acaban de empezar y aún tardaremos unos pocos meses o años en conocer sus productos.

Junto a los fabricantes más clásicos también hemos vivido el nacimiento y posterior auge de un elemento de la tecnología que ahora es esencial para muchos, y que está íntimamente ligado con el Internet de las Cosas: Arduino, adorado por la comunidad y basado mayoritariamente en procesadores RISC de Atmel, permite que casi cualquier persona con unos conocimientos básicos de electrónica y programación pueda diseñar e implementar sus ideas.

En este sentido gracias a Arduino se están creando múltiples iniciativas para satisfacer las necesidades del IoT, tales como sensores para el hogar, circuitos con control y gestión de cámaras de videovigilancia o incluso termostatos de tipo Nest. Y su futuro puede ser todavía más relevante en el mercado del DIY del Internet de las Cosas por su acercamiento a Windows 10.

Los sensores, tan indispensables como invisibles

El procesador y la plataforma se encargan de 'gestionar' la información, pero ésta debe venir de otro tipo de dispositivos: los sensores. Es el elemento hardware que interactúa entre nuestra tecnología y el entorno, capturando los datos que nosotros deseemos.

Antaño la electrónica estaba muy limitada a un ámbito casi puramente profesional, pero la llegada de Arduino ha permitido que cualquiera pueda hacer sus primeros pinitos. En buena parte ha ayudado el bajo coste de los componentes y el enorme catálogo de accesorios que tenemos disponibles.

Mirando únicamente la categoría de sensores de la tienda oficial nos encontraremos con un montón de elementos, incluyendo desde los más sencillos botones, sensores de ultrasonidos, de luz o de distancia. Si abrimos el abanico a otras tiendas nos encontraremos con sensores táctiles, acelerómetros, de inclinación, potenciómetros, de humedad y temperatura, altitud, presión... casi cualquier cosa que imaginemos pueda medir 'algo', está en Arduino.

Si salimos del mundo Arduino, lo habitual es que muchas de las compañías detrás del IoT tengan la capacidad de diseñar y fabricar sus propios sensores, de forma que sus posibilidades son ilimitadas. A medida que se vayan estudiando nuevas necesidades en el mercado se irán creando los sensores para satisfacerlas convenientemente.

Comunicación de bajo consumo

Ya tenemos los datos almacenados en un pequeño ordenador, pero éste no es lo suficientemente potente como para poder procesarlos de forma rápida. ¿Qué hacer? Mover esa información a otro ordenador a través de algún canal de comunicación.

Y aquí hay dos vertientes. Muchos de los protocolos de comunicación tradicionales continúan vigentes en IoT y sus futuras mejoras serán clave. Hablamos por ejemplo de conexiones de red local vía Ethernet o de transmisión inalámbrica a través de conectividad móvil, según sean los requisitos en cada ubicación.

Por ejemplo, estas dos opciones son las contempladas por Vodafone e IBM en sus ciudades conectadas, donde las velocidades de conexión que permitirán los próximos protocolos, como el 5G, serán la base de la conectividad de largo alcance del IoT.

Pero también hay nuevos protocolos que han sido ideados pensando en el IoT y la comunicación de objetos entre ellos y a corta distancia. Un ejemplo es NFC o también Bluetooth 4.0, que tiene el apellido de LE 'Low Energy' precisamente porque está pensado para ser implementado en sistemas con baterías reducidas como por ejemplo pulseras cuantificadoras.

El aspecto energético ha sido durante muchos años un elemento de batalla en las comunicaciones precisamente por los altos consumos de estos componentes, y los diseñadores y fabricantes actualmente lo tienen en el punto de mira para continuar su mejora. Ese cuidado con el consumo irá asociado a los estándares de comunicación que nos irán llegando en el futuro, como LiFi, la transmisión de datos a través de la luz.