¿Qué es Internet de las cosas (IoT)?

Introducción al esquema ¿Qué es Internet de las cosas? Características clave de la arquitectura de IoTIoT Modelos de comunicación de IoT Posibles aplicaciones de IoTHomeElectrónica de consumoSistema de transporte o automóvil inteligenteAplicaciones de IoTConstrucción y automatización del hogarCiudadesAmbienteEnergíaAgriculturaIndustriasSistemas médicos y sanitariosLogística es Internet de las cosas. Es una combinación inteligente de automatización y análisis avanzados para proporcionar una solución optimizada de la nueva era al aprovechar las tecnologías de redes, detección, big data e inteligencia artificial. Con el advenimiento de innumerables tecnologías de electrónica y software, Internet ha evolucionado de la fase P2P de simplemente conectar a las personas a la fase M2P de conectar a las personas a los dispositivos, y probablemente llegaría a la fase M2M de conectar dispositivos juntos. dispositivos integrados con sensores y otros dispositivos electrónicos, que se comunican entre sí a través de Internet.¿Qué es Internet de las cosas? Internet de las cosas es un mundo en el que todo lo que nos rodea, como teléfonos, televisores, luces, refrigeradores, AC, automóviles, etc. están monitoreando, detectando e interactuando entre ellos con o sin control humano. Muchos consideran Internet de las cosas o IoT como la próxima revolución técnica en Internet. Internet de las cosas (IoT) es una red de sistemas integrados (dispositivos) con conectividad a Internet, que les permite conectarse e interactuar con otros dispositivos integrados, servicios ( máquinas o electrodomésticos) y personas a gran escala. Internet de las cosas (IoT) es una de las tendencias más fascinantes en el control inteligente de una variedad de cosas u objetos a través de sistemas de comunicación cableados o inalámbricos.Permite que las cosas se conecten o controlen en cualquier momento y en cualquier lugar con cualquier persona o cosa utilizando cualquier ruta o red y cualquier servicio. El principal objetivo del Internet de las cosas (IoT) es facilitar las diferentes tareas de control y monitorización del usuario, con la ayuda de Internet de las cosas (IoT), sistemas de automatización del hogar u oficina, monitorización ambiental o biológica, redes inteligentes, etc. pueden estar interconectados, lo que les permite compartir la información entre ellos que afecta el desempeño de los demás.OT consiste en cosas o dispositivos que tienen identidades únicas y están conectados a Internet a través de una red de comunicación.Se refiere a la red de objetos físicos que están incrustados con electrónica, sensores, actuadores, software y conectividad de comunicación, en el que toda la disposición permite el intercambio de datos, la detección remota y el control de varios objetos o cosas.PC y un dispositivo conectado a Internet Este concepto puede verse como la conexión de cualquier dispositivo mediante el cambio su interruptor de ENCENDIDO y APAGADO a Internet.Utilizando IoT, todos los objetos de la vida diaria como lavadoras, lámparas, cafeteras, aires acondicionados, etc. están equipados con identificadores y conectividad inalámbrica para proporcionar control remoto e intercambio de información mientras ejecutan aplicaciones significativas para un usuario común o un objetivo de máquina. En la figura anterior se muestra una ecuación simple para Internet de las cosas en la que un objeto físico sigue la función de la cosa y, al estar conectado a Internet, se puede controlar y monitorear a través de Internet. a Internet a través de conexiones a Internet por cable o inalámbricas. Varias conexiones de área local para estos sensores incluyen ZigBee, Bluetooth, RFID, Wi-Fi, etc. Estos sensores también utilizan redes de área amplia que incluyen GSM, GPRS, 3G, 4G, etc. Consejo profesional: La lista definitiva de proyectos de IoT para estudiantes de ingeniería [Nivel pequeño, medio y avanzado] »» Características clave de los IoTA mencionados anteriormente, IOT es un combinación de inteligencia artificial, electrónica y software y redes, lo que permite una mayor automatización, análisis e integración dentro de un sistema. Las características básicas que permiten el correcto funcionamiento de IOT son la participación activa, la integración, la detección y el análisis, la conectividad y la inteligencia artificial.Conectividad: Una característica esencial de Internet de las cosas es establecer una conexión adecuada entre dos dispositivos, a través del servidor o la nube, para un comunicación adecuada, segura, confiable y bidireccional. No requiere necesariamente un proveedor de servicios importante, pero también puede ser posible con proveedores de servicios económicos y de menor escala Compromiso activo: IOT presenta el cambio más importante en las redes, desde el compromiso pasivo entre productos y gestión de servicios hasta un nuevo paradigma para el contenido activo. , gestión de productos o servicios. Inteligencia artificial: La característica más importante o más bien un logro de IOT es hacer que el mundo que nos rodea sea mucho más inteligente. Mejora la inteligencia de todos los dispositivos que nos rodean a través de la recopilación de datos, algoritmos y redes. La inteligencia artificial permite que el algoritmo recopile datos y la comunicación entre los dispositivos conectados para lograr los resultados requeridos. Detección y análisis: las 3 características anteriores de IOT están incompletas sin la característica principal o el componente de IOT: detección y análisis. Sin dispositivos que detectan los parámetros naturales y proporcionan los datos requeridos a los dispositivos, es imposible la integración en el mundo real.Dispositivos de pequeña escala: con las tecnologías de integración emergentes, los dispositivos, hoy en día, se están reduciendo más en tamaño y aumentando más en eficiencia y potencia. IOT utiliza estos dispositivos de pequeña escala económicos, eficientes y potentes para garantizar una mayor escalabilidad, versatilidad y precisión. Arquitectura de IOT Al igual que el modelo OSI, la arquitectura de IOT también se divide en varias capas que comprenden diferentes protocolos en cada capa. La siguiente figura muestra la arquitectura de IOT basada en la funcionalidad de cada capa: Conectividad del sensor y capa de red: esta consiste en los sensores / lectores que son responsables de recopilar datos del entorno, la red para recopilar y transferir los datos del sensor / lector y los actuadores para lograr el objetivo según los datos del sensor. La red de sensores puede ser Wi-Fi, Ethernet, XBee, Bluetooth o una red cableada. Puerta de enlace y capa de red: esta capa almacena la mayor parte de los datos de los sensores, lectores, etiquetas, etc. y transfiere estos datos a la capa de servicios de gestión, que es su siguiente capa. También es responsable de varios protocolos de red para diferentes dispositivos IOT. La puerta de enlace puede ser un microcontrolador, sistema operativo integrado, módulo de comunicación por radio o un procesador de señal y modular. La red puede ser Wi-Fi, Ethernet, LAN o WAN. Capa de servicio de administración: esta capa asegura el análisis de dispositivos IOT, el análisis de información y la administración de dispositivos. Consiste en un servicio de soporte operativo para modelar, configurar y administrar dispositivos IOT, un sistema de soporte de facturación para respaldar la facturación y los informes, y un servicio de aplicación IOT / M2M para controlar y cifrar datos, administrar reglas y procesos comerciales, etc. En palabras simples, esta capa permite la extracción de la información necesaria de los datos recopilados del sensor. Capa de aplicación: Esta capa utiliza los datos recopilados para cumplir con el propósito requerido. Incluye domótica, atención médica, vigilancia, comercio minorista, seguimiento y automatización industrial. El concepto de Internet de las cosas (IoT) no es del todo nuevo, ya que los campos de las telecomunicaciones, el control industrial y el control de procesos ya lo están utilizando. Pero para implementar el concepto de Internet de las Cosas a las últimas tendencias, se están desarrollando numerosas arquitecturas tecnológicas en torno a la viabilidad y aplicabilidad de Internet de las Cosas. Se propone una arquitectura de referencia que se enfoca en brindar una solución completa que facilite el diseño, desarrollo y preparación de el entorno inteligente según el modelo de Internet de las cosas. La siguiente figura muestra una arquitectura simplificada del dominio de Internet de las cosas (IoT). Como se muestra en la figura, la arquitectura del modelo de Internet de las cosas se puede subdividir en tres capas principales. La capa más baja consiste en la comunidad de hardware, que nuevamente se divide en dos grupos de dispositivos. El primer grupo de dispositivos son dispositivos restringidos que tienen recursos y características limitados y, por lo tanto, dependen de otros dispositivos para realizar algunos procesos. Los dispositivos externos son puertas de enlace inteligentes que presentan una amenaza para exponer la funcionalidad a los clientes. El segundo grupo de dispositivos son dispositivos no restringidos que tienen suficientes características y recursos que son necesarios para ejecutar procesos. Incluso si los dispositivos no restringidos carecen de la característica necesaria para realizar un proceso en particular, tienen componentes de middleware que brindan las funcionalidades directamente al cliente a través de una plataforma o servicio en la nube de terceros.La siguiente capa o capa intermedia en la arquitectura de Internet de las cosas es la capa de software, que admite un código abierto La tarea de esta capa es proporcionar un mecanismo para definir y configurar las funcionalidades del hardware como sensores, actuadores, manejo de procesos, etc. y también organizarlos para construir los servicios (ya sean simples o complejos). El nivel de software también tiene la tarea de implementar los protocolos necesarios, controladores de conectividad y estándares de comunicación. La capa final en la arquitectura de Internet de las Cosas es la capa de usuario. Esta capa consta de clientes que hacen uso de los servicios proporcionados por la capa de software. Los clientes pueden ser teléfonos inteligentes, televisores, computadoras portátiles, máquinas inteligentes, electrodomésticos, etc.Modelos de comunicación de IoT A continuación se presentan diferentes tipos de modelos de comunicación utilizados en IOT.Modelo de comunicación de suscripción de publicación: este modelo incluye editores, corredores o consultores y consumidores. El editor es la fuente de los datos, quien envía los datos a los temas, administrados por el corredor. El consumidor se suscribe a los temas del consultor y no tiene relación directa con el editor. Modelo de respuesta a la solicitud: Implica la comunicación bidireccional entre cliente y servidor. El cliente envía la solicitud al servidor, que procesa las solicitudes, obtiene los datos de los recursos, prepara y envía la respuesta al cliente.Modelo Push Pull: Implica la comunicación directa entre el editor y el consumidor, en el que los datos son enviados a una cola por el editor, y el consumidor lo extrae o recupera de la cola. La cola actúa como búfer y permite la comunicación entre el fabricante y el consumidor. Modelo de par exclusivo: Es una comunicación dúplex bidireccional de estado completo entre el cliente y el servidor, en la que una configuración de conexión entre el cliente y el servidor permanece intacta hasta que se envía una solicitud por el cliente para cerrar la conexión.Así que, según la explicación anterior, tengamos una comprensión simple de cómo funciona realmente un sistema de Internet de las cosas.Los sensores / dispositivos recopilan los datos del entorno. Aquí, un sensor puede ser un sensor independiente o un dispositivo integrado con sensores como nuestro teléfono inteligente. Estos datos pueden ser datos simples como lectura de temperatura o distancia o datos complejos como una transmisión de video.Los datos recopilados se envían a la nube (almacenamiento en Internet) a través de canales de conectividad como Wi-Fi, satélite, Bluetooth, LAN, etc., seleccionados como compensación entre varios parámetros como el consumo de energía, el rango y el ancho de banda, según la aplicación de IOT en particular. Una vez que la nube recibe los datos, un programa de software los procesa. Esto implica extraer la información requerida de los datos recibidos. Puede ser tan simple como determinar si la lectura de temperatura o distancia está dentro de los límites aceptables o tan complejo como identificar objetos utilizando la información de video recibida. Una vez que el software procesa los datos, los resultados finales se comunican al usuario por correo electrónico, mensaje de texto o notificación. A veces, dependiendo de los resultados, el usuario puede cambiar los parámetros requeridos y afectar el sistema. Por ejemplo, si la lectura de la temperatura de la casa es demasiado baja, el usuario puede aumentar de forma remota la temperatura del calentador para aumentar el grado de calor. Además, a veces, el parámetro dado puede ajustarse automáticamente para obtener los resultados deseados, en lugar de cualquier intervención humana. Posibles aplicaciones de IoT Diferentes tecnólogos, libros y estudios de investigación tienen diferentes puntos de vista sobre las posibles aplicaciones de Internet de las cosas (IoT). Algunas investigaciones dividen las aplicaciones de IoT en tres dominios. Son Individuales - para una vida inteligente Industria - para operaciones comerciales eficientes Infraestructura - para ciudades inteligentes A continuación se menciona una pequeña lista de muchas aplicaciones posibles de IoT en cada uno de los dominios. dividido además en tres categorías. Son sistemas de seguridad para el hogar, sistemas de vigilancia, sistemas de alarma (humo, movimiento, gas, etc.) Sistemas de monitoreo de energía como iluminación, termostato, electrodomésticos, medidores de energía Sistemas de gestión de agua como control de motor, control de nivel, sistema de rociadores, etc. video, proyectores, etc.Sistemas de monitoreo de salud personal como presión arterial, diabetes, ECG, etc.Electrónica de consumo Dispositivos portátiles como relojes para una vida de calidad Monitoreo y seguimiento del estado físico para una vida inteligente Monitoreo de niños, ancianos y mascotas para una vida segura Ocio y entretenimiento para una vida de calidad Sistema de transporte o automóvil inteligente Sin conductor o conducción autónoma Información de tráfico Diagnóstico de vehículos como motor, aceite, frenos, etc. Servicios basados ​​en la ubicación como GPS Para que las industrias gestionen sus negocios de manera eficiente, un sistema inteligente para controlar y organizar el proceso. Algunos de los posibles mercados asociados con la industria se mencionan a continuación: la agricultura incluye riego, producción, ganado, ganado, etc. En las fábricas, el concepto de automatización, robótica, control de máquinas y procesos, etc. La construcción y las obras civiles incluyen edificios y oficinas inteligentes, calefacción , aire acondicionado, ventilación, HVAC, iluminación, monitoreo de energía, etc. El entorno inteligente incluye la vigilancia y el control de la contaminación del aire y el agua. Redes inteligentes como la red de agua, la red de energía, las tuberías de gas y petróleo, etc. Para construir y desarrollar ciudades y comunidades inteligentes, el ingrediente principal es la infraestructura inteligente. Las posibles aplicaciones en la infraestructura de las ciudades inteligentes son las siguientes: Educación inteligente Seguridad, defensa y gestión de desastres La seguridad pública incluye ambulancia, policía, bomberos y vigilancia El transporte público incluye trenes, autobuses, aviones, carga, vehículos inteligentes, etc. Las carreteras incluyen iluminación, estacionamiento , peajes, medidores, etc.Aplicaciones de IoT El Internet de las cosas (IoT) se puede utilizar para una amplia variedad de aplicaciones que incluyen hogares, sistemas de energía, agricultura, salud, industria, logística y medio ambiente.Se discuten algunas de las áreas de aplicación más destacadas de IoT debajo. Basado en un dominio de aplicación específico, los productos de IoT se clasifican principalmente en dispositivos portátiles inteligentes, ciudades inteligentes, hogares inteligentes, entornos inteligentes y empresas inteligentes. las luces cuando sea necesario. Esta iluminación inteligente se logra mediante el uso de luces de estado sólido (como luces LED) y luces habilitadas para IP. Al detectar los cambios ambientales y los movimientos humanos, las luces se controlan mediante los dispositivos inteligentes. Las aplicaciones de IoT, como las aplicaciones móviles y las aplicaciones web, permiten el control remoto de estas luces inalámbricas y conectadas a Internet.Los dispositivos inteligentes en los hogares hacen que la administración y el control sean mucho más fáciles que los dispositivos que tienen sus propios controles o controles remotos. Internet de las cosas permite al usuario obtener la información de estado y también la capacidad de control remoto de forma remota. lavadoras / secadoras, televisores inteligentes, etc. El sistema de detección de intrusos utiliza varios sensores (como sensores PIR y de puerta) y cámaras de seguridad para detectar intrusiones y luego dar alarmas. Los dispositivos IoT en los hogares proporcionan las alertas de intrusión en forma de SMS o correo electrónico al usuario y a la policía cercana.Los sistemas de intrusión se basan en la tecnología Universal-Plug and-Play, que genera los mensajes de intrusión mediante el uso de técnicas de procesamiento de imágenes para reconocer y extraer el sujeto de intrusión.Los detectores de humo y gas en hogares y edificios detectan humo (que es la señal temprana de incendio) y gases nocivos (como monóxido de carbono, GLP, etc.). Estos sensores inteligentes pueden generar alertas y enviar un correo electrónico o SMS al usuario o al departamento de seguridad local. Los sistemas de tráfico y estacionamiento de CitiesSmart utilizan sensores y circuitos basados ​​en IoT para transferir los datos a través de Internet. El sensor detecta la cantidad de espacios de estacionamiento vacíos y, en consecuencia, envía la información a la base de datos principal a través de Internet.Luego, la aplicación de estacionamiento inteligente en teléfonos inteligentes, tabletas y el sistema de navegación del automóvil muestra continuamente la información de estacionamiento al conductor. puede reducirse empleando un sistema distribuido de redes de sensores que pueden detectar información en las carreteras y transmitir la información al servidor principal a través de Internet.La iluminación inteligente ahorra energía al controlar las luces en las carreteras, parques, edificios, etc. Estas luces inteligentes están conectadas a Internet para lograr el control remoto, los horarios de iluminación y el control de la intensidad de la iluminación.Los sensores conectados con las luces son capaces de controlar la iluminación según las condiciones ambientales y también se comunican con otras luces (circuitos) para intercambiar la El sistema de vigilancia inteligente garantiza la seguridad mediante el monitoreo de la infraestructura, el transporte público y los eventos. Este sistema consta de una gran cantidad de cámaras de videovigilancia distribuidas y conectadas a Internet que envían la información al sistema de almacenamiento central basado en la nube. Las aplicaciones basadas en la nube. Los datos recopilados por la nube, posteriormente analizados y visualizados en aplicaciones de monitoreo meteorológico basadas en IoT en móviles, computadoras y otros dispositivos de visualización. También envía las alertas meteorológicas a los usuarios suscritos desde las aplicaciones basadas en la nube.Los sistemas de monitoreo de contaminación del aire y el ruido basados ​​en OT pueden monitorear los gases nocivos en el aire causados ​​por automóviles y fábricas y también los niveles de ruido en el entorno dado mediante el uso de varios sensores Los sensores gaseosos y metrológicos se utilizan para monitorear la contaminación del aire y se despliegan en varias estaciones de monitoreo distribuidas. Todas estas estaciones están interconectadas entre sí mediante la comunicación de máquina a máquina. De manera similar, en el caso de los sistemas de monitoreo de ruido, se implementan varias estaciones de monitoreo de ruido distribuidas en varios lugares, a partir de las cuales los datos de ruido se agregan en los servidores o en la nube. Los sistemas de detección de incendios utilizan una serie de nodos sensoriales o de monitoreo que se despliegan en varios lugares del bosque. Este sistema logra la detección temprana de incendios mediante la detección de los diversos datos de los sensores (temperatura, niveles de luz, humedad, etc.) en los nodos.Las redes EnergySmart recopilan y analizan los datos recopilados de varias redes eléctricas y, en consecuencia, brindan información predictiva y recomendaciones a la empresa de servicios públicos. compañías. El monitoreo del estado de un equipo y la integridad de la red se puede evaluar mediante el uso de tecnologías de detección y medición basadas en IoT.Los medidores inteligentes pueden capturar el consumo de energía en tiempo real de varios clientes y que son capaces de transferir datos de forma remota al servidor principal, encendiéndolos / encendiéndolos de forma remota. APAGUE la fuente de alimentación cuando sea necesario y evite los robos de energía.Los sistemas basados ​​en OT con transformador en el punto de interconexión de varias fuentes de energía renovable a la red, ayudan a determinar diversas variables eléctricas y, por lo tanto, se evitan problemas de estabilidad y confiabilidad de la red. el agua y la energía mientras se mejoran los rendimientos de los cultivos. Los sensores de humedad del suelo junto con los dispositivos de IoT determinan la cantidad de humedad del suelo y, en consecuencia, encienden las bombas de riego. Además, este sistema de riego inteligente recopila los datos de humedad del suelo de forma continua en el servidor, que se puede utilizar para planificar los programas de riego. en aplicaciones industriales para monitorear las condiciones de operación de la máquina, pronóstico y diagnóstico de máquinas durante fallas y control remoto de las máquinas cuando sea necesario.Los dispositivos OT con sensor y actuadores brindan la optimización en tiempo real de las redes de cadenas de suministro de fabricación y su producción. Los dispositivos de IoT permiten el monitoreo continuo de varios parámetros fisiológicos que brindan un sistema de notificación de salud de emergencia y sistemas de monitoreo de salud remotos.Estos dispositivos portátiles con sensores como temperatura corporal, frecuencia cardíaca, frecuencia cardíaca, presión arterial, etc. recopila los datos de los parámetros de salud, determina las anomalías y, en consecuencia, genera la alarma o notificaciones a los usuarios o médicos.Los dispositivos LogisticsIoT pueden conducir los diversos sistemas de transporte de manera efectiva mediante la implementación de la interconexión entre vehículos y conductores o usuarios.Puede proporcionar una guía de ruta avanzada, enrutamiento de vehículos y programación mediante la combinación de patrones de ruta y horarios de transporte basados ​​en la disponibilidad de vehículos. El sistema de transporte inteligente incluye seguimiento de vehículos, cobro automático de peajes, seguridad y sistemas de asistencia en carretera.Ventajas de la OOTFomenta la comunicación del dispositivo, proporcionando así más transparencia con menos eficiencias y mayores cualidades para brindar los resultados finales requeridos.Con comunicación directa del dispositivo, sin necesidad de intervención humana , la automatización se ha convertido en una realidad, lo que a su vez ha dado lugar a una salida rápida y oportuna. IOT ha abierto la puerta a una amplia gama de información, especialmente de escenarios del mundo real, que permiten tomar decisiones rápidas. Con IOT, ahora es posible realizar un seguimiento en datos más precisos y precisos a través de un monitoreo efectivo y, por lo tanto, permite una respuesta rápida basada en los parámetros monitoreados. IOT proporciona más información del mundo real, lo que puede conducir a una administración efectiva de los recursos. entre ellos, para trabajar con unos estándares comunes. En un ecosistema de dispositivos conectados con frecuencia que se comunican a través de la red, los datos son más propensos a ser atacados por intrusos o piratas informáticos.Complejidad: con diseños, implementación y mantenimiento complicados, IOT es bastante complejo con el uso de múltiples tecnologías y diversidad. Automatización, existe un alto riesgo de que muchos trabajadores calificados pierdan sus trabajos, lo que lleva a problemas de desempleo.ConclusiónEn pocas palabras, Internet de las cosas puede ser una bendición cuando se utiliza de manera efectiva, aprovechando la información obtenida para un uso máximo, impulsando nuestro estilo de vida y mejorando nuestro conocimiento.

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