Internet de las cosas (IoT): ¿Qué sigue?

El IoT fue inicialmente una curva exagerada basada completamente en el número creciente de sensores desplegados y potenciales. Ahora podemos mirar hacia adelante y discutir algunos de los factores de éxito asociados con la mejora. Las tendencias futuras de IoT incluyen aplicaciones de IoT que demostrarán claramente un beneficio económico para un cliente final. También hay una tendencia hacia una duración de la batería aún mayor durante algunos años. En cualquier sistema de vigilancia IoT inalámbrico, la transmisión de datos consume energía. Por lo tanto, la segmentación inteligente, donde el significado y el proceso ocurren en el borde y cantidades más pequeñas de datos (sobre una distancia más grande o más corta) debido a la toma de decisiones local, puede agregar un valor significativo a los sistemas de IoT. Finalmente, la capacidad de operar de manera segura y confiable será un factor clave en el futuro. Por lo tanto, el enfoque de los diseños de IoT cambiará a indicadores clave de rendimiento, como sensores confiables y disponibilidad del sistema para los sistemas de IoT más exitosos. Los analistas predicen que los sistemas de desarrollo de bajo costo ahora están en la cima de las expectativas infladas. Predigo que estas plataformas de IoT inundarán el mercado masivo dentro de un año y serán los sensores de alta precisión diferenciados o especializados y las cadenas de señales analógicas los que realmente impulsarán el mercado de IoT en el futuro durante los próximos dos a cinco años.

Figura 1a. Curva exagerada superpuesta con puntos de datos de placa de desarrollo de bajo costo.

Figura 1b. Las tres olas de digitalización del mundo.

La importancia de mejores datos

Uno de los procesos clave en un sistema IoT es convertir una señal analógica en una representación digital. Y simplemente, cuanto mejor se haga esto, más útiles serán los datos. La innovación de silicio permite esta transformación e interpretación del mundo que nos rodea al conectar los ámbitos físico y digital con tecnologías que detectan, miden, interpretan y conectan.

Figura 2. Del sensor a la nube.

Las implementaciones de IoT más efectivas son aquellas en las que estos datos se pueden usar para determinar el cambio. Y el mejor cambio es el que aporta más valor a un cliente final, como una mayor eficiencia o una mayor seguridad, como una fábrica donde el aprendizaje automático no solo reconoce cuándo podría ser necesaria una máquina predictiva de mantenimiento en el futuro, sino que también reconoce los datos. . . a un nivel que da una idea mucho mejor de las acciones requeridas (por ejemplo, identificar rodamientos de bolas individuales para el desgaste del motor).

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Por lo tanto, el primer paso en cualquier sistema IoT es detectar, medir y luego transformar señales en tiempo real en datos analíticos. Cómo se haga esto preparará el escenario para el éxito posterior. Si planta basura, eliminará la basura de cualquier plataforma en la nube de análisis de IoT. Por lo tanto, los sistemas IoT más exitosos medirán e informarán a un nivel que ningún otro sistema puede igualar.

El buen contenido es extremadamente relevante debido a la necesidad de mejorar la medición y los informes. Los informes recientes de Gartner están de acuerdo. Señalan que las placas de desarrollo de IoT de bajo costo llegan rápidamente al pozo de desilusión. Esto puede deberse a la cantidad de plataformas de desarrollo de bajo costo disponibles. Sin embargo, sugiero que es más probable que esto se deba a un mayor enfoque en aplicaciones de IoT más desafiantes que brindan un valor económico real. Estos se basan en resultados de datos que no pueden ser respaldados por aproximaciones.

Separación de sistemas IoT entre nodo y nube

La nube permite cadenas de señales amplias y múltiples para incluir análisis y big data. Muchas aplicaciones de IoT requerirán información significativa en el nivel del nodo perimetral; esto se debe a una serie de factores, incluida la falta de ancho de banda (o, para ser más precisos: la tasa de transferencia de datos se dispara para errores de transmisión gratuitos) para transmitir. todos los datos a la nube o un problema latente donde la velocidad de actividad requerida en el nodo significa que el sistema no puede esperar a que regrese una respuesta de la nube. Por lo tanto, habrá múltiples bucles de control a nivel de nodo, en una puerta de enlace intermedia y en la nube. La nube agregará datos de una gran cantidad de sensores y, a partir de estos datos, se ajustarán las configuraciones en el borde. McKinsey sugiere que solo se usa el 1% de los datos de la nube, y las amenazas de seguridad adicionales significan que hay ventajas para mantener los datos localmente.

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Figura 3. Inteligencia en el nodo perimetral, hoy y mañana.

La segmentación inteligente y la integración de algoritmos en los sensores permiten que los datos más importantes se interpreten en tiempo real en su origen. Los algoritmos integrados en los sensores inteligentes y la nube permiten una interpretación más allá de lo que se puede hacer solo con el silicio. De hecho, esto permite predecir y anticipar el comportamiento futuro del sistema. Acelerar la adopción de soluciones IoT en aplicaciones de misión crítica depende de la capacidad de construir sistemas seguros, y la segmentación inteligente lo permite.

La computación en la nube permite obtener información de este enlace entre el número de lecturas de sensores subyacentes y vincular estas lecturas de sensores individuales en función del tiempo, la ubicación y otros sensores. Esto tiene dos aspectos: la capacidad de detectar cambios en los datos (por ejemplo, el flujo de rendimiento de una máquina) y la capacidad de crear un gemelo digital que es un modelo de software del objeto físico (como un motor) o sistema. . Estos gemelos digitales se pueden utilizar para reparar equipos de forma proactiva o planificar procesos de fabricación. Esto es parte de lo que se prevé con una explosión de sensores en los próximos años y la capacidad de ganar dinero con software y servicios.

En la automatización industrial, el monitoreo activo de máquinas puede transformar las fábricas al mejorar la eficiencia con disponibilidad local para la optimización e intervención en tiempo real y en la nube, donde la información de múltiples sistemas en múltiples fábricas se puede agregar, analizar y usar para mejorar la productividad.

Por lo tanto, la segmentación inteligente del sistema IoT puede garantizar el uso efectivo de la nube.

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Los datos confiables son esenciales

La última pieza importante para IoT es crear una red inalámbrica. La gran mayoría de los dispositivos IoT se volverán a conectar de forma inalámbrica a la nube mediante frecuencias de RF y microondas. La operación variará, entre rangos operativos cortos y largos o velocidades de datos altas y bajas. Algunos dispositivos pueden pasar meses o años sin comunicarse, mientras que otros necesitarán operar en redes seguras críticas. Muchos de estos nodos de sensores también serán autoalimentados por baterías o recolectores de energía, por lo que será esencial una operación eficiente. Las redes de comunicación son necesarias para transportar información desde el sensor a la nube en función de diferentes necesidades.

4. Redes IoT de confianza.

Pero la operación confiable será el aspecto más importante de los sistemas IoT exitosos. Todos estos diferentes requisitos darán gran importancia a las redes de comunicación necesarias para transportar información desde el sensor a la nube. La capacidad de operar de manera confiable es especialmente difícil en entornos hostiles, como fábricas construidas con metal y concreto en todas partes. Idealmente, los clientes quieren tecnología de bajo costo, bajo consumo y baja latencia. También quieren poder escalar con una ubicación infinita de sensores. La capacidad de crear una red independiente del protocolo inalámbrico confiable estará en la capacidad de mantener esta alta confiabilidad mediante el uso de rutas y canales alternativos para superar la interferencia.

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Referencias

Panetta, Casey. «La tecnología impulsa el ciclo de exageración del Internet de las cosas, 2022.” Gartner, noviembre de 2022.

Patel, Mark, Jason Shangkuan y Christopher Thomas. «¿Qué hay de nuevo con el Internet de las Cosas?McKinsey & Company, mayo de 2022.

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