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Sensores. Los dispositivos que alimentan IoT

Por 11 abril, 2016 Sin comentarios
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Hace casi dos décadas que trabajo con dispositivos que hacen cosas por su cuenta y se comunican con otros dispositivos. Tuve la suerte de desarrollar en Siemens una de las primeras aplicaciones de comunicaciones remotas directas entre dispositivos en 1997, cuando Internet aún estaba en pañales y los móviles no cabían en el bolsillo. Eran los primeros pasos de lo que ha devenido en Machine to Machine – M2M – y posteriormente Internet of Things.Hasta hace poco estos dispositivos más o menos inteligentes existían principalmente en entornos específicos como la industria o centros de investigación. La reducción de tamaño y coste de las tecnologías de sensores y comunicaciones son uno de los factores fundamentales de la actual explosión del internet de las cosas, con posibilidades increíbles y apasionantes y no pocos riesgos.

IoT se apoya en un montón de “cosas” que recopilan datos mediante sensores y se conectan para enviar esa información a algún repositorio desde el que serán utilizados para diversas aplicaciones. Un sensor es cualquier dispositivo que detecta o mide una magnitud física y entrega una valoración de la misma, normalmente en forma de un valor digital, es decir, un valor utilizable en el “cibermundo”. Un termostato inteligente en casa incluye un sensor que mide la temperatura de la habitación y entrega un valor en grados centígrados que podrá ser mostrado en una pantalla, enviado a la nube, o recibido en el Smartphone del dueño.

Presencia, posición, velocidad, desplazamiento

Nuestros móviles, con sus receptores GPS, acelerómetros y giróscopos rastrean nuestros movimientos a lo largo y ancho del globo terráqueo. Ese mismo tipo de sensores incluidos en autobuses urbanos o interurbanos, camiones de transporte o flotas de vehículos de alquiler, permiten una gestión eficiente de los recursos a la vez que se da un servicio de calidad a los usuarios. Otra serie de sensores detectan la presencia o proximidad de objetos o personas en un lugar determinado. Sensores inductivos u ópticos recogen información sobre las plazas ocupadas en un aparcamiento, o en las calles de la ciudad para poder dirigir a los conductores a los espacios disponibles. Detectores de movimiento permiten encender las luces, la calefacción o las alarmas cuando una persona aparece en una zona determinada de un edificio.

Información ambiental

Hay sensores para recoger información ambiental, como temperatura o humedad, que permiten controlar el clima en un invernadero de tomates o en nuestra casa, como hace el célebre termostato inteligente NEST de Google. O información visual, como los sensores de luminosidad repartidos por la ciudad para decidir cuándo activar las farolas, en un edificio inteligente para encender luces y bajar persianas; o las cámaras, en aplicaciones de seguridad en aeropuertos y centros comerciales, o para que podamos ver desde el supermercado si en nuestro nuevo frigorífico inteligente falta fruta.

Más complejos son los que incorporan visión artificial: cámaras en vehículos que son capaces de identificar señales de tráfico, vigilar las líneas de la calzada para ver si nos salimos del carril y los ojos del conductor para saber si se está durmiendo; cámaras en la entrada y salida del aparcamiento que leen la matrícula de los vehículos, o cámaras fotográficas capaces de detectar caras en la escena, e incluso de ver si esa cara está sonriendo para capturar justo el momento feliz.

Información biológica y de salud

Entre los regalos más comunes en los dos últimos años se encuentran las pulseras y relojes de actividad que recogen información biológica. Estos dispositivos miden el número de pasos que damos al día, nuestra frecuencia cardíaca o el ritmo respiratorio. Una App en el móvil nos sugerirá si debemos movernos más para perder unos kilos.

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En el campo médico tenemos ejemplos muy beneficiosos para los pacientes como los medidores de glucosa en sangre para diabéticos: existen ya modelos con monitorización continua basada en microsensores colocados justo debajo de la piel y conectados a un transmisor que envía la información a un dispositivo específico o al móvil.

Ya están a la venta las camisetas inteligentes o biométricas. Incorporan sensores para medir el ritmo cardiaco, el respiratorio, posición y movimiento, e incluso te indican con pequeñas vibraciones cómo corregir tu postura de yoga.

Conectividad

Los datos recopilados hay que enviarlos. Casi no quedan lugares en entornos urbanos, y pocos en entornos rurales de países industrializados, donde no exista o esté accesible algún tipo de red de comunicaciones inalámbrica. Sea WiFi en interiores, 3G, 4G, o WiMax en exteriores.

Gracias a esta ubiquidad de las redes de comunicaciones, y al cada vez más bajo coste de uso, hoy se pueden conectar sensores de forma asequible en lugares hasta hace poco impensables.

En IoT por lo general se necesita enviar poquitos datos con el menor esfuerzo energético posible, ya que a menudo funcionan con baterías. Estándares como 4G, de gran ancho de banda e importante consumo, no son los más adecuados.

Han ido apareciendo nuevos estándares de bajo consumo y poco alcance como Bluetooth Low Energy, además de las nuevas tecnologías LPWA (Low Power Wide Area) que están copando la atención de los grandes operadores de comunicaciones.

Los árboles y el bosque

El reto es conseguir convertir la ingente cantidad de datos recopilada en el universo IoT en algo productivo. En esto se lleva trabajando ya un tiempo con las técnicas de Big Data y más recientemente Analytics e Inteligencia Artificial. Hay que evitar que los árboles nos impidan ver el bosque.

 

Autor: Ricardo Valverde Gil, Dr. en Ingeniería Industrial. Profesor Visitante del Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática de la Universidad Carlos III de Madrid.

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