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Cómo elegir una plataforma de IoT en la nube

[13/05/2020] La IoT, la Internet de las Cosas, es actualmente uno de los conceptos más altos de la curva en el mundo de la informática. Las plataformas de IoT en la nube pueden incluso superar a la IoT en la escala de la curva. Sin embargo, ambas tienen aplicaciones reales y podrían llegar a ser importantes para su negocio. En este artículo definiremos la IoT y las plataformas de IoT en la nube sin demasiados detalles técnicos, y luego discutiremos lo que necesitas de una plataforma de IoT en la nube y cómo elegir una.

La explicación simple de la IoT es que son cosas físicas conectadas a Internet. Estas cosas pueden tener sensores que miden varios parámetros y envían sus datos a través de Internet, normalmente de vuelta a un servidor remoto o "borde" situado en la misma geografía. Las cosas de Internet también pueden tomar direcciones a través de Internet y actuar sobre ellas. Lo más útil es que las cosas físicas que componen la IoT pueden enviar mediciones y recibir instrucciones.

Por ejemplo, un sensor "inteligente" de humedad del suelo conectado a Internet podría reportar sus lecturas periódicamente, y cuando el suelo de un campo estuviera demasiado seco, podría abrirse una válvula de agua conectada a Internet. Cuando la humedad del suelo es adecuada, la válvula se cierra.

El sensor de humedad y la válvula de agua podrían estar conectados al mismo dispositivo o nodo de "computación de borde" que habla con la Internet, o podrían estar conectados a nodos diferentes, ya que es probable que muchos sensores de humedad del suelo se utilicen para un campo grande, mientras que solo se necesitaría un sistema de riego centralizado para cada campo.

¿Cómo se relaciona la IoT con la nube?

"La Internet no es un punto final, por supuesto, sino una colección interconectada de redes que transmiten datos. En el caso de la IoT, los puntos finales remotos a menudo se encuentran en un servidor de la nube, en lugar de en un único servidor dentro de un centro de datos privado. Desplegarse en una nube no es absolutamente necesario si todo lo que está haciendo es medir la humedad del suelo en un montón de lugares, pero puede ser muy útil.

Supongamos que los sensores no solo miden la humedad del suelo, sino también la temperatura del suelo, la temperatura del aire y la humedad del aire. Supongamos que el servidor toma datos de miles de sensores y también lee un pronóstico del servicio meteorológico. Ejecutar el servidor en una nube, le permite canalizar todos esos datos hacia el almacenamiento en las nubes y utilizarlos para impulsar una máquina de aprendizaje de predicción para el flujo de agua óptimo a utilizar. Ese modelo podría ser tan sofisticado y escalable como quiera.

Además, correr en la nube ofrece economías. Si los informes de los sensores llegan una vez cada hora, el servidor no necesita estar activo el resto de la hora. En una configuración de nube "sin servidor", los datos entrantes harán que una función gire para almacenar los datos, y luego liberar sus recursos. Otra función se activará después de un retraso para agregar y procesar los nuevos datos, y cambiar el punto de ajuste del flujo de agua de riego según sea necesario. Entonces, también liberará sus recursos.

Loops de retroalimentación de IoT locales vs. remotos

En nuestro ejemplo de irrigación, el sistema seguirá funcionando si el tiempo de respuesta del servidor de la nube es de una hora. Otros sistemas son mucho menos tolerantes al retraso.

Por ejemplo, consideremos un auto que se conduce por sí mismo: Está constantemente observando el camino, identificando obstáculos y midiendo su ubicación. También puede enviar constantemente sus datos a la nube, pero no puede depender de un servidor remoto para ajustar su acelerador, frenos o dirección. Todo eso debe hacerse localmente.

Esta es una de las lecciones esenciales de un curso de introducción a la ingeniería de sistemas de control: Empujar los loops de retroalimentación de control hasta el nivel más bajo posible. Sí, un supervisor remoto puede cambiar el punto de ajuste de destino o el plan de ruta, pero el auto en sí debe encargarse de todas las acciones sensibles al tiempo.

Funciones esenciales de IoT de la nube

Una plataforma de IoT en la nube debe monitorear los puntos finales de IoT y los flujos de eventos, analizar los datos en el borde y en la nube, y permitir el desarrollo y despliegue de aplicaciones. Estas son las funciones esenciales requeridas para prácticamente cualquier implementación de IoT.

Para permitir el análisis de datos en la nube y el desarrollo de aplicaciones, la plataforma de IoT necesita acceso al almacenamiento en la nube. En el caso de los dispositivos y vehículos industriales de IoT, puede haber muchos datos que almacenar, aunque pueden filtrarse o agregarse para fines de análisis a largo plazo. La IoT industrial también puede presentar un desafío en lo que respecta a las conversiones de redes y protocolos. Los anticuados controladores programables industriales no fueron hechos para Ethernet y TCP/IP.

Otra pieza del rompecabezas es el transporte de los datos de los dispositivos de borde a la plataforma de la nube. Para aplicaciones en interiores, a menudo se puede usar Ethernet o Wi-Fi por cable. Para aplicaciones en exteriores, como el escenario agrícola, el uso de datos celulares es común, con planes celulares M2M (máquina a máquina) en lugar de planes de teléfonos celulares mucho más caros.

Los servicios de conectividad administrada de IoT pueden ayudar con esta pieza. Algunos de estos servicios consisten principalmente en la gestión de tarjetas SIM y datos conexos; las plataformas de conectividad de IoT más amplias también se ocupan de los sistemas operativos y agentes de los dispositivos de borde. Tengan cuidado: Algunos servicios M2M maduros han añadido "IoT" a su marca sin añadir ninguna capacidad real de IoT.

Consideraciones sobre la plataforma de IoT

En lugar de simplemente saltar a una plataforma de IoT en la nube que suena atractiva, primero debe identificar sus propios requisitos y esbozar unas cuantas arquitecturas de monitoreo, análisis, control y aplicación que puedan cumplirlos. Averiguar la experiencia del usuario, los datos y las piezas de decisión de negocios del diseño antes de saltar a la tecnología.

Trate de evitar diseñar para un dispositivo específico, un sistema operativo, una puerta de enlace, una plataforma de borde, una red, un protocolo de comunicaciones, una plataforma de nube o una marca de nube. En su lugar, diseñe primero en términos genéricos. Averigüe qué características son las más importantes para su aplicación y utilice esa lista para informar su selección de plataforma. En otras palabras, es un proceso.

Los costos de la IoT en la nube pueden ser difíciles de predecir y fáciles de subestimar. Parte del problema es que el precio de la nube es inherentemente complicado. (A menudo la única manera de saber realmente lo que cuesta una aplicación en la nube, es ejecutarla durante un mes y mirar la factura). Otra parte del problema es que las plataformas de IoT en la nube generalmente ofrecen un descuento introductorio. Si se basa en el precio de introducción, puede llevarse una sorpresa desagradable cuando los precios suben. Por último, es fácil descuidar el costo de almacenamiento de datos, y difícil de implementar una estrategia a largo plazo para descartar los datos más antiguos y no esenciales.

Otra parte difícil del proceso es evaluar sus propias capacidades. ¿Tiene experiencia en el manejo de dispositivos y sensores? ¿En protocolos de comunicación y redes? ¿En arquitectura, operaciones y gestión de aplicaciones en la nube? ¿Su gente podrá dedicarse a la construcción de su aplicación de loT, o tienen importantes responsabilidades en curso? ¿Necesitará nuevas contrataciones? ¿Están disponibles las nuevas contrataciones con las habilidades adecuadas?

Esas evaluaciones informarán su elección de plataformas de IoT en la nube con todas las funciones o sin ellas. Algunos proveedores ofrecen plataformas robustas, casi completas, que se pueden adaptar fácilmente a las necesidades de su aplicación. Otros proveedores suministran algunas de las piezas que usted necesitará, pero requieren que usted haga mucha más integración y personalización, ya sea internamente o utilizando consultores.

No puedo exagerar el valor de realizar una prueba de concepto para su primer despliegue de IoT en la nube. Como cualquier otro proyecto que involucre el desarrollo de software, necesita planear para que su primer esfuerzo falle de manera que puedas aprender de sus errores y construirlo bien la próxima vez. Solo después de que su prueba de concepto tenga éxito puede empezar a ampliarla y salir.