7 (posibles) etapas de un proyecto IOT

Introducción

Las soluciones IOT presentan enormes oportunidades para las empresas. No solamente por el impacto de las potenciales reducciones en costo, sino también las oportunidades de mejora de los procesos productivos y por supuesto, de cara a la experiencia del cliente.

 Complementariamente al desarrollo de miles de sensores se ha dado un acelerado crecimiento de las redes de transmisión de datos incluyendo LPWAN como SIGFOX, NB-IoT, LTE-M y por supuesto el uso de otras redes celulares para transmisión de datos. Una interesante comparación entre las distintas opciones puede revisarse aquí

 Los sensores y las redes de transmisión de datos permiten enmarcar un primer nivel de acercamiento a las áreas de aplicación de las soluciones IOT:

Claramente, las áreas de aplicación son muy amplias. Sin embargo, los beneficios reales para las empresas se logran cuando obtienen información oportuna y precisa para toma de decisiones, lo que implica tener un panorama claro de cómo funcionan las soluciones IOT en un lenguaje comprensible para los empresarios.

El modelo de soluciones IOT

Las primeras decisiones a tomar cuando se desea desarrollar un proyecto de IOT de orientan a establecer el conjunto de variables a ser medidas, analizadas y a definir las potenciales acciones a realizar ante determinados eventos.

 Veamos un proceso: el control de la cadena de frío. Existen muchas actividades cuyos resultados dependen de disponer de un mecanismo eficiente de gestión de la temperatura. Actividades tales como transporte de productos perecederos, almacenamiento de medicamentos o vacunas, control de temperatura en ambientes hospitalarios como las salas de operaciones, tienen en común la necesidad de controlar variables como la temperatura y los niveles de humedad.

 Una vez establecido un perfil de solución requerida, es necesario iniciar un proceso de análisis de los resultados esperados, lo que incluye varias etapas:

 1.      Definición clara de las variables a controlar: en este caso temperatura y niveles de humedad.

2.      Entorno de operación: la información se capturará desde un sitio específico, o es necesario instalar sensores en equipos o vehículos. Esto incide directamente en la red de transmisión a utilizar por temas de cobertura de la red. En un entorno país, la única opción viable es el uso de redes celulares por su amplio despliegue.

3.      Frecuencia de transmisión de datos requerida: Se requiere que los sensores envíen información ¿Cada 10 minutos, dos veces diarias, una vez diaria? Este elemento tiene impacto no solamente en el almacenamiento de datos sino también en la duración de la batería del dispositivo, esto en el caso que no se utilice una fuente de poder complementaria.

4.      ¿Qué uso inmediato se le dará a los datos? Es necesario establecer reglas. ¿Requiere controlar temperaturas mínimas o máximas? ¿Qué debe pasar cuando se alcanza un límite preestablecido? ¿Se requiere una alerta, por cuál medio SMS, Mensaje, a través de una aplicación? ¿Se requiere que se refleje en un gráfico? ¿A quiénes debe enviarse la alerta?

5.      Plazos de acumulación de los datos: ¿Por cuánto tiempo se requiere que los datos estén disponibles, meses, años? ¿Se requiere que los datos se mantengan en la nube o requieren que estos se puedan descargar a un dispositivo empresarial?

6.      Dashboards, gráficos, reportes: El procesamiento de los datos brinda una enorme cantidad de opciones para generar cuadros de control, tipos de gráfico, así como reportes y consultas. El establecer el alcance del requerimiento es vital para obtener el máximo posible del modelo IOT.

7.      Integración con sistemas del cliente: En algunos escenarios es posible que los datos requieran ser integrados con sistemas ERP o CRM del cliente. Para ello es necesario establecer un mecanismo seguro y eficiente que permita una adecuada y oportuna integración.

La necesidad de soluciones end to end para las empresas

A pesar de que las distintas etapas mencionadas previamente no son complicadas, la realidad es que las empresas usualmente no desean incorporar gastos fijos elevados invirtiendo en recurso humano especializado o en equipos. Es por ello que es necesario considerar los distintos escenarios que pueden darse:

·        Empresas pequeñas sin áreas de TI, que requieren soluciones completas.

·        Empresas medianas que estén en capacidad de desarrollar una o varias etapas del modelo, 

·        Casos en que simplemente la empresa desea una solución llave en mano y definir un esquema concreto de resultados requeridos.

·        Empresas medianas y grandes con la intención de iniciar proyectos de IOT, con diferentes requerimientos de participación o de objetivos asociados a cada proyecto.

 Ante esta diversidad de requerimientos, es necesario disponer de diferentes herramientas que permitan a la empresa ajustarse a sus requerimientos y a la etapa en que se encuentra en relación al desarrollo de proyectos de IOT. En una primera etapa es necesario establecer de forma clara que variables van a ser controladas y para ello es necesario definir los sensores que lo permitirán. Veamos algunos ejemplos:

Sensores y casos de uso

 Hay una enorme variedad de sensores cuyo radio de acción permite múltiples casos de uso.

 Sensor indoor de temperatura y humedad 

Específicamente diseñado para aplicaciones de interior en un ambiente específico, el transmisor de temperatura Sigfox Inalámbrico permite monitorear los niveles de comodidad de los ocupantes, gracias a su sensor de temperatura integrado (datos ° C) y ahorrar energía monitoreando los sistemas HVAC – Calefacción, Ventilación y Aire Acondicionado - en el sitio de ubicación. Sus sensores de temperatura y humedad integrados transmiten sus datos a la nube Sigfox.

 El transmisor de temperatura ambiente Sigfox (IP40) es adecuado para muchas aplicaciones y sectores:

 Edificios de acceso público como edificios educativos públicos (escuelas, colegios, escuelas secundarias, establecimientos de educación superior, centros de formación, etc.), culturales - a veces para la preservación de bienes y obras - (museos, complejos deportivos, bibliotecas, salas de exposición, ayuntamientos, etc.) y procesos relacionados con cuidados y salud (instalaciones sanitarias, hospitales, residencias de ancianos, entre otros).

 Industrias relacionadas con almacenamiento / conservación de alimentos, medicamentos, cadena de frío, gestión de salas de servidores y centros informáticos, etc.)

 Totalmente discreto, el sensor Sigfox puede fijarse a una pared pero también se puede colocar en una superficie. La frecuencia de envío de información (periodicidad) es configurable hasta un máximo de 144 mensajes diarios.

Sensor outdoor de temperatura y humedad

Muchos sectores (construcción - construcción inteligente, industria, agricultura, etc.) integran actividades de monitoreo de temperatura en sus procesos.

 Este transmisor wireless “reforzado” (IP65) con sensor de temperatura integrado para monitoreo de temperatura (datos en ° C) es adecuado para diferentes aplicaciones en ambientes exteriores y / o en áreas sujetas a condiciones extremas.

 El diseño robusto del transmisor - carcasa IP 65 - y su alta tolerancia medioambiental (-20 ° C / + 55 ° C) le permiten soportar cualquier tipo de entorno.

Su sensor de temperatura integrado de alta precisión permite la transmisión de datos de ° C fiables y precisos a la nube Sigfox a una frecuencia flexible que puede alcanzar hasta 144 mensajes diarios.

Las alertas identifican dónde se superan los umbrales de alta y baja temperatura y permiten tomar acciones correctivas (instalación o mantenimiento de calentadores defectuosos, manejo de ventanas y puertas, circulación de aire,etc.)

Sensor de pulsos para medición inteligente

El transmisor de pulsos de medición inteligente es compatible con medidores de pulsos con una interfaz de contacto seco.                                                                

Este transmisor de radio permite la lectura remota de los datos del medidor al que está conectado sin ninguna intervención manual. Los datos de alta precisión se transmiten a Sigfox Cloud a una frecuencia flexible, configurada de antemano, permitiendo hasta 144 mensajes diarios.

 En otras palabras, este transmisor transformará rápida y económicamente su medidor eléctrico o de agua convencional en un medidor inteligente.

 El seguimiento continuo de su consumo de electricidad y agua gracias a nuestro transmisor medidor de pulsos le permitirá:

 ·        Controlar el consumo de energía (agua, electricidad.)

·        Supervisar su equipo y detectar fugas o averías eléctricas

·        Prevenir el consumo excesivo

La optimización de la gestión del consumo permitirá conseguir importantes ahorros independientemente del tamaño de su empresa y sector de actividad.

 Es necesario que el pulso emitido por el equipo sea de 50m segundos mini – 10Hz.

 Esta referencia también está disponible en una versión aprobada y certificada para atmósferas explosivas para las lecturas automáticas de  medidores de gas. Esta opción abre alternativas relevantes para control y planificación de entregas para las empresas distribuidoras de gas para empresas, restaurantes u hoteles, así como para la distribución al detalle de tanques o recipientes de gas para cocina.

Sensor inteligente de estado ON/OFF

Este transmisor de cambio de contacto / estado está diseñado específicamente para aplicaciones industriales, de seguridad y de construcción inteligente.

 Satisface todo tipo de necesidades de monitorización de cambios de estado ON / OFF gracias a sus dos entradas TOR (señal de salida binaria).

 Los principales usos de la monitorización de transmisores de contacto son:

 Control de presencia, intrusión y acceso:

·        Monitoreo de aperturas y cierres de puertas en entornos de oficinas, o puertas de seguridad en áreas industriales (almacenes, acceso a máquinas, etc.).

 Monitoreo de máquinas y sistemas:

·        Detección de fallos del sistema, seguimiento de los tiempos de funcionamiento de la máquina, alertas de nivel, etc.

 El robusto diseño del transmisor - carcasa IP 65 - y su alta tolerancia ambiental (-20 ° C / + 55 ° C) le permiten soportar cualquier tipo de entorno.

 Las alertas en tiempo real del transmisor de cambio de estado / contacto inalámbrico a través de sus dos interfaces de contacto seco, le permitirán implementar acciones rápidas en respuesta a los mensajes recibidos, hasta un total de 144 mensajes.

 Los anteriores son ejemplos tanto de sensores como de posibles casos de uso. Por supuesto, existen cientos de sensores adicionales que pueden integrarse a casos específicos.

Transmisión de datos

 Los datos obtenidos de los sensores son la base de todo el modelo de análisis, es por ello que es necesario definir procesos seguros, oportunos y de bajo costo para transmitirlos hacia una plataforma de almacenamiento que permita acumularlos por los períodos deseados y además obtener información para la toma de decisiones.

 Idealmente, por temas de costo, deberían ser usadas redes de tipo LPWAN (Low Power Wide Area Network) redes de área amplia y de baja potencia.

 Son tres las características técnicas principales de LPWAN que lo hacen coincidir con los requerimientos de IoT:

 ·        El alcance geográfico: LPWAN está diseñado para el transporte inalámbrico de datos entre dispositivos separados por distancias en el rango de kilómetros y no de metros.

·        La cantidad de data transmitida: La idea de LPWAN es regular el transporte no constante de pequeñas cantidades de datos.

·        El bajo consumo eléctrico: El protocolo se fundamenta en el uso de dispositivos cuyas baterías permiten una duración de años en lugar de semanas y meses.

Sin embargo, temas como cobertura en ciertas áreas o decisión del cliente pueden hacer que los proyectos utilicen otras redes para transmitir los datos:

Entonces, por supuesto es posible que se utilicen diversas plataformas de transmisión de datos tales como wifi, redes celulares, además de redes LPWAN como SIGFOX. En algunos casos es necesario incorporar en el modelo un Gateway.

 Dicho de manera simple Un gateway (puerta de enlace) es un dispositivo, con frecuencia un ordenador, que permite interconectar redes con protocolos y arquitecturas diferentes a todos los niveles de comunicación. Su propósito es traducir la información del protocolo utilizado en una red al protocolo usado en la red de destino.

 En otros casos los dispositivos traen modelos de comunicación por defecto que permiten la transmisión de los datos de forma segura hasta soluciones de almacenamiento y de procesamiento en la nube, tal es el caso de SIGFOX.

Este último punto es importante porque en algunos casos y soluciones relativamente simples es posible contratar soluciones ya predefinidas que incluyen todos los componentes del modelo: sensores, red de transmisión, almacenamiento, creación de reglas de negocio (mensajes y alertas) es decir una solución funcional completa. En esta línea existen soluciones simples de control de temperatura, cadena de frío o de localización de activos.

En escenarios más complejos, o que requieran soluciones específicas o con algún nivel de integración con plataformas de gestión del cliente tales como ERP o CRM es necesario enviar los datos hacia plataformas especializadas que permitan incorporar cientos o miles de sensores, incluso enviados a través de distintas plataformas de comunicación.

 En este contexto es necesario incorporar protocolos de transmisión de datos hacia las aplicaciones de almacenamiento y procesamiento de datos de soluciones especializadas. Sin entrar en innecesarias complicaciones técnicas, es necesario configurar el envío de datos utilizando usualmente dos protocolos: MQTT y HTPP. El primero con un crecimiento acelerado y con ventajas enormes en velocidad y en reducción en el uso de recursos.

¿En qué etapa del proyecto estamos?

 A esta altura ya están definidos elementos base del proyecto: tipos de sensor, datos que se quieren recolectar, áreas de cobertura de las plataformas de transmisión de datos y por ende selección de aquella que me permita operar sin problemas. Ya se definió si requiero un proyecto simple, que pueda obtener ya completamente funcional, o si requiero elementos especializados o integración que requiere el diseño de una solución más robusta.

 Con la selección de la forma de transmisión de datos, ya se tiene claro si es necesario incorporar un Gateway y además establecer un protocolo de envío de datos hacia la solución de almacenamiento de datos en la nube requerido.

 A partir de esta etapa del proyecto se abren varias opciones para el proyecto en función de varios escenarios:

 ·        Disponibilidad de recursos con experticia técnica para desarrollar las siguientes etapas del proyecto.

·        Ausencia de recursos especializados y deseo de recibir un proyecto llave en mano.

·        Decisión, aún con recursos propios especializados, de recibir una solución parcial o totalmente desarrollada terceros.

·        Intención de desarrollar pruebas de concepto a bajo costo para validar la utilidad de proyectos IOT.

·        Requerimientos específicos, por ejemplo almacenamiento de datos o desarrollo de soluciones de marca blanca donde su empresa como fabricante ofrecerá valor agregado a sus clientes finales incorporando soluciones de IOT junto con su producto o servicio.

 Almacenamiento de datos

 La solución de K-Devices ofrece suscripciones anuales para poder conectar administrar y controlar dispositivos, y almacenar datos a nuestra plataforma K-RON. El precio es decreciente cada vez que aumenta el volumen de sensores que hay que conectar. El precio depende también de la frecuencia de los mensajes uplinks por día 5, 50,100 o 140 diarios y por supuesto de la cantidad de dispositivos.

Bajo un modelo de pago anual, los costos de uso de las plataformas son extremadamente competitivos.

 Existen, por supuesto, diferentes paquetes que el cliente puede elegir en función de sus requerimientos.

 Es posible solicitar, por demanda, servicios de Rest-Api ( qué es un rest api) y wifi sniffing que se refiere a un esquema de localización que usa las redes wifi cercanas como referencia de ubicación.

Plataforma K-Studio

 La plataforma permite crear y diseñar dashboards en total autonomía y tener acceso a las librerías públicas de sensores y templates (Digital Twins). Bajo un modelo de coste anual, incluye soporte técnico, formación remota mediante webinar y permite un número de usuarios ilimitado. Se orienta a empresas que disponen de un área técnica capaz de modelar un proceso con sensores y transmisión de datos y únicamente requiere una plataforma que integre de forma segura y a bajo costo los datos, kpi’s y tendencias.

Los resultados pueden alcanzar altos niveles de complejidad y permiten estructurar procesos de control sofisticados y robustos:

Plataforma K-Design

 Si su empresa no quiere, o no dispone del recurso técnico para desarrollar sus propios dashboards y necesita que nuestros Project Managers los preparen para él. Estos dashboards creados por los nuestros equipos técnicos tienen un coste único (one-time cost). Existen planes de acuerdo a la cantidad de variables a incluir: 10, 25,100 o 200 e incluye el diseño y creación de un gemelo digital personalizado (Custom digital twin). En concreto es una solución completa para empresas que no pueden o desean usar K-Studio.

K-Starter Kit 

 Es posible realizar pruebas de concepto y utilizar las plataformas para validad un eventual proyecto en su empresa. Para ello, puede seleccionarse un paquete inicial con nuestros servicios con un precio muy económico y servicio limitado a 3 meses. El servicio permite hacer tests y pruebas de concepto. Brinda acceso al Studio (herramienta de creación) y a KSP (versión web) incluido. Funciona para sensores y trackers de IoT y también máquinas de M2M.

Opciones y servicios “Extras”

 Es posible desarrollar proyectos para fabricantes, bajo un modelo de marca blanca (personalización de la aplicación empresarial), On-Premise (para almacenar los datos en otro tipo de Cloud o en un entorno local), bajo modelos Flexibility (si se requiere tiempo adicional de integración y desarrollo adicional con nuestros Project Managers para los dashboards o para más soporte técnico).

Los modelos de integración con las plataformas internas del cliente son procesos que generan un alto valor agregado y no existe una estructura única para gestionar dicha integración. A pesar de esto, una clara definición de reglas de negocio : alertas, disparadores u acciones específicas ante determinados eventos es la base para establecer el tipo, frecuencia y circunstancias en que los datos deben enviarse a los sistemas del cliente.

Si deseas más información, visítanos en lainholding.com o escríbenos a ventas@lainholding.com

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