Arquitectura IoT: 4 capas de IoT explicadas en detalle

Mucho se ha dicho sobre cómo estamos progresando hacia un mañana más inteligente. Y en estas declaraciones, definitivamente, IOT se menciona muchas veces. Entonces, ¿cuál es todo el alboroto sobre IoT y qué es realmente? Mantente atento y lee este blog para saber más sobre IoT.

IoT en pocas palabras

En primer lugar, IoT significa Internet de las cosas que contiene cosas que están conectadas a Internet. Estos objetos detectan el entorno que los rodea y recopilan datos que se utilizan para su posterior procesamiento. Estos datos sin procesar generados en grandes cantidades se convierten a un formato digital y luego se procesan previamente para su posterior análisis.

Luego vienen los dispositivos que realmente procesan estos datos para extraer información valiosa de ellos. Por último, los datos procesados ​​se envían a la nube o máquinas locales, donde se almacenan y analizan para realizar acciones. IoT es un proceso de cuatro pasos.

Etapas de la arquitectura IoT

Pasos involucrados

Hay 4 capas principales de arquitectura IoT, como se muestra arriba. Repasemos cada uno de ellos en detalle.

Sensores

Los sensores pertenecientes al nivel primario de la arquitectura IOT se encargan de capturar los parámetros físicos en el mundo real. Los parámetros pueden ser: temperatura, humo, aire, humedad, etc.

Estos pueden ser dispositivos integrados, es decir, varios sensores presentes en una sola placa o un dispositivo independiente para recopilarlos y medirlos. Un ejemplo de un sensor integrado sería un sensor que mide el contenido de metano, el porcentaje de monóxido de carbono y la presencia de humo juntos.

Mientras que un sensor de humedad sería un ejemplo de un sensor independiente. Con sensores, los actuadores también juegan un papel importante en esta capa. Su tarea es convertir los datos generados por los objetos IOT en acción física.

Por ejemplo, considere un ventilador inteligente. Con los sensores adecuados en su lugar, el actuador aumentaría o disminuiría la velocidad del ventilador en función de la temperatura ambiente (que será medida por el sensor de temperatura). Y todo esto sucedería sin intervención humana. Otro ejemplo puede ser un sistema de riego inteligente.

Después de medir el contenido de humedad en el suelo, los sensores activarían los actuadores que decidirán si activar o desactivar la válvula. Una gran parte de la investigación en IOT actualmente se dirige a integrar tantos sensores como sea posible en una placa determinada.

Sistema de adquisición de datos

Esta capa trabaja en estrecha colaboración con sensores y actuadores. Pero debido a su funcionalidad única, merece un lugar en una capa separada. Es una capa de conexión que conecta la capa del sensor con la capa de análisis.

Su función principal es recopilar, seleccionar y enviar los datos a otras capas de procesamiento. Antes de que pueda ocurrir el procesamiento, los datos del sensor deben convertirse a un formato adecuado. Un formato fácil de usar y además transferible. Esto se logra mediante esta capa.

Por ejemplo, considere un sensor que mide la intensidad de la luz. Toma la entrada de fotones o la luz en forma de voltios como 10V, 5V, etc., y produce una salida digital como un número. Del mismo modo, los sensores de color en la intensidad del color como entrada y salida de un rango RGB de 0 a 255.

Estos también se denominan puertas de enlace y proporcionan una plataforma para el procesamiento local de los datos del sensor entrantes para que estén listos para su posterior procesamiento. Para mejorar la seguridad de esta capa, se utilizan algoritmos de cifrado y descifrado adecuados que evitan actividades maliciosas como la fuga de datos.

Un buen ejemplo de un dispositivo en esta capa es un convertidor analógico a digital o ADC. Los parámetros medibles en el entorno, como la luz, el sonido, la temperatura, etc., son de naturaleza analógica. ADC convierte estos valores analógicos en valores digitales.

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Analítica

No todas las arquitecturas IOT pueden tener esta capa. Su presencia puede aportar valor añadido a todo el proceso, especialmente para proyectos a gran escala donde los datos se generan en abundancia. Para tales proyectos, la tasa de transferencia de datos o la tasa de análisis juega un papel vital. Estas infraestructuras están ubicadas cerca de la fuente de los datos.

Esto les permite actuar rápidamente sobre los datos entrantes en tiempo real y proporcionar un resultado en forma de información procesable. En este caso, aquellos datos que requieren procesamiento en la nube se pasan a esta capa. Como la transferencia de datos ocurre en esta capa, es imperativo aumentar la seguridad minimizando la exposición de la red.

Como solo ocurre algo de preprocesamiento en esta capa, funciona con una potencia y un ancho de banda mínimos. Un ejemplo puede ser eliminar la presencia de valores atípicos en los datos. Puede haber miles de valores atípicos en un millón de puntos de datos. Deshacerse de ellos en una etapa temprana significaría ahorrar tiempo en el procesamiento final.

Centro de datos

El centro de datos a menudo se considera el cerebro de la arquitectura IOT. Están destinados a almacenar, procesar y analizar toneladas de datos. Con el análisis de datos y los algoritmos de aprendizaje automático en funcionamiento, esta capa proporciona información útil sobre los datos.

Este tipo de procesamiento es computacionalmente más pesado que el análisis realizado en la capa anterior. Si se implementan y proporcionan correctamente, los centros de datos pueden brindar inteligencia comercial y recomendaciones para ayudar a los usuarios a interactuar con el sistema.

Esta capa brinda muchos beneficios para el negocio, desde tasas de producción más altas hasta la reducción del consumo de energía. También brindan una visualización lúcida en forma de gráficos circulares, histogramas o gráficos para los clientes que los ayudan a tomar decisiones informadas sobre el negocio.

ejemplo del mundo real

Los automóviles autónomos utilizan aplicaciones IoT todo el tiempo. Estos autos no tienen conductor y dependen de sus sensores para una navegación segura de un punto a otro. Equipados con cientos de sensores como LIDAR, cámaras, giroscopios, arquitectura en la nube, Internet y muchos más, estos autos detectan su entorno y toman decisiones rápidas e inteligentes basadas en los resultados de los sensores.

Por ejemplo, en un caso de peatones, la cámara toma constantemente cuadros de entrada y los pasa a la nube para su procesamiento. Luego, un algoritmo de detección humana detecta la presencia de un ser humano. Si existe un ser humano, el controlador envía una señal a los frenos. De esta manera, la información de un sensor se mueve a la nube y luego al actuador en la presencia de Internet.

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Conclusión

En realidad, la arquitectura de IoT puede variar de una solución a otra. Pero sobre todo, estos cuatro bloques fundamentales están presentes. También se debe diseñar una solución funcional y escalable y que no sea propensa a fallar mientras se procesan toneladas de datos.

La implementación de soluciones de IoT en las empresas les ha permitido extraer más valor de los datos y atender a sus clientes en consecuencia, superando así a sus clientes. Es importante no confundirse con la jerga técnica de IoT y no perder de vista las infinitas posibilidades y cambios que puede traer la automatización completa.

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