internet de las cosas · cuando hablamos internet de las cosas nos referimos a la capacidad de que...
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Internet de las Cosas
Ing. José Oliden Martínez
BIG DATA IoT
NANOTECNOLOGÍA
WSN
IPv6
SDNPDSeI
EWSBW
TICs
5GRFID
Inteligencia embebida
Inteligencia de Negocios
Minería de Datos
Banda Ancha
Machine Learning
Industria 4.0
Dispositivos Conectados a Intenet
Transporte
Blood Pressure
Salud
Salud
Agricultura
Agricultura
http://didt.inictel-uni.edu.pe/visor/
Confort-Salud
Línea blanca
FlowerPowerPlus
Smart House
https://www.youtube.com/watch?v=oJsPy9AN9SI
Domótica
Cuando hablamos Internet de las Cosas
nos referimos a la capacidad de que
cualquier cosa pueda conectarse a Internet
para transmitir o recibir información
Internet de las Cosas- IoT
15* Cisco Internet Business Solution Group – IBSG, april 2011
16
BIG DATA IoT
NANOTECNOLOGÍA
WSN
IPv6
SDNPDSeI
EWSBW
TICs
5GRFID
Inteligencia embebida
Inteligencia de Negocios
Minería de Datos
Banda Ancha
Machine Learning
Industria 4.0
IoT IIoT
IoT
¿qué es la Cosa?
Sistema Embebido
Salidas
SensoresActuadores
Programación
Controlador(CPU)Entradas
Red
Sistema Embebido
Salidas
SensoresActuadores
Programación
Controlador(CPU)Entradas
Red
Sistema Embebido
Salidas
SensoresActuadores
Programación
Controlador(CPU)Entradas
Red
Sistema Embebido
Salidas
SensoresActuadores
Programación
Controlador(CPU)Entradas
Red
Inteligencia embebida
NanotecnologíaSistemas Embebidos
Big Data
Inteligencia de Negocios
Minería de Datos
RFID
WSN
Banda Ancha
Configuración de Redes Inalámbricas de sensores- WSN
24
Aplicaciones:
Salud, Agricultura,
acuicultura, industria, energía,
conservación del medio
ambiente.
Comunicaciones
Sensor óptico ISFET
Sensores Recolección
EnergíaControl y
Procesamiento
Hardware para un proyecto de IoT
25
Consideraciones:
• Sensor: Adquisición de datos y control– Tasa de muestreo de datos, ADC, acondicionamiento de señal.
• Control y Procesamiento
• Wireless: Conexión– Wi-Fi, Bluetooth, RFID, redes celulares o tecnologías de baja potencia y
largo alcance (LPWAN) como LoRa, SigFox o NB-IoT.
• Administración de energía– Alimentan con baterías y sistemas de energía alternativos tales como
energía solar.
pW - µW mW
Consumo de energía
26
• IoT – 25b dispositivos conectados
• IoT 1mW x 10 y = 300 kJ
• IoT 2020 => 25 MW
Aplicaciones
• Transporte y logística
• Ciudades Inteligentes
• Edificios Inteligentes
• Cuidado de la salud
• Industria
• Medio ambiente
• Agricultura
• Piscicultura
27* Source – Internet of Things – B. Ramachandran
Sistemas Ciberfísicos- CPS
28
Hardware para un proyecto de IoT
29
Dispositivo DAQ Procesador Conectividad Energía
Arduino Uno6 Analog in,14 Digital in
5V
ATMega328PU16kHz
32 kBflash 1 kB
Necesita módulos adicionales
5V DC 500mA
Particle Electron
12 Analog In2 Analog out30 Digital 15 PWM, 3.3V
32 bit STM32F205120 MHz
1 MB flash128 KB RAM
Módem celularo Wi-Fi
3.9V-12VDC
Intel Edison 40 GPIODual-core Intel® AtomCPU OS Yocto, RTOS
Wi-Fi,Bluetooth
3.15 - 4.5V
Avnet BCM4343W
4 GPIO3 Analog Input
3.3 V
ARM Cortex M4128KB SRAM
Wi-FiBluetooth
3.3V – 5V
Raspberry Pi 3 Model B
40 I/O 29 digital
3.3 V
ARM Cortex A531.2 GHz
1 Gb
Wifi,EthernetBluetoth
5V 2.5A
Libelium Waspmote
7 analog In,8 I/O digitalUSB, SPI, I2C
Atmega1281128 KB Flash
Wifi, LoRa, Sigfox, GPRS, Zigbee
3.3V-4.2V 17mA On 55µA Sleep
Diseño de bajo consumo de energía
• Administración de energía
• Activación de componentes
• Administración de tareas
• Configuración de periféricos
• Cómputo de datos complejos
30
Reto de diseño• Seguridad
• Energía
Diseño de bajo consumo de energía
• Cada aplicación tiene una necesidad de energía diferente
31
Para diseñar un nodo de baja potencia:SoftwareHardware
* Source – A return to our Favorite EDA Requirements
Comunicaciones
32
Protocolos de comunicación
33
Bluetooth 4.2 LE
Zigbee802.15.4
6LoWPANWi-Fi
802.11 LoRa Sigfox GPRS
FrecuenciaBanda
2.4 GHz 2 MHz
2.4 GHz2 – 5 MHz
2.4 GHzISM
2.4, 5 GHz 20, 40 MHz
< 1 GHz125 kHz
< 1 GHz100 Hz
Cellular band
Capa Física Bluetooth 802.15.4 802.15.4 802.11 LoraWAN Sigfox X.25
Modulación GFSKBPSKQPSK
BPSKQPSK
QAM OFDM DSS UNB GMSK
Velocidad de transmisión
1 Mbps 250Kbps 250Kbps 72.2 Mbps50Kbps
50 bytes100 bps12 bytes
114 Kbps
Consumo de potencia
< 10 mWRx 25mATx 34mA
Rx 25mATx 34mA
> 100 mWRx 10mATx 28mA
Rx 20mATx 45mA
High
Rango 100 m 100m 100 m 100 m 2 - 15 km Varios km Varios km
• Múltiples fuentes de energía
• Mejor fuente– Solar
– Variación térmica
34
Mecánicas Térmicas Radiantes Químicas
* Source CEA-LETI
Fuentes de energía del ambiente
Bases del Internet de las Cosas
Nanotecnología y MiniaturizaciónCada vez tenemos ordenadores más potentes y baratos que los anteriores y sepueden fabricar sensores cada vez más pequeños y fácilmente integrables en losobjetos
Etiquetas RFID.-Radio Frequency Identification. Las etiquetas RFID formada por circuitos integrados con antenas y que adheridas a un producto pueden ofrecer información dinámica y en tiempo real sobre aquello en lo que se encuentran adherido. A través de laradiofrecuencia, estas etiquetas envían datos a un dispositivo u ordenador conectado a la red.
Bases del Internet de las Cosas
IPV6 y tecnologías LTE.-En el 2020 se prevee estén conectados 50 000 millones de cosas, no sólo es importante conectar más dispositivos, sino que hay que hacerlo eficientemente. De este modo, el desarrollo de las tecnologías 3G y LTE en combinación con la tecnología móvil, la fibra óptica y las conexiones Wi-Fi, cobran importancia con el 4G y un futuro 5G.
Bases del Internet de las Cosas
Impacto del IoT en el negocio, industria y la sociedad
Impacto del IoT en el negocio, industria y la sociedad
Aplicaciones en General
Esquema de la conexión y envío de datos a Internet
IoT RÁPIDO
ARDUINO UNO
MODEM (ESP8266)
Wi-Fi
PLACA IoT(IoT Shield)
Arquitectura Blynk
Áreas de Trabajo
• Smart Buildings (Domótica, Inmótica, Urbótica)
• Cloud y Connected City
• Citizen Innovation
• Smart Cities & Sustainability
• Smart Government
• Smart Economy
• Smart Services
• ihealth
• Big Data, HPC entre otras
¿Por qué pasa esto?
• Innovación
• Evolución en estándares y protocolos de comunicación
• Eficiencia energética
• Arquitecturas de procesadores emergentes
• Energías alternativas Solar, eólica
• Abaratamiento de la tecnología
• Políticas gubernamentales
Y… ¿por qué no?
Cepillos de dientes que nos analicen
Pastilleros que recuerden al paciente cuando debe tomar su medicación.
Ropa que incorpore sensores que sean capaces de monitorizar la salud de una persona
Planchas que regulen automáticamente su temperatura.
Ropa deportiva que registren cuánto tiempo estamos haciendo ejercicio y la cantidad de este.
Inodoros que analicen la orina y nos recomienden la dieta más conveniente, etc.
¿Cómo arrancar?
Open Hardware
¿Cómo arrancar?
Open Software
¿Cómo arrancar?
Redes
¿Cómo arrancar?
Innovando
Buscar Problemas
Oportunidades
Huaycos
Tuberculosis
Tráfico
Inseguridad
Dengue
Diabetes
Retos y amenazas
Retos y amenazas
Un gran problema
Una Solución
CREER
CREAR
NO CREAS LO QUE TE DICEN,
CREA EN DONDE NO TE DICEN
Solución
Sueño
Valores
Compromiso
Ética
Futuro
Tecnología
Pensamiento Crítico
Comunicación
Trabajo en Equipo
Orientación al logro
Sólo así buscaremos soluciones y nos
dejaremos de quejar por los problemas
Gracias
Facebook: José Oliden Martínez
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