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Dando forma al futuro inalámbrico con sistemas y aplicaciones de bajo consumo (i)

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Rolf NilssonArtículo escrito por Rolf Nilsson, Jefe Ejecutivo de connectBlue

Con el incremento en el uso de dispositivos móviles y el aumento de la necesidad de intercambiar información con pequeños dispositivos como los nodos de sensores, aparecen nuevos requisitos en cuanto a opciones de conectividad. El siguiente informe cubre las nuevas tendencias para Internet de las cosas, las demandas de baja energía y conectividad móvil, las opciones de tecnología inalámbrica, la coexistencia inalámbrica y las posibles aplicaciones de bajo consumo.

Internet de las cosas, la Red de las cosas o la Red integrada

Existe una clara tendencia de crecimiento del intercambio de información entre diversos aparatos y dispositivos. Por ejemplo, existe una necesidad creciente de supervisar de manera continua el uso de los equipos, el consumo de energía, el suministro de provisiones y el control remoto de los dispositivos. Estas crecientes necesidades se observan en múltiples industrias, como las mencionadas en los siguientes ejemplos de necesidades de crecimiento:

  • Aplicaciones médicas: crear medicamentos personalizados, supervisar de manera remota y generar alertas, etc.
  • Edificios: realizar un seguimiento del consumo de energía, vigilancia de seguridad, etc.
  • Aplicaciones industriales: control remoto, intercambio de información con sistemas de rastreo, etc.
  • Infraestructura y medio ambiente: supervisar el tráfico, polución de aire y agua, etc.

Debido a los envíos anuales de más de 10 miles de millones de microcontroladores que pueden intercambiar información localmente o a través de Internet, se activa una inmensa cantidad de los denominados “dispositivos inteligentes”. Estos dispositivos incluyen sensores de movimiento, bombas para piscinas, medidores de gas/eléctricos y luces para las calles.

Según la rápida cobertura de la infraestructura y el acceso a Internet, se puede acceder a todos estos dispositivos mediante Internet. Esta evolución se denomina “Internet de las cosas”, Red de las cosas” o “Red integrada”, y suele requerir una conexión inalámbrica local de bajo consumo aparte de la conexión a Internet. Para la mayoría de dichas aplicaciones y soluciones, se requiere una compuerta de acceso para conectar los nodos de sensores a Internet a través de una infraestructura local o mediante una red celular.

Dispositivos inalámbricos de bajo consumo y conectividad de sensores

Una conexión celular es una excelente alternativa para muchas aplicaciones, pero requiere una fuente de energía importante y es relativamente costosa para comprar y para hacer funcionar teniendo en cuenta el costo de los dispositivos o sensores más pequeños. En estos casos, se prefiere una tecnología inalámbrica de bajo consumo local que cubra la distancia entre el dispositivo y la compuerta de acceso conectada a la infraestructura existente o a la red celular.

Existen diversas tecnologías inalámbricas de bajo consumo disponibles como Ant+, EnOcean, ZigBee y tecnologías patentadas que funcionan en anchos de banda de 2,4 GHz a sub 1 GHz. Las versiones de LAN inalámbrica de bajo consumo también están disponibles para muchas aplicaciones que consumen demasiada energía.

Dispositivos inalámbricos de bajo consumoUno de los requisitos clave de la visión de Internet de las cosas es una solución inalámbrica de bajo consumo rentable y fácil de implementar. Sería demasiado costoso conectar todos los pequeños dispositivos y sensores directamente a las redes fijas o celulares.

Es importante usar la tecnología inalámbrica, especialmente en lo que respecta a nuevas instalaciones de sensores u otros dispositivos más pequeños. Utilizar tecnología inalámbrica también implica utilizar “energía inalámbrica”, los que suele lograrse gracias a las baterías. Para la mayoría de los dispositivos pequeños, una batería de celdas tipo moneda será suficiente para que funcione durante muchos años. Cuando la solución de baterías no satisface los requisitos, existen diversas alternativas para generar energía. Las alternativas de generación de energía incluyen fuentes de alimentación de luz solar o de diferencias de temperatura y movimiento (por ejemplo, rotación o vibración).

Además de la conectividad de nube, existe una creciente necesidad de tecnología inalámbrica en la Interfaz humano máquina (HMI, por su sigla en inglés) en lo que respecta al monitoreo y control locales mediante Smartphones o tablets. Dicho dispositivo móvil también puede actuar como compuerta de acceso hacia la nube. Los sistemas operativos (Apple iOS, Android o Windows) requieren tecnologías inalámbricas de bajo consumo y conectividad integrada hacia estos tipos de dispositivos.

Conectividad a smartphones y tabletsEs de creciente importancia la conectividad a Smartphones y tablets, en donde una “aplicación” puede actuar como HMI local y como punto de acceso o compuerta de acceso.

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