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¿Qué es IoT?

Internet de las cosas (en inglés Internet of things, abreviado IoT) es un concepto que se refiere a la interconexión digital de objetos cotidianos con Internet. En el caso que queramos interconectar los elementos de una empresa o una Industria es lo que se denomina IIOT (Industrial Internet of Things) o Industria 4.0

Definición de wikipedia:

¿Qués Internet de las Cosas?: http://www.ticbeat.com/tecnologias/que-es-el-internet-de-las-cosas/

Arduino y Raspberry Pi son dos elementos muy populares y abiertos que nos permiten de forma sencilla y económica conectar cualquier cosa a Internet. Con un Arduino y un sencillo módulo ethernet o wifi podemos conectar a Internet sensores para informar, controlar motores o bombillas desde cualquier parte del mundo o mandar un SMS o email cada vez que se abra la puerta de casa. Con una Raspberry Pi disponemos de un ordenador de bolsillo fácilmente conectable a Internet y que puede ejecutar tareas automatizadas, almacenar datos, mostrar información o hacer de pasarela para conectarnos a otras ubicaciones o dispositivos remotos.

Arduino y Raspberry Pi se ha convertido una figura destacada e incluso unos de los impulsores del IoT y no por casualidad, sino que  por sus características son HW con gran capacidad para usar en proyectos de IoT.

Características de Arduino y Raspberry Pi para IoT

  • Barato y rápido prototipado.
  • HW libre y por lo tanto es modificable para que consuma menos y para hacer un HW final de características industriales.
  • Disponibilidad de HW de comunicaciones de todo tipo para conectar con Arduino. Nuevas tecnologías de comunicación llegan antes que para elementos comerciales
  • Librerías y SW público para su reutilización o adaptación.
  • Flexibilidad en la programación.
  • Apoyo de la comunidad.

Intersante web con publicaciones sobre IoT: https://iot-analytics.com/

Como afecta IoT a nuestro dia a dia: http://socialgeek.co/tecnologia/8-formas-que-the-internet-of-things-impactara-dia-dia

IoT en 5 minutos con Arduino: http://hackaday.com/2016/01/08/internet-of-things-in-five-minutes/

Aplicaciones de IoT: https://temboo.com/iot-applications

7 Leccciones sobre IoT: https://www.greenbiz.com/article/7-essential-lessons-about-internet-things

Temboo es una plataforma de IoT que nos permite conectar fácilmente mediante una API un Arduino o una Raspberry Pi para interactuar con ellos desde un navegador web e interconectar con servicios de terceros como correo, visualización de datos o machine learning: https://temboo.com/platform, combinando tecnologías para asumir cualquier reto de ingeniería.

Una visión del IoT aplicado a la industria es lo denominado como Industria 4.0 o Industria conectada o IIoT que deriva del concepto de M2M (machine to machine) que se refiere al intercambio de información o comunicación en formato de datos entre dos máquinas remotas sin necesidad de conexión a Internet sino que puede ser en una red privada y crear una industria inteligente donde todos los elementos están interconectados y comparten los datos.

Definiciones de wikipedia:

Diferencias entre IoT y M2M: https://www.pubnub.com/blog/2015-01-02-iot-vs-m2m-understanding-difference/

El coche autónomo, en el que trabajan grupos como Google, BMW, Volvo o Tesla, es toda una proeza de la robótica.La conducción autónoma se basa en las comunicaciones máquina a máquina (M2M), por las que los vehículos pueden intercomunicarse con las señales, los semáforos y los otros automóviles. Todo esto también tiene mucho que ver con las smart cities.

Interesantes artículos de Basic IoT:

Reflexiones de David Cuartielles sobre IoT en base a un paper de IBM: https://vimeo.com/299112221

Mercados Verticales IoT

En este curso vamos a ver IoT desde un punto general para poder ser aplicable en cualquier sector, pero cuando se va a acometer un proyecto IoT suele ser adecuado hacer un enfoque vertical en función del sector en el que se vaya a aplicar puesto que cada sector tienen unas características concretas.

Conceptos como Industria 4.0, Smart Cities, Agricultura 2.0, Smart Home, Smart factory, etc… al final son etiquetas y en lugar de especializarse en áreas tecnológicas como sensores, comunicaciones, protocolos, sistemas, etc… pensamos como especialistas de sectores porque un mismo concepto como el de IoT se puede aplicar a muchos sectores de de una forma distinta.

El vino y el IoT http://www.elmundo.es/economia/2016/11/03/5819d37346163f9c528b45c9.html

Visión horizontal IoT

Algunos mercados verticales IoT:

  • Salud
  • Retail
  • Construcción
  • Gobierno/Servicios Públicos/Smart Cities
  • Manufactura y Cadena de Suministro
  • Industria
  • Automoción
  • Logística/Transporte/Almacenes
  • Agricultura
  • Energía/Smart Metering
  • Hogar Inteligente/Domótica/Inmótica
  • Hoteles/Turismo
  • eHealth/Deporte

Encuesta: https://www.forbes.com/sites/louiscolumbus/2016/11/27/roundup-of-internet-of-things-forecasts-and-market-estimates-2016/#28e2ea4d292d

¿Que Dispositivos podemos conectar a Internet?

La respuesta es: Cualquier cosa que podamos imaginar.

IoT en su amplio concepto es conectar a Internet cualquier cosa, teniendo sentido o sin tenerlo. Por ejemplo, podríamos conectar a internet un sofá con un Arduino y unos pocos sensores, este sofá podría tuitear que nos acabamos de sentar a ver nuestra serie favorita, simplemente detectando el peso de la persona y conectándose a una API de un servidor de streaming como netflix y comprobando que acabo de poner un capítulo de westworld.

Puede parecer una idea sin sentido, pero esta idea para Netflix podría ser muy interesante, monitorizar a la gente que ve su canal, cuántas veces se levanta el espectador o si se queda dormido.

Un ejemplo más serio de IoT es aplicar las nuevas tecnologías a elementos cotidianos que no imaginarías que tuviera sentido conectar a Internet, pero que pensándolo puede ser muy útil. Por ejemplo, pensemos en conectar a Internet un cortacésped. Con un Arduino podríamos conectar diversos sensores de temperatura del motor, temperatura externa, revoluciones del motor, consumo eléctrico (cortacésped eléctricos), gps, logs, etc… que podrían ser mandados a una plataforma del fabricante y le permitiría analizar esos datos para mejorar sus futuros productos o detectar avería de forma precoz. Podría mandar una desconexión remota en caso que en una determinada partida de fabricación se haya detectado un fallo que podría provocar daños al usuario o actualizar on-line el firmware si se detecta un fallo sin necesidad de llevar al servicio técnico.

Ejemplos de cortacesped conectados:

También podemos conectar a Internet un bastón o una botas de seguridad:

Otra aplicación de IoT usando Arduino o Raspberry Pi como herramienta, es la de obtener información externa disponible mediante APIs del open data. Un ejemplo es el de un sistema de riego automático que podemos tener en una ciudad. En los inicios de la automatización se usaron programadores conectados a una electroválvula donde indicamos las horas entre las que deseamos regar. El siguiente paso fue poner detectores de lluvia para no regar si estaba lloviendo. Otro paso fue poner sensores de temperatura y humedad ambientales y sensores de humedad de suelo que nos indican cuándo debemos regar y en qué áreas de la ciudad.

El paso más avanzado que ofrece el IoT es poder conectar todo este sistema, ya de por sí muy eficiente, a los opendata meteorológicos disponibles en Internet como el de la aemet http://www.aemet.es/es/datos_abiertos/AEMET_OpenData y que nuestro sistema obtenga datos de prediciones meteorológicas y decida no regar si la predicción de lluvia es mayor del 80% en los próximos dos días o simplemente ajustar el algoritmo de riego en función los valores de los sensores + es de los datos meteorológicos. También puede recibir alertas de tormenta o pedrisco y tomar determinadas acciones o simplemente mandar un email o SMS al propietario del huerto. ¿Podríamos hacer esto con un sistema comercial?

Esto podría extenderse a explotaciones agrícolas usando un servicio como el sistema de información agroclimática de La Rioja:

Un ejemplo práctico de esto es el proyecto Aggrofox:

Aggrofox: IoT sensing, notifications and analytics platform for urban and large-scale agriculture with automated irrigation, using Sigfox technology: https://www.hackster.io/107329/aggrofox-large-scale-and-urban-agriculture-iot-solution-8155fe

IoT no es que un coche se pueda conectar a Internet para ver videos de youtube, sino que este coche esté conectado a Internet para que pueda actualizar su firmware automáticamente para dotar de nuevas funcionalidades sin necesidad de ir al concesionario, pueda ser inmovilizado en caso de robo o pueda mandar datos de los parámetros internos del coche para que sean analizados y poder detectar alertas precoces de fallo y actualizar automáticamente ese fallo sin que el usuario tenga que hacer nada o avisar al usuario para que lleve el coche a reparar y parar el coche si el usuario no ha llevado a revisión al cabo de unos kms para evitar males mayores.

Interesantes reflexiones sobre IoT:

Ejemplo de Aplicaciones IoT

El conectar dispositivos a Internet puede tener muchos usos y aplicaciones que hasta ahora no hubiéramos imaginado.

Aplicaciones de IoT: https://temboo.com/iot-applications

Algunos ejemplos

  • Monitorización en Tiempo real
  • Avisos precoces
  • Control remoto de instalaciones
  • Eficiencia energética
  • Automatización de procesos
  • Automatización de informes/Cuadros de mando
  • Mantenimientos Predictivos
  • PRL (Prevención de Riesgos Laborales)
  • análisis de datos (data mining, etc…)
  • Monitorización y notificación
  • Business intelligence (detectar problemas comunes, medir cuellos de botella, etc…) y ayudar en el mantenimiento predictivo.
  • Integrar con el software corporativo. ERP, CRM, GMAO (Gestión del Mantenimiento Asistido por Ordenador), CMMS
  • Recoger datos y tenerlos en tiempo real por ejemplo datos para sanidad en cámaras frigoríficas.
  • Automatizar todo el papeleo siendo recogidos los datos y guardados y generados los informes.

¿Qué otras aplicaciones tenéis?

Presentación Curso Soluciones IoT con Herramientas Libres

Título: “Desarrollo Soluciones IoT con Herramientas Libres”

Información e inscripciones: https://www.larioja.org/thinktic/es/cursos-jornadas/proximos-cursos-jornadas/curso-desarrollo-soluciones-iot-herramientas-libres

Motivación

Dentro del itinerario de formación para IoT/Industria 4.0, este curso es una introducción práctica para conocer qué es el IoT/Industria 4.0/digitalización. Se tratarán muchos temas y tecnologías de forma práctica sin profundizar en ellas, para que luego quien esté interesado pueda profundizar en ellas y puedan aparecer nuevos cursos de especialización que sirvan para el itinerario de formación.

Este curso surge de diversas conversaciones con gente de empresas, alumnos de los cursos de Arduino y especialmente personal del Think TIC en los últimos años donde se ha habla de la necesidad de que las pequeñas y medianas empresas puedan acceder a las ventajas de soluciones IoT o Industria 4.0 que solo pueden acceder las grandes corporaciones.

En anteriores cursos he introducido qué es IoT con el uso de tecnologías libres y en el Arduino Day 2017 se hizo una presentación de IoT con Arduino y un taller:

En este curso voy a hablar de soluciones libres/open source para que cualquiera pueda hacer una solución sencilla o una prueba de concepto de IoT.

Gracias a la herramientas libres/Open Source es posible democratizar el IoT y la industria 4.0. Antes se necesitaba muchísimo dinero no solo en HW y licencias de SW, sino en consultores que hacen un diseño a medida y realizan la integración de los sistemas, ahora no solo el SW  libre y el HW libre y barato, sino que la comunidad da soporte a las dudas, hace documentación y tutoriales, así como librerías para facilitar el trabajo.

Muchas empresas no dan el salto de digitalización porque la inversión inicial puede ser muy alta al necesitar contratar a una empresa externa o herramientas profesionales, pero quién mejor que el personal de la propia empresa que es quien mejor conoce los procesos internos, gracias a la tecnología abiertas, es posible con una pequeña inversión económica y una formación centrada en la digitalización de los procesos.

Propuesta Formativa

Este curso está diseñado para que cualquier trabajador cualificado de una empresa pueda hacer una prueba de concepto de IoT aplicado al sector en que trabaje, usando tecnologías libres y pueda ver resultados rápidos y con una inversión económica mínima.

El curso se basa en hacer una aplicación práctica de IoT en al Aula donde se seguirá un itinerario que explicara cada día varios conceptos y se pondrán en práctica en una aplicación basada en una simulación de varias smart cities.

Este curso está enfocado a profesionales cualificados de diversos sectores que deseen hacer una aplicación de IoT en sus empresas y pueda montar un piloto de IoT en sus instalaciones.

No se trata de un curso de Arduino, Raspberry Pi, etc… sino un curso práctico de puesta en marcha de un ecosistema de IoT donde usaremos esas tecnologías de hardware libres y muchas otras herramientas de software libre y aplicaciones cloud.

Este curso también pretende ser la base para que los alumnos detecten las necesidades de formación que demandan para aplicar en sus sectores como: Docker, comunicaciones inalámbricas, electrónica, APIs, aprendizaje automático, etc…

En resumen, quiero plasmar en este curso mi experiencia de uso de IoT en un entorno profesional, especialmente en el inicio donde partiendo de varias pruebas de concepto nos dimos cuenta del valor que podemos aportar con la digitalización de procesos en la empresa con una pequeña inversión económica.

Objetivo

El objetivo de este curso es conocer algunas de las tecnologías necesarias para el desarrollar soluciones IoT/Industria 4.0 y valiéndose para ello de herramientas, tecnologías, protocolos y software libres/open source que hay a nuestra disposición, de forma que cualquier empresa por pequeña que sea pueda hacer una prueba de concepto de IoT/Industria 4.0 con una inversión mínima.

Con los conocimientos adquiridos, los alumnos conocerán las tecnologías necesarias para hacer una solución IoT y profundizar posteriormente en aquellas que más necesiten y puedan desarrollar sus propias soluciones IoT/Industria 4.0.

Al finalizar el curso el alumno será capaz de desarrollar una solución IoT/Industria 4.0 sencilla que puede implantarse como prueba piloto en cualquier empresa que desee digitalizar algún proceso.

Requisitos

Para la realización de este curso es necesario tener conocimientos básicos o experiencia en algunas de estas áreas: programación, redes TCP/IP, redes inalámbricas, protocolos de comunicación, bases de datos, uso de sistemas linux, microcontroladores, autómatas, electrónica, uso de sensores, actuadores, motores, etc…

Es recomendable un conocimiento medio de Inglés puesto que gran parte de la documentación está en Inglés.

Metodología

El curso se compone de una combinación de teoría y práctica donde se profundiza en el conocimiento de algunas de las tecnologías usadas para usar en un proyecto de IoT, con una duración total de 30 horas. Durante el curso se irá haciendo un proyecto basado en la simulación de varias Smart Cities donde se pondrán en práctica los conocimientos y habilidades adquiridas durante el curso.

Los recursos utilizados para la realización de este curso son:

Además están disponibles otros recursos para ampliar información:

Es posible interactuar en el curso mediante:

Para realizar las prácticas de este curso se usará el material disponible en el Think TIC que veremos a fondo en un apartado posterior.

Toda la documentación será on-line con el objetivo de mantenerla actualizada y no con un documento físico que se queda obsoleto rápidamente. Después de finalizar el curso toda la documentación on-line seguirá estando disponible de forma pública.

Todo el material entregado es en préstamo y debe cuidarse al máximo, a la hora del montaje de las prácticas se seguirán las instrucciones para evitar dañar los componentes.

Toda la documentación está liberada con licencia Creative Commons.

Reconocimiento – NoComercial – CompartirIgual (by-nc-sa): No se permite un uso comercial de la obra original ni de las posibles obras derivadas, la distribución de las cuales se debe hacer con una licencia igual a la que regula la obra original.

Aprendiendo Arduino by Enrique Crespo is licensed under a Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional License.

Organización del curso

El curso tiene una duración total de 30 horas. El curso se celebra del 12 al 23 de noviembre de 2018 de Lunes a Viernes en horario de 18.00 a 21.00. Se hará un descanso de 10-15 minutos aproximadamente a mitad de la sesión.

Cada día de curso de compone de 3 partes diferenciadas:

Contenido del Curso

Toda la documentación del curso y el código usado es libre y accesible desde https://www.aprendiendoarduino.com/cursos/curso-iot-open-source-2018/

Temario Simplificado

  • Qué es IoT
  • HW IoT
  • Comunicaciones IoT
  • Protocolos para IoT
  • Plataformas IoT
  • Servicios IoT
  • Proyectos IoT

Temario Extendido

Ver https://www.aprendiendoarduino.com/cursos/curso-iot-open-source-2018/

  • Presentación
    • Presentación del Curso
    • Material Curso IoT
  • Introducción a IoT
    • ¿Qué es IoT?
    • Ecosistema IoT
    • Retos de IoT
    • Aplicación en Diversos Sectores del IoT
    • El valor de los Datos
    • Industria 4.0 (IIoT)
  • HW IoT
    • Sensores
    • Actuadores
    • Microcontroladores – Arduino
    • Servidores – Raspberry Pi
    • Plataformas Cloud
  • Comunicaciones IoT
    • Ethernet
    • WiFi
    • Comunicaciones Inalámbricas
    • ZigBee/XBee
    • Redes LPWAN/LoRa
    • Sigfox
    • Redes Móviles
    • NB-IoT
  • Protocolos IoT
    • HTTP/API REST
    • MQTT
    • FiWare
    • CoAP
    • Otros Protocolos
  • Plataformas IoT
    • Plataformas Públicas/Cloud
      • ThingSpeak
      • Carriots
      • Temboo
      • Blynk
      • Otras Plataformas
    • Plataformas Privadas
    • Dashboards
  • Servicios IoT
    • API REST
    • Smart Metering
    • Open Data
    • Dashboards
    • Análisis de Datos
    • Aprendizaje Automático
  • Proyecto IoT
    • Simulación varias Smart Cities

Tecnologías Usadas

  • Arduino
  • Raspberry Pi
  • API REST
  • MQTT
  • Node Red
  • LoRa
  • XBee
  • WiFi
  • Ethernet
  • Sigfox
  • Bases de Datos
  • Análisis de Datos
  • Dashboards
  • Smart Metering

Presentaciones

  • ¿Qué es para ti IoT/Industria 4.0?
  • ¿Sector de aplicación?
  • ¿Experiencia y formación?
  • ¿Proyectos con IoT?
  • ¿Qué te gustaría aprender en este curso?

Contacto

Para cualquier consulta durante el curso y en cualquier otro momento mediante email: aprendiendoarduino@gmail.com

Twitter @jecrespo: https://twitter.com/jecrespom

Y más información sobre el curso y el autor: http://www.aprendiendoarduino.com/acerca-de/

Material Curso IoT

Para hacer las prácticas y simular un ecosistema de IoT disponemos de hardware barato y muy accesible para cualquiera para poder utilizar en una prueba de concepto.

El material es en préstamo y se firmará una hoja de entrega de material.

20x Arduino Starter Kit (https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoStarterKit) que contiene un Arduino Uno, una serie de sensores y actuadores y diversos elementos electrónicos necesarios para realizar las prácticas y proyectos. Componentes:

10x Kit XBee( http://www.digikey.es/product-detail/en/digi-international/XKB2-AT-WWG/602-1550-ND/5271212) para desarrollo de aplicaciones con XBee. Datasheet: https://media.digikey.com/pdf/Data%20Sheets/Digi%20International%20PDFs/XBee_Arduino_Compatible_Coding_Platform.pdf. Compuesto por:

  • Arduino Leonardo-compatible
  • XBee shield XBee 802.15.4 modules
  • XBee breadboard adapters
  • XBee USB adapter
  • One 2-axis joysticks
  • Six pushbuttons
  • Solderless breadboards
  • Breadboard power supplies
  • 18 LEDs
  • 10kΩ potentiometers
  • Package of 330Ω resistors
  • 9 V batteries and battery clips
  • Micro USB cable
  • Mini USB cable
  • Bundle – jumper wires

20x Kits Raspberry Pi compuestos por:

Kit Wemos D1 mini

Módulos de comunicación:

Otros módulos:

Saber más de IoT…

Día 1: «Presentación del Curso»

Qué es IoT y Taller impartido en el Arduino Day 2017

¡¡IMPORTANTE!! – Traer lector de tarjetas microSC

Capítulos vistos día 1:

Día 2: «Arduino en IoT»

Capítulos vistos día 2:

Día 3: «Raspberry Pi en IoT»

IoT y prevención de riesgos laborales: http://www.cepymearagon.es/?p=9743

Capítulos vistos día 3:

Día 4: «Instalación SW en Raspberry Pi»

ESTADO DEL MATERIAL KIT RASPBERRY PI

Tecnologías Maduras: Hardware y Software

Gateway de http a https para Arduino con una Raspberry Pi. Miguel.

Gateway LoRa de Arduino: https://blog.arduino.cc/2018/11/14/arduino-pro-gateway-for-lora-now-available-for-pre-order/. Producto: https://store.arduino.cc/arduino-pro-gateway

Actualización firmware bluetooth para Arduino MKR WiFi 1010: http://forum.arduino.cc/index.php?topic=579306.0

Unipi: https://www.unipi.technology/

Conectapro:

ESP32 LoRa OLED Display Bluetooth WIFI: https://es.aliexpress.com/item/868-MHz-915-MHz-SX1276-ESP32-LoRa-0-96-pulgadas-pantalla-OLED-azul-Bluetooth-WIFI-Lora/32836591865.html

  • Transceiver: SX1276
  • Pantalla OLED

Wemos® TTGO T-Beam ESP32: https://www.banggood.com/es/Wemos-TTGO-T-Beam-ESP32-433868915Mhz-WiFi-Wireless-Bluetooth-Module-p-1320390.html

Capítulos vistos día 4:

Día 5: «Protocolo HTTP»

Resumen primera semana y la próxima semana nos centraremos en MQTT y plataformas IoT.

  • MySQL manejar privilegios de usuarios:
    • GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO ‘pi’@’%’;  (Para acceso remoto)
    • GRANT GRANT OPTION ON *.* TO ‘pi’@’localhost’; (Privilegios para dar permisos a otros usuarios)
    • Para conectarnos desde otro servidor: mysql -h ip_raspberry -u root -p

Capítulos vistos día 5:

Día 6: «Mosquitto»

Esta semana: MQTT + ESP8266 + Plataformas IoT púbicas

¿Otros temas de interés?

Todo lo instalado en Raspberry Pi se puede instalar en un servidor en la propia empresa o en la nube.

Inventario de material Raspberry Pi

Algunos transcievers LoRa:

Librería LMIC solo para módulos SX1272, SX1276 y módulos compatible como RFM9x:

Capítulos vistos día 6:

Día 7: «Protocolo MQTT y Sensores»

Capítulos vistos día 7:

Día 8: «Node-RED»

Resultado de imagen de mqtt frame format

Capítulos vistos día 8:

Día 9: «LoRa y Moteino»

Capítulos vistos día 9:

Día 10: «Plataformas IoT»

  • Arduino Day 2019: 16 de marzo de 2019

Capítulos vistos día 10:

Capítulos no vistos: