El movimiento como fuente de energía para dispositivos inalámbricos M2M

El Internet de las Cosas (IoT, Internet of Things), esa quimera imaginaria en la que cada objeto transmite a “la red” información sobre su estado y posición.

Imaginemos una oficina de correos. Todos los paquetes incluyen un dispositivo de localización que transmite su posición, origen y destino, de manera que pueda ser seguido de una forma muy eficiente por cualquier usuario desde su tableta o desde su teléfono.

O el supermercado, donde las estanterías de productos nos avisan cuando el stock se está agotando, o nos envían información a nuestro móvil sobre el contenido de los productos, precio, ofertas, etc. (precisamente hoy hemos ‘twiteado’ una «huevera inteligente«, lo más parecido a la estantería de nuestro imaginario ejemplo).

Y así un sinfín de usos imaginarios, ¿reales? ¿realistas?

Cada uno de estos objetos mejorará (suponemos) nuestros negocios y nuestra forma de vida, cada uno en su pequeña parcela de acción. Y todos los objetos juntos, en ese Internet de las Cosas, transformarán la forma en que desarrollaremos nuestras actividades futuras?

Pero… hay un problema!!!! Esos pequeños, inteligentes e interactivos dispositivos necesitan… ENERGÍA.

Las baterías son caras, y desde luego nada prácticas (problemas de contaminación residual con baterías agotadas). De modo que los esfuerzos se deben centrar, se están enfocando ya de hecho, en generar energía a partir de hechos cotidianos, a partir de nuestro entorno, suficiente para alimentar a esos pequeños e inteligentes dispositivos.

Nuestros movimientos y desplazamientos son una fuente inagotable de generación de energía, que se puede utilizar para alimentar pequeños dispositivos conectados a la Internet de las Cosas.

La pregunta clave es: ¿Somos capaces de evaluar la cantidad de energía que se puede generar a partir de nuestros movimientos? ¿Es suficiente para alimentar dispositivos electrónicos?

Agricultura de Precisión y TIC

La agricultura tradicional no ha sido objeto de grandes transformaciones. En ella se parte de la premisa de la homogeneidad en todos los niveles: para los procesos de preparación del terreno, en el control fitosanitario, en el manejo del cultivo y en la cosecha.

Sn embargo, la realidad es que la homogeneidad no existe, cualquier cultivo y cualquier parcela presenta una variabilidad espacial, y por tanto una variabilidad en cuanto a costes de producción y a rendimientos.

Típicamente, el agricultor empieza por inferir la homogeneidad del terreno a partir de muestreos localizados realizados en lugares representativos, los datos así obtenidos son analizados y promediados de acuerdo a variables pre-establecidas y sus resultados determinan decisiones en la ejecución de las prácticas agrícolas (adecuación del terreno, siembra, mantenimiento fitosanitario y cosecha). En cambio, la agricultura de precisión, a partir de un muestreo intensivo y más detallado, determina la variabilidad espacial del terreno basado también en la monitorición del rendimiento en cada sector del cultivo. Tal forma de proceder, con la ayuda de la tecnología aumenta significativamente la competitividad del sector agrícola, al combinar la reducción de costos, aumentar productividad, mejorar la calidad y posibilitar un adecuado manejo ambiental de los cultivos.

Abordar la agricultura de precisión implica al menos considerar tres etapas:

• Toma de datos a nivel intensivo de las variables de suelo, cultivo y microclima;
• El procesamiento de dicha información y
• La aplicación de respuestas adecuadas en cada labor del proceso productivo agrícola.

Esto indica que aunque este enfoque no es en sí una tecnología, sí se apoya en ésta para lograr sus fines mediante diversos componentes tecnológicos como sensores de percepción remota (directos e indirectos), sistema de posicionamiento global (GPS), sistemas de información geográfica (SIG), tecnologías de aplicación de tasas diferenciadas (mecatrónica, electromecánica) y por supuesto, de las TIC (Tecnologías de la Información y Comunicaciones).

En la primera etapa, es decir, en la toma de datos a nivel intensivo, se utilizan ampliamente las TIC en la monitorización de parámetros característicos del suelo, el cultivo, plagas, microclima, entre otros. Pero igualmente, se pueden generar datos sobre el rendimiento espacial y temporal del cultivo; incluyendo nuevas técnicas de muestreo donde los sensores y la transmisión de la información en tiempo real es de gran relevancia.

Monitorización de humedad de suelo y humectación foliar en cultivos

En la segunda etapa, en el procesamiento y análisis de la información son fundamentales los Sistemas de Información Geográfica (SIG), el software de procesamiento, los equipos móviles de registro y comunicación, los sistemas ayuda a la toma de decisiones, los modelos de simulación (de enfermedades y plagas, y de desarrolo vegetativo) y los métodos de evaluación geoestadística.

Finalmente, en la aplicación de respuestas en las diferentes labores del proceso agrícola, son importantes las Tecnologías de Aplicación Diferenciada de Dosis Variable (TDV) que actúan específicamente de acuerdo al sitio y requerimiento, entre ellas están: la fertilización, el control de malezas, insectos y enfermedades, mediante tasas variadas de agroinsumos y dosificación de semilla de acuerdo al potencial productivo particular de cada sitio en el terreno.

Con la implementación de esta metodología se aumenta la eficiencia y la productividad, se puede cumplir con las exigencias ambientales y de inocuidad en un marco sostenible, ofrece facilidades para realizar la trazabilidad de los productos cumpliendo con los requerimientos de los mercados más exigentes, mejora los indicadores económicos y optimiza las exigencias técnicas de cada cultivo. En definitiva, ayuda a mejorar la competitividad.

La agricultura de precisión puede implementarse en cualquier cultivo, siempre y cuando exista variabilidad espacial, sin importar la zona ni la escala de la producción. Se puede adaptar a las especificidades de cada sistema productivo: ambiente, clima, suelo, topografía, material genético y sistema de gestión.

Cómo enseñar a las plantas a que te llamen por teléfono

La salud de las plantas, bien sean ornamentales o de cultivo, necesita cuidados: buena alimentación, temperatura agradable y la cantidad precisa de agua. Pero, ¿qué pasa si las plantas están deshidratadas o en condiciones no óptimas? ¿Cómo lo van a hacer saber a sus cuidadores? Fácil: la planta nos avisará a nuestro teléfono móvil.

La revolución del Internet de las Cosas (IoT, Internet of Things) ha llegado también a la jardinería. En la pasada feria CES2013 de Las Vegas se presentaron ya algunos dispositivos que incluyen sensores y son capaces de avisarnos cuando la planta se encuentra fuera de sus parámetros óptimos de cuidado.

Uno de ellos, el que más nos ha llamado la atención por sus prestaciones, es el Wi-Fi Plant Sensor de la firma Koubachi AG. Se trata de un equipo que integra sensores de humedad del suelo, de temperatura y de luminosidad, y que incorpora un módulo Wi-Fi para enviar los datos de la planta a la nube, a Internet.

En la nube se ejecuta un potente motor de análisis de datos que interpreta las medidas que el sensor de planta está recogiendo. Mediante una aplicación en nuestro iPhone, iPad o directamente en Internet, el sistema te avisa, bien mediante mensajes emergentes o mediante correos electrónicos, y envía instrucciones precisas para el tratamiento de cada planta: necesidad de riego, necesidad de fertilización, etc.

La aplicación contiene una extensa base de datos de todo tipo de plantas, no sólo ornamentales, por lo que se adapta prácticamente a cualquier tipo de jardín o cultivo.

El Wi-Fi Plant Sensor se hace más “inteligente” a medida que pasa el tiempo, ya que aprende de las condiciones climáticas en las que está puesto y de las acciones del usuario, y ajusta las decisiones e instrucciones en base a nuestro comportamiento.

Otro punto a favor de este dispositivo es su disponibilidad en versión de intemperie, lo que le hace especialmente útil para el cuidado de grandes jardines, viveros, y todo tipo de plantaciones.

Wi-Fi Plant Sensor ya está disponible en España, y GALTEL es el primero en acercarlo a nuestros jardines y cultivos. Se puede encontrar en la siguiente dirección.

2013, el año del Internet de las Cosas

En 1999 el tecnólogo Kevin Ashton decía que casi toda la información disponible en internet había sido generada directamente por el hombre, en forma de texto, fotos o vídeos.

El propio Ashton sugería que, en no mucho tiempo, los ordenadores serían capaces de generar y recoger información por sí solos, sin la supervisión directa del hombre.

Las tecnologías necesarias para ello están disponibles y no son extremadamente complejas: etiquetas RFID para trazabilidad de objetos, sensores de baja potencia para adquisición de datos, y actuadores de baja potencia para controlar (encender y apagar) objetos.

Vendimiadoras «inteligentes» gracias a las nuevas tecnologías

UAV para obtener mapas de vigor del viñedo

Nos hacemos eco hoy y en este foro de un nuevo avance en viticultura de precisión aplicando la tecnología, a cargo de la empresa New Holland, fabricante de máquinas vendimiadoras.

Se trata de un sistema, denominado Enocontrol, que permite a la vendimiadora recoger la uva en distintas tolvas según la zona del viñedo en que esté trabajando. Para ello cuenta con un sistema de cintas transportadoras que dirigen la uva hacia una u otra tolva, en función de las zonas marcadas por el enólogo, que previamente deben haber sido cargadas en un software instalado en la propia vendimiadora. Mediante un sistema de posicionamiento por satélite (GPS), la máquina identifica en qué zona está trabajando y cambia el destino de las cintas transportadoras dinámicamente.

M2M y Telemetría

Aunque actualmente las comunicaciones M2M están despuntando fuertemente, no son nuevas. Los primeros estándares M2M tienen ya una década, y las aplicaciones M2M han sido desde entonces una eterna promesa que no acababa de despegar.

Incluso antes de que se plantearan los primeros estándares la comunicación entre máquinas tampoco era una desconocida. Simplemente era un tema de nomenclatura, ya que la palabra mágica que se utilizaba era telemetría (aún recuerdo mi proyecto fin de carrera, hace ya muchos años, sobre telemetría, en el que desarrollaba un sistema de telemedida y telecontrol vía radio para flotas de camiones, cuando ni siquiera teníamos comunicaciones GSM y la transmisión de datos se tenía que hacer con radiomodems de UHF, en 433 MHz, y con unas tasas binarias realmente bajas).

Telemetría y comunicaciones M2M

El desarrollo de tecnologías de comunicación de datos ha permitido que esa telemetría que sólo se hacía en unas pocas máquinas y en aplicaciones muy concretas, se haya «democratizado» y extendido a casi cualquier aplicación, tanto industrial como cotidiana.

Y esa es la gran diferencia de las comunicaciones M2M actuales frente a la telemetría: la ingente cantidad de datos que los sistemas M2M son capaces de generar.

Por ello cobra especial importancia, en los sistemas M2M, no sólo la capacidad de recolectar datos en cualquier momento y lugar, sino la necesidad de disponer de herramientas que sean capaces de interpretar esos datos de forma rápida y eficaz para que el usuario final no se pierda en un mar de información, sino que la pueda usar para tomar mejores decisiones. Expresado con un ejemplo: no se puede pretender que el usuario final sea el ingeniero del box de fórmula 1 que viendo complejos gráficos sabe qué le pasa al coche. Los sistemas de análisis avanzado de datos deben ser capaces de, sin enseñarnos complicadas gráficas, decirnos cuándo hay que cambiar las bujías!!!

El futuro de las comunicaciones M2M y conectividad integrada de los objetos

Se especula y habla mucho sobre cuál será el futuro del M2M (comunicaciones máquina-máquina) y de los objetos conectados a internet. No se puede ni se debe hacer caso absoluto a todas las predicciones, que además suelen distar bastante unas de otras. Pero lo que sí es evidente, y en ello concuerdan todos los informes que circulan por internet, es que las comunicaciones M2M, en sus distintas variantes y formas, crecerán exponencialmente en los próximos años. Esto tendrá dos consecuencias directas: crecerá el número de dispositivos con conectividad integrada, y los fabricantes OEM migrarán hacia dotar de conectividad a sus dispositivos más que utilizar soluciones externas de terceras partes.

Redes Inalámbricas Malladas: realidades sobre su gestión

Las redes malladas han levantado gran expectación desde hace unos años, para aplicaciones de monitorización y control. Las redes inalámbricas malladas de sensores prometen una forma fácil de desplegar nodos de medida en entornos físicos en los que, si no es por vía inalámbrica, sería complicado y/o costoso de desplegar. Esta tecnología ofrece importantes mejoras frente a sus “contrincantes”, pero también tiene limitaciones intrínsecas que es preciso conocer y comprender antes de afrontar un proyecto.

¿Se puede ahorrar dinero con la tecnología cloud?

El espacio de trabajo y el uso de los sistemas de tecnología de la información son dos aspectos que cambian rápidamente en el mundo empresarial actual. Determinados desarrollos llevados a cabo en los últimos años han hecho que los espacios de trabajo se hayan convertido en flexibles, gracias al uso de dispositivos móviles como los smartphones y las tabletas. Las tecnologías de la información han cambiado también de manera que las personas se pueden comunicar y mantener conferencias utilizando el canal ofrecido por Internet.

Pero, ¿cómo puede revolucionar la tecnología cloud las tecnologías de la información?

Definamos antes el concepto. La tecnología ‘cloud’ es la capacidad de centralizar información y sistemas en una localización remota, desde donde se procesan y manejan por parte de un proveedor de servicios. Este proveedor ofrece sus servicios basados en las necesidades de cada cliente, y aplica un precio acorde a las necesidades concretas del cliente. En otras palabras: el cliente final paga por lo que necesita y por lo que usa.

 Mejora de la calidad y la cantidad de información

La flexibilidad de la tecnología cloud puede ahorrar dinero a las empresas usuarias. La necesidad de mantener costosos equipos para almacenamiento de datos se reduce, así como el coste asociado a su mantenimiento y operación.

 Flexibilidad en el espacio de trabajo

La tecnología cloud puede almacenar documentos a los que acceder desde cualquier lugar con una simple conexión a Internet. Se reduce, o elimina incluso, la necesidad de un espacio físico de trabajo concreto, facilitando la flexibilidad laboral, lo que conlleva un aumento de la productividad y la eficiencia. O en otros términos: en un entorno laboral en el que sea necesario estar moviéndonos de un alado a otro, para visitar clientes, etc., podemos llevar siempre con nosotros la información importante.

 Comunicaciones M2M como fuente de datos ‘cloud’

Los sistemas M2M, entendidos como sistemas de adquisición de datos de dispositivos distribuidos espacialmente, están conectadas a la nube mediante tecnologías de transmisión de datos en tiempo real, de manera que los clientes pueden acceder a su información en cualquier momento, en cualquier lugar.

Los sistemas M2M y la ‘nube’ (the cloud) participan entonces en un proceso cíclico de retroalimentación: los sistemas M2M envían datos a la nube constantemente, son su fuente de información. Y la nube proporciona a los sistemas M2M el espacio virtual donde procesar esa información para que el cliente la pueda utilizar y mejorar el manejo de sus procesos productivos.

Oportunidades de las Comunicaciones M2M

Las comunicaciones M2M (machine-to-machine o máquina-a-maquina) permiten conectar decenas o cientos de dispositivos a una misma red, de manera que puedan comunicarse unos con otros e intercambiar datos e información en tiempo real.

Las conexiones son manejadas y monitorizadas de manera automática y remota, de forma que sus aplicaciones se pueden extender a casi cualquier sector o industria. Por ejemplo, las comunicaciones M2M pueden informar al médico sobre las constantes recogidas en un monitor cardiaco situado en la cama de un paciente que físicamente está localizado en un lugar remoto de donde se encuentra el doctor.

Algunos de los beneficios que las comunicaciones M2M pueden aportar a la industria son:

• Ahorro de costes y aumento de eficiencia

La eficiencia que resulta de las comunicaciones M2M conlleva de por sí un ahorro de costes y de tiempo en cualquier sector de aplicación. La información recogida en un punto remoto llega a su destino vía tecnología inalámbrica, de manera que es recibida casi en cualquier lugar y en cualquier momento. El número de dispositivos (máquinas, pacientes, cultivos, etc.) que se pueden conectar es ilimitado, y se pueden conectar dispositivos de múltiples lugares para formar una red de información densa y eficiente.

• Información en tiempo real

La información, los datos de los distintos dispositivos, está disponible para su visualización y análisis en tiempo real. Si a esta capacidad se le añaden herramientas de análisis de la información, que conviertan en big-data de la red M2M en información útil para el usuario final, la potencia de esta tecnología de comunicaciones crece sobremanera.

Pensemos, por ejemplo, en una red de monitorización agrícola que está recogiendo datos de múltiples lugares y de varios tipos de cultivos. La información de por sí ya es valiosa por el hecho de disponer de ella en tiempo real. Pero si además el sistema se complementa con una aplicación basada en web y que es capaz de analizar todos los datos para dar recomendaciones de acción al usuario, entonces se convierte en una herramienta de suma importancia para la gestión de cada sector en el que se aplique.

• Disponer de información y consejos de expertos remotos

Siguiendo con el ejemplo de la red M2M que monitorice cultivos. Un experto, por ejemplo en riegos, que esté a miles de kilómetros del lugar donde se están recogiendo los datos, puede analizar y recomendar sobre qué acciones de riego (dosis, momento, lugar) se deben tomar para optimizar la gestión y el manejo del cultivo.

Crecimiento y expansión de las tecnología M2M

La creciente experiencia con tecnologías inalámbricas de transmisión de datos y el desarrollo de las redes globales están haciendo que las comunicaciones M2M ofrezcan posibilidades a los sectores industriales actuales. Estos sistemas tendrán un fuerte impacto en la industria gracias a la facilidad con que la información y datos son recogidos, compartidos, transmitidos y accesibles desde cualquier lugar.