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.

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.

Esto se denominó el Internet de las Cosas o “the Internet of Things” o IoT. La realidad ha sido que han pasado más años de los previstos por Ashton para que el IoT sea una realidad, en buena parte debido a que hasta hace relativamente poco tiempo no ha habido tecnologías de transmisión remota de datos fiables y de bajo coste como para poder sensorizar y controlar remotamente cualquier objeto.

La reducción de costes y el acceso a redes de transmisión de datos ubicuas han acelerado la “democratización” del Internet de las Cosas, haciendo que sea ya una realidad y que esté preparado para el despegue definitivo de las aplicaciones de sensorización y control remota de practicamente cualquier dispositivo.

Esto ha generado otro tipo de retos, asociados a la ingente cantidad de datos que el Internet de las Cosas generará y que tendrá, tiene, que ser enrutado, capturado, analizado y manejado en tiempos cortos.

Una aplicación del IoT son las redes de monitorización ambiental y agrícola, con densas redes de medida con sensores desplegados a lo largo de grandes superficies, recogiendo datos del terreno y de los cultivos, creando grandes bases de datos que pueden convertirse en una pesadilla para los equipos humanos que deban monitorizar el desarrollo y evolución del cultivo.

Esto es posible gracias a las redes inalámbricas de sensores, que desplegadas sobre el cultivo envían datos en tiempo real para tener un seguimiento en continuo de la humedad del suelo, de la variación de grosor de la planta o del grado de humedad de las hojas.

El mensaje de fondo es que el Internet de las Cosas, el IoT, está ya preparado para acometer su despegue y crecimiento a tasas exponenciales. Ahora los esfuerzos se tienen que concentrar en optimizar las redes de sensores para reducir el consumo energético y optimizar la latencia de transmisión de la información, y en manejar adecuadamente los datos para ofrecer a los usuarios finales una información útil, mediante el procesamiento avanzado de los datos recogidos en campo por la redes de sensores.

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.

Para ello es necesario, como hemos comentado, que el responsable técnico de la bodega haya definido zonas de distinta calidad, normalmente mediante técnicas de viticultura de precisión. Por ejemplo, mediante técnicas de sensorización remota (teledetección), es posible obtener mapas de vigor del viñedo, que permiten definir las distintas zonas.

Estos mapas son ahora más precisos con el uso de pequeñas aeronaves no tripuladas (UAVs), que sustituyen a las tradicionales avionetas o a las imágenes de satélite. El uso de UAV permite obtener mapas de vigor, o de cualquier otro índice de vegetación, con una resolución espacial muy alta (de unos pocos centímetros), con menor dependencia de condiciones meteorológicas externas y a menores costes que las soluciones basadas en avioneta. En el UAV se instala una cámara multiespectral, controlada remotamente, y se programan vuelos sobre el viñedo a baja altura, con lo que la resolución espacial se ajusta tanto como sea necesario. El uso de este tipo de aeronaves supondrá, bajo nuestro punto de vista, una revolución en la viticultura de precisión del futuro más cercano.

Fuente: http://www.agrodigital.com

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!!!

Con respecto a los sectores de aplicación, hay dos que destacan sobre el resto según las previsiones, y que empiezan a ser ya una realidad: la automoción (comunicación con y entre vehículos) y la industria del ‘smart metering’ o contadores energéticos inteligentes.

Objetos de todo tipo y tamaño pasarán a estar monitorizados, aportando información en tiempo real sobre su estado y situación. Esto implica que el volumen de datos disponibles de todos esos objetos superará con mucho la capacidad de análisis de los sistemas actuales, por lo que otro papel importante en el M2M del futuro lo jugarán las plataformas de gestión de datos, entendidas no sólo como herramientas de visualización, sino como sistemas análisis avanzado de datos y ayuda a la toma de decisiones por medio de recomendaciones de acción.

Tendrán que ser plataformas abiertas, capaces de integrar datos de numerosos dispositivos. Ello implica que no deberán estar centradas en aplicaciones verticales, sino servir de base ‘horizontal’ para desarrollar sobre ellas sub-aplicaciones verticalizadas.

En definitiva, un mundo de datos se nos viene encima, y debemos saber manejarlos adecuadamente para que no acabemos perdiendo todo nuestro tiempo en su análisis, colapsando con ello nuestra capacidad de acción.

Topologias de red estándar

Tradicionalmente las topologías de comunicación utilizadas en redes de sensores, incluidas redes inalámbricas, eran una de estas cuatro: bus (A), anillo (B), árbol (C) y estrella (D).

Cada una de ellas tienes sus ventajas e inconvenientes, aunque la topología en estrella se muestra como la más común en despliegues de redes inalámbricas. La situación real es que una implantación podía tener una mezcla de varias de estas topologías.

Con las tecnologías de redes malladas se introduce una nueva topología de red, en la que algunos (o todos) los nodos sensores son capaces también de retransmistir los paquetes de datos que les llegan hacia otros nodos vecinos, formando una red de comunicación todos-con-todos en la que la transmisión de datos entre dos puntos de la red puede tener múltiples caminos de comunicación.

Cada nodo comunica su existencia, junto a otra información sobre su estado, a sus nodos vecinos. Con esta información la red determina el mejor camino para transmitir un paquete de datos desde su origen al destino, y todo esto de manera transparente al usuario final. Algunas redes comunican esta información ‘bajo demanda’, cuando un nodo necesita enviar un mensaje, pero hay otras topologías que intercambian esta información de manera continua, de forma que la red está calculando en todo momento los caminos de comunicación óptimos. En cualquiera de los casos, la transmisión de esta información requiere ancho de banda, restándola de la capacidad total máxima disponible en la red.

La capacidad, entendida como la velocidad a la que los datos son transmitidos por la red, se reduce además a medida que aumentan los saltos de información entre nodos. Por tanto, aunque las especificaciones de un determinado protocolo de comunicaciones malladas dé tasas binarias de hasta 250 kbps, en una red real es de esperar velocidades de transmisión hasta 10 veces menores. No obstante, para aplicaciones de monitorización en tiempo real que incluyen la medida de datos de sensores, esta velocidad es suficiente, frente alas numerosas ventajas que ofrecen este tipo de redes inalámbricas (autoconfiguración, autonomía, bajo consumo, self-healing, …).

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.

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.

GALTEL participó además en la mesa redonda sobre el “Ecosistema de Redes de Sensores”, compartiendo mesa con Nebusens, Sayme y TST Sistemas. GALTEL habló de su experiencia en la aplicación de las redes de sensores para monitorización agrícola y medioambiental.

La jornada del COIT fue un éxito de organización, con más de 120 inscritos. El evento completo se puede ver on-line en el siguiente enlace: http://www.en-directo.com/coit/internetcosas/

Las destinadas al sector agrícola y medioambiental se desarrollan en entornos abiertos, en los que las condiciones climáticas pueden llegar a ser muy adversas. Por tanto, es crítico que los equipos soporten altas temperaturas sin que se vea afectado su funcionamiento.

En esta figura se muestra el registro de temperatura interna (del microcontrolador) del equipo que mostrábamos en la anterior entrada del blog . Midiendo la temperatura del micro con una periodicidad de un minuto, observamos que en apenas 8 minutos se pasa de 43º a 72º, mientras que las aplicaciones que estaban corriendo en el equipos (en este caso se trata de un gateway para redes de sensores) continuaban funcionando correctamente. Una vez alcanzada esa temperatura, la fuente de calor se desconectó y se registró la curva de enfriamiento del micro, observando que se necesitó casi dos horas para alcanzar la misma temperatura que tenía el equipo antes de la prueba.