Desde redes eléctricas y redes de telecomunicaciones hasta sistemas de transporte ferroviario, marítimo y aéreo, la infraestructura actual utiliza millones de sensores. Recopilar datos de todos estos sensores y utilizarlos para garantizar el buen funcionamiento de esta infraestructura crítica es posible combinando la computación en la nube y el Internet de las cosas (IoT).

Cloud Internet of Things (IoT) utiliza servicios de computación en la nube para recopilar y procesar datos de dispositivos IoT y para administrar los dispositivos de forma remota. La escalabilidad de las plataformas de IoT en la nube permite el procesamiento de grandes cantidades de datos, así como capacidades de análisis e inteligencia artificial (IA).

Centro Infra proporciona una descripción detallada de la computación en la nube para Internet de las cosas (IoT), incluyendo qué es exactamente y cómo funciona. Además, destacamos varios servicios en la nube para IoT, ejemplos de IoT y casos de uso de la nube, y las principales plataformas en la nube que ofrecen servicios de IoT.

¿Qué es el IoT en la nube?

Cloud IoT es una arquitectura tecnológica que conecta dispositivos IoT a servidores alojados en centros de datos en la nube. Esto permite el análisis de datos en tiempo real, lo que permite una mejor toma de decisiones, optimización y mitigación de riesgos basados ​​en información. Cloud IoT también simplifica la gestión de dispositivos conectados a escala.

Cloud IoT se diferencia del IoT tradicional o no basado en la nube en algunos aspectos clave:

  • Almacenamiento de datos: la nube recopila datos de IoT generados por millas o millones de sensores de IoT, y los datos se almacenan y procesan en una ubicación central. Mientras que en otros tipos de arquitecturas de IoT, los datos pueden almacenarse y procesarse localmente.
  • Escalabilidad: la IoT en la nube es altamente escalable, ya que la infraestructura en la nube (recursos de computación, almacenamiento y redes) puede manejar fácilmente millas de dispositivos y procesar sus datos en sistemas grandes.
  • Flexibilidad: la IoT en la nube proporciona un alto nivel de flexibilidad, ya que permite agregar o quitar dispositivos según sea necesario, sin tener que reconfigurar todo el sistema.
  • Mantenimiento: en la IoT en la nube, el mantenimiento de los servidores y los equipos de red lo realiza el proveedor de servicios en la nube (CSP). Mientras que en otro tipo de arquitecturas IoT, el mantenimiento puede ser responsabilidad del usuario final
  • Costo: la IoT en la nube puede ser más rentable a largo plazo, ya que los usuarios solo pagan por los recursos que realmente consumen y no tienen que invertir por adelantado en su propia infraestructura costosa de computación, almacenamiento y redes.

¿Cómo funciona el IoT en la nube?

Cloud IoT conecta dispositivos IoT (que recopilan y transmiten datos) a servidores basados ​​en la nube a través de protocolos de comunicación como MQTT y HTTP y a través de redes cableadas e inalámbricas. Estos dispositivos de IoT se pueden administrar y controlar de forma remota e integrarse con otros servicios en la nube.

Los datos de IoT se obtienen de cualquier lugar y lugar, incluidos sensores, actuadores, sistemas operativos, dispositivos móviles, aplicaciones independientes y sistemas analíticos. Al involucrar la nube, se pueden almacenar y procesar grandes cantidades de datos de IoT en una ubicación central.

Un sistema de IoT en la nube normalmente incluye los siguientes elementos:

  • Dispositivos IoT: dispositivos físicos, como sensores y actuadores, que generan y transmiten datos a la nube
  • Conectividad: protocolos y estándares de comunicación utilizados para conectar los dispositivos IoT a la nube. Ejemplos de protocolos incluyen MQTT y HTTP, mientras que ejemplos de estándares son Wi-Fi, 4G/LTE, 5G, Zigbee y LoRa (largo alcance).
  • Plataformas en la nube: proveedores de servicios en la nube (CSP) que ofrecen infraestructura y servicios para conectarse a los dispositivos IoT. Los ejemplos incluyen AWS IoT y Azure IoT.
  • Almacenamiento de datos: almacenamiento basado en la nube para los datos generados por los dispositivos IoT, que pueden alojarse en repositorios como una base de datos, un almacén de datos o un lago de datos
  • Capa de aplicación o API: las plataformas de IoT en la nube suelen proporcionar una aplicación nativa (para análisis, aprendizaje automático (ML) y visualización) o una interfaz de programación de aplicaciones (API) (para procesamiento de datos). Por lo general, las aplicaciones ofrecen la capacidad de administrar y monitorear los dispositivos de IoT para aprovisionamiento, actualizaciones de software y resolución de problemas.
  • Seguridad: medidas implementadas para proteger los datos y los dispositivos IoT, como cifrado, autenticación y control de acceso.
Ejemplo: nube y sistema IoT

Para ilustrar todos los elementos anteriores en acción, considere el ejemplo de un parque eólico. Una turbina eólica típica puede tener alrededor de 108 sensores, y un parque eólico promedio alberga aproximadamente 150 turbinas, para un total de más de 16.000 sensores. Los datos de estos sensores podrían enviarse a la nube para su almacenamiento, a través de banda ancha celular 5G.

Una vez que los datos se almacenan en servidores en la nube, se pueden utilizar para monitorear el rendimiento de las turbinas eólicas, rastrear su estado y ajustar los parámetros operativos según sea necesario. Las plataformas de IoT en la nube también ayudan con el mantenimiento predictivo, lo cual es útil dado que las turbinas eólicas en un parque eólico de este tipo se distribuirían en un área de más de 15 millas cuadradas (39 kilómetros cuadrados) y el tiempo de inactividad podría generar millones de dólares en pérdidas por año.

Al mismo tiempo, los conocimientos obtenidos de los datos de los sensores pueden fundamentar las decisiones relativas al despliegue de nuevas turbinas o la actualización de las existentes.

¿Qué son los servicios en la nube para IoT?

Las plataformas en la nube ofrecen una colección de capacidades que permiten que los dispositivos de Internet de las cosas (IoT) interactúen con servicios en la nube, otras aplicaciones e incluso otros dispositivos de IoT. Estas plataformas en la nube permiten a los usuarios incorporar, administrar, monitorear y controlar de manera centralizada los dispositivos de IoT.

Además, la nube admite servicios como almacenamiento escalable, conectividad de dispositivos, análisis e informes y gestión de identidad y acceso (IAM) en IoT.

Almacenamiento escalable

Las plataformas de Cloud IoT brindan servicios de almacenamiento de objetos escalables, como Amazon Simple Storage Service (Amazon S3), que permiten a las organizaciones aumentar o disminuir fácilmente sus requisitos de almacenamiento de datos. Este tipo de flexibilidad es beneficioso para las aplicaciones de IoT, ya que a menudo generan grandes volúmenes de datos no estructurados y deben poder almacenar esta información sin sacrificar el rendimiento del dispositivo.

Conectividad del dispositivo

Las plataformas de IoT basadas en la nube ofrecen conectividad sencilla, confiable y segura a escala entre dispositivos físicos de IoT y servicios en la nube. A su vez, una organización puede conectar millas o millones de dispositivos IoT a la nube, sin necesidad de aprovisionar o administrar los servidores y equipos de red necesarios.

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Análisis e informes

Las plataformas de IoT basadas en la nube están equipadas con potentes capacidades analíticas (en combinación con recursos informáticos) que permiten a las organizaciones obtener información en tiempo real sobre los grandes conjuntos de datos que producen los dispositivos de IoT. A través de algoritmos preferidos, como modelos predictivos, análisis estadísticos y aprendizaje automático (ML), los datos de los dispositivos IoT se pueden utilizar para mejorar la eficiencia y tomar mejores decisiones basadas en información.

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Además, los datos de los dispositivos IoT se pueden combinar con otros datos relevantes almacenados en la nube para extraer información significativa para las organizaciones. Además, las funciones integradas de informes de datos que ofrecen los servicios en la nube permiten a las organizaciones crear informes útiles basados ​​en los datos de IoT recopilados.

Gestión de identidad y acceso (IAM)

La seguridad de los datos generados por los dispositivos IoT se puede proteger en la nube mediante Identity and Access Management (IAM), que es un servicio de autenticación y autorización. IAM permite a las organizaciones otorgar o negar acceso a servicios y recursos en la nube para una gran cantidad de usuarios con diferentes necesidades de acceso.

Con tantos datos de IoT enviados a la nube, la granularidad de los controles de IAM permite a las organizaciones cumplir con las regulaciones y la seguridad relevantes para almacenar y acceder a información confidencial.

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¿Cuáles son ejemplos de tecnología de la nube y de IoT?

Ejemplos de cómo se están aplicando la tecnología de la nube y la IoT a casos de uso del mundo real incluyen las iniciativas de Siemens en edificios inteligentes, la plataforma de Internet industrial de las cosas (IIoT) de Ecolab y las soluciones de Otis en ascensores.

Siemens – Edificios inteligentes

Siemens, un conglomerado industrial multinacional, está utilizando IoT y tecnología de nube para mejorar los edificios inteligentes. Actualmente, la empresa cuenta con 2,3 millones de dispositivos conectados a su plataforma en la nube y 10.000 técnicos de servicio sobre el terreno.

Para edificios inteligentes, Siemens ofrece servicios individuales para funciones separadas del edificio, como seguridad contra incendios, así como automatización completa de edificios y gestión de energía, y servicio y mantenimiento completos de grandes campus. Juntas, la IoT y la tecnología de la nube están ayudando a aumentar la eficiencia de los edificios con mantenimiento remoto y toma de decisiones basadas en análisis.

Las soluciones de Siemens hacen que los clientes pasen de un enfoque tradicional de “reparación de averías” (con técnicos llamados in situ) a servicios independientes del producto y basados ​​en datos, respaldados por un Centro de Servicio Digital (DSC) remoto. A continuación se describe un caso de uso de ejemplo del DSC remoto de Siemens:

Universidad Metodista del Sur (SMU) – Estudio de caso

Southern Methodist University (SMU) es una universidad privada en Dallas, Texas, que comprende 131 edificios en 234 acres con casi 12.000 estudiantes. En asociación con Siemens, la universidad está modernizando la automatización de sus edificios en todo el campus y optimizando el rendimiento de los edificios a través de servicios remotos. Específicamente, estas soluciones incluyen:

  • Implementación de detección y diagnóstico de fallas (FDD) en más de 80 edificios del campus e integración en el sistema de gestión de órdenes de trabajo del campus.
  • Con el apoyo del Centro de servicios digitales (DSC) remoto de Siemens y los servicios in situ, se procesan análisis y monitoreo de energía basado en la nube, lo que impulsa un programa de puesta en marcha continua en todo el campus.

En última instancia, la Universidad Metodista del Sur (SMU) pudo obtener beneficios tangibles al implementar las soluciones de construcción inteligente de Siemens, que utilizan IoT y tecnología de nube. Específicamente, SMU obtuvo ahorros en las siguientes áreas:

  • $2 millones en reducción de costos de operación y mantenimiento
  • El 60% de todos los problemas ahora se pueden resolver de forma remota
  • Reducción presupuestaria anual de 3,5 millones de dólares impulsada por análisis

Ecolab – Internet industrial de las cosas (IIoT)

Ecolab, un proveedor de soluciones y servicios de agua, higiene y prevención de infecciones, ofrece ECOLAB3D, una plataforma de Internet industrial de las cosas (IIoT) basada en la nube, que combina las capacidades de la nube y la IoT. En particular, ECOLAB3D ofrece monitoreo del tratamiento de agua en tiempo real, lo que permite a los clientes visualizar problemas de rendimiento del agua a nivel de empresa, sitio y activos para ayudar a lograr objetivos de sostenibilidad, productividad y rentabilidad.

Los datos en tiempo real del controlador de IoT, los sistemas de monitoreo, los medidores de agua inteligentes, los sensores y otros sistemas de Ecolab se incorporan, almacenan y administran en la nube. Como se muestra a continuación, estos datos operativos, datos de servicios e incluso metadatos se capturan en los sitios de los clientes, en más de 40 industrias, incluidos servicios de construcción, centros de datos, papel, refinación e industria pesada:

Ecolab ECOLAB3D Plataforma Industrial Internet de las Cosas IIoT

Fuente: Ecolab. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta imagen.

En última instancia, el objetivo de Ecolab para su solución IoT y de nube ECOLAB3D es ayudar a sus clientes, como Exelon, a aumentar su eficiencia operativa y reducir su uso de agua.

Otis – Ascensores

Otis, una de las empresas de fabricación, instalación y servicios de ascensores y escaleras mecánicas más grandes del mundo, ofrece su solución de servicio digital Otis ONE, que combina las capacidades de la nube y el IoT. Específicamente, Otis ONE es una solución de IoT que conecta el ascensor de un cliente a la nube para brindar monitoreo remoto e información de datos en tiempo real, incluida una variedad de información de salud, diagnóstico y rendimiento, así como análisis de la máquina.

Otis ONE utiliza los datos de los sensores inteligentes de un ascensor conectado para proporcionar información proactiva, predictiva y transparente a los técnicos y clientes de Otis. En última instancia, el objetivo de la empresa para esta solución de nube e IoT es mejorar el tiempo de actividad de los ascensores y la productividad del servicio. Hasta la fecha, Otis ONE ha mejorado la experiencia de servicio de la siguiente manera:

  • Reducción de ~5% en la tasa de llamadas de servicio no planificadas
  • ~10% de reducción en horas de servicio por unidad

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Plataformas en la nube para IoT

Los proveedores de servicios en la nube (CSP) ofrecen una amplia gama de infraestructura, productos y servicios de Internet de las cosas (IoT) que pueden integrarse completamente con sus soluciones en la nube, como tecnologías de plataforma de IoT, tecnologías inalámbricas de IoT y computación de inteligencia artificial (IA) de vanguardia.

Hay varios proveedores que ofrecen servicios en la nube de IoT, a través de ofertas de plataforma como servicio (PaaS), incluidos Amazon Web Services (AWS), Microsoft Azure y Oracle.

Servicios web de Amazon (AWS) IoT

Amazon Web Services (AWS) ofrece varios productos diseñados específicamente para aplicaciones de Internet de las cosas (IoT), como AWS IoT Core y AWS IoT Greengrass. Estos servicios permiten a las organizaciones implementar rápidamente sus propios dispositivos conectados a Internet, administrar datos de forma segura y obtener información en tiempo real sobre las operaciones.

Núcleo de AWS IoT

AWS IoT Core es el corazón de la arquitectura de AWS IoT que interconecta dispositivos de IoT con servicios de AWS y otros dispositivos de IoT. El servicio permite a las organizaciones conectarse, administrar y acceder de forma segura a datos desde dispositivos conectados a través de Internet a través de la nube. Cuenta con capacidades de análisis, herramientas de administración de dispositivos y soporte para numerosos protocolos de comunicación, lo que permite a las organizaciones obtener más información sobre sus operaciones.

AWS IoT Greengrass

AWS IoT Greengrass permite a los usuarios implementar código rápidamente en el borde para procesar datos localmente, sin tener que enviarlos a la nube. Esto ayuda a reducir la latencia y al mismo tiempo garantiza una mejor seguridad, ya que las organizaciones pueden mantener los datos confidenciales alejados de las redes públicas.

Si los usuarios necesitan una solución de IoT con componentes prediseñados para casos de uso comunes y desean crear rápidamente aplicaciones de IoT más simples desde cero, entonces AWS IoT Greengrass proporciona una solución óptima. Con su soporte para varias herramientas de aprendizaje automático (ML) y soluciones de análisis basadas en inteligencia artificial, ofrece una plataforma para obtener información predictiva sobre el comportamiento del cliente o las tendencias de uso.

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IoT azul

La [plataforma] de Internet de las cosas de Microsoft Azure (https://azure.microsoft.com/en-us/solutions/iot/), conocida como Azure IoT, es una solución de extremo a extremo para aplicaciones de IoT, que permite el análisis de datos, la administración de dispositivos, la informática de punta y las operaciones de back-end. Al mismo tiempo, las medidas de seguridad garantizan que todo el tráfico esté cifrado, mientras que las herramientas de análisis brindan a las organizaciones una mayor visión de sus operaciones.

Más específicamente, los productos de Internet de las cosas (IoT) de Azure incluyen:

  • Azure IoT Hub: servicio administrado para conectar, monitorear, aprovisionar y configurar dispositivos IoT desde la nube
  • Azure IoT Central: experiencia de usuario y superficie de interfaz de programación de aplicaciones (API) para conectar, administrar y monitorear dispositivos a escala, brindando datos confiables para obtener información empresarial
  • Azure IoT Edge: servicio que implementa inteligencia artificial (IA) y lógica personalizada en dispositivos IoT edge
Nube e IoT: asociación entre Microsoft y Verizon

Microsoft y Verizon se han asociado para reunir los componentes básicos de la nube y la IoT en un solo lugar, permitiendo a los usuarios transmitir datos de activos a la nube. Específicamente, las empresas han combinado Azure IoT Central de Microsoft con ThingSpace IoT Platform y Critical Asset Sensor de Verizon en una solución integrada que ofrece la siguiente infraestructura de IoT:

  • Dispositivos IoT y plataforma ThingSpace: el dispositivo multisensor de seguimiento de activos (Cat M1) captura 9 formas de datos, incluida la configuración de alarmas de umbral, gestionadas a través de la plataforma ThingSpace IoT. Ejemplos de datos de sensores capturados incluyen giroscopio, presión, temperatura, GPS, acelerómetro, humedad y luz.
  • Conectividad de red: La red 4G/LTE de Verizon ofrece conectividad LTE-M y NB-IoT segura y confiable.
  • Hospedaje en la nube: Azure IoT Central es la plataforma de código bajo para conectar, administrar y monitorear dispositivos, que escala a medida que los usuarios implementan su solución.
  • Plantillas de aplicación: análisis a nivel de aplicación, basados ​​en la nube y plantillas prediseñadas para una variedad de casos de uso, incluida inteligencia artificial (IA)

Azure IoT Central y Verizon ThingSpace IoT Platform

Fuente: Verizon.

Google Cloud IoT

Google Cloud ofrece soluciones integrales de IoT como Google Cloud IoT Core, aunque la compañía anunció recientemente que cerraría su servicio IoT Core en agosto de 2023.

IoT Core es el servicio en la nube administrado por Google que permite a las organizaciones conectarse, administrar y analizar datos rápidamente desde dispositivos perimetrales a través de Internet. El servicio presenta medidas de seguridad como cifrado y autenticación, herramientas de administración de dispositivos y soporte para varios protocolos de comunicación (incluidos MQTT y HTTP), lo que permite a las organizaciones obtener más información sobre sus operaciones.

IBM Watson IoT

IBM Watson IoT es una plataforma en la nube administrada que permite una fácil conexión, administración y análisis de dispositivos IoT. El servicio proporciona herramientas que permiten a los desarrolladores de IoT conectar y administrar dispositivos de IoT, recopilar y analizar datos y crear aplicaciones de IoT.

IBM Watson IoT también se integra con otros servicios de IBM Watson, como el aprendizaje automático (ML), el procesamiento del lenguaje natural (NLP) y la visión por computadora, que está impulsada por inteligencia artificial.

Nube de IoT de Oracle

Oracle Internet of Things (IoT) Cloud Service es una plataforma administrada que facilita la conexión, administración y análisis de dispositivos IoT. El servicio ofrece soluciones para aplicaciones de IoT, se basa en Oracle Cloud Infrastructure (OCI) y se utiliza en industrias como la fabricación, el transporte, la atención médica y la energía.

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