65. Sistemas de comunicación inalámbricas

En este capitulo te presentamos los sistemas de comunicación inalámbricas que tan necesarias se están haciendo para la comunicación entre dispositivos y la necesidad de enviar la información a Internet para que esta pueda ser procesada ya sea por otro dispositivo o por cualquier software de gestión.Pero como siempre, si quieres contactar con nosotros lo puedes hacer de diferentes maneras, a través del formulario de contacto, en el e-mail [email protected], en Twitter (@programarfacilc) o en Facebook. También puedes mantenerte al día a través de la lista de distribución.Antes de empezar en materia nos es grato comunicarte las fechas de lanzamiento de nuestro primer curso para aprender a programar. La preventa saldrá el día 8 de febrero con descuento para los suscriptores y el curso estará disponible a partir del 7 de Marzo. En este curso aprenderás a programar con Scracth y Snap! de una forma muy divertida y entretenida e iremos viendo como utilizar Arduino y sus componentes y programarlos con estas plataformas. Pero esto solo es el principio, ya estamos pensando en el curso de continuación.Y vamos a la materia que nos toca hoy, la expansión de las redes inalámbricas se debe, como hemos dicho al principio, a la necesidad de comunicación entre los dispositivos y enviar esta información a internet. Como consecuencia, los dispositivos (las cosas) deben integrar un sistema de comunicación y la tendencia es que esta sea una red inalámbrica. En el artículo del viernes vimos muchas de las tecnologías que hoy vamos a ver enfocado pero ahí lo enfocamos a Arduino y hoy lo veremos de forma genérica.En este capitulo describiremos un poco mejor estas tecnologías y también hablaremos de otros dispositivos que se caracterizan porque sus interfaces permiten conexiones directas a los microcontroladores y especialmente a la plataforma Arduino.Antes de empezar con la tecnología tenemos que tener claro el concepto de electromagnetismo:Fundamentos asentados por FaradayY formulados bajo las cuatro ecuaciones de MaxwellTecnlogías inalámbricas:Radio Frequency Identification (RFID)Esta tecnología se introdujo inicialmente para la identificación y seguimiento de objetos a través de pequeños chips electrónicos denominados etiquetas. Por ejemplo el pago automático en los peajes o el SATE, el Sistema Atuomático de Tratamiento de EquipajesSe componen de un circuito integrado (almacenar y procesar información), un transductor radio y una antena.Existen tres tipos:Pasiva: No tienen fuente de alimentación (batería) y por lo tanto no pueden transmitir información. Se activan a través del lector RFID y transmiten solo una pequeña información como el identificador del objeto.Activa: Tiene su propia batería y pueden transmitir información de forma continua.Híbrida (BAP): Lleva batería, pero solo transmite información en presencia de un lector RFIP. La batería ayuda a transmitir la información en distancias más largas que la del tipo pasiva.Al final este dispositivo la información que nos envia es un identificador único para cada objeto.Debido a su bajo coste, alta movilidad y la eficiencia en los dispositivos es una tecnología a tener en cuenta para el IoTComo inconvenientes para el IoT no podemos comunicar con Internet directamente, no puede establecer conexión a través de una puerta de enlace. Y la proximidad del dispositivo de lectura también es otro inconveniente.Podemos conectar un dispositivo RFID con Arduino a través del puerto serie.BluetoothTodos utilizamos esta tecnología sobre todo con nuestro movil: manos libres, auriculares inalámbricos, transferencia de archivos…Bluetooth es una tecnología estándar para el intercambio de datos a través de distancias cortas creando redes de área personal.Utilizar transmisiones de radio de onda corta en la banda 2400 hasta 2480 MHzCuriosidad: El nombre proviene de la traducción al inglés de un rey DanésSe suele utilizar para la conexión entre pares de dispositivosEste dispositivo es eficaz para el IoT, debido a que ha sido una de los primeros protocolos de comunicación inalámbricas con un consumo de energía bajoSin embargo no se puede no se puede conectar directamente a Internet, necesitamos un intermediario, un PC por ejemplo, que actuará como conexión a InternetArduino:Modulos de BluetoothArduino 101ZigBee Se basa en el estándar IEEE 802.15.4Estandar abierto para abordar las necesidades únicas de bajo costo, redes inalámbricas de bajo consumo para la comunicación entre dispositivos (maquina a maquina o redes M2M)Es muy similar al Bluetooth aunque se diferencia:Admite más nodos (más dispositivos en una red)Mejor eficiencia energetica (Menor consumo)Mayor alcance (300m)Permite la red de pares de dispositivos (Igual)Menor velocidad Bluetooth 3000 Kbs ZigBee 250 kbs. Por eso este sistema no se ha llevado a los móviles y se utiliza en la comunicación entre dispositivos (por ej. Domótica)Al igual que Bluetooth requiere un dispositivo con accesso a Internet (un PC)Arduino: Módulos XBeeWiFiLa más conocida de todas y seguramente la más usual en vuestras casas. Seguramente ahora mismo estas conectados a una red de este tipoEstándar IEEE 802.11xLos módulos WiFi disponibles comercialmente se pueden integrar directamente en los dispositivos del IoT y proporcionan conectividad inmediata.La principal ventaja sobre las otras tecnologías a parte de conectar directamente con Internet es que esta conexión es muy fácil de establecer.Inconveniente, esta tecnología no se pensó para las redes IoT por lo que consume demasiado.Arduino:Shield o módulo wifiESP8266Arduino YunArduino MKR1000Enlaces de radiofrecuencia (RF Links )Otra opción es conectar dispositivos mediante interfaces de radio frecuencia simple.Es ideal cuando el tamaño importa, es pequeño y baratoProporciona un alcance de comunicaciones entre 100m y 1km dependiendo de la potencia de transmisión y de la antena que se utilice.Alcanza una velocidad de datos hasta 1 MbpsEstos módulos se pueden conectar a microcontroladores a través del puerto serie pero no proporcionan ninguna aplicación del protocolo de comunicación TCP/IP. De nuevo tenemos problemas para conectarlos a InternetRedes móvilesCon estas redes hablamos de acceder a Internet desde un dispositivo móvil, como un smartphone, tablet, portátil, … a través de una red de banda ancha.Tenemos muchos estándares con esta tecnología:GPRS (80 Kbps)3G4GProporcionan conectividad directa a Internet a diferentes velocidades según la tecnología. Desde 80 Kbps de la GPRS a unos pocos Mbps de la 3G y 4GDebido a la complejidad del protocolo, la codificación de la información y los requisitos de señal alta de recepción esta tecnología tiene un alto consumo de batería.Es una buena opción para el IoT ya que conectamos directamente con Internet.En Arduino tenemos varios módulos con GPRS¿Cual es la mejor par mi red IoT?Depende de varios factores:MovilidadAlcance de la redConsumo de energíaTamañoCosteSi el dispositivo está fijo:El cableado sería la mejor opción (Ethernet)Si carecemos de la infraestructura o el dispositivo esta en movimiento:WiFi, movil o ZigBee. La RFID requiere mucho esfuerzo en la creación de un protocolo de comunicación. ZigBee, requiere una puerta de enlace para proporcionar conexión a Internet, pero tiene un bajo consumo y buen alcance. La WiFi proporciona acceso directo a internet (si hay WiFi disponible) pero consume mucha energía y cuando la única infraestructura disponible es la móvil, es la uncia opción que nos queda.El Recurso del díaLa Hora MakerHoy os hablamos de un podcast dirigido por Cesar García (@elsatch) donde trata la actualidad del mundo Maker. Cesar comparte su experiencia como miembro del Internet Society, organización global dedicada a que Internet siga siendo libre y co-fundador del Markespace Madrid, espacio dedicado a la fabricación digital. Combina entrevistas con gente del movimiento Maker y DIY, con ifnormación de eventos y lanzamientos. Si quieres ser un verdadero Maker debes escucharlo. Desde aquí le ofrecemos que un día venga a contarnos cosas interesantes del mundo Maker.Muchas gracias a todos por los comentarios y valoraciones que nos hacéis en iVoox, iTunes y en Spreaker, nos dan mucho ánimo para seguir con este proyecto.