65. Sistemas de comunicacion inalambricas

Published: Feb. 1, 2016, 5:53 a.m.

En este capitulo te presentamos los sistemas de comunicaci\xf3n inal\xe1mbricas que tan necesarias se est\xe1n haciendo para la comunicaci\xf3n entre dispositivos y la necesidad de enviar la informaci\xf3n a Internet para que esta pueda ser procesada ya sea por otro dispositivo o por cualquier software de gesti\xf3n.

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Antes de empezar en materia nos es grato comunicarte las fechas de lanzamiento de nuestro primer curso para aprender a programar. La preventa saldr\xe1 el d\xeda 8 de febrero con descuento para los suscriptores y el curso estar\xe1 disponible a partir del 7 de Marzo. En este curso aprender\xe1s 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 continuaci\xf3n.

Y vamos a la materia que nos toca hoy, la expansi\xf3n de las redes inal\xe1mbricas se debe, como hemos dicho al principio, a la necesidad de comunicaci\xf3n entre los dispositivos y enviar esta informaci\xf3n a internet. Como consecuencia, los dispositivos (las cosas) deben integrar un sistema de comunicaci\xf3n y la tendencia es que esta sea una red inal\xe1mbrica. En el art\xedculo del viernes vimos muchas de las tecnolog\xedas que hoy vamos a ver enfocado pero ah\xed lo enfocamos a Arduino y hoy lo veremos de forma gen\xe9rica.

En este capitulo describiremos un poco mejor estas tecnolog\xedas y tambi\xe9n 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 tecnolog\xeda tenemos que tener claro el concepto de electromagnetismo:

Fundamentos asentados por Faraday
Y formulados bajo las cuatro ecuaciones de Maxwell
Tecnlog\xedas inal\xe1mbricas:

Radio Frequency Identification (RFID)
Esta tecnolog\xeda se introdujo inicialmente para la identificaci\xf3n y seguimiento de objetos a trav\xe9s de peque\xf1os chips electr\xf3nicos denominados etiquetas. Por ejemplo el pago autom\xe1tico en los peajes o el SATE, el Sistema Atuom\xe1tico de Tratamiento de Equipajes
Se componen de un circuito integrado (almacenar y procesar informaci\xf3n), un transductor radio y una antena.
Existen tres tipos:
Pasiva: No tienen fuente de alimentaci\xf3n (bater\xeda) y por lo tanto no pueden transmitir informaci\xf3n. Se activan a trav\xe9s del lector RFID y transmiten solo una peque\xf1a informaci\xf3n como el identificador del objeto.
Activa: Tiene su propia bater\xeda y pueden transmitir informaci\xf3n de forma continua.
H\xedbrida (BAP): Lleva bater\xeda, pero solo transmite informaci\xf3n en presencia de un lector RFIP. La bater\xeda ayuda a transmitir la informaci\xf3n en distancias m\xe1s largas que la del tipo pasiva.
Al final este dispositivo la informaci\xf3n que nos envia es un identificador \xfanico para cada objeto.
Debido a su bajo coste, alta movilidad y la eficiencia en los dispositivos es una tecnolog\xeda a tener en cuenta para el IoT
Como inconvenientes para el IoT no podemos comunicar con Internet directamente, no puede establecer conexi\xf3n a trav\xe9s de una puerta de enlace. Y la proximidad del dispositivo de lectura tambi\xe9n es otro inconveniente.
Podemos conectar un dispositivo RFID con Arduino a trav\xe9s del puerto serie.
Bluetooth
Todos utilizamos esta tecnolog\xeda sobre todo con nuestro movil: manos libres, auriculares inal\xe1mbricos, transferencia de archivos\u2026
Bluetooth es una tecnolog\xeda est\xe1ndar para el intercambio de datos a trav\xe9s de distancias cortas creando redes de \xe1rea personal.
Utilizar transmisiones de radio de onda corta en la banda 2400 hasta 2480 MHz
Curiosidad: El nombre proviene de la traducci\xf3n al ingl\xe9s de un rey Dan\xe9s
Se suele utilizar para la conexi\xf3n entre pares de dispositivos
Este dispositivo es eficaz para el IoT, debido a que ha sido una de los primeros protocolos de comunicaci\xf3n inal\xe1mbricas con un consumo de energ\xeda bajo
Sin embargo no se puede no se puede conectar directamente a Internet, necesitamos un intermediario, un PC por ejemplo, que actuar\xe1 como conexi\xf3n a Internet
Arduino:
Modulos de Bluetooth
Arduino 101
ZigBee
Se basa en el est\xe1ndar IEEE 802.15.4
Estandar abierto para abordar las necesidades \xfanicas de bajo costo, redes inal\xe1mbricas de bajo consumo para la comunicaci\xf3n entre dispositivos (maquina a maquina o redes M2M)
Es muy similar al Bluetooth aunque se diferencia:
Admite m\xe1s nodos (m\xe1s 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 m\xf3viles y se utiliza en la comunicaci\xf3n entre dispositivos (por ej. Dom\xf3tica)
Al igual que Bluetooth requiere un dispositivo con accesso a Internet (un PC)
Arduino: M\xf3dulos XBee
WiFi
La m\xe1s conocida de todas y seguramente la m\xe1s usual en vuestras casas. Seguramente ahora mismo estas conectados a una red de este tipo
Est\xe1ndar IEEE 802.11x
Los m\xf3dulos WiFi disponibles comercialmente se pueden integrar directamente en los dispositivos del IoT y proporcionan conectividad inmediata.
La principal ventaja sobre las otras tecnolog\xedas a parte de conectar directamente con Internet es que esta conexi\xf3n es muy f\xe1cil de establecer.
Inconveniente, esta tecnolog\xeda no se pens\xf3 para las redes IoT por lo que consume demasiado.
Arduino:
Shield o m\xf3dulo wifi
ESP8266
Arduino Yun
Arduino MKR1000
Enlaces de radiofrecuencia (RF Links )
Otra opci\xf3n es conectar dispositivos mediante interfaces de radio frecuencia simple.
Es ideal cuando el tama\xf1o importa, es peque\xf1o y barato
Proporciona un alcance de comunicaciones entre 100m y 1km dependiendo de la potencia de transmisi\xf3n y de la antena que se utilice.
Alcanza una velocidad de datos hasta 1 Mbps
Estos m\xf3dulos se pueden conectar a microcontroladores a trav\xe9s del puerto serie pero no proporcionan ninguna aplicaci\xf3n del protocolo de comunicaci\xf3n TCP/IP. De nuevo tenemos problemas para conectarlos a Internet
Redes m\xf3viles
Con estas redes hablamos de acceder a Internet desde un dispositivo m\xf3vil, como un smartphone, tablet, port\xe1til, \u2026 a trav\xe9s de una red de banda ancha.
Tenemos muchos est\xe1ndares con esta tecnolog\xeda:
GPRS (80 Kbps)
3G
4G
Proporcionan conectividad directa a Internet a diferentes velocidades seg\xfan la tecnolog\xeda. Desde 80 Kbps de la GPRS a unos pocos Mbps de la 3G y 4G
Debido a la complejidad del protocolo, la codificaci\xf3n de la informaci\xf3n y los requisitos de se\xf1al alta de recepci\xf3n esta tecnolog\xeda tiene un alto consumo de bater\xeda.
Es una buena opci\xf3n para el IoT ya que conectamos directamente con Internet.
En Arduino tenemos varios m\xf3dulos con GPRS
\xbfCual es la mejor par mi red IoT?

Depende de varios factores:
Movilidad
Alcance de la red
Consumo de energ\xeda
Tama\xf1o
Coste
Si el dispositivo est\xe1 fijo:
El cableado ser\xeda la mejor opci\xf3n (Ethernet)

Si carecemos de la infraestructura o el dispositivo esta en movimiento:
WiFi, movil o ZigBee. La RFID requiere mucho esfuerzo en la creaci\xf3n de un protocolo de comunicaci\xf3n. ZigBee, requiere una puerta de enlace para proporcionar conexi\xf3n a Internet, pero tiene un bajo consumo y buen alcance. La WiFi proporciona acceso directo a internet (si hay WiFi disponible) pero consume mucha energ\xeda y cuando la \xfanica infraestructura disponible es la m\xf3vil, es la uncia opci\xf3n que nos queda.

El Recurso del d\xeda

La Hora Maker

Hoy os hablamos de un podcast dirigido por Cesar Garc\xeda (@elsatch) donde trata la actualidad del mundo Maker. Cesar comparte su experiencia como miembro del Internet Society, organizaci\xf3n global dedicada a que Internet siga siendo libre y co-fundador del Markespace Madrid, espacio dedicado a la fabricaci\xf3n digital. Combina entrevistas con gente del movimiento Maker y DIY, con ifnormaci\xf3n de eventos y lanzamientos. Si quieres ser un verdadero Maker debes escucharlo. Desde aqu\xed le ofrecemos que un d\xeda venga a contarnos cosas interesantes del mundo Maker.

Muchas gracias a todos por los comentarios y valoraciones que nos hac\xe9is en iVoox, iTunes y en Spreaker, nos dan mucho \xe1nimo para seguir con este proyecto.