Parte 1. El hardware. El principio del milagro
Las Apps son en muchos casos los puntos de entrega de datos y también actúan como interfaces desde dónde se ejecutan órdenes. Esto es así por varios motivos, entre ellos porque los dispositivos que las soportan se usan sobre “el campo” de trabajo y por lo tanto generan el potencial que cada operario pueda participar de los procesos digitales, en mayor o menor medida, o por ejemplo porque permiten una simbiosis entre el mundo físico y el digital usando los diferentes sensores.
¿Necesitas una App?
Pero realmente que hay detrás de una predicción, de una alerta, de una gráfica o de una simple notificación “push” recibida en una App.
¿Cómo se estructura este universo de datos?
Ya hemos hablado de los diferentes protocolos que usamos para escuchar a los objetos, protocolos que conforman los “ladrillos” de los diferentes lenguajes de las cosas que nos rodean (máquinas, electrodomésticos, campos de cultivos, etc…), pero ¿cómo se estructura este universo de datos?, ¿qué arquitectura subyace en ello?
Si bien es cierto que existen arquitecturas de muchos tipos, hay base común entre todos ellos que se funda en una zona correspondiente al hardware (elementos como sensores, actuadores, placas y plataformas), una zona que pre gestiona los datos, mediante pequeños “scripts”, dentro de este hardware, una zona que recibe estos datos para ser procesados y convertidos en datos susceptibles de ser almacenados ordenadamente, una zona dónde se recuperan los datos almacenados y se convierten en información mediante algoritmos especializados, “bajo demanda”, y por último una zona dónde se entrega esta información en formato comprensible por el ser humano.
información mediante algoritmos especializados
Este proceso nos recuerda a la forma primitiva del concepto básico de comunicación, dónde había un emisor, un canal, el mensaje, un receptor.
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Ahora las arquitecturas son más complejas porque requieren de un sistema previo de igualación de la naturaleza del emisor y receptor, por ejemplo de “una Turbina” con un ser humano, de la adaptación de diferentes formatos a cada situación o momento del proceso, por ejemplo, datos analógicos a datos digitales, y de vuelta, de digitales a analógicos, o de la naturaleza del canal, que ahora son multicanales, ondas electromagnéticas, circuitos integrados, pantallas digitales, etc…
ARQUITECTURA DE LA COMUNICACIÓN I.O.T
La complejidad es alta, como no podía ser de otro modo, pues estamos hablando de la comunicación de entidades tan diferentes como seres biológicos y no biológicos, ya sea en nuestro planeta o fuera de él.
Una idea que nos acerca cada vez más a la comprensión de la comunicación en un universo tan infinito que cualquier forma de existencia puede ser una oportunidad para comunicarse, indistintamente si se trata de vida tal como la conocemos, o de vida en un sentido mucho más amplio como el “Sintoísmo” predica.
¿Dónde empieza todo?
Vamos a definir una arquitectura, que como se explica, no es la única, pues hay tantos tipos como situaciones, tecnologías y fines se den.
Pongamos por ejemplo que tenemos un sensor de temperatura/humedad/presión atmosférica (BME280) Y una placa (ESP32). Esto sería la zona de hardware.
El sensor BME280 es un sensor digital fabricado por Bosch y ESP32 es un Chip SoC fabricado por Espressif System, empresa China especialista en semiconductores y que dispone de un microprocesador de 32-bit Xtensa LX6 de doble núcleo.
Partiendo de la parte relativa al hardware nos encontramos un sensor digital que interpreta ciertas señales analógicas del mundo natural y las transforma en señales digitales o eléctricas. Esta señal es transportada del sensor a la placa ESP32 usando el protocolo I2C, “protocolo de bajo nivel”.
¿EN QUÉ MOMENTO PRECISO EMPIEZA TODO?
En este momento, el lenguaje natural de un objeto (en nuestro caso la atmosfera que rodea el sensor) está transfiriendo datos a un medio que es nuestra electrónica. Podríamos estar midiendo la temperatura de una superficie de una máquina por ejemplo.
Es aquí donde sucede la magia. Un medio que tiene una temperatura concreta, que sus partículas se mueven a una velocidad y con una entropía concreta, entra en contacto con una superficie que transforma ese estado en una diferencia de potencial, mediante un proceso subatómico de movimiento de electrones entre átomos.
EL CEREBRO QUE INTERPRETA
Esta diferencia potencial se traduce en un voltaje, y por siguiente en un “0” o en un “1” a una frecuencia concreta. Ya tenemos la información encapsulada en datos discretos.
Aquí es donde el microprocesador entra en escena, procesando esos bits con un pequeño script en Lua (Lenguaje de programación del ESP32).
LOS DATOS SE EMPAQUETAN
Estamos casi al final del proceso que se da en la zona del hardware. Estos datos pueden ser modelados en lenguajes que son fáciles de entender por las máquinas, pues deben ser enviados a otra máquina, a un servidor, por tanto el pequeño script transforma los datos en JSON (acrónimo de JavaScript Object Notation, «notación de objeto de JavaScript») es un formato de texto sencillo para el intercambio de datos que se usa por su ligereza y porque es fácil de trabajar con múltiples tecnologías.
Mediante una pequeña instrucción en Lua, dentro del microprocesador, se da la orden que dicho paquete de datos se envíe mediante WIFI a un router, para que posteriormente, con un URI Post entre en el servidor.
ESP32 dispone integrado un pequeño módulo Wi-Fi 802.11 b/g/n.
El URI es un concepto que veremos en otro artículo pero que para que ahora se entienda, sirve para transportar unos datos concretos hacia un servidor http.
[protocolo][nombre_computadora][ruta_directorios][archivo]
En la práctica sería algo así como por ejemplo usando la plataforma google analytics: después del = se pondría el valor o fuente a gestionar.
https://analytics.google.com/analytics/web/?utm_source=
Hasta aquí hemos hablado de la zona del hardware, el lugar donde se produce la transfernecia de información de los objetos a un medio humano. Queda la zona intermedia que es el servidor y la infraestructura en la nube y finalmente la entrega al usuario mediante aplicaciones como Apps.
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Por Óscar Moisés Cuenca
