Eligiendo la Mejor Configuración de Comunicación para tu red de Dispositivos IoT

August 27, 2019 Altium Designer

Un crocodile dans un marais

No planificar la comunicación de tu sistema IoT agrega costos y aventura a la instalación de tus productos.

Todo está listo, has perfeccionado el diseño del tenedor IoT de última generación y te sientes imparable. Nada podría poner trabas en tus planes ahora... excepto tal vez la conexión de red de tu tenedor. ¿Cuál es la diferencia entre una bifurcación inteligente que no se puede conectar y una bifurcación común? ¡Pagaste mucho más por el inteligente! Por eso es imprescindible que elijas la configuración de red correcta para tu producto IoT. La planificación inicial y las pruebas de la comunicación de red que deseas utilizar para tu producto IoT pueden marcar una gran diferencia en una implementación exitosa del producto. Aprendí esta lección cuando terminé caminando lleno de lodo hasta las pantorrillas, con mosquitos del tamaño de mi pulgar y caimanes de verdad para instalar una estación base adicional que no habíamos planeado. Probamos este sistema IoT en un parque y no tuvimos en cuenta la cantidad de  vegetación que bloquearía los sensores en el campo. En la práctica, el alcance del transmisor se redujo a la mitad y el número de receptores se duplicó.

A menos que estés realmente desesperado por pasar más tiempo en instalaciones de campo, es importante comprender cómo y dónde se implementará tu sistema IoT. Eso te ayuda a planificar las necesidades de conectividad, soporte de red y escalabilidad de tu producto.

¿Qué necesita mi red?

Cuando comiences a planificar tu red IoT, tendrás que considerar dos tipos de componentes de comunicación: los transmisores (Tx) y los receptores (Rx). Los transmisores están conectados a los sensores, botones u otros módulos de recopilación de información que realizan la mayor parte del trabajo en un sistema IoT. Los receptores recopilan los datos de los transmisores que están dentro del alcance. El Rx puede almacenar o mostrar los datos antes de cargarlos en la nube.

¿Cuál es la mejor red para mi sistema?

Antes de comenzar a diseñar cualquier cosa para un sistema IoT, debes decidir qué tipo de red necesitas para una buena cobertura de comunicaciones entre Rx/Tx (los pronunciamos "ricks" y "ticks"). Es importante diseñar el sistema como un todo y planificar cómo se comunicarán los módulos y a qué distancia. De lo contrario, les dirás a todos los niños cómo, tenías que atravesar el barro y los caimanes en tu día para colocar estaciones base adicionales. Hay tres configuraciones básicas para un sistema IoT:

  • Dispositivos que se cargan directamente a la nube: en algunas situaciones, tu dispositivo puede cargar directamente a la nube, generalmente a través de wifi, una red móvil o incluso satélites. Dado que alcanzar una torre de telecomunicaciones, o el espacio exterior es una larga distancia de transmisión, este enfoque generalmente requiere una mayor potencia de transmisión de tus dispositivos.

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  • Una red personalizada solamente de tus dispositivos: el uso de una estación base personalizada te brinda mucho control sobre la selección de hardware y la seguridad. Debes asegurarte de seleccionar un hardware de comunicación que tenga un rango de transmisión suficiente para cubrir la distancia entre tu estación base y cada módulo Tx del que deseas recibir datos.

Aprende de mis errores y prueba este tipo de configuración en el entorno más realista posible. Es probable que el rango que figura en las especificaciones de hardware sean probablemente las distancias del "mejor escenario". El rango de transmisión real puede verse afectado por paredes, vegetación o cualquier otra cosa que oscurezca la línea de visión entre la estación base y un módulo.

Además, a menos que desees un sistema cerrado, aún necesitarás una forma de acceder a tus datos desde la estación base. Ese podría ser otro transmisor, una línea dura en la red o acceder físicamente a la estación base con una unidad USB.

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  • Un enfoque híbrido. Aquí tus dispositivos envían datos a un receptor de estación base que puede transmitir los datos a la nube. Crear tu propia estación base (ya sea hardware personalizado o una aplicación que se ejecuta en teléfonos u ordenadores existentes) requiere una sobrecarga adicional. Sin embargo, es un buen compromiso entre la potencia de transmisión y los costos de infraestructura.

Ten en cuenta que cualquier estación base que contenga tanto un receptor como un transmisor requerirá pruebas adicionales para tu certificación de la FCC antes de que puedas vender o implementar ese producto.

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¿Dónde se usará tu producto?

Si no estás seguro de cuál es el mejor enfoque de red, considera tomar en cuenta dónde se utilizará tu sistema. Las condiciones ambientales y los obstáculos, como el clima, las paredes y las plantas pueden afectar el rango de transmisión. También puedes tener una infraestructura existente, como una torre de telecomunicaciones o una red wifi, que tu producto puede utilizar.

  • Al aire libre: los productos que se encuentran afuera, pero aún cerca de una casa, podrían acceder a una red wifi doméstica. Por lo general, un sistema en medio del desierto necesita transmitir más, lo que requiere más potencia. Probablemente desees una estación base que pueda recibir datos de varios módulos cercanos y cargar todo lo que recopilas. Utilizamos una estación base pero perdimos el rango de transmisión debido al crecimiento de la vegetación, por lo que recomiendo probar la comunicación en una variedad de condiciones. Te ayudará a evitar cambios de última hora en las ubicaciones de instalación y la cantidad de hardware que realmente se necesita.

  • Artículos para el hogar y accesorios personales: algo como un botón Dash en casa, o un Fitbit que va contigo todo el día, probablemente pueda usar tu teléfono u ordenador como estación base (a través de wifi o Bluetooth) en lugar de requerir una solución personalizada para tu sistema. Diseñadores de tenedores inteligentes, ¡esta sección es para vosotros!

  • Industrial: cualquier sistema que recopile datos privados o confidenciales deberá preocuparse especialmente por la seguridad. Una estación base personalizada con acceso restringido a los datos es una forma de mantener los datos confidenciales lejos de las manos equivocadas.

No Wifi

Antes de instalar tu sistema IoT, ¡asegúrate de que tu red de comunicación proporcione una cobertura adecuada!

Planificar y diseñar la configuración de tu red IoT de antemano te ahorrará muchos problemas en el futuro. Probar el diseño de la red en una variedad de condiciones también es muy importante, y me habría ahorrado muchas picaduras de insectos. Más importante aún, también nos habría ahorrado miles de dólares en hardware adicional y costos de instalación. Este es el tipo de error que se comete fácilmente en los nuevos productos y puede costarte tiempo, dinero y clientes.

Afortunadamente, una vez que hayas planificado tu configuración de comunicación, puedes usar herramientas de PCB como Altium Vault® para ayudarte a identificar y administrar la que cumpla con tus requisitos de rendimiento. Al seleccionar el correcto desde el principio, te prepararás para una implementación exitosa del producto. Después de haber diseñado y probado con éxito tu producto, puedes reutilizar la sección de comunicaciones del diseño para nuevas versiones y productos con herramientas de diseño modular. ¡Hay representantes de Altium listos para ayudarte a comenzar ahora!

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