La implementación de IoT está ocurriendo rápidamente. De acuerdo a IoT Analytics, se espera que el número de dispositivos conectados en 2019 supere las previsiones iniciales en un 14% para alcanzar los 9.500 millones. Los tres impulsores principales son el crecimiento explosivo de los dispositivos de consumo, las conexiones de IoT / M2M celulares mucho más fuertes de lo esperado y el fuerte crecimiento de la conectividad de dispositivos en China debido a iniciativas gubernamentales, dice Sook Hua Wong de Keysight Technologies, Inc.

Se espera que esta tasa de crecimiento exponencial continúe durante los próximos años para llegar a 28 mil millones de dispositivos conectados para 2025. La tecnología ya está integrada en nuestros dispositivos portátiles y ropa. Habrá 26 objetos inteligentes para cada ser humano en la tierra. El 75% de los automóviles se enviarán con el hardware necesario para conectarse a Internet. Se pronostica que los ingresos de IoT relacionados con la atención médica aumentarán a más de $ 135 mil millones (€ 119 mil millones) para 2025.

La implementación de IoT se está diversificando desde aplicaciones basadas en el consumidor, como dispositivos domésticos inteligentes y wearables, hasta aplicaciones de misión crítica en las áreas de seguridad pública, respuesta a emergencias, automatización industrial, vehículos autónomos e Internet de cosas médicas (IoMT).

Las aplicaciones de misión crítica hacen uso de la conveniencia, los bajos costos y la larga duración de la batería de los dispositivos IoT, así como la infraestructura pública ampliamente disponible para mejorar la interoperabilidad y la interconectividad entre dispositivos para permitir el monitoreo y control en tiempo real de varios dispositivos y sistemas críticos.

Como estos
Las aplicaciones de misión crítica proliferan, los dispositivos y sistemas IoT necesitan
Ser robusto para soportar los rigores del mundo real.

Excelente
el potencial viene con grandes desafíos

IoT brinda beneficios a los consumidores y crea nuevos negocios
Oportunidades para aplicaciones comerciales. Sin embargo, estos requieren estable y
hardware e infraestructura confiables.

Sistema de respuesta a emergencias: ¿Imagina qué sucederá si el sensor inalámbrico que monitorea la presión de una tubería de gas remota se bloquea debido a cortes de energía anteriores? Durante una emergencia, el sistema de tuberías puede explotar debido a la falta de acción oportuna para contenerlo.

Salud digital: Los dispositivos de monitoreo remoto del paciente permiten el monitoreo del paciente fuera de los entornos clínicos convencionales, lo que mejora el acceso del paciente a la atención y disminuye el costo de la atención médica. Sin embargo, el dispositivo en sí debe funcionar en cualquier entorno, como en un estadio lleno de gente o en un almacén subterráneo de difícil acceso. La recepción de la señal a través de estructuras de concreto y la interferencia de los dispositivos circundantes no deberían afectar las operaciones normales del dispositivo de monitoreo.

Medidor de inteligencia: Con cientos de miles de pequeños inteligentes
medidores desplegados en cada ubicación remota, estos medidores deben funcionar sin problemas
para recopilar y transmitir datos de servicios públicos. Cualquier falla en el medidor inteligente resultará
en errores en el seguimiento del consumo, causando pérdidas de ingresos y potencialmente arruinando
La reputación de las empresas de servicios públicos.

Coche conectado: Un automóvil conectado, como en la Figura 1,
nos brinda enormes comodidades. Pero también nos expone a varios riesgos.
Las fallas de seguridad en la implementación del sistema inalámbrico podrían permitir que un hacker localice
y secuestrar nuestro automóvil con solo presionar un botón sin que nos demos cuenta.

Figura 1: El automóvil conectado es un automóvil con un tablero interactivo que puede acceder a Internet y comunicarse con otros dispositivos conectados.

Ingenieros y diseñadores que trabajan en estas misiones críticas
los sistemas o dispositivos enfrentan desafíos técnicos intensos y deben realizar un diseño importante
y consideraciones de prueba y compensaciones desde la fase de diseño inicial hasta el final de
fabricación.

Direccionamiento
desafíos técnicos a través de las 5Cs de IoT

Se requiere un enfoque integral para abordar la
desafíos técnicos multifacéticos en dispositivos y sistemas IoT en todo el
ciclo de vida completo del producto. Como se muestra en la Figura 2, las consideraciones de diseño pueden
se resumirá en base a las 5Cs de IoT.

Conectividad Garantiza que sus dispositivos IoT se conecten a otros dispositivos IoT, a la nube y al mundo que nos rodea.
Continuidad Requiere que sus dispositivos IoT tengan una mayor duración de la batería para hacer su trabajo.
Conformidad Requiere que sus dispositivos IoT cumplan con las regulaciones globales.
Coexistencia Garantiza que sus dispositivos IoT funcionen de manera armoniosa en entornos de IoT abarrotados.
La seguridad cibernética Protege sus datos de las amenazas cibernéticas.

Figura 2: Consideraciones clave de diseño para abordar los desafíos técnicos en las 5Cs de IoT.

  1. Conectividad

La conectividad se trata de la capacidad de permitir un flujo continuo de información hacia y desde el dispositivo, la infraestructura, la nube y las aplicaciones. Lograr una buena conectividad es uno de los principales desafíos que enfrentan los ingenieros porque el sistema de conectividad inalámbrica es muy complejo y las implementaciones de dispositivos densos complican aún más las operaciones.

Se espera que los dispositivos de IoT de misión crítica funcionen de manera confiable sin fallas, incluso en el entorno más difícil. Los estándares inalámbricos en rápida evolución se suman a la complejidad y los ingenieros enfrentan desafíos constantes para mantenerse al día con las últimas tecnologías y garantizar que los dispositivos puedan funcionar sin problemas en todo el ecosistema.

Para responder a los desafíos de conectividad se requiere una cuidadosa selección de soluciones de diseño y prueba que sean altamente flexibles, configurables y actualizables para satisfacer las necesidades futuras. La solución debe ser muy flexible para probar dispositivos con muchos formatos de radio, capaz de acceder al rendimiento del dispositivo en los modos de operación reales y admitir pruebas inalámbricas en modo de señalización sin la necesidad de un controlador específico del conjunto de chips.

Preferiblemente, el sistema también debe ser simple, económico y puede usarse tanto en I + D como en fabricación para apalancamientos de código y para minimizar problemas de correlación de medición en las diferentes fases de desarrollo. La demanda de dispositivos IoT aumentará exponencialmente debido a su rápida proliferación. Los fabricantes deben tener un sistema de prueba de fabricación altamente escalable, rentable y confiable que pueda cumplir fácilmente con el volumen creciente al tiempo que garantiza la calidad del dispositivo.

El autor es Sook Hua Wong, gerente de Segmento de Industria, soluciones generales de medición electrónica en Keysight Technologies, Inc.

Sobre el Autor

Sook Hua es
un gerente de segmento de la industria con Keysight Technologies que reside en Penang,
Malasia. Es la planificadora estratégica de soluciones responsable de Keysight.
Programa de expansión y cartera de soluciones de Internet de las cosas (IoT)
planea impulsar el crecimiento en el segmento electrónico general de Keysight
Tecnologías

Antes de
En este papel, fue la planificadora de productos responsable de la planificación estratégica y
Desarrollo de la cartera de productos para el medidor de potencia RF / Microondas y el sensor.

Recibió su Licenciatura en Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Tecnologías de Malasia (1999) y la Maestría en Ciencias en Ingeniería de Diseño de Sistemas Electrónicos de la Universidad de Ciencias de Malasia (2003). Ella ha pasado 20 años en Keysight Technologies con los últimos 15 años en el equipo de Soluciones de Medición Electrónica General (GEMS) bajo varios roles, incluyendo fabricación, desarrollo de productos, soporte de ventas, marketing de productos y un planificador de productos.

La parte 2 continúa mañana …

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