Blog de Amazon Web Services (AWS)

AWS IoT

Este blog es el primero de una serie de publicaciones en español para explicar los servicios de IoT que AWS tiene. En cada entrega realizaremos algún ejemplo práctico de cómo usar el servicio creando cada vez más grande nuestra solución. Pero antes que todo, debemos conocer algunos puntos importantes del valor que da IoT a las organizaciones.

¿Por qué es importante IoT?

Existen muchas definiciones de Internet de las Cosas, pero para hacerlo simple, podemos decir que es “Conectar cualquier cosa o dispositivo a Internet”. En este sentido es importante puntualizar que no es necesario contar con una conexión a Internet, pues los dispositivos pueden estar conectados en una red inalámbrica, sin necesidad de ser expuestos a Internet. Se estima que para el 2025 existirán más de 75 billones de dispositivos conectados como son equipos industriales, enseres domésticos, autos, oficinas, barcos, aviones, campos de cultivos y plantas generadores de energía solar, heólica o de cualquier otro tipo.
Todos estos sensores se encuentran en cualquier lugar, suelen ser pequeños con capacidades de computo limitadas, es por ello que las capacidades de la nube los complementan. Pero no sólo es conectar por conectar los dispositivos, mas bien es obtener información importante de éstos. Por lo tanto, el valor de IoT es la cantidad de datos que se generan y los resultados que se obtienen de sus análisis. Es por ello que IoT, Analytics y Artificial Intelligence son temas extremadamente relacionados.
Pero antes de querer plantear una solución de IoT es vital saber que problemática de negocio se necesita resolver.

El valor a las organizaciones

Muchas organizaciones están en una etapa de transformación digital, donde IoT juega un papel importante permitiendo obtener mucha información de las tiendas, las líneas de producción, del clima, del entorno donde están los clientes. Es por ello que se requiere modificar lo ya construido para generar experiencias de cliente que evolucionen. Para poder medir esto, también requerimos nuevos indicadores que permitan visualizar información en casi tiempo real y lanzar acciones inmediatas.
Aquí es donde se lanzan muchas ideas de las cuales algunas pueden llegar a ser pilotos o pruebas de concepto, que serán filtradas para que tal vez una o dos lleguen a ambientes productivos: “Fallar rápido y barato”.
Para poder diseñar una solución de Internet de las Cosas es necesario trabajar en reversa, esto significa plantear el problema de negocio que se requiere solucionar, los indicadores que se tienen que evaluar y los criterios de éxito de la solución.
Con esta información se evalúa que datos se requieren para lograrlo. Posiblemente se requieran datos los cuales no se tienen, por lo que hay que ver la manera de obtenerlos y evaluar la periodicidad con la que se necesitan. Una vez que esto esta definido, entonces ya sabemos que elementos en el campo se requieren colocar.

Hasta aquí todo va bien, pero los datos generados en el campo pueden ser un gran reto, pues muchas veces se estará enviando información cada segundo con dispositivos desplegados en cualquier geografía.
Es necesario validar la conectividad que se tiene en el campo, si los protocolos que se tienen son muy viejos o hay que instalar sensores nuevos. Como se realizará la traducción de protocolos industriales a protocolos mas modernos como HTTP o MQTT,  identificar si se concentrará la información en el campo para luego ser enviada.
No hay que olvidar la seguridad y privacidad de los datos, este tema es sumamente importante porque los dispositivos formarán parte de la red de la organización, y como tal, debe ser protegida para evitar un ataque por este medio. También la información que se recopila debe ser tratada con las políticas adecuadas.
Finalmente, hay que evaluar los datos que obtienen, y tal vez haga falta recalibrar la forma y periodicidad en que se obtienen, realizar alguna transformación o complementar los datos. Todos estos pasos se detallan en el Círculo Virtuoso de AWS IoT.

El círculo virtuoso de AWS IoT

Más que ver las soluciones de IoT como una pirámide, donde los datos en el campo se generan para ir subiendo hasta llegar a la analítica, AWS IoT propone un circulo en el cual hay tres elementos principales:
– Data Services
– Device Software
– Control Services
Como se muestra a continuación:

Estos tres elementos agrupan diversos servicios de AWS IoT que dan valor a la solución completa.
Pero, ¿Por qué es un círculo? Por la sencilla razón que los resultados de los análisis pueden retroalimentar la manera en que se captura la información del campo.
El elemento Device Software muestras las diversas maneras en que los dispositivos en el campo se pueden conectar a AWS IoT de acuerdo a la necesidad o hardware con que se cuente. Para el caso de microcontroladores, se tiene Amazon FreeRTOS que es un set de instrucciones muy ligero para estas pequeñas piezas de electrónica. Para aplicaciones de lenguajes mas poderosos como Java o Python se cuenta con los SDK para agregar los comandos que permiten interactuar con la nube de AWS IoT. Adicionalmente AWS IoT Greengrass es un software que da las siguientes funcionalidades:

  •  Ser una pasarela entre los sensores y AWS IoT evitando perder mensajes en caso de desconexiones
  •  Mantiene la seguridad al gestionar llaves locales y con AWS
  •  Realizar actualizaciones de software de AWS IoT Greengrass sin estar en sitio
  •  Hacer despliegue de código usando contenedores o bien AWS Lambdas
  •  Desplegar modelos de Inteligencia Artificial en el campo.

Finalmente, AWS IoT Device Tester permite realizar pruebas de los dispositivos para su interacción con AWS IoT.
Control Services se refiere a los elementos en AWS IoT que van a estar recibiendo los mensajes desde el campo e interactuar con AWS IoT CoreAWS IoT Device Defender va a ayudar a gestionar la seguridad de los dispositivos que se conectan. Se sabe que administrar una gran cantidad de dispositivos es todo un reto, es por ello que AWS IoT Device Management hace mucho más simple esas labores. Por ultimo, AWS IoT Things Graph permite de una manera visual conectar distintos elementos de AWS IoT para generar una solución completa.
La ultima parte del circulo, Data Services, va a tener elementos que hagan mas rápido y simple la obtención de valor a partir de la información de IoT. AWS IoT Analytics cuenta con un conjunto de herramientas para poder realizar la analítica de los datos sumamente fácil y poder también conectarlos con el Lago de datos para ser parte de la estrategia de analítica. AWS IoT Events, ayuda a detectar y responder a eventos que mandan los sensores y las aplicaciones a través de AWS IoT Core. Y finalmente AWS IoT SiteWise permite colectar, organizar y analizar datos industriales de cualquier escala.

¿Por qué AWS?

AWS tiene más de 5 años dando soluciones de IoT a miles de empresas alrededor del mundo, al día de hoy cuenta con un portafolio robusto de clase empresarial que es capaz de escalar para recibir desde unos cuantos mensajes por segundo (para prototipos) hasta millones cuando ya tenemos un ambiente productivo sin necesidad de modificar la arquitectura.
Otro valor importante es el pago por uso, no hay que pagar por infraestructura que estará sub-utilizada. Con los mas de 175 servicios que AWS tiene y que todos ellos se pueden conectar para entregar una solución mas completa como puede ser analizar los datos de IoT para alimentar un lago de datos y posteriormente sean parte de un modelo de Machine Learning.

Un caso práctico

Ok, todo esto suena muy bien, pero ¿cómo se vería un caso real?  Bueno, en los siguientes blogs se armará una solución completa paso a paso. Al principio se tendrán dispositivos desplegados de forma manual, como si fuera un piloto, y posteriormente se explicará el despliegue masivo. Se crearán reglas para que los dispositivos interactuen con otros servicios de AWS como bases de datos. Todos estos dispositivos serán agrupados para mantener una gestión completa y estén organizados.
También se instalará AWS IoT Greengrass y junto con sus funcionalidades para comunicarse con AWS IoT. Finalmente todos estos datos generados serán enviados a AWS IoT Analytics para su procesamiento y poder visualizar tableros de control con información que se genera en el campo.

El objetivo de esto es “Si conociera el estado de todo y pudiera analizar toda esa información… ”¿qué problemas podría resolver?

Los invitamos a estar pendientes de las siguientes publicaciones y visitar nuestros podcast en español para aprender de este y otros temas.

 


Sobre el autor

Jorge Alfaro, Arquitecto de Soluciones en Amazon Web Services México.
Cuenta con mas de 25 años de experiencia en la industria, ayudando a grandes corporativos en diseñar y mover sus cargas de trabajo a la nube de AWS, su área de especialidad es IoT