¿Cómo funciona un dispositivo de IoT?

Las decisiones de hardware afectan el costo de su dispositivo IoT, la experiencia del usuario, las capacidades de la aplicación y más. Pero solo alrededor del 20% de los gerentes de productos de IoT tienen experiencia en la gestión de hardware. En esta publicación, desmitifico el hardware dentro de los dispositivos de IoT para ayudarlo a comprender cómo un dispositivo inteligente adquiere, procesa y comunica datos a la nube.

Después de encuestar a cientos de gerentes de productos de diferentes industrias y orígenes, descubrí que solo alrededor del 20% de los administradores de proyectos que trabajan en IoT tienen experiencia en hardware. Por el contrario, más del 76% de ellos están familiarizados con la gestión de productos de software.

Pero en IoT, el hardware y el software funcionan juntos en toda la pila de tecnología de IoT. Y administrar productos de hardware requiere habilidades muy diferentes a las de administrar software. Esa es una de las razones por las que la creación de dispositivos de IoT puede resultar muy abrumadora para los administradores de productos de IoT nuevos e incluso experimentados.

Si es un PM de IoT que tiene experiencia en software, tómese un minuto para armarse con la información de esta publicación. Se alegrará de haberlo hecho la próxima vez que hable con los equipos de ingeniería de hardware o se enfrente a un desafío relacionado con el hardware.

Basado en mi marco de decisión de IoT, el hardware es parte del área de decisión tecnológica. Por lo tanto, estás aquí:

Artículo recomendado: Un marco de gestión de productos para Internet de las cosas.

¿Por qué necesito comprender el hardware dentro de mi dispositivo IoT? ¿No es la ingeniería la que toma esas decisiones?

Sí, los ingenieros son responsables de investigar, proponer y ejecutar opciones de hardware para el dispositivo IoT. Pero es importante que el Gerente de Producto se involucre y oriente a Ingeniería sobre cuáles son las necesidades del producto para que puedan elegir la mejor solución. Después de todo, las decisiones de hardware afectarán el costo de su producto, la experiencia del usuario, las capacidades de la aplicación y más.

Cuanto más comprenda cómo funciona el hardware dentro de un dispositivo de IoT, sus matices y su terminología, más capacitado estará para tener conversaciones inteligentes con su equipo de ingeniería.

Los 4 componentes básicos del hardware de dispositivos de IoT

Primero, echemos un vistazo a los principales componentes básicos de hardware de cualquier dispositivo de IoT.

Con tantas aplicaciones de IoT como emprendedores de IoT, sería imposible generalizar una arquitectura de hardware. Pero independientemente de la aplicación, todos los dispositivos de IoT comparten algunos puntos en común o "bloques de construcción", como se muestra a continuación:

Veamos cada uno de estos componentes.

Componente 1:cosa

Defino "cosa" como el activo que desea controlar o supervisar.

Muchos dispositivos de IoT integran la "cosa" en el propio dispositivo inteligente. Por ejemplo, piense en productos como una bomba de agua inteligente o un vehículo autónomo. Estos productos se controlan y supervisan a sí mismos. En este caso, su producto incluye los cuatro componentes básicos en un solo paquete, como se muestra a continuación.

Pero hay muchas otras aplicaciones en las que la "cosa" se mantiene sola como un dispositivo "tonto" y se le conecta un producto separado para convertirlo en un dispositivo inteligente. En este caso, su producto solo incluye los tres módulos en azul a continuación.

Este enfoque es muy común en aplicaciones industriales donde las empresas tienen activos existentes y quieren hacerlos "inteligentes" conectándolos a la nube. Algunos ejemplos incluyen turbinas eólicas, motores a reacción, cintas transportadoras, etc.

La razón por la que señalo esta diferencia es para que sepa que existen diferentes modelos de negocio entre los que puede elegir. Su empresa puede decidir construir dispositivos completamente nuevos que sean inteligentes desde el principio, o puede determinar que su propuesta de valor es proporcionar una forma de convertir las cosas existentes en cosas inteligentes, abriendo la puerta a lo que se denomina "oportunidades industriales abandonadas".

Cualquiera de los dos está bien, solo tenga en cuenta que esta distinción afectará muchas otras decisiones que tome para su producto.

La mayoría de los ejemplos anteriores son productos B2B, pero ¿qué pasa con los productos B2C? En el mundo de los productos de consumo, muchos productos de IoT solo incluyen los tres módulos en azul de arriba. Eso se debe a que la "cosa" que están monitoreando a menudo es un ser humano o el entorno del hogar. Piense en un termostato FitBit o Nest.

Building Block 2:Módulo de adquisición de datos

El módulo de adquisición de datos se enfoca en adquirir señales físicas de la "cosa" y convertirlas en señales digitales que pueden ser manipuladas por una computadora.

Este es el componente de hardware que incluye todos los sensores que adquieren señales del mundo real, como temperatura, movimiento, luz, vibración, etc. El tipo y la cantidad de sensores que necesita dependen de su aplicación.

Sin embargo, el módulo de adquisición de datos incluye más que sensores. También contiene el hardware necesario para convertir la señal del sensor en información digital para que la utilice la computadora. Incluye acondicionamiento de señales, conversión de analógico a digital, escalado e interpretación.

Para el módulo de adquisición de datos, las consideraciones críticas en las que enfocarse son:

• ¿Qué señales del mundo real necesito medir? (es decir, qué tipo de sensores necesito)
• ¿Cuántos sensores de cada tipo necesito?
• ¿Qué tan rápido debo medir la señal del mundo real? (es decir, frecuencia de muestreo)
• ¿Cuánta precisión necesito en mi medición? (es decir, resolución del sensor)

Las respuestas a estas preguntas informarán los requisitos de su módulo de adquisición de datos, así como también le darán una idea de cuántos datos producirá su dispositivo.

Artículo recomendado - Adquisición de datos:una introducción a los gerentes de productos de IoT

Building Block 3:Módulo de procesamiento de datos

El tercer componente básico de un dispositivo IoT es el módulo de procesamiento de datos. Esta es la "computadora" que procesa los datos, realiza análisis locales, almacena datos localmente y realiza cualquier otra operación informática en el borde.

No es necesario ser un experto en arquitectura informática para tener una conversación sólida con su equipo de ingeniería sobre este módulo. Su papel debe ser comprender el objetivo general del producto y hacer las preguntas correctas que guiarán a su equipo hacia las decisiones correctas. Las dos consideraciones más importantes en las que centrarse son:

• Potencia de procesamiento (es decir, ¿cuánto procesamiento hará en el borde?)
• Cantidad de almacenamiento de datos local (es decir, tamaño del disco duro:¿cuántos datos necesitará almacenar en el borde?)

Las decisiones que tomen usted y su equipo tendrán una correlación directa con el rendimiento, la funcionalidad, el costo, el tamaño del dispositivo, la vida útil, etc. Analicemos cada una de esas preguntas con más detalle.

¿Cuánta potencia de procesamiento necesita?

Para determinar cuánta potencia de procesamiento necesita su dispositivo, debe comenzar por comprender todas las diferentes tareas que debe realizar el dispositivo.

Los elementos que afectarán su decisión incluyen:

• ¿Cuántos sensores necesitas leer? (Más sensores requerirán más potencia de procesamiento).
• ¿Necesita realizar un control en tiempo real? (Esto aumentará la potencia de procesamiento necesaria).
• ¿Su aplicación necesita realizar análisis en el borde? (Esto también aumentará la potencia de procesamiento requerida).
• ¿Tiene suficiente potencia de procesamiento para admitir futuras actualizaciones / versiones de software? (Es probable que sus actualizaciones de software nuevas y mejoradas requieran más potencia de procesamiento).
• ¿Cuáles son las limitaciones de tamaño de su dispositivo? (Por ejemplo, un Fitbit solo tiene un espacio limitado, lo que limita el tamaño de la computadora y la potencia de procesamiento).

¿Cuánto almacenamiento local necesita?

La cantidad de almacenamiento local que necesita depende de su política de retención de datos. Una vez que defina cuántos datos necesita adquirir, con qué frecuencia y cuánto enviará a la nube, podrá calcular cuánto almacenamiento local necesitará como almacenamiento temporal para realizar cálculos o para que sirva como búfer en caso de pierde la conexión a la nube.

Si se espera que su dispositivo de IoT funcione sin conexión, debe definir durante cuánto tiempo funcionará sin conexión y, por lo tanto, cuántos datos necesita poder almacenar localmente. Algunas aplicaciones no requieren interrupciones en los datos, ya sea porque Cloud Analytics no podrá manejar las lagunas de datos o porque tiene un acuerdo legal con el cliente para la continuidad de los datos.

Building Block 4:Módulo de comunicaciones

El último bloque de construcción del hardware de su dispositivo es el módulo de comunicaciones. Este es el circuito que permite las comunicaciones con su plataforma en la nube y con sistemas de terceros, ya sea localmente o en la nube.

Este módulo puede incluir puertos de comunicación como USB, serie (232/485), CAN o Modbus, por nombrar algunos. También puede incluir la tecnología de radio para comunicaciones inalámbricas como Wi-Fi, LoRA, ZigBee, 3G, 5G, etc.

El módulo de comunicaciones se puede incluir en el mismo dispositivo que sus otros módulos, o podría ser un dispositivo separado que sea específicamente para comunicaciones. Este enfoque a menudo se denomina "arquitectura de puerta de enlace".

Por ejemplo, si tiene tres sensores en una habitación que necesitan enviar datos a la nube, es posible que tenga esos sensores conectados a una única puerta de enlace en esa misma habitación, y la puerta de enlace consolida estos datos y los envía a la nube. De esa manera, solo necesita un módulo de comunicaciones, no tres.

Conclusión

Como gerente de productos de IoT, no necesita ser un experto en todas las áreas de la pila de tecnología de IoT. Pero necesita una comprensión sólida de los componentes principales y cómo se arma una solución de IoT de extremo a extremo.

Mi recomendación es familiarizarse lo más posible con todas las capas de la pila de tecnología de IoT. Cubriré todas las demás capas de la pila en artículos futuros. Suscríbete a mi boletín a continuación para asegurarte de no perderte esas publicaciones.