Elegir el protocolo de comunicación IoT adecuado para su proyecto

En los últimos 20 años, la tecnología IoT ha permitido la creación de una red interconectada de más de 20.000 millones de dispositivos en todo el mundo. Estos dispositivos son capaces de detectar, transmitir, procesar y recibir información vital a través de una red que abarca millas. Las aplicaciones de estos dispositivos de intercambio de datos cubren sectores que van desde industrias puramente productivas como manufactura, petróleo y gas, y servicios públicos, hasta empresas basadas en servicios como transporte, salud y hostelería.

Sin embargo, es importante tener en cuenta que estos dispositivos solo pueden compartir datos cuando la conexión entre ellos es segura. Y eso es para lo que se crean los estándares y protocolos IoT. Para facilitar la transferencia segura y de alta velocidad de datos entre dispositivos finales IoT.

Hay varios protocolos IoT que una empresa puede aprovechar para desarrollar soluciones IoT de extremo a extremo. No obstante, cada uno de estos estándares tiene características y capacidades distintas, lo que complica la identificación de un protocolo adecuado para casos de uso específicos. Veamos 10 de los protocolos y estándares de comunicación más prometedores que puede usar para construir soluciones IoT para sus requerimientos.

A. LoRaWAN

Con su comunicación bidireccional, módulos de seguridad integrados y servicios para dispositivos tanto localizados como móviles, LoRa es la opción perfecta para empresas que buscan una red de área amplia para sus dispositivos IoT alimentados por batería.

LoRaWAN es especialmente útil para transmisión de telemetría a largo alcance entre dispositivos de baja potencia. Su característica más beneficiosa es su capacidad para conectar millones de dispositivos finales a la vez. Gateways LoRa de baja potencia recopilan datos de múltiples dispositivos y los comparten a una velocidad entre 0,3 y 50 kbps a grandes distancias.

B. Bluetooth

El protocolo BLE o Bluetooth Low Energy se usa generalmente para transmisión inalámbrica de datos a corto alcance. Su aplicación se ve ampliamente en wearables, permitiendo el emparejamiento de dos o más dispositivos inteligentes. Bluetooth permite transferencia rápida de datos entre distancias cortas con menor consumo energético y es, por tanto, uno de los protocolos de Internet de las Cosas más influyentes del siglo. Sin embargo, solo puede usarse para transferir archivos y cargas útiles pequeñas.

C. ZigBee

El protocolo ZigBee se usa más para fines industriales que comerciales. A una frecuencia de 2,4 GHz, transfiere datos en un entorno industrial a tasas menores. El protocolo de comunicación ZigBee permite el desarrollo de soluciones IoT de extremo a extremo seguras, escalables y de baja potencia para diversos casos de uso.

Al aprovechar las capacidades del lenguaje IoT Dotdot, el protocolo ZigBee también puede usarse para conectar dispositivos inteligentes para trabajar colectivamente y realizar tareas automatizadas sin fisuras.

D. Celular

La red celular impulsada por conectividad 3G, 4G o incluso 5G es adecuada para transmitir información a grandes distancias. De todos los demás estándares IoT, es la mejor opción para operaciones que requieren transmisión de grandes volúmenes de datos a largo alcance.

Aunque la conectividad celular satisface las necesidades de una empresa para transferencia de datos a largo alcance, la tarifa por usar redes celulares es bastante alta. Además, la energía consumida por dispositivos que funcionan en una red celular también es bastante alta.

E. Sigfox

Desarrollado específicamente para interacción máquina a máquina, Sigfox comprende las capacidades de ambos protocolos celular y Wi-Fi. La Banda Ultra Estrecha (UNB) de Sigfox solo puede compartir datos de bajo nivel pero a una velocidad de transferencia de hasta 1000 bits por segundo y con un consumo mínimo de potencia de 50 microwatts. Este protocolo de comunicación IoT también es compatible con capacidades en la nube y tiene un alcance de 3 a 50 km por dispositivo, variando según características topográficas.

F. Z-Wave

El protocolo Z-Wave usa las capacidades de comunicación por radiofrecuencia para transmitir datos de una ubicación a otra. Generalmente usado para aplicaciones comerciales, su uso ha permitido la creación de soluciones para ciudades inteligentes, hogares y oficinas. Con la ayuda de su banda sub-1GHz, Z-Wave ofrece la latencia más baja de todos los demás estándares y protocolos IoT.

La frecuencia del protocolo Z-Wave es de alrededor de 900 MHz y su alcance se extiende hasta 30 a 100 metros. También es compatible con almacenamiento en la nube y transfiere datos a una velocidad de 40 a 100 kb/seg.

G. MQTT IoT

Message Query Telemetry Transport (MQTT) se usa mucho para monitorización remota. Es efectivo para obtener datos de múltiples dispositivos electrónicos ubicados lejos y compartirlos con una plataforma centralizada. El protocolo MQTT funciona gracias a sus tres componentes principales: el suscriptor, el publicador y el broker. Mientras los datos son generados y transmitidos por su mecanismo de suscriptor, el publicador es capaz de proporcionar opciones de enrutamiento de información. El trabajo del broker es garantizar la seguridad de los datos transmitidos.

H. DDS

DDS es un estándar IoT de interacción M2M expansible, de alto rendimiento y tiempo real, capaz de transferir datos a plataformas en la nube y dispositivos de baja huella. A través de sus dos capas, DCPS y DLRL, un servicio de distribución de datos entrega información a una plataforma de manera intuitiva.

I. AMQP

AMQP es un protocolo de capa de aplicación diseñado para entornos de middleware. Es un protocolo reconocido internacionalmente que usa su arquitectura orientada a mensajes para transferir datos vía sus tres componentes principales: Exchange, Message Queue y Binding. Todos estos componentes trabajan colectivamente para colocar las partes del mensaje recibido en una cola y almacenarlo sobre una conexión facilitada por el componente de binding.

J. CoAP

Constrained Application Protocol (CoAP) se usa generalmente por dispositivos inteligentes restringidos, es decir, dispositivos que tienen una comunidad agrupada similar. Los sistemas IoT que usan CoAP son impulsados por protocolos HTTP y usan un protocolo UDP (user datagram protocol) para la implementación de datos ligeros. Su arquitectura RESTful y formato de datos binario lo hacen perfecto para aplicaciones relacionadas con automatización, teléfonos móviles y microcontroladores.

Conclusiones clave:

Aunque hay varios otros protocolos IoT como NFC, RFID, Thread y EnOcean; es importante notar que cada estándar tiene sus especificaciones y ventajas distintas. Estudiar estas especificaciones es un aspecto esencial para cualquier empresa antes de desarrollar una solución IoT, ya que los protocolos son responsables de la velocidad, volumen y alcance de la transmisión de datos.

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