En realidad, el IoT (Internet de las Cosas) se planteó ya en el año 1999 con una definición según la cual todas las cosas están conectadas a Internet a través de dispositivos de detección de información como RFID (Identificación por Radiofrecuencia), de modo que se pueda lograr una identificación y gestión inteligentes. Por lo tanto, dicho de forma sencilla, el IoT es en realidad una red de sensores establecida sobre la base de la tecnología RFID.
Principios Fundamentales del IoT y Tecnología RFID
Basado en Internet y en la informática, el IoT en realidad establece la Internet que conecta las cosas apoyándose en la tecnología RFID y en la comunicación de datos por radio. Por lo tanto, una de las tecnologías centrales esenciales del IoT radica en el RFID. En esta red, se permite que las cosas se comuniquen entre sí sin necesidad de la intervención humana. El núcleo del IoT reside en la identificación automática de las cosas y en la interconexión y el intercambio de información a través de Internet, basados en la tecnología RFID, que es precisamente una tecnología que permite que las cosas “hablen”. En la fase del IoT, la etiqueta RFID almacena información con normas e interoperabilidad que será almacenada automáticamente en el sistema central de información mediante el sistema de comunicación de datos por radio, de modo que las cosas puedan ser identificadas y el intercambio y la compartición de información puedan lograrse a través de Internet abierto.
• Composición y principios de funcionamiento del IoT
a. Origen del IoT
De manera similar a Internet, que conecta estrechamente a las personas de todo el mundo, una Internet con la tecnología RFID aplicada es capaz de conectar todas las cosas entre sí desde cualquier lugar del mundo. Además, todas las cosas pueden “comunicarse” entre sí.
b. Composición del IoT
El IoT típico está compuesto por tres elementos: sistema RFID, sistema Savant y sistema de Internet, lo cual se puede demostrar en la imagen siguiente.
El sistema RFID contiene principalmente la etiqueta RFID, el lector y el software del sistema de intercambio y gestión de datos (procesador); el sistema Savant está compuesto por el servidor Savant, el servidor ONS (servicio de nombres de objetos), el servidor PML (lenguaje de marcado físico) y el software de datos correspondiente; el sistema de Internet está compuesto por el sistema informático y el servidor de red.
c. Principio de funcionamiento
El lector RFID en el sistema IoT es capaz de hacer que el módulo de RF transmita la señal de lectura a la etiqueta y reciba las señales de respuesta transmitidas por la etiqueta. Además, es capaz de decodificar la información de identificación del objeto en la etiqueta electrónica y luego transmitir la información de identificación del objeto junto con otra información de la etiqueta al sistema Savant para su procesamiento. En términos generales, la frecuencia de trabajo del lector RFID se mantiene igual a la de la etiqueta.
Basado en la figura anterior que indica la estructura del IoT, después de que el lector reciba la información portadora de la etiqueta y module y decodifique las señales de transmisión, enviará la información al sistema Savant para su procesamiento, tras lo cual la información será transmitida a Internet. Después de eso, se aplica ONS para encontrar la ubicación de almacenamiento de los objetos en Internet y ONS es capaz de indicar al sistema Savant el servidor que contiene la información de almacenamiento de los objetos y de transmitir la información descrita en este archivo.
• Principios de funcionamiento del sistema RFID
a. Composición del sistema
De acuerdo con las diferentes aplicaciones, los sistemas RFID pueden diferir entre sí en cuanto a los elementos que los componen. Pero, básicamente, un sistema RFID está compuesto por la etiqueta, el lector y el sistema de intercambio y gestión de datos. La etiqueta electrónica está compuesta por el componente de acoplamiento y el chip que contiene la lógica de seguridad.
b. Principio de funcionamiento
Como una tecnología avanzada de identificación automática, la RFID implementa comunicaciones de datos dúplex completo sin contacto a través de RF para identificar los objetos objetivo. La etiqueta RFID consta de un chip y una antena, y cada etiqueta presenta un código de producto único.
El sistema RFID puede transmitir datos entre el transpondedor y el transceptor sensor. La siguiente figura muestra el principio de funcionamiento del sistema RFID.
Cuando el sistema RFID está funcionando, las señales de RF con una cierta frecuencia son transmitidas primero por el lector a través de la antena. Cuando la etiqueta RFID entra en el campo de trabajo del lector, la antena transmitirá una corriente inducida de modo que la etiqueta RFID capture energía, la cual la activará para transmitir su propia información de código al lector. En los sistemas pasivos, el lector transmitirá señales de RF a una cierta frecuencia a través de componentes de acoplamiento. Tan pronto como la etiqueta RFID entra en este campo, se obtendrá energía a través de los componentes de acoplamiento para alimentar los chips y al lector para las comunicaciones. Después de que el lector lea la información autocodificada, la enviará al sistema de intercambio y gestión de datos. En cuanto al sistema activo, después de que la etiqueta entre en el área de trabajo del lector, la batería incorporada suministrará energía para completar las comunicaciones con el lector.
Aplicaciones y desarrollo futuro de la tecnología IoT
Debido a la identificación única de la etiqueta RFID en los objetos, la tecnología RFID ha recibido una enorme atención por sus aplicaciones. El IoT es un punto clave para la aplicación de RFID. Como una versión inalámbrica del código de barras, RFID presenta ventajas evidentes, entre ellas resistencia al agua, resistencia a campos magnéticos, resistencia a altas temperaturas, larga vida útil, gran distancia de lectura, cifrado y modificación de la información almacenada. Además, es capaz de reconocer objetos que se mueven a alta velocidad y de reconocer simultáneamente múltiples etiquetas, lo cual es conveniente y rápido.
El IoT basado en la tecnología RFID establece un Internet de las Cosas que conduce al intercambio en tiempo real entre objetos de todo el mundo aprovechando tecnologías de RFID, comunicación de datos por antena, etc. Al etiquetar todas las cosas con etiquetas RFID, se establece una red de información relativa a todos los objetos que participan en la distribución, basada en la Internet actual, y a veces no logra funcionar de manera eficaz debido a componentes heterogéneos. Como resultado, es necesario lograr una relación orgánica y armoniosa entre las diferentes partes de un sistema. El IoT permite a las personas acceder a la información y a servicios de computación en cualquier momento y en cualquier lugar, lo que ejercerá una profunda influencia en cada fase de la distribución, incluyendo la fabricación, las ventas, el transporte, la aplicación y el reciclaje, así como en los comportamientos gubernamentales, corporativos y personales.
Cuestiones relacionadas con el IoT
• Problemas en el estándar
Aunque el IoT ofrece a las personas una nueva era en la que podemos disfrutar de una vida más cómoda, más conveniente y más segura, el IoT tiene que enfrentarse a algunos problemas críticos que deben resolverse, uno de los cuales es el estándar técnico. Debido a los diferentes criterios que existen en distintos países del mundo, los países deberían esforzarse por lograr una cooperación activa con el fin de resolver con éxito la heterogeneidad de los estándares.
• Problemas de precio
Además del estándar unificado mencionado anteriormente, el modelo de negocio del IoT en las aplicaciones comerciales no está tan claro. Además, debido al alto costo de los chips que intervienen en la fabricación del IoT, parece poco práctico implantar chips de identificación en todas las cosas.
• Cuestiones de seguridad
Otro problema que requiere una pronta solución en relación con el IoT radica en cómo implementar la seguridad de los datos y la protección de la privacidad. En el IoT, debido a la conexión más estrecha entre las cosas y entre las cosas y las personas, la forma de proteger los datos masivos y la privacidad de los usuarios debe resolverse con urgencia. La ausencia de un esquema de seguridad confiable dificulta que la información de datos en etiquetas de solo lectura esté bien protegida. Cuando se trata de etiquetas de lectura y escritura, existe el riesgo de que la información pueda ser modificada maliciosamente. Si la información almacenada en la etiqueta electrónica es robada o incluso modificada maliciosamente, se producirá una enorme pérdida. La única solución a todos estos problemas radica en la investigación sobre la tecnología de cifrado de las etiquetas RFID. La tecnología de cifrado puede utilizarse para impedir que personas no autorizadas obtengan o manipulen la información de las etiquetas electrónicas.
• Problemas en la plataforma de gestión de datos
Una vez que la tecnología IoT entra en aplicaciones auténticas, la forma de gestionar y aplicar eficazmente los datos aportados por la tecnología IoT hace posible que decenas de miles de millones de cosas pasen por una gestión dinámica en tiempo real. Por lo tanto, debe establecerse una plataforma de gestión de datos de este tipo, que consista en una base de datos de back-end, un programa de aplicación y una capacidad de análisis correcta. Es capaz de procesar la gran cantidad de datos generados por el sistema RFID. La plataforma debe contar con un lenguaje común que múltiples usuarios puedan utilizar conjuntamente y del que todos los sistemas de reconocimiento puedan hacer uso. Los lectores RFID y el sistema de soporte de información posterior, el sistema de identificación, el sistema de seguridad y el sistema de información de cada fase deben disponer de una interfaz estándar pública con normativas unificadas. Esta plataforma debe establecer diferentes derechos de acceso para distintos usuarios y garantizar el cifrado en cuanto a la comunicación de la información. Además, debe ser compatible con el requisito de soporte de lectura de información masiva y puede admitir simultáneamente la identificación y verificación de miles de etiquetas electrónicas.
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