Redes industriales que aguantan, y baterías que duran lo que prometen.
Instrumentamos plantas, fincas y equipos en campo: el sensor, la red que lo une, y la pantalla donde se ve. Diseñamos la placa, el firmware y la plataforma — sin repartir el problema entre tres proveedores.
Y cuando el problema es de los difíciles —interferencia, consumo, latencia— no improvisamos: tenemos investigación publicada sobre exactamente eso.
menos energía de radio, medido en banco con interferencia real
97,9%
de entrega bajo interferencia, frente al 66,7 % del estándar
1,88KB
ocupa la política que decide, dentro del propio sensor
13
publicaciones revisadas por pares que lo respaldan
Con qué venimos ayudando
Cuatro problemas que se repiten
Si alguno le suena, la conversación empieza más cerca del final.
La red inalámbrica se cae a ratos y nadie sabe por qué
Casi siempre es el WiFi de la propia planta: los puntos de acceso reasignan canal solos y se meten encima de los sensores. La lista negra del estándar reacciona tarde — cuando bloquea el canal, el interferente ya se movió.
Salto de canal que decide en el propio nodo, ranura a ranura. Medido contra un interferente real.
Las baterías duran la mitad de lo que decía el fabricante
La radio es lo que gasta, y lo que decide cuánto está encendida es la planificación. Los planificadores de fábrica son estáticos: reservan para el peor caso y encienden de más el resto del tiempo.
Planificación que aprende del tráfico real y reparte las ranuras donde hacen falta, con la energía como objetivo y no como resultado.
Hay datos, pero no hay respuesta a «¿esto ya había pasado?»
Un valor en una pantalla no es histórico. Sin la serie al lado, cada incidencia se investiga desde cero y la experiencia no se acumula.
Telemetría guardada con su política de retención, eventos con número de orden —para saber si falta alguno— y el rastro de quién cambió qué.
Cada capa la hizo otro, y el fallo vive entre dos
La placa es de uno, el firmware de otro y la nube de un tercero. Cuando algo no cuadra, cada uno enseña que lo suyo funciona y el problema se queda sin dueño.
Las tres capas de la misma mano, con un contrato en medio que impide que se contradigan.
Qué hacemos
De la borna a la pantalla, y lo difícil de en medio
Lo de arriba lo hace mucha gente. Lo que no es tan común es que quien cablea el tablero sea también quien sabe por qué esa red pierde paquetes los martes por la tarde.
Instrumentación y control
Medida de energía por circuito, agua por pulsos, entradas y salidas aisladas de campo con detección de rotura de hilo y carga abierta. Tableros, protecciones y puesta en marcha firmada.
Redes embebidas
IEEE 802.15.4 y TSCH, RPL, 6LoWPAN, Thread, LoRaWAN, BLE. Y redes definidas por software para sensores, que es donde empezó nuestro doctorado.
Firmware
ARM Cortex-M (STM32, CC2538), MSP430, RISC-V y ESP32. Contiki-NG, FreeRTOS, ESP-IDF y desnudo. C por capas, con las dependencias comprobadas por herramienta.
Hardware y PCB
Esquemático, layout multicapa, DRC limpio y gerbers listos para fábrica, con el power tree y el presupuesto de potencia calculados y no estimados.
Plataforma y datos
Telemetría, histórico, administración de flota y multi-sitio. MQTT con tópicos y esquemas que salen de un contrato, no de un documento que alguien recuerda.
IA embebida
Modelos que caben donde no cabe nada: políticas neuronales en punto fijo, con aritmética entera, decidiendo en el propio nodo. Nuestra última, 1,88 KB de ROM y 184 B de RAM sobre un firmware TSCH/IPv6/RPL completo.
Optimización
Multiobjetivo y con restricciones, con variables enteras y continuas. Recocido simulado, heurísticas a medida y predicción ligera para decidir antes de que haga falta — energía, latencia, fiabilidad y espectro a la vez.
Aprendizaje por refuerzo
Para protocolos y sistemas, no para demos: planificación de ranuras, salto de canal, selección de padre, movilidad. Jerárquico y federado cuando el problema lo pide.
Seguridad
TLS mutuo, arranque y actualizaciones firmadas, credenciales con custodia y recuperación probada. El valor por defecto nunca concede.
No trabajamos con un solo microcontrolador ni con una sola pila de red. Lo que se repite de un proyecto al siguiente es el método; el silicio se elige por el problema.
Por qué lo podemos prometer
No es una opinión: está medido y publicado
Todo lo de arriba se puede decir sin haberlo hecho nunca. Esto es lo que salió cuando lo medimos, en bancos de pruebas abiertos y con revisión por pares.
TORCH
En revisión
Una red de sensores salta de canal para esquivar interferencias, pero la secuencia del estándar no puede seguir a un interferente que se mueve — el WiFi de la propia planta, que reasigna canales solo. Cuando la lista negra reacciona, el interferente ya cambió, y lo que se ve arriba es una red que falla a ratos sin motivo aparente.
Una política neuronal en punto fijo que decide usar o saltar cada ranura, en el propio nodo y con aritmética entera.
97,9 %
de entrega frente al 66,7 % de TSCH estándar, bajo interferencia rotatoria
99,3 %
al trasladarla a otra topología sin reentrenar
91,1 %
en el banco FIT IoT-LAB contra un interferente real, con un 13 % menos de energía de radio
1,88 KB
de ROM y 184 B de RAM, sobre un firmware TSCH/IPv6/RPL completo
SAGE
En revisión
Los planificadores de fábrica son estáticos o por reglas: reservan para el peor caso y encienden la radio mucho más de lo necesario el resto del tiempo. Eso son baterías que duran la mitad. Y energía, latencia, fiabilidad y espectro tiran cada uno para un lado.
Predicción ligera de tráfico más optimización multiobjetivo por recocido simulado, distribuida: cada nodo padre decide sus propias ranuras.
4 objetivos
optimizados a la vez en vez de uno con los otros de restricción
Sin coordinador
la decisión es local, así que escala con la red
RL-ASL · ELISE · HRL-TSCH
IEEE TMC · Systems Journal · TCCN
Cuánto escucha un nodo, qué tamaño tiene la trama y cómo se reparten las ranuras son tres decisiones acopladas que se toman a mano y se quedan fijas para siempre.
Aprendizaje por refuerzo para cada una — escucha dinámica, tamaño de slotframe y planificación jerárquica para IIoT.
3 revistas IEEE
con revisión por pares
Contiki-NG
implementado y medido, no sólo simulado
Medido en bancos abiertos —FIT IoT-LAB, FlockLab— y no sólo en simulador. La diferencia entre «funciona» y «funciona en campo» se mide, y es donde se cae la mayoría de lo que se publica.
Caso · FAEC V1
Un controlador de finca, entero
Acceso por NFC, medida de energía en dos fases, agua por pulsos, riego programado, 16 entradas y 16 salidas aisladas. Tres placas, firmware por capas y una plataforma multi-sitio.
Y un principio que ordena todo lo demás: la finca sigue siendo una instalación eléctrica funcional aunque toda la electrónica inteligente deje de existir.
Datos de ejemplo. La demo pública corre contra un simulador, nunca contra una instalación real.
Cómo trabajamos
Un método que deja rastro
No es proceso por el proceso. Es lo que hace que el sistema lo pueda mantener alguien que no lo escribió.
01
Requisitos trazables
Cada requisito lleva un identificador, y cada pieza del sistema se traza hasta uno. Lo que no se puede trazar, no se compra.
02
Arquitectura y decisiones escritas
Las decisiones que costaron discusión quedan en un documento con lo que se descartó y por qué. Es lo que impide volver a discutirlas en seis meses.
03
El contrato primero
Códigos de error, listas cerradas, rutas y tópicos viven en un contrato del que se genera el código. Firmware y servidor no pueden contradecirse.
04
Hardware y firmware en paralelo
Un simulador que habla el contrato de verdad permite escribir y enseñar la interfaz con las placas todavía en el correo.
05
Cada regla, una herramienta
Las reglas del proyecto las hace cumplir CI, no la memoria de nadie. Si falla, dice el fichero y la línea.
06
Puesta en marcha firmada
Un protocolo por fases que se marca y se firma mientras se arma el tablero. El dossier as-built es parte de la entrega.
Nada de esto se contrata entero de golpe. Se empieza por un diagnóstico de una o dos semanas que termina en un documento —y el documento es tuyo aunque después no sigamos.
Poner una planta en manos de un firmware es una decisión de confianza, y quien la toma tiene derecho a saber quién lo escribió.
Fernando Jurado-Lasso
Doctor en Ingeniería por la Universidad de Melbourne
Doctorado en redes IoT definidas por software, investigador postdoctoral en la Universidad Técnica de Dinamarca y co-investigador principal del proyecto europeo DAIS. Ingeniero electrónico por la Universidad del Valle, con matrícula de honor.
Antes de la investigación, campo: integración y pruebas de servicio prepago de energía eléctrica dentro de una red inteligente, en Empresas Municipales de Cali.
TSCH, RPL, 6LoWPAN y LoRaWAN — planificación, encaminamiento y consumo. Publicado en IEEE Transactions on Mobile Computing, IoT Journal, TCCN, Systems Journal y Sensors Journal.
Medido en banco, no en simulador
Protocolos evaluados en bancos abiertos a escala —FIT IoT-LAB— y con medida precisa de tiempos y potencia en FlockLab. La diferencia entre «funciona» y «funciona en campo» es la única que le importa a una planta, y se mide.
Y explicado
Sistemas operativos para IoT en la Universidad Técnica de Dinamarca; diseño de sistemas embebidos y electrónica en la Universidad de Melbourne. Cuatro proyectos de máster y grado dirigidos.
Por dónde empezar
Cuatro maneras de empezar, y ninguna es firmar un año
El primer bloque es corto y termina en un documento que puedes llevarte, aunque después no sigamos.
011 a 2 semanas
Diagnóstico
Sabes que hay que instrumentar algo y no cuánto ni con qué.
Vamos, medimos lo que ya hay y escribimos qué se puede saber de esa instalación, con qué sensores, por dónde pasan los cables y qué se rompe primero.
Te llevas
Requisitos numerados y trazables, uno por uno
Presupuesto de materiales con referencias reales
Los riesgos, y cuáles no tienen solución barata
026 a 10 semanas
Prototipo en campo
El diagnóstico dice que sí y hay que verlo funcionando.
Una instalación de verdad, con su tablero, su firmware y su panel. No una maqueta: el equipo que se queda puesto.
Te llevas
La placa, el firmware y la plataforma corriendo
Protocolo de puesta en marcha firmado por fases
El código y el contrato, tuyos, en tu repositorio
033 a 6 meses
Sistema y flota
Un equipo funciona y hay que poner veinte.
Producción, actualización remota con vuelta atrás, gestión de flota e integración con lo que ya usas.
Te llevas
Expediente as-built de cada instalación
Actualización remota que puede deshacerse
Traspaso: quien lo mantenga después puede no ser yo
04a convenir
Sólo la parte difícil
Ya tienes equipo y hardware. Lo que no tienes es que aguante.
Planificación y salto de canal en TSCH, encaminamiento que no mate al nodo del medio, consumo, coexistencia con el wifi de la planta, optimización con restricciones, aprendizaje automático dentro del microcontrolador.
Te llevas
Medida antes y después, en banco y en tu planta
El algoritmo, explicado y en tu código
Y si no mejora, se dice
Esto es literalmente el tema de las publicaciones: planificación TSCH, encaminamiento y consumo, con revisión por pares.