El IoT opera a un nivel inferior, interactuando directamente con los componentes de hardware. De esta manera, controla el funcionamiento, la conexión y el rendimiento del dispositivo.
El firmware de IoT generalmente consta de los siguientes componentes:
El software de la unidad de microcontrolador (MCU) es la parte central del firmware de IoT. Su propósito es ejecutar los requisitos básicos para la funcionalidad del dispositivo. Incluye un sistema operativo en tiempo real (RTOS) y controladores de dispositivos IoT para interactuar con los componentes de hardware.
Network Stack aborda los protocolos de comunicación como TCP/IP, MQTT, CoAP o HTTP, lo que permite que el dispositivo se conecte a través de Internet o redes locales.
Los módulos de seguridad protegen los datos y la comunicación. Incluyen bibliotecas de cifrado, gestores de arranque seguros y aspectos de autenticación.
Los mecanismos de actualización son capacidades inalámbricas dentro del firmware de IoT que permiten implementar actualizaciones y parches remotos u OTA sin intervención física.
La lógica de la aplicación implica funcionalidades de IoT como el procesamiento de datos de sensores, algoritmos de control y manejo de la interfaz de usuario.
Las herramientas de diagnóstico ayudan a monitorear el estado del dispositivo, solucionar problemas y registrar eventos para garantizar un funcionamiento y mantenimiento correctos.
El funcionamiento del firmware IoT se basa en los siguientes pasos básicos:
Cuando se enciende un dispositivo IoT, el firmware primero inicializa los componentes de hardware, configura los servicios necesarios y verifica si hay algún error inicial.
Después de eso, el firmware carga la configuración, como las credenciales de red o los parámetros operativos.
El firmware recopila constantemente datos de los sensores de IoT, los procesa mediante filtrado, agregación y conversión a un formato más adecuado para su transferencia y análisis.
Posteriormente, los datos se transfieren a otros dispositivos y servidores centrales mediante los protocolos de comunicación integrados. El firmware gestiona la paquetización de datos, la detección de errores y la retransmisión para garantizar la integridad de los datos.
El firmware de IoT puede activar acciones como encender o apagar una luz o enviar alertas.
El firmware también supervisa el rendimiento del dispositivo. Puede registrar eventos, detectar anomalías y realizar diagnósticos para identificar posibles problemas antes de que provoquen fallos.
Mender es una plataforma popular para gestionar y actualizar firmware de IoT. Permite la implementación segura de nuevas versiones de firmware en los dispositivos conectados por aire (OTA). Esto elimina la necesidad de asistencia física y garantiza que los dispositivos IoT funcionen con el software más reciente y seguro. Algunas de estas actualizaciones incluyen correcciones de errores, la implementación de nuevas funciones y la introducción de mejores mecanismos de control de acceso y cifrado. Además de Mender, existen otros proveedores líderes:
Núcleo de IoT de Amazon Web Services (AWS)
Anillos de actualización de Microsoft Azure
Plataforma de gestión de dispositivos inalámbricos Sierra
Software MCUXpresso de NXP
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