El actual predominio tanto de la conectividad inalámbrica como de las aplicaciones para teléfonos inteligentes ha redefinido fundamentalmente la experiencia del usuario de los productos de todos los sectores e industrias. Desde los padres que ven lo que sucede en la guardería de sus hijos a través de su dispositivo móvil, al profesional de servicio que es alertado proactivamente por un dispositivo que necesita reparación, la "experiencia de usuario" va mucho más allá del producto que se tiene entre manos.
Ya sea por el impulso de las opiniones de los clientes, de las presiones por competir o de las oportunidades de agilizar los procesos comerciales y minimizar costos, se les está encomendando a más y más desarrolladores de productos la tarea de agregar una interfaz para teléfono inteligente para mejorar las ofertas del producto. En realidad, es una versión taquigráfica hablar en términos de "agregar una aplicación" a un producto. En la mayoría de los casos, los requerimientos del producto realmente piden que el producto se vuelva parte de un sistema de conectividad en la nube, que aproveche los servidores en la nube y la conectividad a Internet de teléfonos, tablets, computadoras portátiles y, por supuesto, de su producto, para ofrecer monitorización y funciones de control remotas. Por ende, en muchos casos, cuando se pide proporcionar una aplicación complementaria para su producto, en realidad se está pidiendo que su producto esté conectado en la nube.
De manera muy similar a la iniciativa ecológica de la década anterior, las compañías de todas las industrias enfrentan el reto de comprender y articular una estrategia en relación a este tema candente de "Internet de las cosas". Los datos industriales recientes indican que más de tres cuartos de las compañías de todo el mundo están usando o explorando la tecnología que impulsa Internet de las cosas, con un 95 % de ejecutivos corporativos que esperan que su empresa esté usando esta tecnología dentro de un plazo de tres años. Sin importar cuál sea la motivación que impulsa a su empresa a querer aprovechar la tecnología de Internet de las cosas, la necesidad de ser precavido y de planificar estrategias adecuadas para la implementación es la misma.
Si bien los beneficios son importantes, hay, por supuesto, consideraciones clave y obstáculos a tener en cuenta al momento de desarrollar una solución de conectividad en la nube para su producto. Por ejemplo, los resultados de la encuesta señalan que tanto la falta de competencias internas y los costos de inversión de la infraestructura de Internet de las cosas son las preocupaciones más acuciantes. Estas preocupaciones están probablemente impulsando la rápida adopción para el aprovechamiento de las soluciones integrales de Ia "plataforma de Internet de las cosas" a los fines de simplificar y acelerar los esfuerzos de desarrollo de los productos.
Por ello, una aparente afirmación inocua como "¡Necesitamos una aplicación para nuestro producto!" probablemente exija un sólido y complejo diseño de sistema. El objetivo de este documento informativo es recorrer los elementos que se requieren para crear un sistema de conectividad en la nube que sea compatible con la conectividad de la aplicación remota de su producto, de modo tal que usted tenga una solución robusta y atrayente para compartir cuando su cliente, profesional de ventas o director ejecutivo pregunte "¿Hay una aplicación para eso?". Una vez definidos los elementos de la solución en la nube, también se hará énfasis en las consideraciones de diseño que un equipo de desarrollo de productos deberá abordar. Finalmente, el documento ofrecerá un marco simple e intuitivo para definir las funciones que su diseño necesitará incluir.
¿Qué es la nube?
A nivel más simple, una nube hace referencia a servidores remotos que ofrecen funciones informáticas y de software proporcionadas como un "servicio" en una red, generalmente accesible vía Internet.
Por lo general, la nube es una evolución de los sistemas de servidor de red local que las organizaciones han usado por décadas. Es una versión perfeccionada de un recurso accesible por red que ofrece un conjunto de servicios de software para transferencia de datos, almacenamiento, informática y análisis. La terminología "nube" denota que un sistema no está limitado por una ubicación física dado que se puede acceder a él y utilizarlo desde prácticamente cualquier parte cuando se ha establecido conexión a Internet.
¿Por qué me conviene tener mi producto conectado en la nube?
Como se mencionó anteriormente, la motivación por el desarrollo de la conectividad en la nube para los productos varía. Los fabricantes de productos incorporan esta tecnología para aprovechar algunos de estos importantes beneficios, si no todos:
• Mejor experiencia para el cliente. El teléfono inteligente se está transformando rápidamente en el "control remoto universal" de hoy; ofrecerle al usuario final un interfaz conveniente e intuitivo para el producto en su teléfono puede mejorar la forma en la que el cliente usa y, en última instancia, cómo valora a su producto.
• Funciones de servicio y soporte mejoradas. El usuario final no es el único que se beneficia de la posibilidad de poder acceder de forma remota y de enviar comandos a un dispositivo. La conectividad en la nube también puede habilitar al soporte técnico y a los profesionales de atención al cliente para resolver problemas con el producto de forma remota, minimizar el tiempo de inactividad y los costos de reparación. Si vamos un paso más allá, la conectividad en la nube también puede usarse para habilitar el dispositivo para alertar de forma proactiva al consumidor o profesional en reparaciones acerca de recordatorios de mantenimiento preventivo o fallas del dispositivo.
• Oportunidades de ingresos adicionales a través de puntos de contacto consistentes del cliente en el trascurso de la vida útil del producto. La aplicación o la interfaz web puede ofrecer un portal para comercializar productos adicionales y ofrecerle a su cliente accesorios o características premium. Estas oportunidades de comercialización pueden incrementar los ingresos por venta ya sea a través de campañas de venta cruzada o de venta dirigida. Además, si su producto incorpora un modelo de servicios, esta conectividad en la nube puede ofrecer una solución elegante para probar, renovar y administrar suscripciones.
• Administrar el software de producto con mínima complejidad. A diferencia de una aplicación de software instalada de forma nativa, el software basado en la nube se puede actualizar una vez en el servidor y todos los usuarios pueden beneficiarse inmediatamente de ese cambio. Este modelo también minimiza los dolores de cabeza que ocasiona administrar actualizaciones de software integradas a su producto. En algunos sistemas, la conectividad en la nube puede utilizarse para ofrecer actualizaciones inalámbricas (over-the-air, OTA) del software integrado a su producto.
• Recopilar datos del producto para futuras mejoras del producto. Los aspectos de registro y de extracción de datos de una solución en la nube pueden proporcionarle a los desarrolladores un caudal de información que antes sólo soñaban con tener. Comprender cómo, cuándo y, potencialmente, incluso dónde el usuario interactúa con el producto puede develar información valiosa para las futuras mejoras del producto. Sea consciente de que tales habilidades abren nuevas complejidades respecto al uso de los datos específicos del usuarios que su compañía debe considerar atentamente.
• Interoperabilidad con aplicaciones en la nube existentes. Al incorporarle conectividad en la nube a su producto, usted le abre la puerta a un sinfín de aplicaciones y servicios basado en la nube que permiten nuevas experiencias de usuario y funcionalidades. Los dispositivos conectados pueden automáticamente archivar reportes, actualizar listas de inventario durante la fabricación y la distribución, publicar tweets, comprobar las condiciones climáticas o incluso modificar comportamientos en función de la ubicación geográfica. El software que se ejecuta en el servidor puede ser desarrollado para habilitar cualquier aplicación basada en la Web con una API de servicios para que interactúe con su producto conectado en la nube.
¿Por qué necesito una solución en la nube para tener una aplicación para teléfono inteligente que interactúe con mi producto?
Decidir si es obligatorio contar con una solución basada en la nube para la aplicación específica de su producto depende, en última instancia, de los usos para los que necesitará el diseño. Por ejemplo, una solución inalámbrica punto a punto de alcance corto, tal como utilizar las capacidades de la red Bluetooth® o de la red de área local Wi-Fi de un teléfono inteligente, le daría a su producto un medio de comunicación directa con una aplicación sin pasar datos a través de un servidor en la nube. Dicha comunicación inalámbrica punto a punto es apropiada para algunas aplicaciones, pero este enfoque tiene algunas limitaciones que pueden hacerlo no apto para su producto.
Las tecnologías inalámbricas punto a punto le exigen al usuario estar relativamente cerca del producto. Este tipo de solución generalmente no es compatible con la conectividad remota que utiliza una conexión a Internet o red celular para cubrir la distancia. Una solución como esa tampoco ofrecería las mismas oportunidades para el registro de datos, el análisis y la administración centralizada ofrecida por una solución basada en la nube mediante red celular o conexión a Internet.
Para muchos desarrolladores de productos, los requerimientos de uso de su aplicación incluyen ofrecerle al usuario el acceso "en cualquier momento, en cualquier lugar", ya sea para ver el estado del producto o para enviarle comandos. Aquí es donde una solución basada en la nube ofrece características esenciales, actuando como el eje de la comunicación y ofreciendo acceso a los datos a cualquier dispositivo conectado a Internet, ¡incluido su producto nuevo mejorado de forma inalámbrica !
Los 4 elementos de un sistema de conectividad en la nube
Démosle un vistazo a los elementos que componen un sistema típico de conectividad en la nube. En el nivel más alto, usted puede pensar que la solución total está compuesta de 4 elementos esenciales:
Primero y principal, deberá diseñar su producto para que sea un "producto conectado". Una alternativa común puede incluir mejorar el diseño de su producto con una radio que se conecte de forma inalámbrica a una red y establezca una conexión a Internet. En otros casos, puede ser adecuado utilizar una solución Ethernet con cable. En aras de esta discusión, supondremos que se necesita una conexión inalámbrica para favorecer la aplicación de su producto y satisfacer las expectativas de los clientes.
En segundo lugar, el producto de conexión inalámbrica necesitará una red de amplio alcance (wide area network, WAN) a los fines de ofrecer el medio que se requiere para la transmisión y recepción de datos. Donde ya se dispone de una red Wi-Fi, como en el hogar
o en la oficina, este podría ser un punto de acceso configurado para un proveedor de servicios de Internet específico. En aplicaciones en las que el producto puede ser utilizado en zonas rurales o el producto es móvil y viaja habitualmente a diferentes lugares, la mejor solución WAN podría ser una red celular. A los fines de este documento informativo, analizaremos una solución de conectividad en la nube basada en una solución de red Wi-Fi.
En tercer lugar, la solución requerirá un servidor en la nube que actúe como el centro de la comunicación. La nube de su sistema generalmente incluirá servicios de software para gestionar de forma inteligente la comunicación con sus productos conectados, la comunicación con una aplicación para teléfono inteligente, el alojamiento de una aplicación web que sus cliente o profesionales del servicios usan como portal para su producto y para brindar una sólida gama de registros de datos, análisis y motores basados en reglas que agregan datos del producto y los hacen procesables.
Por último, la solución necesitará proporcionar alguna forma de cliente de red que funcione como "portal" para que el cliente o el profesional del servicio pueda acceder al producto de forma remota. En la actualidad, parece que la aplicación móvil se ha vuelto el "portal de elección", pero en muchas situaciones usted también querrá ofrecer opciones adicionales, como un sitio web, para abordar todos los potenciales usos. Por ejemplo, a un equipo de soporte técnico probablemente le resultaría muy valioso tener un portal web o una aplicación para equipo de escritorio cuando se descargan grandes conjuntos de datos o se trabaja con formatos tabulares no fáciles de gestionar desde una interfaz de aplicaciones móviles.
Ahora que se han definido los cuatro elementos, es importante profundizar el tema y comenzar a comprender los componentes del software que constituyen la infraestructura de un sistema de conectividad en la nube.
Un sistema conectado en la nube es verdaderamente una plataforma que comprende elementos de software implementados en varios lugares, desde firmware integrado en un microcontrolador a código de base de datos en un servidor. Entonces, si bien hay cuatro elementos diferenciados que componen tal sistema, es la interoperabilidad creada por estos elementos de software la que reúne todo para desarrollar una solución perfecta.
La mayoría de los productos donde la conectividad en la nube sería la opción ideal son de naturaleza electrónica, por lo tanto es muy probable que ya existan circuitos dentro del producto que incluyan alguna forma de procesador, como un microcontrolador (MCU). Este MCU tiene software integrado que interactúa con periféricos de aplicación específica, como sensores, indicadores y quizás alguna forma de interfaz de usuario (pantalla, botones, LED, etc.).
Para una solución conectada en la nube, el diseño del PCB del producto necesita estar actualizado para incorporar una interfaz de la red, como un módulo inalámbrico, que permite añadir conectividad Wi-Fi de forma sencilla. El MCU requerirá software integrado adicional, el cual le permite actuar como un "anfitrión" que controla con inteligencia el módulo inalámbrico y sus conexiones de red. Este software integrado, al que nos referimos como "cliente", actúa como intermediario entre el firmware de la aplicación y el módulo inalámbrico. El software "cliente" le ofrece servicios a la aplicación para enviar y recibir datos a/desde un servidor en la nube una vez que el módulo inalámbrico está conectado a la red. Para minimizar el impacto en el "anfitrión", busque módulos inalámbricos que incluyan una conexión de redes integrada.
El módulo de red requiere software integrado específico de la aplicación que actúe como "agente" para el sistema en la nube. Este software permite que el módulo transmita y reciba adecuadamente los datos quefluyen entre el cliente y el servidor en la nube.
Wi-Fi, el término de uso común del protocolo IEEE 802.11 para implementar la comunicación WLAN, es quizá la tecnología inalámbrica más popular para la conectividad Internet que permite la conectividad en la nube y ofrece beneficios prácticos. Los desarrolladores de productos pueden aprovechar la red Wi-Fi existente en la ubicación donde se usará el producto para un gran número de aplicaciones. Esto significa que su producto puede integrarse en una infraestructura Wi-Fi y comunicarse instantáneamente con otros dispositivos interconectados, lo que permite toda una serie de nuevas oportunidades de experiencias para los usuarios. Con su omnipresencia en todos los dispositivos interconectados, Wi-Fi ofrece también la capacidad de comunicarse fácilmente con los teléfonos móviles, las computadoras portátiles y los servidores de Internet, mejorando así las capacidades de su producto en la interacción y la recopilación de datos.
Integrar un módulo Wi-Fi en su producto le permite a este acceder a una infraestructura inalámbrica existente que, en muchos sentidos, ya ha sido diseñada para conectar su producto en la nube. El paso fundamental que muchas veces hace que la experiencia del usuario con su producto conectado sea un éxito o un fracaso es cómo usted efectiviza el aprovisionamiento. El término "aprovisionamiento" hace referencia a los pasos que se requieren para ayudar a que su producto conectado identifique (busque redes) y que luego se conecte satisfactoriamente con el punto de acceso protegido por contraseña previsto mediante Wi-Fi. En resumen, su producto no está conectado en la nube hasta que usted no le indica conectarse a Internet adecuadamente.
Para comprender la importancia del aprovisionamiento para su diseño, pensemos en la diferencia en las experiencias de aprovisionamiento de un teléfono inteligente en comparación con un producto típico conectado, como un detector de monóxido de carbono. Cuando usted entra a un negocio que ofrece Wi-Fi gratis, se ha vuelto bastante sencillo indicarle a su teléfono a qué red conectarse, la contraseña o el contrato de páginas de contrato de servicio de navegación mediante un navegador web y conectarse. El aprovisionamiento no es tan fácil para la mayoría de los productos conectados, que a menudo tienen un componente de interfaz de usuario limitado. Si pensamos en nuestro ejemplo del detector de monóxido, no tiene el beneficio de un pantalla táctil LCD completa que permita indicarle al usuario lo que necesita hacer para conectarse.
Entonces, ¿cómo puede abordar el aprovisionamiento si el diseño de su producto no cuenta con una interfaz de usuario sólida? En algunos casos, el desarrollador puede intentar trabajar con lo que el producto tiene, como pueden ser botones o conmutadores, para facilitar el aprovisionamiento. Lamentablemente, este enfoque generalmente trae consigo un largo y complicado manual de instrucciones. Afortunadamente, la tecnología Wi-Fi ha seguido su evolución y, en la mayoría de los casos, el desarrollador puede utilizar soluciones como Soft AP (una conexión directa con la radio que actúa como punto de acceso) o Wi-Fi Protected Set-Up (WPS) para ayudar a facilitar el aprovisionamiento simplificando la interacción usuario/dispositivo. La clave es reconocer que el diseño final de su producto debe tener en cuenta los retos del aprovisionamiento y disponer de una solución sencilla para el usuario.
El servidor en la nube actúa como el centro de sus sistema, administrando el flujo de datos hacia y desde el dispositivo interconectado (ver la figura 2), los clientes interconectados (por ejemplo, aplicaciones o portales web que se ejecutan en teléfonos inteligentes, tablets o computadoras portátiles) y cualquier otra base de datos o aplicación de software necesarias).
Para poder sostener las interfaces con los dispositivos, las aplicaciones y otros servicios en la nube externos, su solución de servidor en la nube requerirá la integración de varias aplicaciones de software y/o servicios. Estas aplicaciones pueden incluir un sistema de mensajes, servidor web, almacén de datos de respaldo y servicios web que proporcionen las características que los usuarios necesitarán. Es importante asegurarse de que estas aplicaciones estén diseñadas para interactuar entre sí a la perfección y sostener los usos a los que esté destinado su producto.
La interfaz de servicios del dispositivo ofrece una interfaz de comunicación entre su producto conectado y el servidor en la nube. Los dispositivos generalmente se identifican a sí mismos y publican actualizaciones de datos de forma periódica para reflejar el estado de sus periféricos. En algunos sistemas, los dispositivos también pueden recibir mensajes y tomar medidas.
La interfaz de servicios de la aplicación ofrece una interfaz de comunicación entre la aplicación web y/o móvil y los datos reportados por su producto interconectado. Este software generalmente administra las sesiones de usuario, enumera la información del producto y es compatible con la configuración de alertas.
Además de las interfaces de dispositivo y aplicación, algunas soluciones en la nube incluyen API de datos adicionales que les permiten interactuar con otras aplicaciones en la nube. Cuando se elija un proveedor en la nube, asegúrese de comprender cuáles son los datos que necesitan ser accesibles a otros sistemas y asegúrese de que las API apropiadas estén disponibles.
Para un trabajo de desarrollo de un producto inalámbrico y técnicamente complejo como este, existe el riesgo de que la interfaz de usuario de la aplicación móvil se vuelva una simple idea tardía en el proyecto.
En verdad, se podría decir que la aplicación para teléfono inteligente y/o el portal web son los elementos más críticos de su sistema y los que, en última instancia, determinan el éxito en el mercado, porque serán lo que el cliente verá de su producto. No es solo una aplicación, es la experiencia de usuario de su producto.
En el caso del detector de monóxido, es posible que el personal de mantenimiento necesite información, como, por ejemplo, la ubicación de la unidad que necesita reparación, cuándo se realizó la última revisión y quizás información sobre el código de error. Con estos parámetros, una interfaz de usuario adecuada puede transmitir esta información usando imágenes intuitivas, como mostrar el mapa de una instalación que identifique las distintas ubicaciones con íconos que representen alertas de estado y de servicio. Identificar los usos de su producto y analizar de qué manera la aplicación participa en cada paso es fundamental para logar un acertado diseño de aplicación centrado en el producto.
Es importante considerar si la experiencia de usuario se satisface mejor a través de una aplicación nativa o una aplicación web basada en navegador. Las aplicaciones nativas ofrecen características de interfaz de usuario que son más familiares para el usuario de una plataforma específica; no obstante, requieren conocimientos y experiencia en desarrollo y software personalizado por plataforma. Las aplicaciones basadas en la Web permiten ahorrar tiempo en el desarrollo ya que son compatibles con múltiples plataformas desde una solución única implementada utilizando entornos basados en HTML5.
Y en último lugar, aunque no menos importante, considere como la marca de su producto puede reforzarse a través del diseño de la interfaz de usuario. Desde los esquemas de color a la selección de fuente y al diseño de los gráficos, todo impactará en cómo los usuarios perciben a su producto. Las interacciones más comunes con su producto a través de la aplicación deben exigirle al usuario el menor esfuerzo posible.
Con una sólida comprensión de los elementos de su sistema de conectividad en la nube e identificando muchas de las consideraciones clave del diseño de cada elemento, el siguiente paso importante en el proceso es definir la lista de los elementos de datos y controles que usted desea poner a disposición a través de su aplicación o "portal" web.
En el caso de la plataforma TiWiConnectTM de LSR, esta actividad se ve simplificada al pensar en términos de "Las tres A": Atributos, Acciones y Alertas.
Los Atributos corresponden a los datos capturados y el estado del dispositivo que a usted le interesa monitorizar de forma remota. Piense en Atributos como la representación de la información sobre el tiempo de ejecución crítico en su producto. Estos valores se pueden enviar en la nube para informar acerca del estado de su producto y sirven como la base de una interfaz de usuario de monitorización. En el ejemplo del detector de monóxido de carbono, los Atributos pueden incluir mediciones con fecha y hora, nivel de batería y códigos de error.
Las Acciones definen comandos remotos que generalmente inicia el usuario para desencadenar una actividad en su producto. Piense en las Acciones como si fueran el "control remoto" de su producto, que permite que los usuarios u otros dispositivos procesen o ajusten parámetros. Si volvemos a nuestro ejemplo del detector de monóxido, una Acción potencial podría ser silenciar una alarma o cambiar el umbral de activación de alertas.
Las Alertas representan los mensaje que su producto envía para notificar a un usuario u otro dispositivo que se ha cumplido con una condición definida por el usuario. Piense en las Alertas como si fueran una interfaz de usuario similar a un diálogo o notificación de alerta en un teléfono inteligente cuyo objetivo es notificar al usuario acerca de una condición que quizá requiera que se tomen medidas con el producto. A menudo, estas notificaciones pueden configurarse como notificaciones "en la aplicación" o desencadenar el envío de correos electrónicos o mensajes que le permiten a un producto conectado señalar cuando necesita atención. En el caso de nuestro detector de monóxido, una alerta de texto al gerente de una instalación podría indicar una medición que ha excedido un valor configurado.
Es recomendable repetir el ejercicio de definir las tres A para cada uso que su solución deba respaldar. Es común definir los Atributos, las Acciones y las Alertas para cada uno de, por lo menos, 3 casos: Administrador, Servicio y Usuario. Por ejemplo, un usuario Administrador podría estar interesado en un listado completo de todos los Atributos y Acciones disponibles, mientras que un usuario final quizá solo requiera un subconjunto sencillo para ser accesible.
Una vez que los datos del producto, las interacciones de control y las notificaciones de usuario se han definido en términos de "Las tres A", el software integrado puede desarrollarse en su procesador o MCU existente para que actúe como un cliente en la nube, con la lógica de reportar los atributos, recibir las acciones y desencadenar las alertas que usted ha trazado.
Juntar todas las partes
Entonces, ¿cómo se pueden juntar todos estos diseños para crear un producto de alto rendimiento que le ofrezca al usuario una experiencia poderosa? Si recuerda el comienzo de este artículo, dos de las preocupaciones principales que tienen los líderes comerciales en cuanto al desarrollo de un producto de Internet de las cosas es (1) la falta de experiencia y conocimientos internos y (2) los costos de inversión de la infraestructura de Internet de las cosas. Esos obstáculos son reales. Aquí le mostramos los requerimientos técnicos que se necesitan para construir tal sistema desde el comienzo:
Usted ha logrado tener clientes leales y ventajas competitivas dentro del mercado a través de los conocimientos en la tecnología base de su producto y una comprensión profunda de las necesidades de sus clientes; por lo tanto, adoptar la curva de aprendizaje adicional que conlleva desarrollar un sistema de conectividad en la nube hace que se corra el riesgo de volverse una distracción. Pero como para la mayoría de los problemas, hay soluciones disponibles.
Al observar a un socio establecido, como LSR, que puede ofrecer tanto la plataforma integral de conectividad en la nube y los servicios de diseño inalámbricos que se necesitan para personalizar su solución, usted puede concentrar sus recursos internos en la cuestión de diseño más importante: "¿Estamos desarrollando una solución que satisfará las necesidades de nuestros clientes y excederá sus expectativas?". Con un poco de ayuda del socio correcto en desarrollo inalámbrico, de nube y de aplicaciones, usted puede avanzar con confianza para crear un producto innovador con tecnología en la nube que lidere el mercado.