MÓDULO WIFI CLOUD PARA CONECTIVIDAD IOT BASADA EN AWS

AMPLIAR LA CONECTIVIDAD, ASEGURAR LA VIABILIDAD EN EL FUTURO

Kärcher se esfuerza por mejorar continuamente la experiencia del cliente ofreciéndoles productos con conectividad inteligente. Con el desarrollo del módulo WiFi Cloud, la empresa sentó las bases para ofrecer funciones conectadas en una amplia gama de productos orientados a la venta minorista, priorizando un rendimiento elevado y mecanismos de seguridad fiables.

Desde el inicio, la escalabilidad y la flexibilidad fueron criterios clave. Kärcher buscaba una opción que funcionara sin depender de componentes de hardware concretos y que le ofreciera una arquitectura sólida y adaptable en un entorno de mercado dinámico.

La escasez global de semiconductores a principios de la década de 2020 confirmó esta orientación estratégica: evidenció los riesgos derivados de la dependencia tecnológica de componentes físicos y subrayó la necesidad de soluciones orientadas al software, sostenibles a largo plazo. Con el WCM, Kärcher responde a estos retos y fortalece su cartera de productos hacia arquitecturas más conectadas y resilientes.

UNA SOLUCIÓN PREPARADA PARA LA NUBE, ESCALABLE Y AGNÓSTICA DE HARDWARE

Zoi desarrolló una solución alineada con todos estos requisitos: un módulo WiFi Cloud basado en el sistema operativo de tiempo real Zephyr RTOS, de código abierto, que reduce de manera drástica las dependencias de hardware y permite una integración eficiente con los servicios de AWS.

¿Por qué Zephyr RTOS?

Este sistema ofrece múltiples ventajas para sistemas integrados y aplicaciones IoT: soporte para múltiples arquitecturas, portabilidad sin dependencia del hardware, funciones de seguridad integradas y una arquitectura modular escalable. Zephyr también admite Bluetooth, gestión energética y actualizaciones inalámbricas del firmware (FOTA), funcionalidades fundamentales en entornos IoT.

Mediante su integración con los servicios de AWS, el WCM permite llevar a cabo una comunicación segura con la nube, lo que da a Kärcher la posibilidad de supervisar el estado de los dispositivos, acceder a datos de telemetría y ejecutar comandos remotos en tiempo real a través de toda su red conectada.

Zoi entregó así una solución preparada para la nube, adaptable a distintas plataformas y orientada al crecimiento: un paso clave hacia líneas de productos digitalmente ampliadas.

UN WCM CON EL USUARIO COMO PUNTO CENTRAL 

La implementación del WCM se apoyó en cinco pilares técnicos fundamentales: el sistema operativo, la arquitectura, la seguridad IoT, la experiencia de usuario y la integración del módulo.

Sistema operativo: Zephyr como núcleo IoT

La versatilidad y estructura modular de Zephyr resultaron decisivas para el desarrollo del WCM. El sistema aportó varias ventajas al proyecto:

• Independencia del hardware, lo que significa que el WCM se integra con facilidad en varios productos sin necesidad de crear dispositivos a medida para el hardware de cada dispositivo.
  
  
• Su arquitectura modular permitió a Zoi incluir solo las características que Kärcher necesitaba, lo que redujo el tamaño total del módulo.
  
  
• El diseño escalable de Zephyr permite a empresas como Kärcher actualizar y adaptar con facilidad sus productos a medida que aparecen nuevas plataformas de hardware.
  
  

Zephyr proporcionó así una base técnica muy versátil, segura y escalable que permitió a Zoi desarrollar un WCM adaptado con precisión a los requisitos de Kärcher a tiempo y de forma rentable.

ARQUITECTURA: CONEXIÓN FLUIDA ENTRE DISPOSITIVO, APP Y NUBE

La arquitectura del módulo WiFi Cloud está diseñada para actuar como relé central entre el producto, una aplicación móvil y la nube de AWS (véase la Figura 1).

Figura 1: Diagrama de arquitectura del WCM

El usuario interactúa con su dispositivo a través de una app móvil. Primero establece conexión mediante Bluetooth (BLE) con el WCM. Este módulo se conecta a Internet por WiFi y se comunica con AWS IoT Core mediante el protocolo MQTT. De este modo, se envían datos de estado y telemetría a la nube, y se reciben comandos desde la app.

El sistema también admite actualizaciones inalámbricas del firmware (FOTA), lo que permite mantener el software actualizado sin intervención manual. Esta arquitectura garantiza un control en tiempo real, una supervisión continua y una comunicación segura en todo momento.

SEGURIDAD IOT: PROTECCIÓN INTEGRAL EN CADA NIVEL

En un contexto de amenazas cibernéticas crecientes, la seguridad es innegociable en el desarrollo de soluciones IoT. El WCM fue concebido desde el inicio con el foco puesto en la protección de datos y la integridad operativa.

La conexión BLE se realiza de forma cifrada y asegura que solo usuarios autorizados puedan vincularse al dispositivo. Para la comunicación en la nube, el módulo emplea el protocolo MQTT con autenticación basada en certificados, lo que garantiza tanto el cifrado como verificación de la identidad.

Además, el WCM es compatible con actualizaciones de firmware seguras mediante FOTA. Un proceso de arranque seguro (secure boot) vela por que solo versiones de firmware verificadas puedan ser instaladas.

Con la seguridad como prioridad, Zoi estableció así las bases para una experiencia de producto disponible, seguro y fiable de principio a fin.

EXPERIENCIA DE USUARIO: CONTROL SIMPLE, SIN COMPLICACIONES

La interfaz del WCM fue diseñada para ofrecer una experiencia intuitiva y directa. El proceso de vinculación se realiza a través de BLE con una app móvil. El usuario selecciona «Añadir nuevo dispositivo», introduce los datos de la red WiFi y completa el proceso de configuración en pocos pasos.

Una vez configurado, la app permite controlar y monitorizar el dispositivo en tiempo real. El usuario también recibe notificaciones en tiempo real que le informan sobre el estado del equipo o posibles incidencias. Las actualizaciones de firmware se ejecutan en segundo plano para garantizar el acceso continuo a las últimas funciones sin interrupciones.

El WCM combina así facilidad de uso y requisitos técnicos en una solución coherente a lo largo de todo el ciclo de vida del producto.

INTEGRACIÓN DEL MÓDULO: RÁPIDA Y SENCILLA

La integración del WCM en productos existentes requiere un esfuerzo mínimo. El módulo contiene la pila IoT completa, incluida la capa de comunicación con AWS, y puede integrarse a través de una interfaz de comunicación serial estandarizada.

Al no requerir conocimientos específicos de IoT por parte de los equipos de producto, los nuevos dispositivos pueden desarrollarse y lanzarse al mercado con mayor agilidad. Para Kärcher, esto se traduce en ciclos de innovación más breves, una reducción en el tiempo de comercialización y un acceso inmediato a funciones basadas en datos.

SOBRE KÄRCHER

En Kärcher, con 170 empresas en 85 países, un equipo de 17 000 personas trabajan juntas para hacer del mundo un lugar un poco más limpio. Como líder del mercado en tecnología de limpieza, Kärcher ofrece soluciones globales de limpieza y cuidado que solo en 2024 generaron una facturación de 3446 millones de euros.