di Smart&Safe&Green Research Team
L’IoT è la base di partenza per la realizzazione dei cosiddetti Connected Product, ossia prodotti connessi, che “mettono in rete” la loro capacità di rilevazione di informazioni in ogni contesto. Quando ai connected product si aggiunge una capacità elaborativa (anche minima) questi diventano prodotti Connessi e Intelligenti, ossia Smart product. SMART PRODUCT = CONNESSIONE + INTELLIGENZA.
Possiamo pertanto distinguere:
1. Dispositivi – connessi in rete – in grado di rilevare dati e in grado di comunicare i dati
2. Dispositivi – connessi in rete – in grado di rilevare più tipologie di dati e di trasferire questi dati
3. Dispositivi – connessi in rete – in grado di effettuare un primissimo livello di elaborazione (selezione) dei dati a livello locale per trasferire solo i dati che corrispondono a determinati requisiti
4. Dispositivi – connessi in rete – in grado di raccogliere dati, effettuare un primo livello di selezione e di effettuare azioni in funzione di indicazioni ricevute
5. Dispositivi – connessi in rete – in grado di rilevare dati, di selezionarli, di trasmettere solo quelli necessari al progetto nel quale sono coinvolti, di effettuare azioni sulla base delle indicazioni ricevute e di effettuare azioni in funzione di una capacità elaborativa locale
Ne emerge che, per poter funzionare, l’IoT ha bisogno di raccogliere e archiviare una grossa mole di dati, inoltre è necessario anche processare e analizzare questi grandi volumi di dati in real time (ad esempio dai sensori, dai semafori, e da qualsiasi dispositivo IoT connesso). Per questo c’è bisogno di sistemi integrati tra big data, database nosql e dati IoT. E al crescere della diffusione di apparati e sensori connessi, cresce la mole di dati che dovranno essere gestiti e il numero di applicazioni che dovranno essere sviluppate.
È importante capire che le ultime rapidissime evoluzioni che si sono avuta negli ultimi anni sono state rese possibili grazie al raggiungimento di elevate velocità di trasmissione dati tramite la fibra ed alla diffusione dei Cloud per l’archiviazione dei dati stessi in elevate quantità. L’utilizzo dei Cloud consente, tra l’altro, di effettuare direttamente sui server, tramite applicazioni ad hoc, le elaborazioni dati sofisticate o l’inserimento dati in processi di business complessi, potendo così contare su elaboratori con elevata forza di calcolo, senza necessità di applicare agli oggetti tale capacità di calcolo e riducendone, quindi, i costi di produzione e le dimensioni dei dispositivi IoT.
Tra i più noti software di analisi dei dati Big Data, segnaliamo ad esempio Google Universal Analytics, e la prima piattaforma italiana lanciata da Almaviva è chiamata Giotto, che riesce a connettere diversi dispositivi e farli interagire tra loro e con le persone, i servizi e le applicazioni.
Oggi pertanto oggetti di uso comune, macchinari industriali, e luoghi fisici sono collegati autonomamente alla rete e in questo modo si crea una mappa virtuale, nella rete, del mondo reale. Moltissime componenti reali, dagli elettrodomestici alle automobili, vengono mappate e creano una sorta di luogo virtuale in cui questi, scambiandosi informazioni fra loro, diventano più efficienti ed elaborano soluzioni per migliorare i livelli di qualità delle persone che li utilizzano. L’esempio classico è il telefono che utilizza il navigatore, che recependo le informazioni dagli altri utenti e dai semafori, è in grado di monitorare il traffico stradale e consigliare agli automobilisti i percorsi meno congestionati.
Le tecnologie utilizzate dagli oggetti per collegarsi alla rete sono diverse. I primi ad essere utilizzati per la comunicazione e la trasmissione di dati fra oggetti sono stati i tag RFID, già citati in precedenza, oggi sono disponibili altre tecnologie, tra le quali si segnala il protocollo IEEE 802.15.4.
Infatti mentre alcuni dispositivi possono essere dotati di schede SIM in grado di collegarsi autonomamente ad internet tramite un servizio di traffico dati mobile, la maggior parte dei dispositivi sfrutta soluzioni meno energivore limitandosi a collegarsi via WiFi alla rete domestica, che utilizzeranno quindi per accedere ad internet. Altri dispositivi di grandi dimensioni e tendenzialmente fissi e già cablati dalla rete elettrica (soprattutto in ambito industriale) potrebbero anche utilizzare una connessione via Ethernet.
Il protocollo IEEE 802.15.4
Nell’ambito delle comunicazioni
wireless e più precisamente nelle wireless a corto raggio è stato definito
dall’IEEE (Institute of Electrical
and Electronic Engineers) uno standard chiamato 802.15.4.
Questo standard è pensato per comunicazioni wireless di basso costo, bassa
velocità e basso consumo energetico. E’ adatto a reti WPAN (Wireless Personal
Area Network) a basso bit rate (quantità di informazione trasferita nell’unità
di tempo) costituite da dispositivi alimentati tramite batterie che non possono
essere sostituite frequentemente, come ad esempio i sensori. IL raggio di
attività è pertanto di qualche decina di metri, ossia piccoli ambienti ed
infrastrutture, il che favorisce lo sviluppo di soluzioni poco costose ed
energeticamente efficienti per un’ampia gamma di applicazioni.
Ossia con questo standard IEEE 802.15.4 è possibile garantire una modalità di connessione wireless a basso data-rate tra dispositivi fissi, portatili o mobili che necessitano di un basso consumo di potenza, ovvero lunga durata delle batterie a bordo e che tipicamente lavorano in uno spazio operativo (POS: Personal Operating Space) dell’ordine di qualche decina di metri.