L’Internet of Things (IoT) nasce dall'esigenza di collegare al web i cosiddetti smart objects: non solo computer, smartphone e tablet, ma anche elettrodomestici, macchine e oggetti intelligenti che popolano case e aziende.
Indice
Una “cosa” nel cosiddetto "Internet delle cose" può avere significati e applicazioni diverse: una persona con un impianto di monitoraggio cardiaco, un animale con un bio-chip, un'automobile con sensori integrati per avvisare il conducente quando la pressione degli pneumatici è scesa sotto il livello di sicurezza, una catena produttiva dotata di sensori che allertano in caso di guasti o manutenzioni, e molto altro ancora.
Scopriamo in questo articolo cos'è l'Internet of Things, come funziona e i vantaggi delle principali applicazioni IoT personali, civili e industriali.
L'Internet of Things (IoT) è la rete di dispositivi “intelligenti” che possono essere oggetti, veicoli, elettrodomestici, edifici e altri elementi incorporati con elettronica, software, sensori, attuatori e connettività che scambiano dati tra loro, integrando il mondo fisico in sistemi computerizzati che migliorano l’efficienza, la produttività e la sicurezza. I benefici, in termini economici e di aumento delle performance (di persone, cose e processi), possono essere notevoli grazie alla mole di dati generati e monitorati.
L’Internet of Things, termine coniato nel 1999 da Kevin Ashton (ricercatore del MIT - Massachusetts Institute of Technology), si è evoluto dalla convergenza di tecnologie wireless, sistemi micro-elettromeccanici (MEMS), micro-servizi e, naturalmente, l'imprescindibile rete Internet.
A fine anni ‘90 del secolo scorso si sognavano case "smart" in cui gli elettrodomestici eseguissero automaticamente gli ordini dei proprietari. Tutto questo oggi è possibile grazie all'Internet of Things.
Così come Internet ha cambiato il nostro modo di lavorare e comunicare attraverso il World Wide Web, l'IoT sta portando la connettività tra mondo fisico e digitale ad un ulteriore livello, collegando più dispositivi alla volta e facilitando le interazioni tra persone e macchine.
Un ecosistema IoT è costituito da dispositivi intelligenti abilitati al Web che integrano processori, sensori e hardware di comunicazione per raccogliere, inviare e agire sui dati acquisiti nei loro ambienti.
L'Internet of Things non si limita a un campo particolare, ma trova applicazioni aziendali e personali praticamente infinite: dall'automazione domestica a quella dei veicoli, dall'automazione della linea di una fabbrica all'assistenza sanitaria sino alla vendita al dettaglio e molto altro ancora.
Tutti i sistemi IoT seguono un'architettura di riferimento composta da tre componenti fondamentali: Things, Network e Cloud.
A questa architettura può essere aggiunto un ulteriore livello di interfaccia utente che permette di visionare il funzionamento del sistema, generando insight da trasformare in azioni di miglioramento. I dati, infatti, sono il cuore e il grande beneficio portato dall’Internet of things.
Approfondiamo di seguito le componenti principali dell’architettura IoT.
I dispositivi con diverse proprietà fisiche possono essere connessi a Internet anche utilizzando un sistema hardware già esistente. Che si tratti di controllare la temperatura o gestire l'impianto d'illuminazione domestico, di automatizzare macchinari industriali o di monitorare lo stato di varie parti dell’auto, senza i sensori ed il Gateway non sarebbe possibile.
Sono queste infatti le tecnologie alla base della tecnologia IoT. Vediamole nel dettaglio.
I dispositivi IoT includono trasduttori come sensori e attuatori, nonché una miriade di oggetti che vengono spesso definiti "intelligenti", "smart" o semplicemente "connessi": lampadine , valvole e pompe collegate, contatori, automobili connesse, componenti dell'edificio, dispositivi domestici intelligenti e così via.
I sensori e i dispositivi aiutano a raccogliere dati dall'ambiente circostante con vari gradi di complessità, da un semplice sensore di monitoraggio della temperatura ad un sistema che riesce a prevedere l’usura di un macchinario industriale.
Un dispositivo può inoltre avere più sensori che possono essere uniti e comunicare tra loro.
Tutto ciò che è "smart" e legato all'IoT è infatti basato su sensori e altri tipi di trasduttori che convertono un segnale di una forma di energia in un segnale di un'altra forma.
I sensori possono essere classificati come:
Ecco alcuni esempi di sensori dei dispositivi IoT:
La connettività è uno degli aspetti principali da tenere in considerazione durante lo sviluppo di un progetto Internet of Things (IoT). La comunicazione è infatti il centro dell'Internet delle Cose.
I sensori possono essere collegati al Cloud attraverso reti cellulari, reti satellitari, Wi-Fi, Bluetooth, reti geografiche (WAN), reti a bassa potenza e molto altro.
Attualmente esiste una scelta molto variegata di protocolli di comunicazione IOT, la cui scelta si lega al tipo di applicazione e agli standard progettuali richiesti (ad esempio uso domestico o industriale, vicinanza o lontananza dei dispositivi, velocità di trasmissione, consumi, ecc.).
I principali protocolli si distinguono tra wired e wireless, a seconda delle rete utilizzata.
I principali protocolli wireless sono:
I dati raccolti dai sensori arrivano al cloud dove vengono elaborati per offrire insight di valore. Migliore sarà la qualità delle informazioni generate, orientando interventi e ottimizzazioni, maggiori saranno i benefici generati dal sistema IoT.
Le tipologie di dati che si possono raccogliere sono potenzialmente infinite. Da indici piuttosto semplici, come controllare che la temperatura su dispositivi come AC o riscaldatore sia entro un intervallo accettabile, oppure a processi molto complessi come l'identificazione di oggetti (ad esempio intrusi in casa) usando la visione artificiale a supporto della videosorveglianza.
La maggior parte delle soluzioni IoT si basa su analisi automatiche e continuative in real-time dei dati. Gli strumenti di analisi vengono applicati ai dati IoT per generare report dettagliati, rappresentare KPI tramite dashboard, attivare avvisi SMS o e-mail, notifiche, alert ed azioni correlate (es. chiamate di emergenza automatiche).
Un aspetto da non sottovalutare è come l’Internet of Things debba porsi sempre l’obiettivo di creare utilità agli utenti. Prima della tecnologia, ci sono le persone che la utilizzano.
Perché l'utente possa facilmente interagire con i dati, serve un’efficace interfaccia attraverso cui controllare il proprio sistema IoT, leggere i dati, manipolarli generando report ed attivando azioni (ad esempio aumentare o diminuire a distanza il livello di un cronotermostato per trovare la casa fresca/riscaldata al proprio rientro, oppure attivare l'invio automatico di messaggi).
L'effetto che la tecnologia ha sulle nostre vite è sempre più profondo e coinvolge ogni aspetto della nostra vita professionale, privata e sociale. A scuola si apprende in modo più innovativo, le nostre case ed i nostri veicoli possono "comunicarci" le loro prestazioni, nelle nostre aziende macchinari e software aziendali sono interconnessi. Vediamo qualche esempio della rivoluzione tecnologica avviata dall’Internet of Things.
Le soluzioni domotiche per le "Smart Home" sono attualmente le applicazioni IoT più ricercate su Google. La connotazione "smart home" è ormai diventata un metro di qualità negli spazi architettonici e residenziali più all'avanguardia, ma si prevede che in qualche anno le case "intelligenti" diventeranno comuni seguendo quanto già successo con la diffusione degli smartphone.
Queste soluzioni tipicamente permettono di migliorare le prestazioni energetiche di un’abitazione o di elevare il comfort. "Smart Home" é una casa che ha elettrodomestici, illuminazione, riscaldamento, aria condizionata, TV, computer, sistemi di intrattenimento audio e video, sicurezza e sistemi di telecamere in grado di comunicare tra loro e di essere essere controllati e gestiti da remoto, ad esempio con uno smartphone.
Un'altra delle applicazioni con maggior potenziale dell'IoT è l’auto autonoma, in grado di raggiungere una destinazione senza l’intervento umano al volante.
Equipaggiata con sensori, giroscopi, architettura cloud, connessione Internet e molto altro, l’auto senza pilota raccoglie ed elabora in tempo reale enormi quantità di dati su traffico, pedoni, condizioni della strada, trasmettendole poi al “controllore” che prende le relative decisioni di guida.
I dispositivi wearable sono tra i primi dell'ecosistema IoT a essere entrati nel nostro quotidiano sempre più popolato da smartwatch, gioielli o visori, abbigliamento e vari accessori smart.
Attraverso speciali sensori, questi dispositivi comunicano i dati per restituire informazioni precise sulle più svariate esigenze: rilevazione del battito cardiaco, contatore di passi e della relativa "energia" impiegata, connessione alla funzione telefono per attivare una chiamata di emergenza, e molto altro. Dal monitoraggio del proprio stato di salute alle prestazioni sportive, le possibilità offerte nel campo del self-tracking sono in continua espansione.
Industrial IoT
L’industria è stata da subito protagonista della diffusione dell’Internet of Things. Nelle smart factory i macchinari sono connessi tra loro in un ecosistema che raccoglie ed elabora informazioni sui processi produttivi.
Le applicazioni dell’Industrial IoT vanno dalla manutenzione alla logistica, dalla sicurezza sul lavoro al risparmio energetico. L’utilizzo combinato di diverse fonti di dati, molte delle quali provenienti da sensori IoT, permettono inoltre di migliorare lo sviluppo di prodotti innovativi.
Dal 2016 sviluppiamo soluzioni IoT nel campo del benessere, dell'energia, dell’industria e della domotica. La nostra esperienza si è concretizzata in Ep4IoT, Enabling Platform for IoT, il nostro framework abilitante per i progetti Internet of things delle PMI Italiane.
Categorie:
