verticale

Internet of Things: un acceleratore per lo sviluppo di Smart Building e Smart Lighting

La rivoluzione Digital.
Analisi della nascita e dello sviluppo di Internet.
Introduzione all'Internet of Things.
Smart Building, Smart LighIng e IoT.
L’accesso Wireless.
Case study: GPRS e banda ISM 868 MHz.

Scarica il PDF Scarica il PDF
Aggiungi ai preferiti Aggiungi ai preferiti


Atti di convegni o presentazioni contenenti case history
HOME & BUILDING ottobre 2015 Internet Of Things, una svolta per Smart Building e Smart Lighting

Pubblicato
da Benedetta Rampini
HOME & BUILDING 2015Segui aziendaSegui




Settori: 

Parole chiave: 


Estratto del testo
Veronafiere 27-28 ottobre 2015 Gli atti dei convegni e più di 6.000 contenuti su www.verticale.net Cogenerazione Termotecnica Industriale Pompe di Calore 27 ottobre Cogenerazione Termotecnica Industriale Pompe di Calore Alimentare Alimentare Petrolchimico Alimentare 28 ottobre Alimentare Petrolchimico Alimentare Alimentare Petrolchimico Visione e Tracciabilità 28 ottobre Luce Energia Domotica LED Luce Energia Domotica LED Hom&Building '' O/obre 2015 www.nextmanager.it 1/26 Internet of Things : un acceleratore per lo sviluppo di Smart Building e Smart LighIng. Sergio Sciarmel a s.sciarmel a@nextmanager.it www.nextmanager.it Hom&Building '' O/obre 2015 www.nextmanager.it 2/26 Sommario '' Rivoluzione Digitale '' Nascita e sviluppo di Internet '' Internet of Things '' Smart Building, Smart LighIng e IoT '' L''accesso Wireless '' Case study: GPRS e banda ISM 868MHz Hom&Building '' O/obre 2015 www.nextmanager.it 3/26 Rivoluzione digitale Inizia negli anni ''70, con la nascita del microprocessore.
Inizialmente viene uIlizzato per realizzare elaboratori ele/ronici e computer
Successivamente, lentamente ma inesorabilmente, si è di'uso in sempre un maggior numero di apparaI ed ogge\.
'' Telefonia: dalla commutazione ele/romeccanica alle centrali digitali '' Automobili: da carburatore e spinterogeno alla centralina ele/ronica '' Automazione: dai sistemi cablaI ai PLC '' Ele/rodomesIci, orologi, termostaI, televisori, ' abbandonano le tecnologie preesitenI e sono governaI da microporocessori. Hom&Building '' O/obre 2015 www.nextmanager.it 4/26 Evoluzione di Internet I protocol i e le tecnologie, che poi diverranno Internet, nascono si sviluppano per col egare elaboratori ed centri di calcolo, in parIcolare all''interno del a comunità
scienIfica.
Al ''inizio degli anni ''90 nascono www, h/p, browser: la rete è pronta per un uIlizzo
commerciale. La crescita è subito molto rapida ed in pochissimi anni la quasi totalità dei Personal Computer ed elaboratori sono col egaI alla rete.

Internet si sovrappone e successivamente
sosItuisce le telecomunicazioni tradizionali.
Web Sites, E-mail, chat, social network prendono il posto di comunicazioni che
prima erano solo cartacee ed in molI casi creano modalità di comunicazione
prima inesistenI. Internet dei computer Internet del e persone Hom&Building '' O/obre 2015 www.nextmanager.it 5/26 Gli ogge\ che avevano come funzione principale quel a di fornire informazioni e comunicazioni (suoni, immagini, news, ') sono staI rimpiazzaI da Internet. Altri ogge\ sono staI superaI e sosItuI da nuovi ogge\ ed applicazioni Rivoluzione digitale ed Internet Alcuni ogge\ si sono evoluI mantenendo le loro cara/erisIche di base I microprocessori hanno preso il control o degli ogge\ che ora hanno capacità di elaborazione, di memorizzazione e sono in grado di ricevere ed inviare daI relaIvi al loro funzionamento Ogge%: microprocessore Comunicazione: Internet Hom&Building '' O/obre 2015 www.nextmanager.it 6/26 Internet dei computer Internet del e persone Internet del e cose I microprocessori governano gli apparaI Gli utenI hanno accesso e familiarità con la rete Internet è in grado di conne/ere miliardi di nuovi elemenI Internet of Things Internet of Things la una rete in cui gli ogge\: '' sono connessi alla rete '' comunicano i daI su se stessi '' accedono alle informazioni di altri ogge\ Hom&Building '' O/obre 2015 www.nextmanager.it 7/26 Internet of Things Source: MongoDB and the Internet of Things Hom&Building '' O/obre 2015 www.nextmanager.it 8/26 Se6ori Wearables Entertainment
Fitness Smart watch
LocaIon and tracking Health care Remote monitoring Ambulance telemetry
Drug tracking Hospital asset tracking Access control
PredicIve maintenance
Automo=ve Infotainment
Wire replacement Telemetry
PredicIve maintenance Car to car and car to infrastructure Building & home automa=on Access control
Light & temperature control Energy opImizaIon
PredicIve maintenance Connected appliances
Smart ci=es ResidenIal E-meters Smart street lights Pipeline leak detecIon
Tra'c control Centralized and integrated system control
Smart manufacturing Flow opImizaIon Real Ime inventory
Asset tracking Employee safety
PredicIve maintenance Firmware updates Internet of Things Industrial IoT Hom&Building '' O/obre 2015 www.nextmanager.it 9/26 Internet of Things Hom&Building '' O/obre 2015 www.nextmanager.it 10/26 h/p://www.forbes.com/pictures/fgjd45eldm/2-the-internet-of-things-iot-2 / Internet of Things h/p://www.m.com/intl/cms/s/0/496359fa-851b-11e4- ab4e-00144feabdc0.html#axzz3XPkk7tbs h/p://www.idgconnect.com/abstract/9554/experts-mul -internet-things Spe/acolare, ma non subito Trend tecnologico Gli esperI rimuginano! Hom&Building '' O/obre 2015 www.nextmanager.it 11/26 Quando uIlizziamo la definizione «SMART» per un edificio o per un sistema di il uminazione'

Quando è '' E'ciente '' Control ato '' AutomaIzzato Smart Building '' Smart LighIng in modo SMART Hom&Building '' O/obre 2015 www.nextmanager.it 12/26 Smart Building '' Smart LighIng '' Riscaldamento '' Illuminazione '' Accessi '' Acqua '' AnIncendio '' Energia Ele/rica '' VenIlazione '' Condizionamento '' Ascensori '' Sicurezza '' Al armi Automazione e control o sono presenI, da molI anni in all''interno degli edifici Migliore confort Aumento del a sicurezza Riduzione cosI operaIvi E'cienza energeIca Hom&Building '' O/obre 2015 www.nextmanager.it 13/26 Smart Building '' Smart LighIng Lo stato a/uale L''automazione ed il control o si sono evoluI con le tecnologie SCADA. Le comunicazioni tra i vari elemenI sono realizzaI con diverse Ipologie di bus di campo. Internet e tecnologie M2M sono uIlizzate essenzialmente per la remoIzzazione del pannel o di control o. Hom&Building '' O/obre 2015 www.nextmanager.it 14/26 Perché IoT' Cosa ci può dare l''IoT che oggi non abbiamo' Una maggiore e'cienza e 'essibilità nel a raccolta daI e nel a la gesIone da remoto degli a/uali sistemi ma anche l''interoperabilità con altri sistemi e l''interazione con gli utenI Hom&Building '' O/obre 2015 www.nextmanager.it 15/26 Sistema chiuso Sistema aperto Applicazione Raccolta daI/gesIone Interazione con utenI UIlizzatori Personale operaIvo Tu% Interoperabilità Non necessaria Indispensabile Tipo di utente Esperto Non competente Evoluzione di Building AutomaIon Internet Servizi o'erI EsistenI e conosciuI Nuovi IoT chiuso vs IoT aperto Opportunità in ambiI inesploraI Evoluzione in ambiI noI Hom&Building '' O/obre 2015 www.nextmanager.it 16/26 Una citazione
First thing in a new technology, people do all the obvious things that look like the old market, but more e'ciently '

'. the business model moves to something that is more naIve to the technology. Tim O''Reilly Hom&Building '' O/obre 2015 www.nextmanager.it 17/26 Internet of Things Le sfide di un IoT aperto
'' Soluzioni con una uIlità riconosciuta '' Pia/aforme che unifichino l''esperienza del ''utente '' Business model sostenibili '' Interoperabilità tra sistemi di'erenI '' CosI o\mizzaI ed a'dabilità '' Privacy e sicurezza Source: MongoDB and the Internet of Things E'' estremamente di'cile prevedere quali saranno le applicazioni di maggior successo nel ''IoT (e la recente storia del a bol a Internet dei primi anni 2000 ce lo ricorda). Quel o che possiamo prevedere è che saranno soluzioni e'cienI ed a'dabili, pronte ad evolvere nel e direzioni più prome/enI. Hom&Building '' O/obre 2015 www.nextmanager.it 18/26 Accesso alla rete Un sistema IoT ha, per sua natura, la necessità di un accesso alla rete. Sistemi di =po SCADA Centro di control o ha facilmente accesso alla rete.
I problemi comunicazione con
sensori ed apparaI sono già
risolI.
DaI ed accesso alla rete sono disponibili. Le problemaIche da
risolvere sono di Ipo applicaIvo. Sistemi distribui= sul territorio L''accesso wireless è di fa/o indispensabile
Economicità ed a'dabilità
del ''accesso wireless sono spesso
fa/ori determinanI per il successo del ''applicazione Hom&Building '' O/obre 2015 www.nextmanager.it 19/26 Accesso wireless - Tecnologie Am pi ezza co pe rtu ra Data Rate 4G WSN IIoT Email File transfer Web access Streaming Video HSPA GPRS WAN - Bande licenziate WUSB WiFi ZigBee NFC RFiD UNB LoRa
WMbus PAN/LAN - Bande ISM Bluetooth BLE Hom&Building '' O/obre 2015 www.nextmanager.it 20/26 Accesso Wireless - Tecnologie GaranIscono l''accesso dire/o ad Internet. Svincolano l''uIlizzatore dalle problemaIche di rete (tecnologia, scelta del e frequenze, manutenzione del a rete) che rimangono a carico del ''operatore. L''uIlizzatore sceglie il Ipo di rete ed il terminale che più si ada/a alle sue necessità senza ulteriori vincoli normaIvi.. L''operatore ha la concessione esclusiva del e frequenze e garanIsce la disponibilità di comunicazione ai diversi uIlizzatori Non garanIscono l''accesso dire/o a Internet Accesso alla rete, scelta del a tecnologia e del e frequenze, analisi del a copertura radio, manutenzione del a rete sono a carico del ''uIlizzatore. Esistono vincoli normaIvi da rispe/are, in termini di potenza trasmessa e di frequenze di uIlizzo. La risorsa radio è condivisa: l''installazione di nuove W-LAN che sfru/ano la stessa risorsa radio potrebbe limitare (o addiri/ura impedire) la comunicazione a sistemi preesistenI. Re= personali-locali PAN '' LAN Bande ISM Re= Cellulari WAN Bande Licenziate CosI legaI a: '' Realizzazione e gesIone del a rete RF '' Accesso ad Internet '' Moduli radio CosI legaI a: '' Moduli radio '' QuanItà di daI trasmessi Hom&Building '' O/obre 2015 www.nextmanager.it 21/26 Accesso Wireless - Tecnologie Per scegliere la tecnologia dobbiamo valutare quali sono le funzionalità e prestazioni che più sono necessarie alla nostra applicazione IoT '' Ampiezza del a copertura '' QuanItà di daI da trasme/ere '' Consumi del terminale Sono prestazioni in contrapposizione una con l''altra. La risorsa radio è limitata e quindi preziosa Esistono vincoli norma=vi e di limi= fisici di propagazione non eliminabili Non esiste una tecnologia che risolva tu% i problemi: dobbiamo scegliere il giusto compromesso per le nostre necessità '' Numerosità dei terminali '' Sicurezza del a trasmissione '' Complessità (e quindi cosI) del terminale Hom&Building '' O/obre 2015 www.nextmanager.it 22/26 Case study '' GPRS (1) Le reI cel ulari ed in parIcolare il GPRS o're molI vantaggi a chi vuole realizzare una applicazione IoT che non abbia la necessità di trame/ere grandi quanItà di daI. ReI con copertura Globale Può essere uIlizzato praIcamente in tu/o il mondo senza vincoli normaIvi o limiI funzionali Sistema stabile e testato Prestazioni conosciute, garanIte ed omogenee in tu/e le parI del mondo Moduli e tra'co a basso costo I cosI di produzione per la conne\vità sono limitaI grazie a economie di scala enormi Accesso dire/o a Internet Non è necessario realizzare e gesIre alcun gateway per l''accesso a Internet Il GPRS ha naturalmente anche del e criIcità che devono essere valutate e risolte per o\mizzare l''applicazione IoT Operatori diversi , in zone diverse Configurazioni SW e Sim diverse per ogni rete GPRS, con conseguenI problemi logisIci Sim card e Sim reader non ada\ ad applicazioni industriali L''a'dabilità del sistema nel suo insieme può venire compromessa CosI legaI al volume di daI trasmesso Se non gesIto, il costo relaIvo alla trasmissione daI può erodere le economie realizzate Hom&Building '' O/obre 2015 www.nextmanager.it 23/26 Case study '' GPRS (2) BodyTrace, specializzata in applicazioni IoT ha un approccio originale e ci o're dei nuovi strumenI per sfru/are al meglio tu/e le prestazioni e vantaggi del GPRS, minimizzando alcune del e Ipiche problemaIche. Operatori diversi in nazioni (ma anche in zone) diverse Copre tu\ i territori, è specializzata in applicazioni IoT: unico fornitore di servizio Sim card e Sim reader non ada\ ad applicazioni industriali Sim SW: nessun HW aggiunIvo e quindi nessun costo, configurazione o guasto HW dovuto alla Sim CosI legaI al volume di daI trasmesso Riduzione del payload grazie all''accesso dire/o del binary code del modulo Moduli e operatori GPRS tradizionali Sono disponibili inoltre serie di tools e features per rendere semplice e veloce lo sviluppo di applicazioni IoT: liberia C di alto livel o per gesIre il modem , pia/aforma Cloud per l'applicaione cliente, API per la gesIone del e SIM e per il device management, ... Hom&Building '' O/obre 2015 www.nextmanager.it 24/26 Case study '' Banda ISM 868 MHz (1) Frequenze RF ad uso libero L''uIlizzo del a risorsa radio, se uIlizzata entro i vincoli normaIvi, non ha cosI per l''uIlizzatore Consumi energeIci limitaI E'' possibile realizzare applicazioni con alimentazione a ba/eria con la durata di anni Terminali a basso costo I terminali e antenne hanno stru/ura molto semplice con quindi cosI limitaI Buona propagazione sia indoor che outdoor E'' possibile realizzare dei col egamenI wireless a lungo raggio con potenze di trasmissione rido/e Data rate limitato Le applicazioni IoT non devono essere proge/ate per operare con un numero limitato di daI E'' necessario convivere con altre soluzioni La frequenze è ad uso libero. Soluzioni di altri uIlizzatori potrebbero interferire e limitare le prestazioni Necessità di realizzare Gateway per il col egamento a Internet Chi opera in queste bande deve farsi carico sia dei che del a rete di accesso, con sviluppi e cosI col egaI I sistemi in bande ISM o'rono alcuni vantaggi specifici a chi vuole realizzare una applicazione IoT che possono operare con una limitata quanItà di daI trasmessa. I sistemi in banda ISM hanno naturalmente anche del e limitazioni che devono essere valutate e risolte per o\mizzare l''applicazione IoT Hom&Building '' O/obre 2015 www.nextmanager.it 25/26 La scelta interessante ed originale del a tecnologia Ultra Narrow Band Sigfox, uIlizzata da NetTro/er per realizzare una rete cel ulare IoT in questa banda, è quel a di acce/are una significaIva riduzione del datarate, pur di avere le altre cara/erisIche di assoluta eccel enza. Sistemi in Banda ISM tradizionali Case study '' Banda ISM 868MHz (2) Data rate limitato L''applicazione del ''uIlizzatore deve essere compaIbile con questa cara/erisIca E'' necessario convivere con altre soluzioni Le cara/erisIche del ''UNB garanIscono un''o\ma resistenza alle interferenze Necessità di realizzare Gateway per il col egamento a Internet NetTro/er garanIrà la copertura radio del territorio nazionale e l''accesso a Internet Inoltre l''alIssima sensibilità dei ricevitori garanIsce consumi energeIci molto limitaI che facilitano ulteriormente la realizzazione di applicazioni con funzionamento a ba/eria. Hom&Building '' O/obre 2015 www.nextmanager.it 26/26 Grazie Sergio Sciarmel a s.sciarmel a@nextmanager.it


© Eiom - All rights Reserved     P.IVA 00850640186