Verona Corsi La necessita della Rete e l'IOT in Nad Nuova Accademia del Design

La necessità della Rete e l’IoT

Abbiamo parlato dei sistemi embedded, di cosa sono e dove possiamo trovarli. Se ve lo siete persi, nessun problema, lo potrete trovare qui: https://blog.accademiadeldesign.com/il-micromondo-dei-sistemi-embedded

Come si possono potenziare questi dispositivi per creare qualcosa di più complesso e performante?

Cosa succede se proviamo a farli dialogare tra loro?

Ecco che nasce l’IoT, ovvero l’Internet of Things, ciò che ha rivoluzionato il modo di vedere internet, non più un bene di consumo per noi “umani” ma un mezzo per far evolvere la tecnologia e “fargli unire le forze”.

Questa tecnologia permette di raccogliere, catalogare ed organizzare una grande quantità di dati ed informazioni che derivano da diverse sorgenti (veicoli, elettrodomestici, ecc).

La peculiarità di questa modalità di organizzazione permette un continuo scambio di dati e la capacità di applicare metodi di intelligenza artificiale sui dati raccolti, per creare nuove comodity, servizi e, in senso lato, nuove forme di business.

Verona Innovazione Corsi Piattaforma IOT in Nad Nuova Accademia del Design

Un esempio è la casa, la cui tecnologia di comodity sta aggiornandosi passando dalla domotica cablata a soluzioni wireless con intelligenza artificiale sempre più alla portata di tutti in termini di utilizzo e di costo.

Oppure ancora le strade delle nostre città: con i lampioni che regolano la luminosità in base alla visibilità o i semafori che agiscono in base al traffico.

L’organizzazione eterogenea

Per comprendere al meglio cos’è un sistema IoT, proviamo a fare un esempio naturale: il corpo umano.

  1. Il corpo umano è composto da vari organi che, potenzialmente e in certe condizioni, possono vivere autonomamente.
  2. All’interno di un organo troviamo varie cellule specializzate che compongono l’organo nella sua interezza e funzionalità, ne definiscono il funzionamento e le varie caratteristiche (dimensione, peso, caratteristiche, tempo di rottura, ecc).
  3. Tutti gli organi comunicano e vengono orchestrati da un organo centrale, il cervello, e sono collegati tra loro tramite una rete super veloce, il sistema nervoso.
  4. Il cervello monitora i vari organi, avverte quando è presente un malfunzionamento, richiede che certe funzioni vengano svolte in automatico per farci vivere.
  5. In alcuni casi però, gli organi possono comunicare tra di loro, creando degli apparati ovvero dei gruppi di organi che svolgono una funzionalità affine (l’apparato digerente, l’apparato circolatorio, ecc).
  6. Ciò che è importante non è quindi che ci siano organi che possano fare “tutto”, ma deve esserci specializzazione ed armonia; se tutti gli organi funzionano in armonia e ogni organo esegue correttamente la sua funzione, il nostro organismo funziona bene.

Tutto questo identifica un sistema eterogeneo.

Allo stesso modo funziona un sistema di IoT.

Esistono vari dispositivi specializzati, ovvero sistemi embedded, che svolgono solo ed esclusivamente il loro compito grazie ai loro componenti interni e al loro software.

Possono far parte di un gruppo di dispositivi che condividono un compito affine e, tramite un metodo comune, comunicano tra loro se devono condividere informazioni.

E soprattutto possono comunicare con un sistema centrale, ovvero un server in cloud.

Il server in cloud deve essere sempre raggiungibile ed attivo, deve orchestrare i vari dispositivi e deve controllare che tutto funzioni.

L’analogia con il corpo umano è talmente affine che una branca dell’IoT è specializzata in ambito medico/self care wearable, chiamata IoB (Internet of Bodies), ma ne parleremo in un altro articolo.

Piattaforme IoT

L’IoT è diventato un vero e proprio campo di ricerca e sviluppo dal 1999, momento in cui Kevin Ashton ha coniato questo termine, tanto che su Google Scholar sono state raggiunti 3’390’000 meta-risultati (e 250 miliardi di dollari investiti).

Dal momento che è un campo di così grande interesse, i vari colossi informatici (Microsoft, AWS, Google, ecc) hanno proposto le loro piattaforme per permettere di creare un proprio business certificato.

In generale, le piattaforme si possono riassumere con lo schema seguente:

 

Verona Innovazione Corsi IoT Platform in Nad Nuova Accademia del Design

I vari device, in basso, possono comunicare tra loro e con i livelli soprastanti tramite differenti metodi o protocolli di comunicazione.

Solitamente si sceglie il metodo di comunicazione in base all’architettura che si vuole implementare.

Se si vuole comunicare con uno smartphone (magari perché il device è wearable) si può utilizzare il bluetooth.

Se nel dispositivo è disponibile la porta RJ45 si può utilizzare il protocollo ethernet, se il dispositivo supporta il Wifi ci si può collegare ad un router Wifi per poi sfruttare la rete di casa, e così via.

L’importante è che i vari dispositivi possano raggiungere il cloud, che in questo caso è il nostro IoT Platform.

Un IoT Platform solitamente si occupa di:

  • raccogliere i dati dei dispositivi
  • organizzare i dati secondo delle metriche predefinite
  • analizzare i dati
  • eliminare dati inutili o corrotti
  • verificare guasti e segnalarli esternamente
  • far visualizzare i dati all’utente in maniera comprensibile
  • esporre i dati per utilizzi dell’utente

L’interfacciamento

Visto che la sola piattaforma cloud non è abbastanza, oltre al fatto che il mercato risulta essere molto aggressivo, si sono create delle vere e proprie alleanze tra aziende produttrici di hardware e queste piattaforme.

L’obiettivo è quello di rendere l’interfacciamento più semplice e rapido.

Un chiaro esempio è l’Azure IoT Hub di Microsoft: tramite il suo catalogo (Azure Certified Device Catalog) offre una vasta gamma di dispositivi nativamente compatibili con la piattaforma cloud di Microsoft (attualmente un migliaio).

Ogni dispositivo ha subito un’attenta analisi da parte del team Microsoft per certificare il dispositivo sia in termini di safety sia in termini di funzionalità.

Si riporta un piccolo estratto del catalogo (che si può trovare a questo indirizzo: https://devicecatalog.azure.com/ ) in cui è visibile anche un dispositivo certificato dalla nostra azienda italiana MakarenaLabs SRL sviluppato in collaborazione con Xilinx e Avnet

In conclusione si può dire che, anche in questo caso, l’unione fa la forza.

I dispositivi digitali lo hanno capito.

Grazie a Enrico Giordano, coordinatore della Innovation e della Visual Design School, ingegnere informatico.

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