L’espressione Internet of Things descrive un percorso (già avviato) nello sviluppo tecnologico in base al quale, attraverso la rete Internet, potenzialmente ogni oggetto della nostra esperienza quotidiana acquista una sua identità nel mondo digitale.

Definizione IoT

 

La moltitudine di tecnologie IoT, caratterizzate da una grande eterogeneità dei protocolli utilizzati, vedono un sempre maggiore impiego all’interno dei progetti nei più svariati ambiti applicativi. Facendo un incrocio tra le tecnologie, raggruppate in cluster tecnologici, e gli ambiti applicativi, si nota una certa polarizzazione (vengono riportate solo le tecnologie maggiormente utilizzate):

 

Ambiti applicativi vs cluster tecnologici

I cluster tecnologici

Per semplificare il panorama delle tecnologie IoT, abbiamo tentato una classificazione di esse in una serie di cluster, sulla base delle loro caratteristiche di funzionamento (distanze di comunicazione, topologia della rete, etc.).

 

Cellular

Questo cluster raggruppa tutte le tecnologie di comunicazione cellulare come GSM (2G), GPRS, HSPA (3G), LTE (4G), ecc.
Visto il consumo energetico notevole di questa tecnologia, la sua applicabilità si limita sostanzialmente agli scenari dove i nodi hanno già un fonte di alimentazione “cablato”.
Tuttavia questa tecnologia rimane molto significativa sia per quanto riguarda il suo uso per l’implementazione dei gateway, che per tutte le applicazioni M2M esistenti che non richiedono una comunicazione molto frequente.

 

RFId passivo

La tecnologia RFId passiva è vista come requisito minimo che consente ad un oggetto di essere considerato attinente alla paradigma IoT (es. LF, HF, NFC, UHF).
In quanto i tag RFId passivi non hanno un fonte di alimentazione proprie, le loro prestazioni sono molto base e la loro raggiungibilità dipende dal interrogatore (reader), quindi le funzioni che possono offrire sono molto limitate (di solito si limitano a riportare un loro identificativo).

 

RFId attivo

I tag RFId attivi possono essere inquadrati in due classe:
  • Con funzionalità base, quindi molto simili ai tag passivi ma comunque differenziati da questi per il loro raggio di comunicazione molto più ampio dovuto alla presenza di una batteria a bordo (es: Telepass)
  • Con funzionalità estese, creando proprie e vere reti di tag; questo caso può essere assimilato molto di più alla classe Wireless Sensor Networks, in quanto offrono funzionalità molto simile a questi: creazione di una rete mesh tra i tag, instradamento dei pacchetti, ecc. (es: IEEE 18000-7, DASH7)
In questo cluster abbiamo incluso solo i tag con funzionalità base, mentre gli altri vengono inclusi nello cluster “reti mesh low-power”.

 

Wbus

Questo cluster include i standard di comunicazione che si propongono come semplici alternative radio alle soluzioni cablate
I protocolli di comunicazione raggruppati in questo cluster supportano solo collegamenti point-to-point e di solito non implementano i livelli di rete/trasporto dello stack TCP/IP
L’utilizzo primario è nel ambito M2M base, e più recentemente si stanno proponendo per il mercato del metering.
Un esempio di un standard di questo tipo è il Wireless M-Bus, protocollo che supporta anche la frequenza di 169MHz.

 

PLC

Le tecnologie Power Line Communications coprono una vasta gamma di modalità di comunicazione basate su onde convogliate attraverso la rete elettrica
Esistono vari protocolli che standardizzano le tecnologie PLC:
  • Per comunicazioni sulla rete elettrica a bassa tensione (230V), questa tecnologia si propone come un’alternativa alle classiche tecnologie LAN, come l’Ethernet cablato o la WiFi (es: IEEE 1901, HomePlug); in alcuni casi la stessa tecnologia viene utilizzata per la comunicazione con i smart-meter elettrici (es: caso Enel con protocollo LonWorks)
  • Per tele-monitoraggio/tele-controllo dei dispositivi nella rete di distribuzione elettrica a media/alta tensione, per esempio per il controllo della illuminazione pubblica (es: G3-PLC)

 

WiFi

Con la tecnologia WiFi si intendono i vari protocolli che consentono l’accesso senza fili ad una rete locale a banda larga, di solito trovati sotto lo standard IEEE 802.11.

 

Personal communication

Questo cluster raggruppa i standard intesi per la comunicazione in una PAN (Personal Area Network) tra diversi dispositivi vicini ad un singolo utente (telefonini, iPod, dispositivi per la fitness, ecc.)
Nell’ambito IoT le tecnologie considerate in questo ambito consentono ai sensori/nodi di scambiare dati con un dispositivo utente personale attraverso dei protocolli pensati per un scambio di dati a banda strettissima (es. Bluetooth Low Energy, ANT)

 

Reti mesh low-power

Questo ultimo cluster raggruppa le classiche reti di sensori wireless (WSN) che formano delle reti complesse, multi-hop, e che supportano algoritmi di instradamento dati (es: ZigBee, WHart, DASH7)
Di solito questi protocolli coprono tutti i livelli dello stack TCP/IP sotto il livello applicativo, a volte spingendosi anche a definire profili applicativi di funzionamento.