IoT paradigma fondamentale per una Smart City

Le Smart City costituiscono uno dei principali campi di applicazione e sviluppo delle tecnologie IoT (Internet of Things).

 L’IoT pilastro imprescindibile per una Smart City

Oggi dietro ogni nodo di Internet può esserci una persona o un oggetto in grado di eseguire azioni in piena autonomia, offrendo efficienza elevata. È il c.d Internet delle Cose (IoT: Internet of Thinghs), il paradigma ideale per fornire servizi pubblici di elevata qualità e quindi pilastro imprescindibile per una Smart City.

Infatti, ormai non può esistere una Smart City senza IoT. Milioni di oggetti intelligenti, ai quali viene assegnato un indirizzo IP, sono connessi ad Internet e sono in grado di generare e comunicare dati. Convenzionalmente un qualsiasi oggetto, per essere definito smart, deve essere caratterizzato da un proprio identificativo (un numero IP) ed essere dotato della capacità di trasmetterlo.

L’IoT consente ad una Smart City di elevare la soglia di efficienza dei servizi offerti nei settori della produzione di beni e servizi, della domotica, della sicurezza pubblica, della tutela ambientale, della sanità, dell’illuminazione pubblica e dei trasporti pubblici.

 I componenti dell’IoT

La tecnologia IoT prevede l’integrazione delle sottonotate quattro componenti distinte:

• Sensori/Dispositivi: che raccolgono dati dall’ambiente in cui sono posizionati. I sensori possono far parte di un dispositivo come, ad esempio nel caso dello smartphone che costituisce un dispositivo dotato di più sensori: fotocamera, lettore biometrico di impronte digitali, GPS, etc.;
• Connettività: che consente la comunicazione di dati tra oggetti intelligenti tramite Bluetooth oppure l’invio dei dati raccolti dai sensori/dispositivi verso il cloud, tramite un gateway/router o una connessione diretta a Internet;
• Capacità computazionale: che si traduce nello sviluppo di un processo semplice (come ad esempio, come controllare che la lettura della temperatura rientri in un intervallo accettabile) o anche un processo molto complesso, come ad esempio un riconoscimento biometrico facciale;
• Interfaccia utente: gli insights, i.e. le informazioni derivate dall’elaborazion,e sono rese disponibili all’utente finale tramite apposita interfaccia. Così ad esempio un utente potrebbe voler controllare i feed video nel suo appartamento tramite una app del suo smartphone. Peraltro lo stesso utente finale può anche eseguire un’azione e influenzare il sistema, come ad esempio accendere l’impianto di riscaldamento del suo appartamento. Tale azione, peraltro, può comunque, anche essere eseguita automaticamente dal sistema tramite regole predefinite e specifici attuatori.

Le proprietà/funzionalità degli oggetti intelligenti

Gli oggetti intelligenti si caratterizzano per una o più delle seguenti proprietà/funzionalità:

• Self-awareness, che comprende il possesso di un identificativo digitale univoco nonchè la capacità di monitorare il funzionamento e l’eventuale necessità di assistenza;
• Interazione con l’ambiente circostante, che comprende la raccolta di dati tramite “sensing”(i.e. la misura di variabili di stato come la temperatura, il fumo o il livello di inquinamento) o tramite “metering” (i.e. la misura di variabili di flusso come il consumo di energia elettrica, acqua e gas). L’interazione con l’ambiente circostante può anche consistere nella capacità di eseguire comandi (i.e. la chiusura di una valvola in automatico nel momento in cui viene rilevato un problema).
• Elaborazione di dati: che può essere “di base” (ad esempio filtraggio, calcolo di medie) o “avanzata” (ad esempio statistiche, analisi o previsioni). Quest’ultima è un’elaborazione che avviene in locale; sulla base dei relativi esiti, l’oggetto compie azioni di conseguenza.
• Connessione/comunicazione di dati, wired o wireless per trasportare l’informazione raccolta verso un data center.

I quattro modelli di comunicazione IoT

Nel marzo 2015, l’Internet Architecture Board, un gruppo all’interno della Internet Society che sovrintende all’evoluzione tecnica di Internet, ha pubblicato una guida al networking IoT. In questa guida, che risulta ancora attuale, sono stati definiti quattro modelli di comunicazione riferiti agli “oggetti intelligenti”:

• da dispositivo a dispositivo (Device-to-Device);
• da dispositivo a cloud (Device-to-Cloud);
• da dispositivo a gateway (Device-to-Gateway);
• condivisione dei dati back-end (Back-End Data Sharing).

Da dispositivo a dispositivo

È il modello di due o più dispositivi che si connettono direttamente e comunicano tra loro, ad esempio tramite protocollo Bluetooth. Un tale modello è, in genere, utilizzato per trasferire piccoli pacchetti di dati di informazioni tra dispositivi a una velocità relativamente bassa. È solitamente applicato nella domotica o anche all’interno di autovetture per controllare la pressione degli pneumatici.

Da dispositivo a cloud

La comunicazione da dispositivo a cloud avviene tra un sensore/dispositivo IoT che si connette direttamente a un servizio cloud tramite Internet. Un tale modello è utilizzato ad esempio per visualizzare tramite il proprio smartphone ciò che viene ripreso da telecamere poste nella propria abitazione.

Da dispositivo a gateway

Nel modello Device-to-Gateway, i dispositivi IoT si connettono ad un servizio cloud attraverso un gateway cioè un dispositivo intermedio per accedere allo stesso servizio cloud. Spesso è uno smartphone a fungere da gateway. Questo serve a fornire al sistema di comunicazione particolari funzionalità fornite da apposite app come, ad esempio, quelle specificamente utilizzate per gestire l’attività fisica o l’alimentazione.

Condivisione dei dati di back-end

La condivisione dei dati back-end è un’estensione del modello device to cloud. I dati generati dai sensori/dispositivi trasmessi al cloud sono resi accessibili da terze parti autorizzate. In base a questo modello, è possibile utilizzare i dati generati dai sensori combinati con dati provenienti da altre fonti come presupposto per successive aggregazioni ed analisi.

Conclusioni

Nel quadro di situazione descritto è possibile constatare che tantissime sono le possibili applicazioni dell’IoT e le correlate opportunità offerte. Ed è facilmente prevedibile che il numero dei dispositivi/sensori connessi alla rete continuerà a crescere, svolgendo un ruolo sempre più importante nel garantire efficienza all’interno di ogni Organizzazione pubblica o privata e contribuendo, così, in modo rilevante a costruire un mondo migliore.

Giuseppe Alverone