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Rete IoT AUTOMAZIONE OGGI 76 | MARZO 2022 AUTOMAZIONE OGGI 436 Se necessario, il gateway Border può essere alimentato da celle solari, sebbene sia disponi- bile anche il supporto per l’alimentazione e la connettività Ethernet cablata, qualora fossero disponibili presso il sito di confine. Piattaforma Silvanet Cloud I nodi di rilevamento, le reti mesh e i gateway sono progettati per trasmettere i dati pre-ela- borati provenienti da tutta la foresta alla piat- taforma Silvanet Cloud. La piattaforma fornisce una soluzione completa per il rilevamento degli incendi boschivi e il monitoraggio dello stato di salute e di crescita della foresta. L’applicazione Silvanet può raggruppare sensori e gateway in base sia all’area geografica sia alle caratteristi- che. I dettagli relativi a ciascun sensore, in parti- colare il loro stato di rilevamento degli incendi, sono mostrati su una mappa. Le sfide ingegneristiche Benché Dryad vanti un team esperto di fonda- tori con un’ampia varietà di competenze, im- plementare Silvanet rappresenta pur sempre una vera sfida. Insieme all’hardware, Silvanet prevede lo sviluppo del firmware per l’analisi dei dati. Tale ambiente è soggetto a vincoli energetici e richiede caratteristiche specifiche quali aggiornamenti over-the-air, protezione IoT, implementazione LoRaWAN (utilizzando parti Semtech) e conformità agli standard. A questo si aggiunge la capacità di creare colle- gamenti proprietari tra i gateway Mesh, l’inte- grazione di molteplici forme di connettività RF nei Border Gateway o nella piattaforma e l’a- nalisi cloud. Tutto ciò deve essere implemen- tato in apparecchiature funzionanti a bassa potenza nel difficile ambiente RF di una fore- sta, con pannelli solari spesso in ombra e con specifiche di robustezza sufficienti per garan- tire una lunga vita operativa. Soprattutto per quanto riguarda i sensori Wildfire, il tutto deve essere realizzato nel modo più economico possibile per consentire un’implementazione sostenibile su larga scala. Secondo quanto ha dichiarato Brinkschulte “Volendo mettere qualcos’altro nell’elenco, le comunicazioni RF nella foresta sono impegnative perché ogni al- bero è una barriera piena d’acqua che assorbe le onde radio”. All’implementazione RF sono legate altre sfide. Le trasmissioni radio sia Lo- RaWAN che 4G nei Border Gateway devono essere sempre attive perché devono essere pronte ad accettare i dati dai nodi Wildfire o i messaggi in entrata dal cloud. Se la con- nettività 4G LTE-M non è disponibile occorre ricorrere ai protocolli 2G, il che aumenta il con- sumo energetico. “Una sfida chiave per noi è il design a bassis- sima potenza dell’hardware del sensore” ha affermato Brinkschulte. “Benché occorra svol- gere dei compiti molto complessi, dobbiamo lavorare in un ambiente in cui è disponibile pochissima energia. Occorre indagare sulle composizioni dei gas ed eseguire il software ML: il tutto deve funzionare in modo affidabile per permetterci di rilevare gli incendi molto ra- pidamente. Questi sono obiettivi in contrasto tra loro, quindi una sfida è selezionare i com- ponenti a bassissima potenza più adatti. “Allo stesso tempo, il prezzo è fondamentale: affin- ché il sistema funzioni, occorre distribuire per la foresta centinaia di migliaia se non milioni di sensori Wildfire e gli oneri legati a ciascun com- ponente implementato su questa scala contri- buiscono al costo del sistema. Non possiamo scegliere un componente che funziona molto bene ma che fa aumentare la distinta base: uc- ciderebbe il prodotto”. Collaborazione per approfondimenti di mercato Dryad ha collaborato con il distributore di com- ponenti elettronici Avnet Silica per esplorare delle opzioni di approvvigionamento com- ponenti in grado di affrontare queste difficili sfide. Ad esempio, il progetto iniziale utilizza un microcontrollore STM 32 WL a bassissima potenza che integra direttamente la radio LoRa e che dispone delle prestazioni necessarie per analizzare i dati del sensore con una sofistica- tezza sufficiente per rilevare tempestivamente gli incendi senza creare falsi positivi. “Dob- biamo farlo a livello di sensore perché non abbiamo una larghezza di banda sufficiente per trasmettere tutti i dati rilevati alle risorse di analisi cloud” ha affermato Brinkschulte. “Ap- prezziamo molto i confronti che stiamo avendo con gli esperti Avnet Silica. Stanno portando molte idee e individuando dei componenti che potrebbero ottimizzare le prestazioni del sistema.Dryad sta già esaminando potenziali ottimizzazioni dei progetti hardware puntando a consumi e costi ancora più bassi, e su questi aspetti vi è un confronto costante in merito ai chipset da utilizzare. Dobbiamo avere dei costi davvero contenuti e delle potenze ultra-basse perché se si dimezza il consumo energetico del dispositivo è possibile dimezzare le dimensioni del pannello solare e delle risorse di accumulo Grazie alle celle solari con cui è equipaggiato, il sensore Silvanet Wildfire di Dryad è in grado di rimanere operativo nell’arco di un periodo che può arrivare a 15 anni Il gateway mesh Silvanet connette più reti LoRa a stella secondo una configurazione daisy-chain che aumenta la portata