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Marzo 2018
Automazione e Strumentazione
WIRELESS
approfondimenti
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passo successivo è quello di inserire la secu-
rity tra i requisiti di sistema per chi progetta,
sviluppa, usa e mantiene tali sistemi.
Reti LPWAN
Impegno essenziale nel nuovo paradigma 4.0
è quello di
ridurre i consumi energetici
e di
slegare i sensori dalla rete elettrica per ren-
derne
più facile l’installazione
. Abbiamo
assistito nello scorso decennio al consolidarsi
di tecnologie radio a corto raggio sempre più
performanti in termini di consumi (Es. Blue-
tooth Low Energy, ZigBee e altre) ma con una
portata limitata (generalmente inferiore ai 100
metri). Negli ultimi anni sono emerse nuove
tecnologie radio a bassa potenza in grado di
effettuare comunicazioni su distanze maggiori,
le reti LPWAN.
A differenza dei sistemi 2G, 3G o 4G, una
rete LPWAN adotta uno schema di modu-
lazione con
basse velocità di trasmissione
dati
(throughput) e
potenze di trasmissione
ridotte
, al fine di garantire una maggiore
tolleranza nei confronti delle interferenze e
dell’attenuazione del segnale. Nello stesso
tempo LPWAN richiede ricevitori con una
sensibilità molto elevata
per mantenere una
connessione in presenza di segnali di ingresso
relativamente deboli. Una rete LPWAN è dun-
que ottimizzata per applicazioni M2M e IoT
che richiedono bassi consumi e ridotte velocità
di trasferimento dati.
Le principali tecnologie LPWAN sono
LoRa
–
LoRaWAN
(la rete su cui sono stati svilup-
pati dei progetti che si ispirano all’idea di Open
Data),
SigFox
(più limitata rispetto al sistema
LoRa in termini di dimensione e frequenza del
Figura 2 - Evoluzione Reti 5G (Qorvo)
Gamma di frequenza
LF
HF
UHF
Microonde
Frequenza tipica
124..135 kHz
10..13,56 MHz
850..950..MHz
2,45..5,8 Ghz
Copertura
~ 10 cm
~ 1 m
2..5 m
~ 15 m
Accoppiamento
Magnetico, elettrico
Magnetico, elettrico
Elettromagnetico
Elettromagnetico
Alimentazione tag
Generalmente tag passivi ad
accoppiamento induttivo
Generalmente tag passivi ad
accoppiamento induttivo o
capacitivo
Tag attivi o tag passivi ad
accoppiamento capacitivo
Tag attivi o tag passivi ad
accoppiamento capacitivo
Caratteristiche tag
e antenne
Tag e antenne costose.
Poco sensibile alla degra-
dazione del segnale dovuta
ad agenti esterni. Non con-
sente la lettura a distanze
molto brevi
Meno costosi dei tag indut-
tivi LF. Distanza di lettura e
velocità di trasferimento dati
inferiori rispetto ai tag UHF.
Indicati per applicazioni con
distanze ridotte e pochi tag.
Meno costosi dei tag HF e
LF grazie ai recenti migliora-
menti nella progettazione e
produzione dei relativi chip.
Caratteristiche simili ai tag
UHF ma con migliori presta-
zioni. Segnale più direzio-
nale. Elevata degradazione
del segnale ad opera di
agenti esterni.
Applicazioni tipiche
Controllo accessi, traccia-
mento animali, smart card,
ticketing, antitaccheggio
Smart cards, controllo
accessi, tracciamento di
prodotti e oggetti, librerie,
videostore, supply chain
Tracciamento
contenitori,
sistemi di pedaggio elettro-
nico, gestione bagagli, supply
chain, controllo accessi, sicu-
rezza identificazione veicoli
Supply chain, sistemi di
pedaggio elettronico, con-
trollo accessi, sicurezza,
identificazione veicoli
Tabella - Classificazione sistemi RFID
Figura 1 - Esempio di rete IoT - LPWAN con tecnologia LoRa