61 / 100
Automazione e Strumentazione
Marzo 2018
ALIMENTARE
applicazioni
61
cole. Tuttavia l’equilibrio delle funzioni dimo-
stra che la soluzione migliore per molte appli-
cazioni è la tecnologia LoRaWan. Nonostante
l’ampia portata garantita dal cellulare, la coper-
tura nelle aree rurali può risultare irregolare.
Inoltre i dati trasmessi mediante una rete di cel-
lulari comportano dei costi che dipendono dalla
quantità dei dati stessi.
La tecnologia SigFox ha il vantaggio di offrire
piani tariffari forfettari e di essere supportata da
hardware come i moduli AX-Sfeu di ON Semi-
conductor. Invece come tecnologia di rete pre-
senta una serie di limitazioni. La velocità di tra-
smissione è relativamente bassa, compresa tra 10
bit/s e 1 kbit/s, il che potrebbe non essere un pro-
blema per le applicazioni agricole dove le letture
vengono rilevate anche dieci volte al giorno per
ogni sensore. SigFox è anche un collegamento
unidirezionale. Questo aspetto offre un vantag-
gio in termini di
consumo energetico dei nodi
sensori
: infatti non hanno bisogno di consumare
energia per rilevare le trasmissioni e si limitano
ad attivare il collegamento RF quando devono
inviare dei dati. Invece i controller degli attuatori
riceverebbero solo comandi.
Creare reti per l’agricoltura
Tuttavia, in un ambiente in cui gli agricoltori
devono gestire
molti chilometri quadrati di
terreno
, l’impossibilità di rilevare lo stato delle
pompe e delle valvole o di eseguire test mirati
sui sensori può rendere la manutenzione più
complessa e costosa. La tecnologia LoRaWan,
sviluppata da
Semtech
, offre agli utenti IoT la
possibilità di accedere a Internet attraverso una
propria rete di stazioni base, garantendo un mag-
giore controllo e una potenziale riduzione dei
costi operativi, oppure attraverso un crescente
numero di operatori commerciali. Diversi gruppi
stanno riducendo al minimo i costi di configura-
zione della rete mediante il crowdsourcing. Ad
esempio, nel Regno Unito, alcune comunità di
Oxford, Calderdale e altre località hanno creato
reti LoRaWan per gestire le alluvioni. Gli agri-
coltori possono facilmente collaborare tra loro
condividendo l’accesso ai nodi LoRaWan che
coprono i rispettivi campi. Un programma di
questo tipo consente a un agricoltore di accedere
ai dati da sensori che sono più vicini al router
LoRaWan di un vicino che al suo.
LoRaWan conta sul supporto di molti fornitori.
STMicroelectronics
offre una serie di kit di
sviluppo Nucleo per il protocollo di rete, oltre al
modulo
LoRa RN2483
di
Microchip Techno-
logy
e alla famiglia di dispositivi di interfaccia
SX127x di Semtech. Rispetto ai sistemi radio
tradizionali, la tecnologia LoRaWan ha il van-
taggio di offrire l’accesso a dispositivi interrati,
tra cui sensori d’acqua per parcheggi e valvole
di irrigazione sotterranee, inoltre ha un rag-
gio di trasmissione nell’ordine dei 10 km. La
resistenza alle interferenze provenienti da altri
utilizzatori di bande senza licenza è garan-
tita dall’uso di uno schema di modulazione ad
ampio spettro. Le velocità di trasmissione rag-
giungibili vanno da 300 bit/s a 50 kbit/s, simili a
quelle delle connessioni GPRS esistenti.
Un ecosistema di tecnologie nuove
La scelta dell’RF dipende dal tipo di applica-
zione. Le
schede Pycom
sono perfette come
piattaforme perché ne esistono versioni per
WiFi a lungo raggio, che supportano distanze
fino a 1 km, SigFox e LoRaWan. Un modo
veloce ed economico per rilevare dati sul
campo per il controllo di missione consiste
nell’impostare diversi moduli a batteria col-
legati ai sensori interrati mediante un modulo
collegato al Raspberry Pi dell’azienda agricola,
mettendo così a disposizione dell’agricoltore
una
dashboard in tempo reale
.
Un’altra importante tecnologia wireless per
l’agricoltura è quella
GPS
(Global Positioning
System). La capacità di rilevare una posizione
all’interno di un campo contribuisce ad auto-
matizzare operazioni come aratura o distribu-
zione di fertilizzanti e pesticidi. Il settore si
sta gradualmente spostando verso
trattori e
robot automatici
. Ma anche nel caso dei trat-
tori a comando manuale, la presenza del GPS
consente di far funzionare i veicoli per più ore
anche quando i livelli di visibilità impedireb-
bero qualsiasi attività. Anche in buone condi-
zioni, la guida ‘GPS-assisted’
migliora l’effi-
La tecnologia di comunicazione wireless LoRa può consentire
la comunicazione a distanze nell’ordine dei chilometri
e permettere l’accesso a dispositivi interrati come sensori,
valvole e pompe