AES_6 2023

Automazione e Strumentazione n Settembre 2023 Approfondimenti 43 INDAGINE Aumentata e Virtuale (manutenzione e formazione), Digital Twin (simulazioni), Big Data (analisi dati, trend e decision making). La crescita dell’Internet of Things negli ultimi anni è andata infatti di pari passo con quella dei sensori. Secondo il rapporto ‘IoT Sensor Market Report 2022-2027’ di Global Information Research , il mercato dei sensori IoT ha raggiunto i 10,9 miliardi di dollari nel 2022 e si prevede che crescerà a un tasso di crescita annuale composto del 16% nei prossimi cinque anni. Con circa 14 miliardi di connessioni IoT attuali, si stima che siano stati installati più di 50 miliardi di sensori connessi. Questo volume d’affari indica chiaramente come le soluzioni IoT industriali siano destinate a portare un cambiamento sostanziale nell’automa- zione industriale. Cos’è un sensore IoT Un sensore IoT è un dispositivo caratterizzato da bassa impronta energetica e ampie opzioni di con- nettività, per lo più wireless, oltre che da tecnologie di sicurezza avanzate come la crittografia e i pro- tocolli di autenticazione. Altri suoi punti di forza sono l’analisi dei dati e l’apprendimento automatico. La mole crescente di dati raccolta dai sensori IoT è analizzata in tempo reale per fornire preziose infor- mazioni da utilizzare nei processi decisionali. Sono inoltre in corso costanti progressi nella connettività 5G, nell’Intelligenza Artificiale, nell’Edge Compu- ting, nei dispositivi autonomi, embedded, indossa- bili, a semiconduttore e miniaturizzati. Questi fattori consentiranno nuove applicazioni e casi d’uso. D’al- tra parte anche l’affidabilità e la qualità sono fonda- mentali per il successo dei sensori IoT. Per questo motivo, nella loro scelta è importante considerare con attenzione elementi come la portata, il consumo energetico, la velocità di trasferimento dei dati, il tipo di misura rilevata, le condizioni ambientali e il tipo di applicazione. Per quanto riguarda la diffe- renza tra i sensori IoT e IIoT, si può osservare che questi ultimi hanno la capacità di raccogliere i dati dalla macchina e di trasferirli al personale operativo in tempo reale e ai sistemi centralizzati dell’azienda. Tecnologie e trend nella sensoristica IoT Non possiamo parlare di sensori IoT senza sottoline- are l’importanza degli standard di comunicazione. MQTT è il principale protocollo di comunicazione IoT basato su un modello publish-subscribe bidi- rezionale di tipo TCP/IP. REST è un protocollo di trasferimento ipertestuale scalabile utilizzato per la comunicazione edge-to-cloud. NodeRED è una piattaforma open-source sviluppata da IBM per collegare API, hardware e servizi online. Time- Sensitive Networking (TSN) consente il controllo e la definizione di priorità dei flussi di dati nelle reti Ethernet. Chatty Things è un framework aperto Il soft sensing, cioè la sensoristica virtuale e inferenziale, permette di ottenere grandezze qualitative non misurabili Copertura Banda Trasmissione dati Consumo Architetture 5G 10 m - 5 km 600/700/850 MHz; 2,5/3,5/3,7 GHz 1 - 10Gbps Medio-Alto Ibrida Bluetooth Low Energy 10 m - 1,5 km 2,4 Ghz 125 kbps -2 Mbps Basso Punto-punto, stella, Mesh, Broadcast Ingenu 1 km - 10 km 2,4 Ghz 624 kbps Basso LTE-M 1 km - 10 km 1,08 MHz 1 Mbps Medio Stella NB-IoT 1 km - 10 km 200 kHz 200 kbps Basso Stella NFC / RFID 10 cm – 10 m 860/960 MHz; 125/134 kHz; 13,56 MHz 424 Kbps Basso Punto-punto, stella Sigfox 3 km - 50 km 868/902 MHz 100-600 bps Basso Stella LoRaWan 2 km - 20 km 434/868/780/915 MHz 10-50 kbps Basso Stella Wi-Fi 15 m - 100 m 20/40/80/160 Mhz 54 Mbps - 1,3 Gbps Medio Mesh, stella Wireless Hart 250 m 2,4 GHz 250 kbps Basso Mesh, stella Weightless-P 2 km 12,5 kHz 200 bps - 100 kbps Basso Stella Z-Wave 30-100 m 900 MHz 40-100 bbps Basso Mesh Zigbee 15-150 m 868/915 MHz; 2,4 GHz 9,6-40 kbps Basso Mesh Principali tecnologie wireless per sensori IoT/IIoT