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Automazione e Strumentazione
Ottobre 2017
WIRELESS
approfondimenti
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quency IDentification) è fondamentale per
l’IoT in quanto consente di attivare un percorso
di tracciabilità e di rintracciabilità associato a
un processo di identificazione univoca.
In questo scenario l’interconnessione garantita
dall’Internet of Things mette al centro alcuni
scenari ben definiti: controllo remoto di mac-
chine e impianti, M2M (Machine-To-Machine),
servizi e connettività industriale di teleassi-
stenza, telecontrollo, mobile app, trasmissioni a
corto raggio e 5G.
Teleassistenza e telecontrollo
Teleassistenza e telecontrollo stanno riscuo-
tendo un rinnovato interesse grazie all’IoT e ai
servizi offerti dalle di nuove
tecnologie abili-
tanti
e dalla
sensoristica avanzata
che fornisce
in tempo reale le informazioni sullo stato del
processo produttivo.
Attraverso il monitoraggio e il controllo remoto
dei macchinari con un flusso continuo di infor-
mazioni e le opportune politiche di sicurezza,
i produttori possono implementare servizi di
manutenzione
reattiva,
predittiva
, proattiva e
a lungo termine. Nel caso della teleassistenza,
uno specialista da remoto può sfruttare la pro-
pria expertise per agevolare le attività del tec-
nico in campo grazie anche all’impiego di tec-
nologie indossabili e IoT.
Sistemi di teleassistenza e di telecontrollo di
nuova generazione assicurano l’elaborazione e
l’analisi di quantità enormi di dati con sensoristica
smart e cloud computing. Ciò permette decisioni e
previsioni migliori su produzione e consumi, oltre
che lo sviluppo di sistemi produttivi on demand.
Reti LPWAN
Abbiamo assistito nello scorso decennio al conso-
lidarsi di tecnologie radio a corto raggio sempre
più performanti in termini di consumi (Es. Blue-
tooth, ZigBee e altre) sebbene contraddistinte da
una portata limitata (generalmente inferiore ai
100 metri). Con l’emergere dell’IoT queste tec-
nologie sono cresciute e si sono affiancate a nuovi
standard radio a
bassa potenza
in grado di effet-
tuare comunicazioni su distanze maggiori, le reti
LPWAN
(Low-Power Wide-Area Network).
A differenza dei sistemi 2G, 3G o 4G, una rete
LPWAN adotta uno schema di modulazione con
basse velocità di trasmissione dati (throughput) e
potenze di trasmissione ridotte, al fine di garan-
tire una maggiore tolleranza nei confronti delle
interferenze e dell’attenuazione del segnale.
Nello stesso tempo LPWAN richiede ricevitori
con una
sensibilità molto elevata
per mante-
nere una connessione in presenza di segnali di
ingresso relativamente deboli. Una rete LPWAN
è dunque ottimizzata per applicazioni
M2M
e
IoT che richiedono bassi consumi e ridotte velo-
cità di trasferimento dati.
Le principali tecnologie LPWAN sono LoRa -
LoRaWAN (la rete su cui sono stati sviluppati
dei progetti che si ispirano all’idea di Open Data),
SigFox (più limitata rispetto al sistema LoRa in
termini di dimensione e frequenza del trasferi-
mento dati, ma con una copertura molto estesa),
Nwave, Ingenu e altre.
Reti 5G
Le previsioni stimano la standardizzazione delle
reti 5G entro il 2020. Le tecnologie 5G sono
candidati ideali a sostenere la quarta rivoluzione
industriale, in quanto promettono di abilitare le
funzionalità necessarie all’IoT, la disponibilità di
banda ultra larga, l’efficienza energetica.
Ciò che differenzia 5G dalle reti di precedente
generazione è la possibilità di abilitare molte-
plici servizi a una
velocità di collegamento più
elevata a una più bassa latenza
. Pensiamo ad
esempio alla connessione tra macchine, ai robot
industriali che devono operare simultaneamente
su più fronti o ai sistemi di guida autonoma.
Il 5G rappresenterà inoltre la fine dei chip inse-
riti nei dispositivi portatili e favorirà la diffusione
definitiva dell’IoT. Si prevede che nel corso dei
prossimi anni riusciremo a sfruttare frequenze
tra i 6 e i 100 GHz, usando lo stesso approccio
MIMO (Multiple Input Multiple Output) presenti
in molti router wireless. L’idea di fondo è quella
di utilizzare molte antenne per coprire grandi
distanze con velocità fino a 100 Gbps.
Soluzioni RFID
Pur essendo presente nel mondo della produzione
da oltre 25 anni, nel contesto dell’IoT la tecno-
logia RFID (Radio Frequency IDentification)
riveste una posizione chiave. Fornisce infatti un
prodotto e i relativi componenti di una propria
memoria, oltre ad essere applicabile in modo effi-
cace all’
intero
processo di produzione
. Con il
supporto di tali dati è possibile ottimizzare le pro-
cedure di automazione, realizzare prodotti per-
sonalizzati, memorizzare i dettagli del prodotto
all’interno del prodotto stesso.
Le principali applicazioni che vedono protagoni-
sta la tecnologia RFID utilizzabile anche in modo
aggregato tramite i Big Data coprono la gestione
di: produzione, logistica, scorte di magazzino,
manutenzioni, sicurezza degli operatori, ‘made
in’ e certificazioni di qualità.