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NOVEMBRE 2023 FIELDBUS & NETWORKS 44 Fieldbus & Networks N egli ultimi anni le tecnologie di rete wireless hanno svolto un ruolo fon- damentale nello sviluppo di una vasta gamma di applicazioni aventi la neces- sità di rendere facilmente condivisibile l’informazione. Infatti, le tecnologie cablate per- mettono di creare reti con una specifica topologia e richiedono, dunque, un notevole lavoro per la loro installazione. Al contrario, le tecnologie wireless permettono di creare reti ad hoc a basso costo, anche grazie al modesto lavoro di installazione necessario, garantendo una buona scalabilità del sistema e una facile riconfigurazione. Queste ottime caratteristiche hanno facilitato lo sviluppo di svariate applicazioni le quali, grazie all’utilizzo di dispositivi in grado di interagire con l’ambiente circostante e controllabili quasi diret- tamente dall’utente, passano dall’automazione di sistemi industriali e domestici al monitoraggio ambientale, fino a sistemi di sicurezza e alle appli- cazioni medicali. Cosa sono le WSN Una rete di sensori wireless (WSN - Wireless Sensor Network) consiste in una rete formata da dispositivi, normalmente con ridotta complessità e grandezza, chiamati ‘nodi sensori’, che possono raccogliere informazioni dall’ambiente circostante e comunicarle attraverso vari mezzi trasmissivi verso altri nodi, i quali possono servirsene localmente op- pure trasmetterle a loro volta, attraverso l’utilizzo di un gateway, verso altre reti (tipicamente Inter- net). Il sensore è dunque il più semplice dispositivo del network e di numero notevolmente maggiore rispetto al numero dei restanti dispositivi presenti nella rete. Risulta quindi di fondamentale impor- tanza contenerne l’estensione e soprattutto il costo. Un ulteriore fattore da considerare relativamente al sensore è il consumo di energia, in quanto spesso questi dispositivi sono alimentati da batte- rie. Al fine di consentire alla rete di operare per un tempo ragionevole, dunque, i nodi sensori devono essere in grado di sfruttare adeguatamente l’ener- gia fornita dalle batterie per un periodo sufficiente, ovvero in molte applicazioni dell’ordine di anni. Anche il consumo di energia rappresenta perciò un fattore di merito importante nella progettazione di tali dispositivi, il quale può essere raggiunto uti- lizzando tecniche energeticamente efficienti, sia nella fase di trasmissione, sia in quella di elabo- razione dell’informazione, come per esempio la cooperazione tra i nodi nella consegna dell’infor- mazione al nodo coordinatore, o ‘base station’ (si veda figura 1). Building blocks LE WIRELESS SENSOR NETWORK GRAZIE AI BASSI COSTI DI INSTALLAZIONE, ALLA BUONA SCALABILITÀ E ALLA FACILE RICONFIGURAZIONE LE TECNOLOGIE WIRELESS SVOLGONO UN RUOLO DI PRIMO PIANO NELLO SVILUPPO DI UNA VASTA GAMMA DI APPLICAZIONI ANCHE NELL’INDUSTRIA Stefano Maggi Fonte: foto Shutterstock In ambito industriale, dove rumore e interferenze sono la normalità, le reti WSN devono affrontare diverse sfide tecniche ai fini dell’ottimizzazione delle trasmissioni Fig.1 - Esempio di struttura di una rete WSN