FEBBRAIO 2012
FIELDBUS & NETWORKS
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presta poi naturalmente all’elaborazione numerica e all’estrazione,
per mezzo di algoritmi di calcolo, delle informazioni d’interesse dalla
scena ripresa.
Reti di sensori per monitoraggio ambientale
Le reti di sensori wireless offrono interessanti potenzialità dal punto di
vista delle applicazioni urbanistiche, per esempio offrono la possibilità
di raccogliere dati (tipicamente ambientali) su una griglia finemente
suddivisa del territorio, così da elaborare modelli sufficientemente
accurati dei fenomeni osservati. Uno studio condotto dall’Università
di Tokio-Denki ha dimostrato l’importanza della microgranularità della
rete sensoriale nell’elaborazione di un modello sufficientemente af-
fidabile del microclima cittadino. La rete UScan (Urban Scanning)
messa a punto dai ricercatori giapponesi ha permesso di realizzare
un sistema di navigazione accessibile via cellulare, atto a suggerire i
percorsi pedonali termicamente più confortevoli. Avere la possibilità
di trovare un percorso all’ombra verso la destinazione designata, o
anche un’oasi fresca, graziata dal vento, nelle torride giornate estive
può migliorare sensibilmente la qualità della vita nei centri urbani.
L’architettura del sistema Uscan prevede tre elementi: sensori, bridge
wireless (Wbridge) e un server centralizzato accessibile via Internet.
I sensori comunicano con i bridge ogni pochi secondi per mezzo di
collegamenti radio nella banda ISM; i bridge sono connessi a Internet
e inviano i dati al server, che provvede a inserirli in un database e a
elaborare le informazioni che verranno poi erogate da un Web server.
Tramite un’applicazione installata sul proprio cellulare, i pedoni pos-
sono richiedere i dati necessari a elaborare il percorso di massimo
comfort verso la destinazione da raggiungere. Si possono utilizzare
sistemi di questo tipo per creare reti di monitoraggio ambientale e di
rilevamento dei parametri d’inquinamento atmosferico da utilizzare in
concomitanza con i sistemi di traffico ITS. Soluzioni con diverse centi-
naia di sensori stanno diventando accessibili grazie all’abbattimento
del costo dei moduli di comunicazione wireless e alla crescente di-
sponibilità di sistemi di energy harvesting, che rendono superflue, am-
messo che fossero praticabili in prima istanza, le connessioni a una
rete cablata di alimentazione o le costose operazioni di sostituzione
periodica delle batterie dei singoli sensori.
Le tecnologie wireless, grazie al relativo basso costo infrastrutturale, ben si
prestano alla realizzazione di soluzioni di rete per l’urbanistica. A seconda
della copertura e della richiesta di banda, sono possibili diverse modalità di
comunicazioni senza fili. Quelle radio in banda UHF e VHF, più precisamente
nell’ambito della banda ISM (Instrumentation, Scientific and Medical), si
possono usare per implementare comunicazioni di corto e lungo raggio per
applicazioni di controllo del traffico. Sul corto raggio spicca il ruolo degli
standard Ieee 802.11 e 802.15.4, che fanno capo alle due tecnologie WiFi e
Zigbee. Il primo si presta alla realizzazione di reti LAN (Local Area Network)
con un diametro dell’ordine del centinaio di metri (ampliabile ricorrendo a
configurazioni di rete ad hoc o mesh), mentre il secondo, maggiormente
orientato alle reti PAN (Personal Area Network) a bassa velocità, pone l’ac-
cento sul basso costo e il ridotto consumo energetico. I nodi Zigbee dispon-
gono di una modalità di funzionamento a basso consumo che permette
loro di passare la maggior parte del tempo in uno stato di ‘ibernazione’, per
‘svegliarsi’ quando sia necessario inviare o ricevere dati, nel giro di 30 ms o
meno. Per le comunicazioni wireless su lunghe distanze è possibile appog-
giarsi allo standard Ieee 802.16 (Wimax) o alle tecnologie GSM, Gprs e 3G.
L’incremento di range e prestazioni è tuttavia associato a un concomitante
incremento dei costi dell’infrastruttura o alla necessità di pagare dei fornitori di servizi per potersi avvalere della loro.
Per le modiche quantità di dati che vengono trasferite nella maggior parte delle applicazioni urbanistiche (a eccezione
dello streaming video ad alta definizione), semplici connessioni GSM o Gprs rappresentano soluzioni più che adeguate.
COMUNICAZIONI WIRELESS
L’architettura della rete distribuita di sensori wireless Uscan
prevede tre elementi: sensori, bridge wireless (Wbridge) e un
server centralizzato accessibile via Internet dagli utenti
La connettività Gprs, adeguata alla
maggior parte della applicazioni in
urbanistica, è supportata dai controllori
industriali dei principali produttori
Fonte: Panasonic
Fonte: Tokio Denki University
