IoT
uno strumento per conoscere
territorio, ambiente e realtà
ITIS "G. Fauser" - NOVARA 30 maggio 2012
IoT e monitoraggio ambientale2
Agenda
►L’Internet delle Cose: inquadramento
►Le attività di CSP sul monitoraggio territoriale ed ambientale■ Reti di comunicazione
■ Piattaforma IoT
■ Monitoraggio con sensori fisici e virtuali
■ Progetti in campo
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“In computing, the Internet of Things (also known as the Internet of Objects) refers to the networked interconnection of everyday objects”(Wikipedia)
► Oggetti di vario genere (PC, cellulari, elettrodomestici, veicoli, edifici, indumenti, cibo, sensori, attuatori) potrebbero comunicare tra di loro aprendo nuove possibilità
► Paradigmi thing-to-person e thing-to-thing
BigData
► Consiste nell’idea che oggetti comuni possano essere riconoscibili, localizzabili, accessibili e controllabili tramite Internet
L’Internet delle Cose
IoT e monitoraggio ambientale4
Sfide dell’IoT
►Tecnologiche– Creazione di standard per interoperabilità di comunicazione;
– Disponibilità di spettro elettromagnetico e definizione di politiche di utilizzo;
– Problema della produzione e smaltimento di grandi quantitàdi dispositivi elettronici;
– Disponibilità di sorgenti di energia rinnovabile.
►… e non– Resistenza all’interoperabilità da parte delle aziende;
– Diritti sulla proprietà delle informazioni prodotte;
– Problemi di privacy e trattamento dei dati sensibili;
– Problemi di sicurezza informatica a tutti i livelli.
IoT e monitoraggio ambientale5
Tecnologie abilitanti
Alcune tecnologie in particolare avranno un impatto immediato nella implementazione dell’IoT
► Interfacce e protocolli di comunicazione machine-to-machine;
► Tecnologie delle reti (wireless)
► Dispositivi e microsistemi a basso consumo di energia;
► Tecnologie di micro e nano Energy Harvesting;
► Tecnologie dei sensori;
► Sistemi di localizzazione (indoor);
► Infrastruttura ICT della rete Internet
(Big Data)
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Concetti attuali vicini all’IoT
� Wireless Sensors Networks
� Ubiquitous positioning
� Biometrics
� Machine vision
� Domotica
� Smart Buildings
� Smart computing
� ...smart….
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……………in sintesi
Poter disporre (in tempo reale) di
grandi quantità di dati (numeri) su
fenomeni fisici puntuali che, se
correlati, permettono di poter ottenere
altre informazioni non acquisibili
numericamente
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IoT: architettura di sistema
Validated raw data
IoT networkSensors 1…….n
USER communities
Sensor data production and acquisition Actors involved
UsersMulti UtilitiesMetro TelcoTelco
Core data service storage pre process and mng.
Raw sensor data
Structured framework4 user delivery svcRaw data access
APPengines
Tech &Scientific users
Internetusers
Systemoperators
S/W developerAPP orientedService Provider
Users
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IoT e CSP
CSP si colloca trasversalmente nelle tematiche IoT coprendo tutti i livelli ad esclusione della tecnologia dei sensori/attuatori
► Tecnologie innovative per la visualizzazione e l'interazione
► Sistemi per trattare grandi quantità di dati
► Tecnologie delle reti ad alte prestazioni e/o ampia copertura
► Reti di sensori e dispositivi “Gateway”
► Applicazioni cognitive (in collaborazione con Enti specializzati)
IoT e monitoraggio ambientale10
Agenda
►Le attività di CSP sul monitoraggio territoriale ed ambientale■ Reti di comunicazione
■ Piattaforma IoT
■ Monitoraggio con sensori fisici e virtuali
■ Progetti in campo
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HPWNet (High Performance Wireless Network)
Link a 5GHz (IEEE 802.11h)
Obiettivo del progetto:creare sull’area metropolitana di Torino e quindi sul territorio regionale una dorsale wireless che possa essere utilizzata per l’attivazione rapida sia di nodi di accesso, sia di punti di rilancio per estensioni e ramificazioni della rete verso alcune aree rurali e valli alpine.
HPWNet è utilizzata per vari progetti, dal monitoraggio dei vigneti alla divulgazione scientifica nell’ambito dell’Astronomia, dell’Energia rinnovabile…all’attivazione rapida sia di nodi di accesso, sia di punti di rilancio (tacticalnetworking).
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HPWNet: siti di rilancio
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Torre Bert M.Te
Turu
IoT e monitoraggio ambientale
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HPWNet @ Cellarengo
Connettività a banda larga portata ad una scuolaGli apparati alimentati con le energie rinnovabili
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La rete wireless in VOS ed il Rifugio Pontese
TOP-IX
(AEMNET)
Broadband & innovative services at 2217m a.s.l.
Optical fiber backbone
Wireless connection fiber to trellis
Wireless contribution network
Wireless access areas
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Monitoraggio ambientale al Rifugio Pontese
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Hot-spot2,4GHz
RG58
alimentazione
alimentazione
rete e alimentazione
WFL ESS 24562
5,6GHz
Pannelli solaribatterie
alimentazione
rete e
alimentazione
alimentazione
Centralina
Meteo
rete
rete
Data logger
433MHz
WebCamBackbone VOS switch
Barix
Instreamer
Antenna stilo
Antenna
Loop
RG58
Pannelli solari
WebcamCentralina meteo
Precursori SismiciIoT e monitoraggio ambientale
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Progetto Nimbus
► Iniziativa
congiunta con Luca Mercalli
(Società Meteorologica Italiana)
► Monitoraggio parametri climatici
e webcam per stima condizioni
ghiacciaio in quota 2850m
► Dati trasmessi in finestre di
accensioni di 20’ ogni 2h nelle
ore diurne
http://nimbus.csp.it/
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Le reti di comunicazione per IoT
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► Utilizzo di infrastrutture Wi-Fi, DMR e TETRA per il trasporto dei dati raccolti da WSN distribuite sul territorio
► Sviluppo di nodi gateway/repeater sincronizzati per accensioni e spegnimenti programmati per risparmio energia
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I sensori (Wireless Sensor Networks -WSN)
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► Ampliato il numero di sorgenti di dati con installazioni complete (webcam + sensori distribuiti + centraline): progetti “Orto Botanico” e “ViniVeri”
► Sensori virtuali tramite immagini e video
► Migliorato il protocollo di comunicazione tra i sensori
► Prototipazione di sistemi embedded per remotizzazione “plug and play”
VHF
HPWNet
IoT e monitoraggio ambientale
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Le webcam: sensori “particolari”
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Verso le Smart Cities: MASP e EveryAware
MASP (Monitoraggio Aree Sensibili e Protette)Sistema per il controllo a distanza di aree sensibili e protette, finalizzato all’erogazione di Servizi Innovativi orientati al Monitoraggio Cognitivo e Attuativo di Politiche Ambientali, in particolare sulla qualità dell’aria.
Si è sviluppato un sistema sensoriale/informativo ad intelligenza distribuita, basato su una rete cooperativa di componenti fissi e mobili, per misure sul campo finalizzate all’acquisizione on-line di parametri critici per il monitoraggio ambientale.
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MASP e EveryAware: verso le Smart Cities
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► Sensori virtuali (i.e.webcam)
► Infrastructure-less deployment
► Dispositivi (sensor box) portatili per misure continue in tempo reale
► Integrazione applicativa su smart phone
► Implementazione del concetto “Citizens as
sensors” -> Everyaware project (FP7)
► Dati relativi alla presenza di inquinanti atmosferici (CO) raccolti in prossimità del Politecnico di Torino
….permettono di poter ottenere altre
informazioni non acquisibili numericamente
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Un “sensore” per la salute
AD OGGI:L'uso delle ICT per la salute ha assunto diverse forme:• comunicazione paziente/operatori sanitari;• controllo del paziente (localizzazione tramite GPS, parametri vitali come il battito cardiaco etc.);• accesso ai risultati degli esami eseguiti in sedi diverse.
DOMANI: • utilizzo in tempo reale di sensori in grado di valutare l'inquinamento da alcuni agenti specifici (dato oggettivo) • utilizzo di un sistema di comunicazione per registrare la comparsa(soggettiva) di un sintomo (tosse, asma, stanchezza, dolori, acufeni),
creando la possibilità di nuove interpretazioni sulle cause ambientali della malattia.
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La proposta: “Sensor-bike”conosciamo la nostra città!
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CSP innovazione nelle ICT s.c. a r.l.
Sede legale e operativa: Via Nizza n. 150 – 10126 Torino – Italy(ingresso da Via Alassio, 11/c)
Tel +39 011.4815111Fax +39 011.4815001E-mail: [email protected]
www.csp.itrd.csp.it
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Roberto borriDirettore Ricerca e Sviluppo
mail: [email protected] tel. +39 011.4815184