Mercoledì 23 marzo 2022 è la data di lancio ufficiale della Community The Things Network Lazio, un progetto fondato dalla nostra azienda per dotare il territorio della Regione Lazio di connettività dati, libera e aperta, per sostenere lo sviluppo dei progetti Internet of Things delle aziende della nostra rete, ma anche di tutte le aziende del nostro territorio, secondo un modello open source.
Cos’è l’Internet of Things
Internet of Things, abbreviato IoT, è un termine che identifica applicazioni e sistemi costituiti da una rete di dispositivi, più o meno intelligenti, distribuiti su scala geografica e interconnessi ad un sistema centrale attraverso la rete Internet.
I sistemi IoT trovano applicazione in diversi settori, tra cui: domotica, monitoraggio ambientale, smart cities, automazione agricola e industriale, gestione di impianti di energie rinnovabili e molti altri.
Si parla di IoT da diversi anni, ma solo recentemente sono stati avviati progetti significativi.
Nel Digital Innovation Hub di Roma la Blu Sistemi sta sviluppando alcune applicazioni basate sull’IoT e su tecnologie di machine learning.
Il problema della connettività nelle applicazioni IoT
Un fattore strategico per il successo di un progetto di IoT è la scelta della soluzione che consente agli “oggetti”, cioè ai dispositivi distribuiti sul territorio, di comunicare con il sistema software centrale, dove avvengono i processi di elaborazione che aggregano i dati raccolti.
Le soluzioni più ingenue e immediate sono quelle di connettere i dispositivi ad Internet tramite reti Wi-Fi oppure la rete di telefonia cellulare 3G/4G/5G.
Questo tipo di soluzioni non sono però desiderabili per una serie di motivi:
- Richiedono troppa energia
- Sono praticabili solo in aree coperte da connettività ADSL o cellulare
- Sono costose.
Il volume di dati solitamente trasmesso da un sensore IoT è molto basso, dell’ordine di decine di byte al giorno. Le reti mobili e fisse usate per la connettività internet di residenze e uffici hanno bande dimensionate per Gigabyte, cioè miliardi di byte, di dati.
Consumi energetici e costi sono commensurati a queste larghezze di banda.
Un’applicazione nel settore delle smart cities o per il monitoraggio ambientale potrebbe richiedere la distribuzione sul territorio di migliaia di dispositivi. In questi casi l’uso di connettività Internet wi-fi o cellulare sarebbe insostenibile e ingiustificato.
Per questo motivo da circa un decennio, sono stati proposti e sviluppati diversi standard di comunicazione denominati LPWAN, cioè Low Power Wide Area Network.
Si tratta di protocolli wireless che permettono di collegare gli oggetti via radio a concentratori, o gateway, a loro volta connessi ad Internet attraverso una delle opzioni standard wi-fi, rete cablata o cellulare. La portata è di diversi chilometri, consentendo di limitare il numero di gateway poiché ciascuno può coprire una vasta area geografica.
Il Protocollo LoRaWan
Tra le decine di standard LPWAN proposti, un ristretto insieme di soluzioni è stato effettivamente adottato dal mercato.
Gli sviluppi degli ultimissimi anni hanno visto affermarsi ed emergere tra tutti il protocollo LoRaWan (Long Range Wide Area Network).
Il motivo per cui tale protocollo è diventato nel 2022 lo “standard de facto” per la connettività dati IoT è da ricercarsi nelle caratteristiche di open innovation offerte da questo standard:
- Utilizza la banda radio sub-gigahertz libera e gratuita (in Europa tale banda è quella centrata sugli 860 Mhz)
- L’operatività sulla banda radio scelta è gratuita e non richiede licenze, concessioni o autorizzazioni, pertanto chiunque può installare gateway e costruire la propria rete
- Ha un raggio di copertura di 15 Km in aree rurali e 5 km in aree urbani. Per coprire una città estesa come Roma sono sufficienti meno di 10 Gateway ben posizionati!
- Ha un impatto energetico irrisorio. Un dispositivo LoRaWan ben progettato può essere alimentato in modo permanente da un piccolo pannello solare oppure da una normale pila a bottone, con durata di qualche anno.
- Le caratteristiche tecniche hanno favorito lo sviluppo di progetti di community e open source che hanno generato molto know how diffuso.
Il protocollo LoRaWan è mantenuto e gestito dalla LoRa Alliance.
Il Progetto The Things Network
Nel 2015, la società olandese con sede ad Amsterdam, The Things Industries, membro fondatore della LoRaWan Alliance, ha avviato un ambizioso progetto open source per garantire connettività LoRaWan in tutto il pianeta.
Per perseguire l’obiettivo, è stato sviluppato un sistema software open source che implementa tutti i servizi necessari per garantire lo sviluppo di una applicazione IoT con connettività LoRaWan.
Il sistema software, denominato The Things Stack, può essere scaricato e installato su un proprio server, connesso ad Internet, ma è anche disponibile in modalità cloud all’indirizzo: http://thethingsnetwork.org.
Aziende, università, enti di ricerca, scuole e persone possono registrare su The Things Network (TTN) gratuitamente un proprio account e trovare una soluzione pronta all’uso per creare una propria rete per supportare la propria applicazione.
È sufficiente procurarsi un gateway LoRaWan, o costruirsene uno, e procedere con la registrazione alla piattaforma per iniziare a sviluppare un sistema IoT.
Collegando i propri gateway alla piattaforma TTN si accetta implicitamente che tali gateway possano essere utilizzati anche dalle applicazioni di altri utenti.
Questa logica di open source e condivisione della struttura ha portato alla rapida diffusione della piattaforma TTN in tutto il mondo.
Per favorire tale diffusione, The Things Industries ha stimolato la nascita di community locali di utenti che, attraverso MeetUp e comunicazioni su canali social come Facebook o Slack, possono supportarsi reciprocamente per portare avanti i propri progetti.
The Things Industries ha quindi iniziato ad offrire piani a pagamento per gli utenti professionali che necessitano di reti dedicate e supporto tecnico.
In qualsiasi momento un utente può passare ad un piano a pagamento, rendendo dedicati i propri gateway.
I gateway collegati secondo il piano gratuito, denominato Community Edition, smistano anche il traffico degli utenti a pagamento.
In tutti i paesi esistono altri operatori commerciali che offrono soluzioni di connettività LoRaWan, ma ovviamente la rete TTN è quella attualmente più estesa.
TTN è un ottimo punto d’ingresso alle soluzioni IoT LoRaWan, consentendo alle aziende di avviare con investimenti minimi i propri progetti. Successivamente, in caso di successo e sviluppo, si può passare ad un piano commerciale con The Things Industries o con un altro operatore.
Ad oggi TTN è presente in 151 paesi, collega 201.000 gateway e ha 166.400 utenti registrati.
Il Progetto della Community TTN Lazio
La rete libera e aperta TTN è parzialmente presente sul territorio italiano per effetto dei primi progetti di ricerca e industriali attivi in questo momento.
Poiché per il 2022 è previsto il rilascio dei primi sistemi basati su connettività LoRaWan realizzati dal nostro Gruppo, abbiamo deciso di investire nell’infrastruttura ed estendere la copertura all’intero territorio del bacino d’utenza dei primi nostri clienti, che si estende per gran parte del Lazio.
Per dare ampia diffusione all’iniziativa e ottenere il supporto della community mondiale TTN abbiamo deciso di fondare una community locale: The Things Network Lazio.
Per creare una propria rete aperta LoRaWan sulla piattaforma TTN non è necessario essere membri di una community, ma la presenza di una community aiuta a coinvolgere più soggetti nel progetto.
Le community locali sono coordinate da The Things Industries e per essere accettate e censite come “ufficiali” devono rispettare alcuni standard di qualità e svolgere adeguata attività di comunicazione.
La nostra community è stata accettata ed è già censita sulla mappa delle community TTN: https://www.thethingsnetwork.org/community
Chiunque può registrare un profilo su TTN e unirsi alla nostra community: https://www.thethingsnetwork.org/community/lazio/
L’adesione alla community non comporta oneri o obblighi particolari, ogni community è formata da membri attivi, con un ruolo (core team), e da membri la cui presenza sancisce semplicemente il sostegno morale al progetto e ai valori della rete libera e aperta.
Gli investimenti previsti
Uno dei vantaggi delle architetture LoRaWan e della piattaforma TTN è che con un investimento relativamente modesto si possono installare gateway sufficienti a garantire la connettività dati Internet of Things ad una vasta area geografica.
Abbiamo già acquistato e installato i primi gateway.
Complessivamente i partner industriali del nostro progetto, che sono quattro imprese già sostenitrici del Digital Innovation Hub di Roma, investiranno risorse finanziarie significative per garantire la copertura di quasi tutto il Lazio.
La rete consentirà ai clienti che hanno in corso progetti IoT di collegare i dispositivi diffusi sul territorio, ma sarà anche una risorsa gratuita a disposizione di tutti i residenti del Lazio per avviare progetti di ricerca, industriali o semplici applicazioni scolastiche e hobbistiche.
Attraverso la community favoriremo la condivisione delle conoscenze in questo settore e sosterremo iniziative di education.