Lo sviluppo di applicazioni IIoT (Industrial Internet of Things) è uno dei temi caratterizzanti la cosiddetta Transizione 4.0.
Il nostro portafoglio clienti è prevalentemente costituito da grandi aziende nazionali e multinazionali, alcune delle quali appartenenti al settore della grande manifattura o dell’Industria di Processo.
Nell’ambito del controllo degli impianti, ben prima che i temi dell’Industria 4.0 conquistassero l’attenzione dei media generalisti, tutti i principali player di mercato avevano da tempo virato verso l’impiego di architetture di tipo IIoT per innovare le cosiddette tecnologie di bordo macchina.
Il problema della trasmissione dati, in modalità wireless, tra i nuovi sensori intelligenti e i sistemi centralizzati di governo e monitoraggio presenta delle criticità importanti che devono essere indirizzate dai progettisti per assicurare il rispetto delle specifiche in termini di affidabilità e robustezza delle applicazioni.
L’impiego di connessioni a banda larga come le reti wi-fi o gli standard BT e BLE non sono quasi mai la scelta più opportuna.
La maggior parte dei moderni smart sensor sfrutta le capacità di elaborazione locale, secondo un modello Edge Computing e sempre più spesso Tiny Machine Learning, riducendo a pochi byte giornalieri il flusso dati verso i sistemi centrali.
Oltre all’evidente problema di incoerenza tra l’eccessiva capacità di banda delle suddette tecnologie e il ridotto volume delle informazioni trasmesse, esiste anche il problema dell’affollamento e inquinamento della banda di radiofrequenza utilizzata.
Alcuni degli impianti industriali su cui sono attive le nostre applicazioni si trovano in vicinanza di aree urbane popolate. Utilizzare una banda licenziata nel campo dei gigahertz vuol dire condividere il canale di comunicazione con una moltitudine di dispositivi, dal sensore montato sul braccio robotico al cellulare del passante che casualmente si trova nel raggio di portata degli access point Wi-Fi.
Poiché i protocolli di comunicazione, sia ad uso industriale che generale, sono oramai universalmente basati sul modello ALOHA, l’effettiva disponibilità del canale sarà sempre relativamente degradata.
Inoltre, lo stesso ambiente di fabbrica è fortemente inquinato dal punto di vista elettromagnetico a causa della contemporanea presenza di motori e altri dispositivi di tipo elettromeccanico.
Per questo motivo, negli ultimi 10 anni sono stati proposti numerosi nuovi protocolli, basati su nuove tecniche di modulazione del segnale, in grado di tollerare disturbi in radiofrequenza e garantire un’affidabilità elevata del canale di comunicazione.
Poiché nulla è gratis, il prezzo da pagare e la ridotta ampiezza di banda e quindi un basso bit rate di trasferimento, ma, come abbiamo visto, per le moderne applicazioni IIoT questo non è assolutamente un problema.
I nuovi protocolli LPWAN (Low Power Wide Area Network) sono quindi il trend tecnologico più importante in questo settore.
Tra tutte le proposte, a nostro avviso, il protocollo LoRaWan è in assoluto il più promettente, e su questo abbiamo basato lo sviluppo dei prodotti più recenti che stiamo iniziando a rilasciare in questi giorni.
Si tratta di uno standard di comunicazione molto recente che impiega una innovativa tecnologia a modulazione di spettro, chiamata LoRa (Long Range), che consente di raggiungere prestazioni sorprendenti.
È una tecnica molto diversa e molto più complessa rispetto alle tradizionali tecniche di modulazione PSK (Phase Shift Key) o FSK (Frequency Shift Key) usate nei protocolli wireless tradizionali.
Nel suo ambito specifico LoRaWAN presenta una serie di vantaggi:
1. Ampio raggio di copertura: LoRaWAN può trasmettere segnali su distanze di molti chilometri, il che lo rende ideale per applicazioni IoT in aree geograficamente ampie, come l’agricoltura di precisione, la gestione delle risorse idriche e la sorveglianza ambientale.
2. Basso consumo energetico: I dispositivi LoRaWAN consumano poca energia, il che significa che possono funzionare con batterie o con micro celle solari per anni, senza necessità di ricarica o sostituzione.
3. Alta capacità di penetrazione: LoRaWAN ha un’ottima capacità di penetrare gli ostacoli fisici, come i muri degli edifici, rendendolo una buona scelta per applicazioni IoT in ambienti urbani e industriali.
4. Sicurezza: LoRaWAN incorpora misure di sicurezza robuste, tra cui crittografia end-to-end, per proteggere i dati trasmessi attraverso la rete.
In questo ambito, siamo tra le poche aziende italiane ad aver maturato un’esperienza significativa nello sviluppo di progetti di classe industriale.
Mentre stiamo rilasciando i primi sistemi nell’ambito della grande industria, abbiamo deciso di contribuire alla diffusione di questo protocollo anche nel settore della P.A. e delle PMI.
Con questo obiettivo, siamo partner e cofondatori della community TTN Lazio, e abbiamo messo la nostra esperienza al servizio del network FabLab Roma per l’installazione dei primi gateway outdoor sul territorio della città metropolitana di Roma.