Studio delle tecnologie connesse all’Internet of Things (IoT).

 

L’obiettivo da realizzare, descritto sinteticamente con la figura allegata, è  quello di modellare, progettare e creare prototipi di network di sensori smart in rete mesh (device a,b,c,….,)  oppure singoli sensori smart (device n) connessi ad gateway dotato di funzionalità smart (singleboard). Il gateway deve essere dotato anche di sistema di ricetrasmissione ad un cloud remoto (cloud)  per i servizi di fruizione (web) e ad una unità di gestione delle anomalie (alert).

  La rete dei sensori smart deve essere progettata in modo da rispondere alle esigenze del modello di rischio di bacini idrogeologico che si vuole mettere a punto per cui sono differenti sensori con funzionalità geo, meteo, idro,  foce, costa che devono essere interpretati alla luce degli effetti che provocano sui terreni.

 

 

 

 

 

 

 

Pertanto è necessario approntare :

 A1 - Ricerca bibliografica e conseguente analisi delle tecnologie che implementano i sistemi di sensori IoT, le reti di sensori ambientali, i protocolli di comunicazione, e i protocolli di sicurezza.

Oggi IoT (Internet of Things)  costituisce il primo livello e CPS (Cyber Phisical System)  costituisce il secondo livello di integrazione digitale verticale di sensori ambientali . IoT è semplicemente un collegamento in rete di "Things" per il trasferimento di informazioni ambientali digitalizzati. È ovvio che l'hardware non ha la capacità di connettersi. Ecco perché abbiamo inserito software custom in una singleboard o in un device in quanto con esso possiamo collegare hardware, interpretare i segnali digitali e teletrasmetterli verso un cloud. Nel ns caso è un cloud federato perché i segnali digitali provengono  da sensori appartenenti a tre famiglie (analogici, digitali seriali, digitali a registro) che eseguono il monitoring di ambienti differenti (colline fiume, costa, mare) e provenienti da differenti aree del bacino.

La corretta applicazione di questo processo per definizione caratterizza il CPS, come si può vedere dal disegno allegato.

 

A2  - Studio delle tecnologie di sensori ambientali applicabili ai bacini idrogeologici.

Per una corretta definizione del sistema di monitoraggio multicomponente bisogna tener presente tre componenti fondamentali. Essi sono : 1) il sistema di comunicazione tra oggetti smart di un bacino idrogeologico con sbocco a mare formato da una pluralità di sensori (Profondimetro seriale, Meteo marino seriale , Piezometro 4-20ma, Livello a ultrasuoni 4-20ma,  Piranometro 4-20ma, Sonda multiparametrica seriale, Anemometro 4-20ma,  Torbidimetro seriale, Sonda UV prt nitrati seriale , Correntometro seriale, Pluviometro Seriale, Idrofono analogico,

Misuratore giunti 4-20ma, Estensimetro a filo 4-20ma, Inclinometro tilt 4-20ma seriale, Estensimetro rotativo 4-20ma, Inclinometro profondità  mems 4-200ma, Lidar 40m Seriale – digitale)    2) nuove architetture di cloud federato orientato a Big Data Analytics multimediale per la copresenza di dati testuali della classe   txt-doc-cvd-pptx, immagini jpg, streaming mp4, 3) estrazioni forecasting da satelliti Copernicus per le previsioni fino a 48ore di info testuali/graficei di dati meteo, vento, pluvio, correnti marine in prossimità dell’area in esame.

 

 

A3 – Modellazione di un sistema di comunicazione device-gateway–cloud per reti IoT

Viene definito il seguente modello di comunicazione:

Il primo livello di comunicazione è di tipo Lorawan mesh tra i vari devices e tra devices e gateway. Il gateway si collega via gprs3G/4G al sistema di ricezione ARON e da quest’ultimo al VDTM del cloud-aruba. Il sistema di ricezione ARON inoltre trasmette, se necessario, il segnale di Alert alla rete 4G degli smartphone. Dal cloud Aruba i segnali opportunamente normalizzati vengono trasmessi via rete wan con IP statico alla rete SIRFIN per l’incapsulamento nel Big-Data