Quando avanziamo velocemente all'anno 2024, la tecnologia è ancora al centro della scena come causa del cambiamento che sta avvenendo nelle industrie, aziende, e anche la nostra esistenza quotidiana. Il più rivoluzionario di questi è l’Internet delle cose (IoT). Le sue reti definiscono l’IoT, ma cos’è una rete IoT, e perché è così importante? In questo blog, imparerai cosa sono le reti IoT, le varie categorie di usi, e le considerazioni nella scelta di una rete IoT.
Che cos'è una rete IoT?
Una rete IoT è il fulcro dell'Internet delle cose e ne rappresenta la connettività Dispositivi IoT, sensori, Software, e sistemi. Ma cosa significa una rete IoT? In altre parole, si tratta di una rete che consente ai dispositivi IoT di interfacciarsi con Internet o altri dispositivi per lo scambio di informazioni. Questa connettività è la più cruciale nei sistemi IoT poiché offre l'integrazione, funzionalità, e la consegna delle informazioni al momento giusto.
Le reti IoT vengono create con l'ausilio di varie tecnologie di comunicazione come la fedeltà wireless (Wifi), Bluetooth, Zigbee, e tecnologia cellulare. Queste reti sono progettate per soddisfare le specifiche dei dispositivi IoT, Per esempio, bassa potenza, a lungo raggio e con topologie da molti a molti.
Come funziona una rete IoT?
Comprendere la funzionalità delle reti IoT, è necessario scomporre il processo in quattro componenti chiave:
Sensori IoT – Raccolta dati
I sensori sono il cuore di qualsiasi rete IoT. Questi sensori acquisiscono informazioni dal contesto fisico, come la temperatura, umidità, movimento, o leggero. Le informazioni raccolte da questi sensori costituiscono la base delle reti IoT e contengono le informazioni necessarie per ulteriori analisi e processi decisionali.
Connettività IoT – Trasmissione dati
Una volta raccolti i dati, deve essere portato in un luogo centrale dove verrà analizzato. Questa trasmissione è resa possibile dalla connettività, ovvero attraverso l’uso della connettività IoT come modalità di connettività. Wifi, Bluetooth, e le reti cellulari sono alcune delle tecnologie utilizzate per trasferire dati in una rete IoT. Questa connettività è essenziale per il corretto funzionamento dei dispositivi IoT e la loro capacità di comunicare con altri dispositivi e reti.
Elaborazione IoT – Elaborazione dati
I dati trasmessi devono poi essere sottoposti ad analisi per poterne ricavare informazioni utili. Il calcolo IoT si riferisce all'analisi dei dati raccolti e al successivo processo decisionale che avviene attraverso l'uso di software e algoritmi. Questo passaggio è importante per convertire i dati grezzi in informazioni utili per automatizzare i processi e migliorare le decisioni prese.
Interfaccia IoT – Invio dati
Ultimo di tutto, i dati vengono trasmessi alle interfacce utente o ad altri sistemi per ulteriori elaborazioni. Questo potrebbe significare l'invio di notifiche, invocando risposte, o anche presentare dati su uno schermo. L’interfaccia IoT è il collegamento tra i dati e gli utenti, in modo tale che possano interagire con il sistema IoT e prendere le giuste decisioni.
Perché le reti IoT sono importanti?
Le reti IoT sono essenziali nella tecnologia odierna per i seguenti motivi. Primo, consentono la creazione di collegamenti tra dispositivi e sistemi che possono ottimizzare il flusso di lavoro, produttività e processi decisionali. Ad esempio, nelle città intelligenti, Le reti IoT controllano i semafori, sensori, e telecamere per migliorare il flusso del traffico e ridurre al minimo la congestione.
Secondo, Le reti IoT consentono il monitoraggio e il controllo in tempo reale, il che implica che è possibile apportare modifiche e ottimizzare i processi. In sanità, ad esempio, Le reti IoT aiutano a monitorare la salute dei pazienti con l’obiettivo di acquisire periodicamente i loro dati sanitari.
Ultimo, ma non per importanza, Le reti IoT incoraggiano l’innovazione attraverso la creazione di nuovi prodotti e servizi basati sull’uso di dispositivi connessi. Dalla domotica agli usi industriali, Le reti IoT sono le basi delle tecnologie future.
4 Categorie di reti IoT
L’IoT è la connessione di milioni di dispositivi, e tutti questi milioni di dispositivi utilizzano diversi tipi di rete per funzionare in modo ottimale. Per esempio, Se lo scopo dell'applicazione è per monitorare le colture e il bestiame, Per esempio, quindi il tipo di rete utilizzata è fondamentale. Ecco uno sguardo alle quattro principali categorie di reti IoT: Di seguito viene fornita una breve descrizione delle quattro categorie principali di reti IoT.
Reti cellulari (4G, 5G)
A causa dell'elevata copertura e velocità di trasmissione dati, le reti cellulari originariamente sviluppate per le comunicazioni mobili sono diventate una parte essenziale dell’IoT. Le caratteristiche principali includono:
- Alta larghezza di banda: Le reti cellulari hanno un throughput elevato e sono ideali per l'uso in applicazioni come la videosorveglianza dal vivo e le auto a guida autonoma.
- Copertura diffusa: Queste reti hanno una copertura molto ampia e sono adatte per soluzioni di città intelligenti come il traffico, logistica come la flotta e IoT industriale come le apparecchiature remote.
- Bassa latenza (soprattutto con il 5G): La bassa latenza del 5G è importante per le applicazioni in cui la tempistica è fondamentale, compresa la telechirurgia, automobili a guida autonoma e altre operazioni di produzione essenziali.
LPWAN (Rete area a bassa potenza)
Le LPWAN sono pensate per dispositivi che devono avere una lunga durata della batteria e un'ampia area di copertura rispetto alla velocità dei dati.
- Basso consumo energetico: I dispositivi LPWAN hanno un consumo energetico molto basso e la batteria può durare fino ad anni, questo è adatto nelle seguenti applicazioni:- Monitoraggio ambientale, Per esempio, in agricoltura dove vengono utilizzati sensori del suolo, E monitoraggio delle risorse.
- Connettività a lungo raggio: Alcune delle tecnologie LPWAN includono LoRaWAN, e Sigfox ha una gamma fino a 10 km nelle zone rurali, rendendolo adatto all’agricoltura intelligente e alle reti di sensori cittadini.
- Distribuzione economica: Questa tecnologia è relativamente conveniente rispetto ad altre tecnologie; quindi adatto per applicazioni massicce in cui la velocità dei dati è bassa.
Reti locali (LAN) / Reti personali (PADELLA)
Le tecnologie LAN e PAN vengono utilizzate nel tentativo di unire i dispositivi a breve distanza all'interno delle case, uffici, o fabbriche. Gli esempi comuni includono:
- Wifi: Fornisce una connessione veloce a Internet per le case intelligenti, compresa l'impostazione delle temperature, telecamere di sicurezza, e uffici.
- Bluetooth: Il Bluetooth è caratterizzato da un basso consumo energetico e da una piccola area di copertura della connettività. Si applica anche ai dispositivi indossabili (Tracker fitness) e gadget di casa intelligenti.
- Zigbee: Zigbee è una soluzione a basso consumo utilizzata nella domotica e nelle industrie; Zigbee supporta anche una rete mesh che consente ai dispositivi di comunicare e di fungere da relè verso altri dispositivi.
Protocolli mesh
Le reti mesh stanno diventando sempre più popolari grazie alla loro topologia distribuita, che migliora l'affidabilità e la scalabilità. Sono presenti:
- Comunicazione decentralizzata: Ogni dispositivo (nodo) può inoltrare dati ad altri dispositivi e può ripristinarli se uno dei nodi è inattivo.
- Scalabilità: La rete è più robusta quando sono collegati più dispositivi, ed è appropriato per applicazioni come sistemi di illuminazione intelligenti e grandi complessi industriali.
- Affidabilità: Le reti mesh non sono particolarmente sensibili ai singoli punti di guasto, che è una considerazione chiave per applicazioni come edifici intelligenti e automazione industriale.
Esempi di reti IoT: Dispositivi e scenari di utilizzo
Per comprendere meglio le applicazioni delle reti IoT, esploriamo alcuni esempi del mondo reale in diversi ambienti. Consideriamo ora alcuni esempi di reti IoT in diversi ambienti per avere un quadro più chiaro del loro utilizzo nella vita di tutti i giorni.:
Azienda agricola
Nel campo dell'agricoltura, Le reti IoT sono molto utili nell’agricoltura di precisione. Vari dispositivi installati nell'azienda agricola vengono utilizzati per monitorare il contenuto di umidità, temperatura e salute delle colture in azienda. Queste informazioni vengono trasmesse a un sistema centrale dove vengono elaborate per migliorare l'irrigazione, concimazione e controllo dei parassiti, migliorando quindi la resa dei raccolti e riducendo lo spreco di risorse.
Tunnel
Nel monitoraggio delle gallerie, Le reti IoT offrono sicurezza e gestione dei sistemi di trasporto nelle gallerie. La condizione dell'aria, temperatura, e lo stato di salute strutturale dell'edificio vengono rilevati e trasmessi in tempo reale ai centri di controllo. Questo consente di affrontare eventuali preoccupazioni come e quando si presentano, Per esempio, ventilazione inadeguata o cedimenti strutturali che possano compromettere la vita dei passeggeri e dei lavoratori.
Ospedale
Gli ospedali utilizzano le reti IoT per migliorare la qualità dei servizi offerti e per ottimizzare il proprio funzionamento. Indossabili intelligenti, Per esempio, dispositivi di monitoraggio sanitario e letti intelligenti, raccogliere dati rispettivamente sui segni vitali e sui movimenti del paziente, e questi dati vengono analizzati per identificare eventuali segni di complicazioni di salute. Questo monitoraggio in tempo reale aiuta nell’intervento precoce, e quindi, i pazienti ottengono risultati migliori mentre si riduce anche il carico sul personale sanitario.
Magazzino e fabbrica
Nelle applicazioni industriali, viene utilizzato per migliorare la catena di fornitura, magazzinaggio, e procedure di produzione. Ad esempio, I sensori IoT tracciano la posizione e lo stato degli oggetti in un magazzino per facilitare il corretto stoccaggio e ridurre danni o perdite. In fabbriche, I dispositivi IoT vengono utilizzati per monitorare l’efficienza di diverse macchine e prevedere quando dovrebbero essere riparate. Quindi, le macchine restano offline per un tempo più breve.
Ufficio e posto di lavoro
Le reti IoT stanno rivoluzionando l’ambiente di lavoro contemporaneo attraverso sistemi di costruzione intelligenti. Dispositivi intelligenti in ufficio, come le luci, aria condizionata, e telecamere di sicurezza, possono essere gestiti a distanza, utilizzare l’energia e migliorare la sicurezza. Le reti IoT aiutano anche a collaborare integrando apparecchi per ufficio come le stampanti, proiettori, e altre apparecchiature in un sistema.
Come selezionare la giusta rete IoT
Selezionare la giusta rete IoT è molto importante nella distribuzione dell'IoT. La decisione viene presa in base al costo, la larghezza di banda disponibile, consumo energetico e copertura. Misurare questi parametri è importante per assicurarti che la tua rete sia ottimizzata e possa supportare le tue esigenze.
Considerazioni sui costi
- Costi di installazione iniziali: Questi includono gateway e router, tra gli altri. Reti LPWAN (Per esempio, LoRaWAN, Sigfox) sono economici per collegamenti massicci con la minima quantità di infrastrutture.
- Costi operativi: Le reti cellulari necessitano di abbonamenti dati continui, che sono costosi per l'elevato utilizzo dei dati. D'altra parte, le reti mesh e LAN/PAN hanno costi operativi relativamente bassi rispetto alle altre reti.
- Costi del dispositivo: I dispositivi abilitati alla rete cellulare sono generalmente più costosi dei dispositivi Wi-Fi o Zigbee, ma quest'ultimo ha una portata ristretta.
Larghezza di banda
È essenziale che le esigenze di larghezza di banda corrispondano alla rete:
- Applicazioni con larghezza di banda elevata: Per applicazioni che coinvolgono grandi quantità di dati come lo streaming video, analisi in tempo reale, cellulare (4G/5G) o le reti Wi-Fi sono appropriate.
- Applicazioni con larghezza di banda ridotta: Le tecnologie LPWAN come LoRaWAN e Sigfox sono ideali per applicazioni a bassa densità di dati come il monitoraggio ambientale e il tracciamento delle risorse.
- Considerazioni sulla latenza: Quando si tratta di applicazioni in cui il tempo di risposta è fondamentale, ad esempio, auto a guida autonoma, 5Viene utilizzato G. Le reti a latenza più elevata come le LPWAN sono adatte per applicazioni non in tempo reale.
Consumo energetico
L’efficienza energetica è fondamentale per i dispositivi alimentati a batteria:
- Considerazioni sulla durata della batteria: Le tecnologie LPWAN sono sviluppate per una lunga durata della batteria per consentire ai dispositivi di funzionare in aree remote. Le reti mesh sono anche convenienti in termini di consumo energetico per coloro che hanno bisogno di funzionare continuamente.
- Energia contro. Compromesso prestazionale: Le tecnologie a larghezza di banda elevata come Wi-Fi e cellulare consumano più energia rispetto alla tecnologia a basso consumo e quindi non sono adatte per dispositivi che richiedono una maggiore durata della batteria.
- Modalità di sospensione e cicli di lavoro: Le reti LPWAN possono anche avere protocolli a basso consumo che sono cruciali per i dispositivi che inviano dati con parsimonia.
Copertura
L'area di copertura richiesta influenzerà la scelta della rete: L'area di copertura richiesta influenzerà la scelta della rete:
- Copertura ad ampia area: Per aree di grandi dimensioni come città intelligenti o fattorie, c'è un'ampia copertura nelle reti cellulari e LPWAN. È importante notare che le LPWAN sono adatte per le aree rurali.
- Copertura localizzata: Per ambienti chiusi come case o fabbriche, la gamma di tecnologie LAN/PAN (Per esempio, Wifi, Bluetooth) è abbastanza.
- Copertura scalabile: Le reti mesh sono utili per aumentare la copertura in grandi strutture o impianti industriali poiché si espandono con nuovi dispositivi.
Rete IoT: Ne vale la pena o è un problema?
Le reti IoT sono molto vantaggiose, ma presentano anche difficoltà specifiche. Da un lato, Le reti IoT sono utili nell’automazione, migliorare la produttività, e fornire informazioni sull'analisi dei dati raccolti. Possono cambiare settori, migliorare i portafogli prodotti, e stimolare la crescita. Tuttavia, utilizzare le reti IoT non è sempre facile ed economico, ed è necessario considerarlo in dettaglio. Un’altra sfida è la sicurezza e la privacy poiché i dispositivi IoT sono inclini agli attacchi hacker se non ben protetti.
Di 2024, la questione non è se valga la pena o meno le reti IoT, ma come implementarle nel miglior modo possibile, allo stesso tempo, come mitigare i rischi associati all'implementazione delle reti IoT.
Da asporto
Nel nostro viaggio verso 2024, Le reti IoT rimangono la struttura fondamentale della tecnologia contemporanea, collegamento di numerosi dispositivi, sensori, e sistemi che consentono l'ottimizzazione e lo sviluppo in numerosi settori. Le reti IoT sono utili in diversi settori, come quello sanitario, agricoltura, produzione, città intelligenti, eccetera. Scegliere la giusta rete IoT è una decisione importante che è fondamentale per il successo di qualsiasi implementazione. Le reti cellulari (4G/5G) fornire un'elevata larghezza di banda con bassa latenza mentre LPWAN è caratterizzata da un'ampia copertura e un basso consumo energetico dei dispositivi; Le tecnologie LAN/PAN come Wi-Fi e Bluetooth sono efficienti per la copertura localizzata, e le reti Mesh possono essere ampliate secondo i requisiti.
La scelta della rete IoT adeguata dipende dai seguenti fattori: costo della rete, utilizzo della larghezza di banda, consumo energetico, e l'area di copertura. Questi sono fondamentali per garantire che la rete sia ben preparata per le operazioni attuali, nonché per la crescita e l’evoluzione future della rete. Questi sono alcuni fattori che dovrebbero essere considerati per ottenere una buona soluzione in modo che l’infrastruttura IoT sia pronta a supportare la crescita dell’organizzazione e le sue esigenze dinamiche, che rende strategica questa decisione.
Tuttavia, lo sviluppo delle reti IoT presenta le sue difficoltà, soprattutto nella sicurezza, privacy, e distribuzione. Poiché i dispositivi e le reti IoT sono solitamente minacciati dai criminali informatici, la sicurezza dovrebbe essere ben implementata. Anche, l'implementazione di vari dispositivi e sistemi in un'unica rete può essere un compito impegnativo e dispendioso in termini di tempo che richiede una preparazione e un controllo precisi. Ma, se si pianificano le reti IoT, deciso, e il rischio gestito in modo efficace, quindi le reti IoT possono essere portate al livello ottimale per introdurre l’automazione, produttività, e innovazione e ad aprire nuove frontiere dello sviluppo tecnologico nelle industrie e In società oltre 2024.
Domande frequenti sulla rete IoT
Qual è il fondamento delle reti nell'IoT?
I fondamenti delle reti nell'IoT sono l'uso di dispositivi e protocolli di comunicazione come il Wi-Fi, Bluetooth, e reti cellulari per trasferire ed elaborare dati.
Quale rete utilizzano i dispositivi IoT?
I dispositivi IoT possono essere collegati a reti diverse, come quello cellulare, LPWAN, LAN/PANN, e reti mesh, a seconda delle necessità del dispositivo IoT in termini di portata, Consumo energetico, e trasferimento dati.
In che modo le reti IoT garantiscono la sicurezza?
Le reti IoT implementano varie misure di sicurezza, compresa la crittografia, autenticazione, e aggiornamenti regolari per proteggere dati e dispositivi da accessi non autorizzati e minacce informatiche.
In che modo le reti IoT incidono sulla vita di tutti i giorni?
Le reti IoT migliorano la vita quotidiana consentendo ai dispositivi intelligenti di comunicare e automatizzare le attività, portando ad una maggiore comodità, efficienza, e una migliore qualità della vita in varie applicazioni come la domotica, assistenza sanitaria, e trasporto.
Abbiamo davvero bisogno di Internet per l’IoT??
Anche se i dispositivi IoT necessitano di Internet per il cloud computing e altri servizi, alcune reti IoT possono funzionare indipendentemente da Internet, utilizzando reti locali o connessioni dirette da dispositivo a dispositivo.
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