Internet delle Cose

Internet of things

Massimiliano Avagliano

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Sommario

1. Introduzione: Cos’è l’Internet of Things ....................................3

2. Un po’ di storia: dalla nascita di Internet ad oggi .......................6

3. Le problematiche: privacy e sicurezza .......................................9

4. Tecnologie alla base dell’Internet of Things: passaggio dal IPv4

all’IPv6, RFID e Bar Code, sensori e attuatori, WSN .....................12

4.1 L’Evoluzione dell’Internet Protocol......................................12

4.2 La Radio Frequency IDentification ......................................14

4.3 Tecnologia Barcode .............................................................16

4.4 Sensori e attuatori ...............................................................19

4.5 WSN – Wireless Sensor Network .........................................20

5. Conclusione e sviluppi futuri ...................................................23

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1. Introduzione: Cos’è l’Internet of Things

“The Internet gave us the opportunity

to connect in ways we could never

have dreamed possible. The Internet

of Things will take us beyond

connection to become part of a living,

moving, global digital nervous

system. Whether you are an

individual, technology developer, or

adopter of these technologies, the

Internet of Things will stretch the

boundaries of today’s systems. Are

you prepared for the changes in the

way we will learn, work, and

innovate?”. - POSTSCAPES

L’avvento di Internet ha dato la possibilità di connettere gli esseri umani tra loro, di

comunicare e condividere qualsiasi cosa e in qualsiasi luogo in maniera istantanea. Esiste,

Internet of Things)

però, una nuova forma di uso della tecnologia (c.d. in grado di far

to

comunicare gli oggetti (o le cose) con gli esseri umani e gli oggetti tra di loro (Machine

Machine – M2M). Machine to Machine

Molti hanno sempre fatto riferimento alle comunicazioni suddividendo

of Things. M2M

quest’ultimo dall’Internet In realtà, le comunicazioni rappresentano solo un

sottoinsieme dell’IoT che rappresenta un insieme più vasto e comprensivo in quanto include

Machine to Human (M2H).

anche la comunicazione

of things”

Il termine “Internet (IoT – in italiano “Internet delle cose”) risale almeno agli

anni Novanta ed indica, secondo Kevin Ashton, ricercatore britannico, l’insieme ‹‹di tutte le

sensori

cose che sono connesse con Internet attraverso [...] per raggiungere sistemi

intelligenti di identificazione e management››. L’internet delle cose può essere considerata,

quindi, sia come una combinazione tra oggetto fisico, computer incorporato nell’oggetto e

tecniche di comunicazione e di controllo delle informazioni su Internet allo scopo di

compiere determinate azioni, sia come una “famiglia di tecnologie il cui scopo è rendere

qualunque tipo di oggetto, anche senza una vocazione digitale, un dispositivo collegato ad

Internet, in grado di godere di tutte le caratteristiche che hanno gli oggetti nati per utilizzare

la rete”.

L’IoT associa, dunque, Internet con gli oggetti reali, che siano presenti a casa, al lavoro o a

objects”:

scuola, rendendoli degli “Smart significa che possono ricevere degli input

dall’ambiente esterno e trasformarli in dati da inviare su Internet affinché vengano elaborati

e memorizzati. Lo scopo dell’IoT è quello di fornire un’identità elettronica alle cose e ai

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luoghi del mondo fisico attraverso tecnologie quali l’identificazione a radiofrequenza

(Radio-Frequency IDentification – RFID) o il QR CODE.

objects”,

Gli “Smart oltre a ricevere input sono in grado anche di generare degli output nel

mondo esterno tramite degli attuatori che, a differenza dei sensori, convertono una

grandezza elettrica in una grandezza fisica non elettrica.

Alcuni esempi di oggetti intelligenti sono:

 Termostati;

 Rilevatori di luminosità/umidità;

 Orologi;

Wearable

 (ovvero oggetti da indossare, come bracciali connessi o orologi);

 Navigazione assistita;

 Automazione domestica (c.d. domotica – un esempio è la società Bticino che si

occupa di impianti domotici).

Questi oggetti devono godere essenzialmente di due proprietà: il e il

monitoraggio

controllo.

Per monitoraggio si intende il comportamento da sensore dell’oggetto, ovvero esso deve

produrre informazioni su di sé o sull’ambiente che lo circonda. Per controllo, invece, si

intende la capacità dell’oggetto di essere “comandato” a distanza, senza tecnologie

particolari, ma attraverso internet. smart

Con l’aumento dello sviluppo sia hardware che software si dà la possibilità agli

objects di avere al loro interno sempre più sensori e capacità di calcolo in modo da avere

un’elevata capacità nell’elaborare dati sempre a velocità maggiore e, sfruttando algoritmi,

cercare di porre rimedio, in base ai dati ricevuti e raccolti, alle situazioni che si presentano.

General Content – OGC)

Ovviamente l’interazione tra gli oggetti (Object esclude dal

smart objects,

processo informativo l’uomo che, a differenza degli oggetti e quindi degli è

soggetto ad eventuali cali di attenzione e ad errori che potrebbero compromettere l’efficacia

dell’oggetto stesso.

In breve per IoT si intende una nuova evoluzione della rete con un notevole miglioramento

della capacità di raccogliere, analizzare e distribuire dati facilmente convertibili in

World Wide Web Web Web

informazioni: si è passati dal al 2.0, fino ad arrivare al 3.0. La

differenza sostanziale di questi cambiamenti risiede nell’approccio con cui gli utenti si

web: web, Web

rivolgono al il primo il cosiddetto 1.0, permetteva una consultazione dei

Web

contenuti di tipo passiva; il 2.0, invece, dà la possibilità agli utenti di interagire con

tutte le informazioni, di creare veri e propri siti, scaricare/caricare materiale e tanto altro

Web

ancora; il 3.0, infine, permette all’utente di poter “comunicare” con le cose grazie ad

Internet. L’obiettivo è quello di consentire agli oggetti, alle persone e ai dispositivi

informatici di connettersi in un’unica rete globale consentendo un reciproco scambi di

real-time.

informazioni e dati in maniera diretta e in 4

Così facendo si fa in modo che l’oggetto si comporti in una determinata maniera, a seconda

delle informazioni e delle situazioni che si verificano nel mondo circostante.

Dei piccoli esempi:

1. C’è stato un incidente e si rischia di fare tardi per il traffico, in base a questa

situazione sarebbe possibile programmare una sveglia in modo tale da suonare prima

per permetterci di non fare tardi;

Smart fridge

2. Uno che ci avvisa quando un alimento sta terminando o sta per scadere;

3. Serrature di una smart home che si aprono e si chiudono da uno smartphone;

Questi sono solo degli esempi possibili, in verità lo sviluppo delle IoT è molto più vasto:

domotica, robotica, telematica, trasporti, etc… of Things

Il concetto che vuole far arrivare l’avvento dell’Internet è quello di preferire a

smartphone, tablet, etc..)

pochi computer potenti (laptop, molti dispositivi-oggetti molto

smart objects). Internet of Things

meno potenti (i cosiddetti Oggi lo sviluppo di non è pura

fantascienza ma non è neanche parte integrante della nostra vita. Secondo il Cisco, infatti,

molte persone e oggetti (circa il 99%) presenti nel mondo non sono ancora connessi né alla

Rete né tra loro. Questo dato, tuttavia, non deve rappresentare un ostacolo bensì un motivo

su cui investire, sfruttando in pieno le future evoluzioni dei mezzi di comunicazioni e delle

tecnologie di connessione. of Things

Ciononostante lo sviluppo dell’Internet potrebbe essere rallentato da diversi

fattori quali l’utilizzo dell’IPv6, dell’alimentazione dei sensori e l’accordo sugli standard.

Il problema risiede nel fatto che tutti gli indirizzi IPv4 sono

Implementazione di IPv6.

ormai esauriti e questa situazione rischia di rallentare il progresso dell'Internet delle cose,

dal momento che i potenziali miliardi di nuovi sensori richiederanno indirizzi IP univoci. Si

Internet Protocol,

è cercato di risolvere questa situazione utilizzando un nuovo l’IPv6.

I sensori dovranno essere in grado di alimentarsi

Alimentazione dei sensori. of Things.

autonomamente allo scopo di sfruttare fino in fondo il potenziale dell’Internet

Occorre una soluzione che consenta, quindi, ai sensori di generare elettricità da elementi

dell'ambiente esterno quali vibrazioni, luce e flusso dell'aria per portarsi auto-alimentare.

Occorre trovate degli accordi su questioni standard soprattutto nei settori della

Standard.

sicurezza, della privacy, dell'architettura e delle comunicazioni. Un’organizzazione che

of Electrical and

lavora costantemente a questi importantissimi aspetti è l’IEEE (Institute

Electronic Engineers) consentendo il routing dei pacchetti IPv6 in diversi tipi di rete.

of Things

Visti i vantaggi dell’Internet si tratta di problemi che, col passare del tempo,

verranno risolti. È solo questione di tempo. 5

2. Un po’ di storia: dalla nascita di Internet ad

oggi

“The web is more a social creation than a technical one. I designed it for a social effect —

to help people work together — and not as a technical toy. The ultimate goal of the Web is

to support and improve our weblike existence in the world. We clump into families,

associations, and companies. We develop trust across the miles and distrust around the

corner”. – Tim Berners-Lee

of Things

Le origini dell’Internet sono da ricercare alla fine degli anni Ottanta, più

precisamente nel 1989 quando, grazie al lavoro dell’informatico britannico Tim Berners-

World Wide Web.

Lee, nasce il Il web nasce dapprima con funzionalità statiche, ovvero, con

lo scopo di poter aver qualsiasi informazione in formato digitale per poi poter essere

accessibile a tutti gli utenti, ma ben presto venne dotato di funzionalità dinamiche

(DHTML) permettendo a chi navigava di esprimere le proprie idee tramite dei commenti o

aprendo vere e proprie discussioni (thread) in siti quali blog, forum o di condividere con

Twitter, etc).

altri utenti delle informazioni tramite i social Network (Facebook,

Nel giro di pochi anni nascono:

 un tostapane che si attiva/disattiva via

il primo oggetto dell’Internet of Things:

Web (1990);

 (1991);

la prima pagina web

 con una frequenza di 3 scatti al minuto che permetteva il

la prima webcam:

monitoraggio del livello del caffè residuo di una macchinetta di caffè posta in una

stanza isolata (1993);

L’anno più importante per l’IoT fu il 1999. In una presentazione alla Procter & Gamble

(compagnia Statunitense di beni di consumo) Kevin Ashton conia per la prima volta

l’espressione “Internet delle cose”. È proprio in questo periodo che si comprende realmente

il peso che Internet avrebbe assunto e il suo potenziale utilizzo applicato agli oggetti di uso

comune e non.

In seguito Kevin Ashton dichiarerà che: Internet delle cose

‹‹Potrei sbagliarmi, ma sono abbastanza sicuro che la frase sia

nata come titolo di una presentazione che ho fatto per Procter&Gamble nel 1999.

supply chain

Collegare il nuovo approccio Rfid della di P&G con l’argomento, allora

rovente, di Internet fu un ottimo modo per attirare l’attenzione dei dirigenti. Credo

riassuma un’importante intuizione spesso ancora fraintesa››

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Tra la fine del 1900 e l’inizio del nuovo secolo si inizia a percepire il grosso cambiamento

che apporterà questo fenomeno, come sottolineato da Neil Gross sul Business Week:

‹‹Nel prossimo secolo, il pianeta Terra indosserà una pelle elettronica e

utilizzerà Internet come impalcatura per sostenere e trasmettere le sue sensazioni.

Questa pelle è già cucita insieme ed è composta da milioni di dispositivi di

misurazione elettronica incorporati: termostati, indicatori di pressione, rilevatori di

inquinamento, telecamere, microfoni, sensori di glucosio, elettrocardiogrammi,

elettroencefalografi. Questi saranno in grado di monitorare le città e le