Le prove del sistema di localizzazione basato su rete mesh IPv6 sono state svolte all’interno del Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione (DII) dell’U- niversità Politecnica delle Marche. In Fig.5.4 riportiamo la planimetria dell’in- tero dipartimento e mettiamo in evidenza il sistema di riferimento fissato. La scala della Planimetria è 1:400, adottata solo per esigenze di spazio. Attraverso
Figura 5.3: Interfaccia di installazione e servizio per la rete di sensori IPv6 con modulo per l’applicazione di localizzazione indoor
l’interfaccia descritta nel paragrafo 5.4 abbiamo installato la rete di test con 9 anchor ed il border node ad abbiamo inserito un solo target fatto spostare in un certo numero di punti di misura differenti, per ogni punto di misura il sistema realizza in automatico 50 prove consecutive di localizzazione per un totale di 550 prove effettuate in 11 diverse posizioni. Tutte le prove sono state ripetute con la stessa potenza di trasmissione di 0dBm.
In Fig.5.5 è riportato un esempio di dispositivo target da localizzare ottenuta dalle prove effettuate.
Mediando tutti i risultati ottenuti dai 550 test effettuati si ottiene un errore medio nella localizzazione pari a 0.98m ed un errore massimo di 3,12m.
5.6 Conclusioni
Figura 5.4: Mappa del sistema di test installato
5.6 Conclusioni
L’obiettivo di realizzare una prima forma prototipale di un sistema di localiz- zazione indoor basato su una WSN-IPv6 è stato raggiunto. Una demo è stata installata ed è funzionante all’interno del Dipartimento di Ingegneria dell’In-
Figura 5.5: Esempio di localizzazione del nodo target (giallo) e dei risultati del processo di localizzazione ottenuti dagli 11 test nella stessa posizione (bollini rossi)
formazione dell’Università Politecnica delle Marche. Il sistema realizzato, visti i risultati conseguiti su errore medio e massimo nella stima della localizzazione, ci ha dato conferma che una tecnica di localizzazione indoor basata sul sempli- ce indice RSSI è possibile e restituisce dei risultati in linea con gli obiettivi di accuratezza prefissati anche in relazione all’hardware a basso costo e al basso consumo energetico. Non era fra gli obiettivi la realizzazione di un sistema di localizzazione di precisione paragonabile ai moderni sistemi UWB, visti anche gli strumenti low-cost scelti per lo sviluppo.
La possibilità di utilizzare la rete ed interagire con quest’ultima attraverso l’interfaccia sviluppa ne consente un facile utilizzo e permette l’estensione del- l’applicazione ad ampi scenari, grazie anche alla modularità che permette di caricare e rimuovere mappe, sensori e scenari applicativi.
Capitolo 6
Applicazioni e risultati
In questo capitolo descriveremo le diverse applicazioni implementate che sfruttano la rete mesh IPv6 sviluppata. Essendo il sistema molto flessibile ed adattabile ai diversi scenari, vedremo che molteplici e diversificati sono i possibili campi di utilizzo della tecnologia proposta. Fra questi troviamo il mondo dell’agricoltura intelligente, quello dell’Ambient Assisted Living e quel- lo delle smart cities l’efficientamento energetico. In questi settori sono stati sviluppati prototipi di sistemi o dispositivi industriali veri e propri che ver- ranno brevemente descritti nei seguenti paragrafi con lo scopo di dimostrare l’effettiva applicabilità nel mondo commerciale del sistema proposto. La secon- da parte del capitolo è dedicata ai risultati ottenuti dalle varie installazioni e dai test effettuati al simulatore Cooja.
6.1 Agricoltura di precisione
L’agricoltura si trova sempre più ad affrontare degli scenari economici, socia- li e ambientali in rapida evoluzione che la obbligano a individuare innovazioni tecnologiche volte a mettere a punto sistemi colturali a basso impatto am- bientale e a costo ridotto, attraverso l’impiego di strumenti per il controllo automatico della distribuzione di tutti i fattori di produzione, con particola- re riguardo ai potenziali inquinanti (fertilizzanti e fitosanitari). Serve inoltre innovazione nei processi con conseguenti incremento della produttività del la- voro e riduzione dei costi di produzione. Sistemi smart porterebbero anche ad una gestione attenta della tracciabilità dei prodotti e favorirebbe forme di certificazione di qualità. Il tutto al fine di ottenere un’agricoltura sostenibi- le in termini ecologico-ambientali senza per questo diminuire la profittabilità economica, anzi incrementarla. Le proposte scientifiche e commerciali della co- siddetta agricoltura di precisione cercano, appunto, di soddisfare, a vari livelli, tutti questi obiettivi.
Sfruttando la rete mesh IPv6 sviluppata è stato messo a punto un prototipo per il monitoraggio dei parametri che influiscono sulla crescita e sulla qualità dei prodotti agricoli. Nel dettaglio i sensori sono stati utilizzati per l’acquisizione
di grandezze quali la temperatura, sia dell’aria che del suolo, l’umidità del terreno, il ph, il livello di illuminazione che arriva al suolo e sulle piante. La temperatura può essere utilizzata per prevenire danneggiamenti alle colture causati da bruschi cali o incrementi termici, inoltre, in combinazione con il livello di umidità, risulta utile per gestire sistemi di irrigazione automatica e tarata in funzione dell’effettiva necessità di acqua che le coltivazioni richiedono nelle varie zone del terreno. Il ph può essere utilizzato per programmare le tipologie di colture da mettere a dimora e rappresenta un utile indicatore per programmare le fertilizzazioni. La misura del livello di illuminazione va ad influire sul sistema irriguo e permette di stimare i diversi livelli di maturazione nelle varie aree agricole. Oltre a sistemi di automazione intelligente dei processi ed indipendenti dal lavoro e dalla presenza umana, la raccolta in remoto di numerose grandezze misurate in maniera diffusa nei terreni agricoli permette di avere feedback circa i metodi migliore di coltivazione in relazione alla qualità e alla produttività conseguita in determinate aree piuttosto che in altre.
Il prototipo realizzato è stato presentato e mostrato al fuori EXPO della regione Marche a Milano nel 2015.