UNIVERSITY OF CAGLIARI
DIEE - Department of Electrical and Electronic Engineering
Le tecnologie IoT per la mobilità
Prof. Luigi Atzori
l.atzori@ieee.org
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L’Internet of Things – Internet delle Cose
• Cosa sono gli oggetti?
Un qualsiasi oggetto non precisamente identificato,
che può essere vivente o inanimato, statico o mobile,
solido o intangibile
Introduzione all’IoT
2008
4 Billion connected
people
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L’oggetto entra nel mondo digitale
Oggetto reale Oggetto virtuale
L’oggetto entra nel mondo digitale
Oggetto reale
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Connessione di oggetti per applicazioni complesse
ME1
App per la mobilità integrata
ME1 ME1
Alcune applicazioni
• Manutenzione preventiva
– Monitoraggio continuo dello stato della flotta – Analisi delle correlazioni tra grandezze e guasti – Eseguire
correzioni quanto la previsione di guasto è alta
• Riduzione del traffico
– App per il
suggerimento dei percorsi migliori – App per
incentivare l’uso del trasporto
pubblico
– Sharing dei mezzi ->veicoli autonomi
• Sensing distribuito
– I veicoli possono comportarsi da sensori in
movimento
– Non solo traffico:
temperatura, polveri sottili, occupazione parcheggi
– Comportamento
delle persone in
mobilità
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Problema principale: interoperabilità
Semantic Gateway as a Service Architecture for IoT Interoperability Pratikkumar Desai ; Amit Sheth ; Pramod Anantharam, Mobile Services (MS), IEEE International Conference on, 2015
Tecnologie dominanti
Cloud Analytics/
Big Data
Sensor & Actuator Network
Connected
everything
The IoT World Forum model
Rete e dispositivi, distribuito
Reti e dispositivi: requisiti
• Dispositivi a basso costo
• Basso costo di realizzazione
• Batteria a lunga durata
• Copertura estesa
• Sicurezza e privacy
• Capacità di gestire miliardi di dispositivi nel mondo
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Soluzioni di rete
Tipologia Caratteristica Standard Applicazioni
Long-range network
Coprire grosse distanze con basso consumo di batteria
SigFox, LoRa e Wireless Mbus (WM-Bus)
Raccolta misure da
sensori (fissi) di traffico
Cellular networks
Reti implementate tramite celle gestite da operatori di TLC
EC-GSM-IoT, eMTC e
NB-IoT
Comunicazione con la flotta di veicoli
Short-range networks
Coprire brevi distanze Bluetooth, ZigBee, e low power Wi-Fi
Connessione di
dispositivi all’interno
dei mezzi di trasporto
(p.e., obliteratrici e
display)
Caratteristiche delle reti long range
WM-Bus Sigfox LoRa
Applicazione Raccolta dati da sensori fissi
Tracciamento per il bike sharing, smart parking
Tracciamento per il bike sharing, smart parking
Copertura Celle fino ad un
raggio di 1 KM
Celle aventi un raggio fino a 17 km
Celle aventi un raggio fino a 14 km
Robustezza
(tutte su frequenze libere non licenziate)
Robusta ma pur sempre in banda ISM (evitando la banda dei 2.4 GHz band troppo satura)
Banda ISM a 863- 870MHz
Banda ISM a 863- 870MHz
Vita della batteria Alta, circa 10 anni Alta, circa 10 anni Alta, circa 10 anni
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Una rete LoraWan:
The Things Network
Cellular networks: NB-IoT
NB- IoT
Alta densità
Basso costo (5$)
Vita lunga (batt.) Copertura
estrema Frequenze
licenziate
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Short-range networks: Bluetooth
Short-range networks: Bluetooth
Classi dei dispositivi Bluetooth
Classe Potenza massima Potenza minima Distanza
massima Esempio di dispositivo
1 100 mW (+20 dBm) 1 mW (0 dBm) ~ 100 m
Dispositivo alimentato da corrente (dongle USB,
access point) 2 2,5 mW (+4 dBm) 0,25 mW (-6 dBm) ~ 10 m
Dispositivo alimentato a batteria (dispositivi mobili,
adattatori Bluetooth)
3 1 mW (0 dBm) - ~ 1 m
Dispositivo alimentato a batteria (adattatori
Bluetooth)
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Bluetooth Beacons
• I Bluetooth beacons sono trasmettitori hardware (una classe dei BLE) che trasmettono in broadcast (indirizzo conosciuto da tutti i dispositivi) il loro identificatore ai dispositivi elettronici nelle vicinanze
• Quando un dispositivo mobile (smartphone, tablet) riceve questo identificatore viene abilitato a compiere una certa azione
• Tipicamente i BT Beacons vengono posti in punti di interesse specifici come negozi,
fermate del bus, locali, con l’obiettivo di trasmettere delle informazioni di interesse
alle persone che si trovano nelle vicinanze
Applicazioni dell’MCLab: smart parking
SCHEDA ELETTRONICA CON INTERFACCIA BT E WI-FI
SENSORE ULTRASUONI
BEACON BLE
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Applicazioni dell’MCLab: smart parking
Il cittadino controlla nell’App dove ci sono
stalli liberi
Il cittadino parcheggia il veicolo in uno stallo
libero
Il sistema di Smart Parking rileva automaticamente l’occupazione dello
stallo
Il cittadino riceve nell’App la notifica del
parcheggio Il cittadino libera lo
stallo Il cittadino riceve
sull’App la notifica per il pagamento in base al
tempo di sosta
Applicazioni dell’MCLab: smart
parking
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Applicazioni dell’Mclab: smart parking
Applicazioni dell’Mclab: PMA
• Tre slide da parte di Marco
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Applicazioni dell’Mclab: PMA
Applicazioni dell’Mclab: PMA
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Progetto finanziato con fondi POR FESR 2014/2020
ASSE PRIORITARIO I “RICERCA SCIENTIFICA, SVILUPPO TECNOLOGICO E INNOVAZIONE’’.
