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NOVEMBRE 2017
FIELDBUS & NETWORKS
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LoRa Alliance è oggi
un ’ o r gan i z z a z i one
senza scopo di lucro
di circa 400 membri,
focalizzati sulla stan-
dardizzazione delle
reti LoRa per l’Inter-
net of Things e per
la cosiddetta comu-
nicazione machine-
to-machine (m2m), al
fine di creare un forte
ecosistema e diffon-
dere questa tecno-
logia su vasta scala.
Fra i vantaggi che
contraddistinguono la
tecnologia LoRaWAN,
si possono in particolare citare: bassis-
sima emissione radio (‘green’), distanze
di copertura elevate, autonomia ener-
getica dei dispositivi, nessun costo di
infrastruttura, nessuna SIM di operatori
TLC, trasversalità delle applicazioni e
sicurezza elevata (trasmissione dei dati
in modalità crittografata end-to-end,
con chiavi AES-128, che rendono prati-
camente impossibile l’intercettazione e
la manomissione delle comunicazioni). I
sensori LoRaWAN sono in grado di co-
municare a distanze superiori ai 10 km
di raggio in ambienti aperti (campagna),
ai 5 km circa in aree semi-urbane e a più
di 2 km in ambienti urbani densamente
popolati, a una velocità dati che va dai
250 bit/s a 50 kbps (per l’Europa).
Risulta ovvio che una stessa tecnologia
non può servire per tutte le applicazioni e
per le differenti quantità di dati presenti
in un progetto smart city. wi-fi, Zigbee e
Bluetooth Low Energy (BLE), per esem-
pio, sono ottimi standard ampiamente
adottati e utili per applicazioni relative
alla comunicazione di dispositivi per-
sonali o comunque nell’ambito LAN. La
tecnologia cellulare risulta utilissima per
applicazioni che richiedono un elevato
throughput di dati, avendo una sorgente
di alimentazione da connettere alla rete
elettrica (ricarica).
Una rete Lpwan, invece, offre una du-
rata della batteria pluriennale, inoltre
è stata sviluppata appositamente per
sensori e per applicazioni che necessi-
tano trasmissioni di piccole quantità di
dati su lunghe distanze, anche in pre-
senza di ambienti variabili. Molte reti
di comunicazione esistenti utilizzano
un’architettura mesh. In una rete a
mesh i singoli nodi inoltrano le informa-
zioni di altri nodi aumentando il range
di comunicazione e le dimensioni della
cella della rete. Questo aggiunge però
complessità, riduce la capacità di rete
e la carica della batteria. Un’architet-
tura a stella a lungo raggio ha maggiore
senso ai fini della durata della batteria,
quando può essere raggiunta una con-
nettività a lungo raggio. Questa osser-
vazione è stata decisiva per lo sviluppo
dell’architettura LoRaWAN. Gli end-
node sono moduli embedded di comuni-
cazione che rappresentano l’interfaccia
con l’ambiente reale e comunicano
i dati direttamente ai gateway della
cella. Questi ultimi sono concentra-
tori che, installati per esempio presso
le cabine elettriche, raccolgono i dati
scambiati con i vari end-node di com-
petenza distribuiti nell’area da monito-
rare. A seconda dell’area di copertura
della cella, a ogni gateway si possono
collegare anche migliaia di end-node.
Il gateway trasmette a sua volta i dati
agli applicativi di controllo centralizzati
(server), i quali vengono gestiti da ap-
plicativi software (data management in
ambito Big Data).
Il concetto di Big Data è strettamente
legato a quello dell’Internet of Things:
gli oggetti IoT e i sensori end-node sono
in grado di raccogliere dati nell’ordine di
Terabyte di memoria e sono quindi ne-
cessari dei software in grado di lavorare
con milioni di dati e di elaborarli in tempi
brevi o addirittura in tempo reale.
Anche il Web 2.0 è una fonte crescente
di dati: la sua caratteristica fondamen-
tale consiste nello ‘user-generated con-
tent’, cioè nei contenuti prodotti in gran
parte dagli utenti: si pensi, per esempio,
a tutto ciò che ruota attorno ai social
network… Questa esplosione del quan-
titativo di dati generati giustifica il fatto
che uno dei termini ricorrenti degli ultimi
tempi sia proprio Big Data: esso indica
dati prodotti in grande quantità, con no-
tevole rapidità e nei formati più diversi,
la cui elaborazione richiede tecnologie e
risorse, che vanno ben al di là dei sistemi
convenzionali di gestione e immagazzi-
namento dei dati.
La collocazione di LoRaWAN
LoRaWAN: architettura di rete
Fieldbus & Networks