EMB_59

47 / 84

47
SENSORI WIRELESS | HARDWARE
EMBEDDED 59 • FEBBRAIO • 2016
radio a livello internazionale che comprendono
e soddisfano questo requisito, inclusa la norma
IEEE 802.15.4e TSCH.
Sensori dovunque. Per applicazioni IoT in
ambito industriale, la collocazione precisa di un
sensore o di un punto di controllo è fondamenta-
le. La tecnologia wireless promette comunicazio-
ni senza fili, ma se occorre alimentare un nodo
wireless collegandolo a una presa o ricaricarlo a
intervalli di ore o anche di mesi, il costo e la pra-
ticabilità dell’implementazione diventano proi-
bitivi. Per esempio, aggiungere sensori a un ap-
parecchio rotante per monitorarne le condizioni
mentre l’apparecchio è in servizio non è possibile
impiegando cavi, ma le cognizioni acquisite tra-
mite monitoraggio durante i periodi di servizio
possono consentire ai clienti di eseguire la ma-
nutenzione predittiva di questo apparecchio cru-
ciale, evitando così tempi di fermo indesiderati e
costosi.
Per assicurare implementazioni flessibili ed
economiche, ogni nodo di una WSN industriale
deve essere in grado di funzionare a batteria per
almeno cinque anni, poiché ciò offre agli utenti
la massima flessibilità di copertura per applica-
zioni IoT in ambito industriale. Un esempio di
WSN industriale basata su TSCH sono i prodot-
ti SmartMesh di Linear Technology, che in ge-
nere funzionano a corrente alquanto inferiore a
50µA, rendendone fattibile il funzionamento per
molti anni con due pile AA. In ambienti in cui è
presente una fonte adeguata di energia accumu-
lata, è possibile fare funzionare i nodi in perpetuo
tramite la tecnologia energy harvesting (Fig. 1).
I tempi sono importanti. Il monitoraggio indu-
striale e le reti di controllo sono determinanti per
l’azienda; sono alla base dei sistemi che influisco-
no sul costo primario della produzione di beni e
la tempestività dei dati è essenziale. Nell’ultimo
decennio, i sistemi WSN deterministici basati su
TSCH sono stati collaudati sul campo in un’am-
pia gamma di applicazioni di monitoraggio e con-
trollo. Questi sistemi a intervalli di tempo (time
slot), come i WirelessHART, assicurano trasmis-
sioni con dati limitati nel tempo e identificati da
data e ora. In queste reti, ai nodi che richiedono
più opportunità di inviare dati viene assegnato
automaticamente un numero maggiore di time
slot ed è possibile ottenere una trasmissione a
bassa latenza attraverso la rete mettendo a di-
sposizione più time slot su percorsi successivi
nella rete stessa. Questa coordinazione della tra-
smissione dei dati inoltre migliora drasticamente
la capacità di implementare reti dense con tra-
smissioni frequenti. Senza intervalli di tempo
programmati, le reti wireless senza TSHC cesse-
rebbero di funzionare a causa del flusso eccessivo
non coordinato di traffico radio.
Inoltre, ogni pacchetto di una rete TSCH contie-
ne un contrassegno temporale preciso indicante
quando il pacchetto è stato inviato, anche l’ora
a livello dell’intera rete è disponibile a ciascun
nodo per la coordinazione dei segnali di controllo
su una rete di nodi wireless, se necessario. La di-
sponibilità di dati con un contrassegno temporale
fa sì che i dati possano essere disposti secondo
l’appropriata sequenza dall’applicazione anche
se vengono ricevuti nell’ordine sbagliato, il che
può essere utile per diagnosticare con precisione
causa ed effetto in applicazioni industriali in cui
occorre verificare le informazioni provenienti da
più sensori.
La visibilità del funzionamento della rete
è essenziale. Le reti industriali devono funzio-
Fig. 3 - Dare impulso al cambiamento – Strumen-
ti di analisi software, come il software Brains.
App di utilizzano i dati generati
da reti di sensori wireless industriali per otti-
mizzare le operazioni e la resa dello stabilimento
oltre a migliorare la sicurezza