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Interoperabilità e standardizzazione nell'IoT

Scopri l'importanza dell'interoperabilità e della standardizzazione nell'IoT. Approfondisci l'integrazione dell'Edge Computing, le opportunità del BIM e il futuro di una connessione intelligente.

Introduzione

Un aspetto cruciale dell'IoT è l'interoperabilità e la standardizzazione dei dispositivi e delle piattaforme. Per garantire il pieno potenziale dell'IoT, è necessario che i dispositivi possano comunicare tra loro in modo fluido e che ci sia coerenza nelle tecnologie e negli standard utilizzati. Ciò permette una maggiore compatibilità e l'integrazione senza problemi di dispositivi e servizi IoT.

Cos'è l’Internet of Things e per cosa è utile

Scopri cos'è l'Internet of Things (IoT), come sta trasformando il modo in cui viviamo e lavoriamo, e le sue applicazioni nei settori delle Smart Cities, salute, industria e energia.
Il nostro approfondimento

Cos'è l’Internet of Things e per cosa è utile

Scopri cos'è l'Internet of Things (IoT), come sta trasformando il modo in cui viviamo e lavoriamo, e le sue applicazioni nei settori delle Smart Cities, salute, industria e energia.
Approfondimento

IoT & Cloud

La stragrande maggioranza dei sistemi informatici, che offrono servizi on line, si appoggia attualmente ad infrastrutture Cloud. Le risorse vengono affittate agli utenti e allocate dinamicamente in base al loro reale utilizzo e al tipo di contratto stipulato. Tra le modalità di connessione abilitate dal Cloud, la più evoluta e pervasiva è rappresentata dall’Internet of Things. L'IoT può essere rappresentato come un network di dispositivi connessi in cui tutti i nodi connessi comunicano costantemente insieme, in coordinamento automatico per produrre risultati collettivi al fine di soddisfare i task per i quali sono impiegati. L'IoT consente inoltre la comunicazione tra macchine, persone e cose per implementare un ambiente smart, città intelligenti, sistemi di trasporto intelligenti, distribuzione intelligente dell'energia, servizi sanitari intelligenti, industrie intelligenti, edifici intelligenti.

In un modello di cloud computing, le risorse e i servizi di elaborazione sono spesso centralizzati in datacenter di grandi dimensioni, a cui si accede tramite dispositivi IoT collocati all'edge di una rete. Il modello riduce alcuni costi ed è più efficiente dal punto di vista della condivisione delle risorse. Affinché l'IoT manifesti tutta la sua efficacia, le risorse di elaborazione devono essere più vicine alla posizione dei dispositivi fisici.

IoT ed Edge Computing

Un nuovo paradigma, affacciatosi recentemente sul panorama tecnologico delle architetture di rete, si pone come obiettivo quello di ampliare le caratteristiche del Cloud, rendendo il modello che ne consegue particolarmente adatto all’esecuzione dei servizi e delle applicazioni dagli elevati requisiti.

Spostare le risorse in un punto della rete più vicino alla produzione dei dati è la soluzione che questo paradigma propone per sopperire alle elevate latenze che impediscono l’esecuzione di applicazioni che richiedono tempistiche vicine al real -time e che generano un alto traffico di dati.

Il modello Fog/Edge Computing a tre livelli inserisce delle risorse utilizzabili sull’edge della rete, come succede per le risorse rese disponibili dal Cloud nella core network. I vantaggi derivanti dall’adozione di un siffatto modello comprendono una bassa latenza, il supporto alla mobilità, e la possibilità di estrarre e usare informazioni contestuali agli utenti. Parte dell’infrastruttura presente sull’edge, dedicata allo svolgimento dei servizi, si appoggia al Cloud per le computazioni complesse e per il backup dello stato pesante del sistema. Il modello risultante è il tassello abilitante che permetterà alle infrastrutture esistenti di adempiere alle richieste delle moderne applicazioni, soprattutto relative all’IoT, che necessitano di processare i dati vicino alla sorgente per minimizzare la latenza ed evitare frequenti connessioni con il Cloud, contenendo così anche il traffico di rete generato. Le centraline di collegamento wireless potranno esse stesse ospitare le risorse necessarie alle continue micro operazioni prima demandate al Cloud, di modo da poter fornire una bassa latenza a tutte quelle applicazioni che hanno bisogno di un responso real-time circa l’analisi della grossa mole di dati che collezionano e inviano in rete.
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Le motivazioni che hanno mosso le aziende verso l’adozione del paradigma di Edge Computing sono molteplici:

  • Velocità: l’Edge Computing rende de facto possibile l’unica architettura IT che consente di far comunicare più dispositivi scambiando i dati in tempo reale. La riduzione della latenza nelle operazioni sarebbe impossibile con il semplice ricorso al cloud computing, soprattutto nell’ambito delle applicazioni mobile. La condizione da privilegiare per sfruttare appieno le logiche Big Data & Analytics, come vedremo, deriva infatti dal saper combinare in maniera efficace i punti di forza del cloud e dell’edge in una soluzione di continuità funzionale.

  • Scalabilità: l’Edge Computing consente di svincolarsi dalle risorse centralizzate per le operazioni in prossimità dei dati, il che si riflette in una maggior agilità di configurazione dei sistemi IoT, la cui espansione non è più vincolata esclusivamente alla scalabilità delle risorse in cloud, ma è resa possibile grazie al semplice aumento dei dispositivi informatici e dei micro data center collocati ai margini della rete. Grazie all’edge computing si ottiene dunque un doppio livello di scalabilità delle risorse, sia a livello locale che in cloud. L’onere più rilevante è costituito dalle competenze necessarie per configurare un’architettura cloud-to-edge capace di bilanciare in maniera ottimale la richiesta computazionale necessaria ai vari livelli funzionali del sistema.

  • Resilienza: L’Edge Computing riduce la quantità di dati proveniente dalla rete primaria, privilegiando la disponibilità dei dati ai margini della rete. Questo modello di gestione del dato rende la pipeline di lavoro meno soggetta a rischi di down di un data center in cloud, in quanto il dato utile a livello operativo risulta disponibile sul device stesso, piuttosto che su un micro data center locale. In altri termini, per garantire la resilienza di un sistema basato sull’edge computing è sufficiente prevedere una condizione di sincronia periodica tra i dati in locale e i data storage in cloud, che possono essere aggiornati con una frequenza decisamente inferiore rispetto a quella necessaria a livello operativo.

  • Sicurezza: per certi aspetti potrebbe sembrare un paradosso, in quanto il design di un’architettura edge aumenta a dismisura i punti di vulnerabilità di un sistema, per via della pluralità dei nodi e dei gateway che corrispondono ai vari punti di accesso violabili da un attacco proveniente dalla rete. Tale condizione, se opportunamente sfruttata, costituisce al tempo stesso una notevole risorsa per gli esperti di cyber security, che possono isolare le varie zone della rete per neutralizzarle in caso di episodi malevoli. I protocolli di sicurezza possono infatti attivarsi per isolare i vari elementi che compongono l’intero sistema: dal singolo terminale ad interi comparti funzionali

Iot & BIM – Il gemello digitale

l BIM (building information model) consente la realizzazione di un modello digitale che rappresenta il gemello (digital twin) dell’opera realizzata o da realizzare.

Il modello reale, ovvero l’opera realizzata, può essere gestito attraverso il suo gemello digitale con modalità estremamente avanzate che sfruttano anche l’integrazione con sensori IoT.

I sensori della tecnologia IoT sono dispositivi piuttosto semplici ma applicati all’edilizia generano un potenziale innovativo elevatissimo.

Collegati ad appositi strumenti, misurano temperatura, umidità, luce, movimento o qualsiasi altra informazione che si vuole quantificare. Combinando questi risultati alla tecnologie BIM, il risultato è una connessione in tempo reale tra il dato rilevato e il modello 3D (ad esempio tra un cantiere fisico e il suo gemello digitale nel cloud) che apre la strada a un numero infinito di opportunità in termini di efficienza e gestione di un progetto.

Si pensi, ad esempio, alla possibilità di aggiornare gli elaborati di progetto in base all’effettivo stato di avanzamento dei lavori, di affrontare tutte le criticità esecutive e gestionali e all’opportunità di migliorare e ottimizzare l’intero processo sulla base dei dati rilevati in cantiere e tutto in tempo reale.

Infatti, i sensori presenti in cantiere possono stabilire una connessione costante e continua fra l’ambiente fisico e il suo modello digitale, aprendo nuove possibilità nel campo della gestione del progetto.
I dati così raccolti costituiscono una base di supporto per ogni fase decisionale e gestionale del processo costruttivo: dalla cantierizzazione dell’opera fino alla sua gestione e manutenzione nel corso del tempo.

In fase di cantiere, ad esempio, la sensoristica consente di conoscere i dati relativi alla presenza del personale in cantiere, ai flussi di lavoro e ai relativi picchi ed eventuali sovrapposizioni, raccogliere informazioni in tempo reale sull’utilizzo di macchine, attrezzature e materiali, avere un quadro costantemente aggiornato sull’avanzamento dei lavori e gli approvvigionamenti, verificare la correttezza delle modalità esecutive utilizzate.

Grazie alle piattaforme Cloud questa enorme base di dati è naturalmente a disposizione di tutti i soggetti coinvolti nel progetto, secondo un approccio perfettamente coerente con la filosofia alla base del Building Information Modeling.

IoT e Trasformazione Digitale

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Conclusioni

In conclusione, l'interoperabilità e la standardizzazione sono elementi fondamentali per il successo dell'IoT. La capacità dei dispositivi di comunicare tra loro in modo fluido e l'adozione di tecnologie e standard coerenti consentono una maggiore compatibilità e l'integrazione senza problemi dei dispositivi e dei servizi IoT.

L'introduzione dell'Edge Computing ha ampliato le potenzialità dell'IoT, consentendo l'esecuzione di servizi e applicazioni in tempo reale e riducendo la latenza. Questo nuovo paradigma offre velocità, scalabilità, resilienza e sicurezza, aprendo nuove opportunità per sfruttare appieno i vantaggi dell'IoT.

Inoltre, l'integrazione dell'IoT con il Building Information Modeling (BIM) permette la creazione di gemelli digitali che migliorano l'efficienza e la gestione dei progetti edilizi. Grazie alla sensoristica IoT, i dati in tempo reale provenienti dai cantieri consentono di prendere decisioni più informate e ottimizzare l'intero processo costruttivo.

L'adozione di queste tecnologie promettenti apre la strada a un futuro in cui l'IoT diventerà sempre più integrato nella nostra vita quotidiana, trasformando il modo in cui interagiamo con le macchine e l'ambiente circostante.

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