Navigare nel panorama IoT:
Guida per principianti alle reti IoT

L'Internet degli oggetti (IoT) è una vasta rete di dispositivi, veicoli ed elettrodomestici interconnessi, dotati di una nuova tecnologia che li aiuta a raccogliere e scambiare dati. Per funzionare efficacemente, l'IoT si basa su reti solide. Siete interessati? Abbiamo creato per voi una guida dettagliata sulle reti IoT, sui loro componenti e su come si uniscono per alimentare il mondo intelligente che ci circonda.

Conoscere le reti IoT

Una rete IoT è un'infrastruttura di comunicazione che consente lo scambio di dati tra i dispositivi IoT. Queste reti possono essere cablate o wireless, e queste ultime sono più diffuse grazie alla loro flessibilità e scalabilità. I componenti fondamentali di un panorama IoT comprendono:

• Dispositivi IoT: Si tratta di oggetti fisici dotati di sensori, attuatori e moduli di connettività. Router IoT raccolgono dati dall'ambiente circostante e possono anche eseguire azioni in base ai comandi ricevuti o all'analisi dei dati. Ne sono un esempio i termostati intelligenti, i fitness tracker indossabili e i sensori industriali.

• Sensori: Questi dispositivi misurano condizioni fisiche o ambientali, come temperatura, umidità, pressione o movimento. Convertono i segnali analogici in dati digitali che possono essere trasmessi in rete.

• Attuatori: Questi dispositivi controllano i sistemi fisici convertendo i segnali elettrici in energia meccanica o di altro tipo. Consentono ai dispositivi IoT di interagire con l'ambiente circostante, ad esempio aprendo o chiudendo valvole, regolando motori o attivando luci.

• Connettività: Si riferisce ai protocolli e alle tecnologie di comunicazione utilizzati per collegare i dispositivi IoT alla rete. Le opzioni includono Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, LoRaWAN, reti cellulari e comunicazione satellitare. La scelta della connettività dipende da fattori quali il volume di dati, la portata, il consumo energetico e il costo.

• Gateway: Un gateway funge da ponte tra i dispositivi IoT e Internet. Aggrega i dati provenienti da più dispositivi, esegue l'elaborazione iniziale dei dati e inoltra le informazioni al cloud o ad altri sistemi per ulteriori analisi.

• Piattaforma cloud: Si tratta di un sistema centralizzato che archivia ed elabora i dati IoT. Fornisce strumenti per l'analisi dei dati, la visualizzazione e lo sviluppo di applicazioni. Le piattaforme cloud consentono anche la gestione e il controllo dei dispositivi in remoto.

Conoscere le reti IoT è essenziale per capire come i dispositivi interagiscono e comunicano nel nostro mondo moderno in continua evoluzione.

Come funzionano le reti IoT

Quando un dispositivo raccoglie dati, li invia al gateway. Il gateway inoltra quindi i dati alla piattaforma cloud. Il cloud elabora i dati ed esegue le analisi necessarie.

Si pensi, ad esempio, a un fitness tracker intelligente. Raccoglie dati sull'attività fisica dell'utente, come i passi compiuti e la frequenza cardiaca. Questi dati vengono inviati a un gateway che li trasmette al cloud. Il cloud analizza i dati per fornire informazioni, come ad esempio il numero di calorie bruciate dall'utente durante l'allenamento. I risultati possono essere visualizzati sull'interfaccia utente, consentendo all'utente di seguire i propri progressi.

Oltre a raccogliere dati, le reti IoT aiutano i dispositivi a ricevere comandi dal cloud. Ad esempio, una telecamera di sicurezza domestica intelligente può inviare avvisi allo smartphone dell'utente quando rileva un movimento. L'utente può quindi accedere al feed della telecamera attraverso l'interfaccia utente e, se necessario, inviare un comando alla telecamera per registrare il video.

Tipi di reti IoT

Le reti IoT possono essere classificate in base alla loro estensione geografica, alla topologia della rete e ai protocolli di comunicazione.

Reti geografiche (WAN)

Queste reti coprono ampie aree geografiche e sono adatte ad applicazioni IoT con velocità di trasmissione dati medio-basse e requisiti di lunga durata della batteria. Ne sono un esempio LoRaWAN, NB-IoT e le reti satellitari.

Reti locali (LAN)

Queste reti operano in un'area limitata, come una casa, un ufficio o una fabbrica. Sono ideali per le applicazioni IoT con elevate velocità di trasmissione dati e requisiti di bassa latenza. Wi-Fi, Zigbee e Bluetooth sono comunemente utilizzati per le reti IoT basate su LAN.

Reti di area personale (PAN)

Queste reti hanno un raggio d'azione molto breve e sono in genere utilizzate per collegare i dispositivi nelle immediate vicinanze di una persona. Ne sono un esempio il Bluetooth Low Energy (BLE) e la Near Field Communication (NFC).
Le reti IoT possono essere classificate in diversi tipi in base alla loro portata geografica, alla topologia di rete e ai protocolli di comunicazione. La comprensione di queste categorie è fondamentale per selezionare il tipo di rete più adatto a specifiche applicazioni IoT.

Protocolli di rete IoT

Il panorama dell'ioT impiega una varietà di protocolli di comunicazione per garantire uno scambio di dati continuo tra i dispositivi. Alcuni dei protocolli più comuni sono:

• Wi-Fi: Offre un'elevata velocità di trasmissione dei dati e un'ampia copertura, ma consuma più energia.

• Bluetooth: Fornisce un raggio d'azione breve Connettività IoT con un basso consumo energetico, adatto ai dispositivi indossabili e alle applicazioni di prossimità.

• Zigbee: Un protocollo wireless a bassa potenza progettato per la domotica e il controllo industriale.

• LoRaWAN: Una tecnologia WAN a lungo raggio e a basso consumo, adatta alle applicazioni IoT con bassa velocità di trasmissione dei dati e requisiti di ampia copertura.

• NB-IoT: Una tecnologia cellulare ottimizzata per i dispositivi IoT a basso consumo, che offre un'ampia copertura e costi contenuti.

• LTE-M: (Long Term Evolution for Machines): Una tecnologia cellulare progettata per le applicazioni IoT che richiedono una larghezza di banda superiore a quella di NB-IoT, come gli indossabili e la telematica dei veicoli.

• MQTT: Un protocollo di messaggistica leggero per applicazioni IoT, che fornisce una comunicazione efficiente tra dispositivi e server.

I protocolli comuni offrono vantaggi unici, adattati ad applicazioni e requisiti specifici. La comprensione di questi protocolli è essenziale per selezionare la tecnologia giusta per ottimizzare le prestazioni e l'efficienza delle implementazioni IoT.