Smart Water Management per la trasformazione digitale delle reti | DE GIROLAMO Antonio

Servizi a rete
24 de May de 2023
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Notas do Editor

  1. L’obiettivo principale del progetto BISS è quello di realizzare il primo CubeSat italiano per missioni di Internet of Things (IoT) in Low Earth Orbit (LEO) e di porre le fondamenta per l’infrastruttura del relativo servizio, comprensiva dei dispositivi IoT a terra e dei network e application server per la gestione e la disseminazione dei dati IoT. Ciò può essere considerato un primo passo verso la realizzazione di una costellazione CubeSat italiana capace di fornire un servizio di IoT con copertura globale, basso costo e basso consumo di potenza. Il progetto BISS si avvarrà di una connettività duale allo stato dell’arte, sia con la rete terrestre che satellitare, e di un innovativo link di comunicazione bi-direzionale fra satelliti e dispositivi IoT a terra. Quest’ultimo consentirà di trasmettere le effemeridi del satellite a ciascun dispositivo IoT a terra al fine di fornirgli le informazioni necessarie per passare da modalità a risparmio energetico a operativa in corrispondenza dei passaggi satellitari. Come conseguenza, sarà possibile un significativo risparmio di potenza, consentendo di avere dispositivi IoT a terra di dimensioni ridotte e, quindi, una facile installazione anche in zone remote.
  2. Numerose applicazioni saranno rese disponibili dal servizio IoT, consentendo il monitoraggio ambientale, delle infrastrutture di estrazione, degli acquedotti, delle infrastrutture oil and gas, di aspetti legati all’agricoltura e molte altre. Il paradigma Satellite as a Service consente il supporto nella previsione e nel monitoraggio di infrastrutture critiche e di rete, ad esempio quelle infrastrutture caratterizzate da una gestione complessa in quanto ubicate in aree remote con le quali è difficile comunicare attraverso le tradizionali reti di terra, ma di cruciale importanza in quanto il loro collasso genera un blocco di un sistema più ampio con conseguenti danni economici e sociali. Di grande attualità è il tema del monitoraggio delle strade e delle infrastrutture, legato alle esigenze di manutenzione e sicurezza. La necessità di effettuare controlli a tappeto su tutte le opere infrastrutturali presenti nell'area ha infatti portato a una rivoluzione nei sistemi di monitoraggio e ispezione di ponti, viadotti e gallerie. Monitorare strade e infrastrutture significa raccogliere e gestire i loro dati, come tutte le informazioni utili per identificare e classificare l'opera, pianificare le attività di manutenzione e garantire il controllo del patrimonio infrastrutturale.
  3. Consulenza con esperti che soddisfino le varie richieste ed esigenze del cliente, al fine di progettare una rete di sensori IoT a terra coerente con le sue esigenze. Installazione di sensori IoT ad alta tecnologia su infrastrutture che durante il loro ciclo di vita comunicano quotidianamente i dati rilevati ai satelliti (Upstream). Acquisizione dati tramite monitoraggio satellitare effettuato da una costellazione di Cubesat, piccoli satelliti progettati per ridurre i costi di costruzione e lancio in orbita e quindi per minimizzare i costi della missione spaziale. Durante la rivoluzione attorno alla Terra e in prossimità del centro di raccolta ed elaborazione dati a terra, i Cubesat inviano i dati monitorati. Elaborazione dei dati da parte del Service Provider (Downstream) con l'ausilio di tecniche di Machine Learning finalizzate alla creazione di un servizio a valore aggiunto adattato alle specifiche esigenze dell'utente finale. La piattaforma dispone di un'interfaccia user-friendly per la consultazione del monitoraggio in tempo reale e storico.
  4. La fusione tra connettività satellitare a prezzi accessibili e IoT rappresenta un mercato multimiliardario con nuove opportunità per numerose industrie di raccogliere dati e analizzarli accuratamente. Ci sono diversi settori e applicazioni in cui il vantaggio delle comunicazioni via satellite è particolarmente pronunciato. Le principali aree di mercato identificate sono: marittimo, agricolo e zootecnico, sistemi SOS e pulsanti antipanico, veicoli connessi, industria connessa, ambiente e servizi di pubblica utilità, merci e stoccaggio, petrolio e gas. Si prevede che la domanda acceleri con la disponibilità di nuove tecnologie, con il moltiplicarsi dei casi d'uso. Nuove applicazioni potrebbero includere droni per l'agricoltura, sistemi automatizzati di alimentazione di animali/pesci in aree remote, nonché monitoraggio di medicinali e vaccini. Inoltre, i requisiti di monitoraggio della catena di approvvigionamento e della logistica per le merci che si muovono su queste rotte saranno enormi e richiederanno soluzioni di monitoraggio affidabili fornite dai satelliti.
  5. L'IoD (In Orbit Demostration) Application Server è una piattaforma di elaborazione del flusso di eventi che è in grado di acquisire dati da un'applicazione sorgente fornendo un'ampia disponibilità di connettori. Grazie ad un'architettura modulare e scalabile consentirà diverse configurazioni in base alla tipologia ed alle esigenze dell'utente finale. Le sue principali funzionalità sono di seguito riassunte: Integrazione e connessione con il Network Server attraverso protocolli di interfaccia standard e concordati. Ad esempio, MQTT è il protocollo consigliato per essere adatto al paradigma Event Driven Architecture. Ricezione del contenuto informativo dei sensori di campo qualora i dati sono crittografati dalla fonte, in conformità con le disposizioni del produttore del sensore, l'Application Server otterrà e implementerà le direttive di decodifica qualora non venga già fatto dal Network Server. Esecuzione delle operazioni di configurazione e implementazione di data filtering/analisi dei dati ricevuti dal Network Server. Implementazione di indicatori/metriche per aggiungere contenuto informativo ai dati del campo. Storicizzazione delle informazioni necessarie ed essenziali derivanti dal campo e calcolate all'interno della piattaforma. Rappresentazione grafica del contenuto informativo delle variabili di processo di interessa mediante dashboard utilizzando widget di Business Intelligence (es.: XChart, PieChart, Alarm table, ecc.). Identificazione e gestione di politiche di controllo di soglia sui parametri selezionati.
  6. Monitoraggio Infrastrutture Critiche Il problema delle perdite d'acqua dalle tubature in Italia ha diversi impatti negativi. In primo luogo, riduce la quantità di acqua disponibile per i clienti, il che può portare a penuria e razionamento durante i periodi di forte domanda o siccità, estremamente comuni negli ultimi anni. In secondo luogo, spreca energia e risorse utilizzate per pompare e trattare l'acqua che alla fine viene persa a causa delle perdite. Infine, può causare danni alle infrastrutture e all'ambiente circostante, nonché aumentare il rischio di inondazioni e altri problemi legati all'acqua. Agricoltura di Precisione In questo contesto, la tecnologia consente agli agricoltori di ottimizzare i raccolti, ridurre al minimo lo spreco di risorse e ridurre gli impatti ambientali. Grazie a piccoli dispositivi a basso consumo integrati nelle attrezzature agricole o addirittura direttamente nelle colture, collegati a una rete satellitare per la trasmissione e l'analisi dei dati, gli agricoltori possono raccogliere dati in tempo reale sulla salute delle colture, sull'umidità del suolo, sulle condizioni meteorologiche, e altre variabili.