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56 • maggio • 2015

estendere la vita delle batterie ad alcuni anni, ren-

dendone la sostituzione sempre meno frequente.

Anche se inizialmente le tecnologie wireless indu-

striali sono state di tipo proprietario, e in alcuni

casi utilizzano ancora largamente le bande radio

scientifiche e medicali dei 900 MHz e 2,4 GHz, in

alcune applicazioni non critiche sono impiegate

tecnologie standard, come Wi-Fi e ZigBee. Per le

comunicazioni industriali sono state sviluppate an-

che speciali tecnologie wireless che implementano

un insieme di tecniche di mitigazione del rumore,

sicurezza e bassa latenza per applicazioni ad eleva-

to determinismo. Tecnologie wireless diffuse come

Bluetooth e Z-Wave si sono invece rivelate inade-

guate per gli usi industriali.

Lo standard IEEE 802.15.4 che usa la banda a 2,4

GHz si è dimostrato particolarmente robusto verso

le interferenze, sufficientemente veloce per la mag-

gior parte degli impieghi industriali (250 kbit/s),

caratterizzato da bassi consumi

energetici e sicuro, grazie a un mo-

tore di crittografia AES a 128 bit.

Su questo standard si basano le

principali tecnologie wireless in-

dustriali: ZigBee, WirelessHART,

ISA100.11a, 6LoWPAN.

ZigBee si basa su una rete di tipo

mesh, comunemente usata per for-

mare wireless sensor network, che

estende la copertura su distanze

più elevate e fornisce una maggio-

re affidabilità di connessione grazie

a percorsi multipli ridondati. WirelessHART è la

versione radio del popolare field bus HART; allo

standard di base 802.15.4 aggiunge un livello su-

periore che fornisce un sistema autoorganizzante,

sincronizzato temporalmente e basato su mesh.

Questa tecnologia impiega una autenticazione com-

pleta tra dispositivi con crittografia 128-bit AES.

Lo standard ISA100.11a, invece, è stato sviluppato

dalla International Society of Automation (ISA) per

l’industria del controllo di processo e l’automazione

di fabbrica. Basato anch’esso su 802.15.4, questo

standard wireless fornisce un protocollo di tunne-

ling capace di trasportare protocolli esistenti quali

HART, Foundation Fieldbus, Modbus, e Profibus,

con un formato di frame conforme al protocollo IP.

Una tecnologia wireless molto interessante che si

sta espandendo nel mondo industriale è la cosid-

detta 6LoWPAN, ovvero IPv6 su low-power wire-

less personal-area network. Questo standard IETF

è progettato per favorire il collegamento di miliardi

di dispositivi collegabili alla Internet of Things

(IoT). Alcune previsioni indicano che entro il 2020

saranno connessi a internet oltre 50 miliardi di di-

spositivi di ogni sorta, e questo standard contribui-

rà a realizzare parte di questa connettività.

Tendenze generali

Anche se il settore industriale non segue le stesse

tendenze delle imprese e del mondo consumer, si

possono delineare alcune linee generali che le co-

municazioni industriali seguiranno nel prossimo

futuro. Innanzitutto i fieldbus tradizionali conti-

nueranno a essere utilizzati nonostante la connet-

tività Ethernet e wireless.

In parallelo, si assisterà però anche a un signifi-

cativo movimento verso le tecnologie industrial

Ethernet e wireless; l’impiego di

quest’ultima in campo industriale,

in particolare, era partito lenta-

mente per problemi di scarsa af-

fidabilità e sicurezza, ma i recenti

progressi nei protocolli hanno inne-

scato un ritmo di crescita molto più

veloce. Il trend attuale di impiego

di standard aperti ed Ethernet ri-

durrà ulteriormente l’utilizzo di

standard e apparati proprietari. Si

assisterà anche a una rapida ado-

zione del modello “Internet proto-

col”, ossia della capacità di dare a tutti i dispositivi

un indirizzo di tipo IPv6 e di consentirne la comu-

nicazione diretta non solo su Ethernet (rete locale)

ma su Internet.

Dato che la sicurezza è diventata un aspetto impor-

tante per molti impianti, probabilmente aumen-

terà l’uso della videosorveglianza, la quale potrà

anche essere usata per completare aspetti di moni-

toraggio che semplici sensori non possono garanti-

re da soli. Infine, si assisterà alla nascita graduale

di soluzioni finalizzate a garantire compatibilità

e interoperabilità tra tecnologie vecchie e nuove,

sistemi analogici e digitali, standard proprietari

e aperti per indirizzare un problema che ormai ri-

guarda le comunicazioni industriali implementate

nella maggior parte delle fabbriche e degli impianti

di controllo di processo.

I fieldbus

tradizionali

continueranno ad

essere utilizzati

nonostante

la connettività

Ethernet e wireless