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TSCH | hardware
EMBEDDED 56 • maggio • 2015
di picco è un buon punto di partenza, ma l’ener-
gia necessaria per inviare un pacchetto dipende
dalla carica assorbita nel corso del tempo. Se
l’assorbimento di corrente viene misurato con un
oscilloscopio e diagrammato in funzione del tem-
po (Fig. 3), l’energia necessaria per l’invio di un
pacchetto corrisponde all’area sottesa dalla curva
e dipende non solo dalle correnti di picco ma an-
che dal tempo in cui ciascuna operazione è attiva.
Prodotti come LTC5800-IPM offrono scambio di
pacchetti ottimizzato con precisione: un’operazio-
ne di trasmissione/riscontro di pacchetto viene
eseguita con una carica di soli 54,5 µC a una ten-
sione di alimentazione pari a 3,6V (ovvero 196,2
µJ di energia).
Un approccio a livello di sistema per ridurre
il consumo di potenza
Adottando un punto di vista più olistico da cui
considerare come viene consumata l’energia in
una rete wireless di sensori, si può vedere che
ottenere un basso consumo di potenza può esse-
re ritenuto funzione sia del traffico di dati che
dell’energia necessaria per inviare un pacchetto
e del numero di tentativi successivi necessari per
inviare un pacchetto da un nodo all’altro:
Prestando la massima attenzione all’energia per
pacchetto e ricorrendo a un protocollo di rete che
a ogni tentativo applica la diversità di tempo,
percorso, frequenza (quindi riducendo il numero
di tentativi necessari in media per l’invio di un
pacchetto), si può ottenere un basso consumo di
corrente migliorando l’efficienza nell’intero siste-
ma anziché facendo sacrifici al livello di applica-
zione. Gli intervalli di comunicazione in una rete
TSCH hanno un elevato grado di configurabilità:
i timeslot vengono assegnati automaticamente
sulla base delle esigenze dell’applicazione. Una
rete TSCH può essere configurata per basse ve-
locità di trasmissione dati allo scopo di ridurre al
minimo la potenza necessaria e potenzialmente
consentire l’uso della tecnologia “energy harve-
sting”. Questa stessa rete TSCH può essere con-
figurata per funzionare a velocità di trasmissione
dati eterogenee, come avviene spesso negli sta-
bilimenti industriali, in cui sono presenti gran-
dezze che variano lentamente (p. es., il livello
del liquido in un serbatoio) e altre che variano
velocemente (p. es., la portata in un tubo). Una
rete TSCH assegna automaticamente i timeslot
necessari alle parti della rete stessa che ne hanno
bisogno. Anziché costringere gli utenti a adatta-
re le loro applicazioni per soddisfare le esigenze
della rete, una rete TSCH può essere adattata
per soddisfare le esigenze di un’ampia gamma di
applicazioni.
Abilitare l’IoT in ambito industrial
Le reti TSCH costituiscono già un blocco fonda-
mentale degli attuali standard wireless indu-
striali, come WirelessHART (IEC62591), e stan-
no contribuendo alla realizzazione di standard
emergenti delle reti wireless di sensori basate su
Internet Protocol, tra cui IEEE802.15.4e 1 . Sono
in corso anche attività di standardizzazione di
un livello di collegamento TSCH all’interno del
gruppo IETF 6TiSCH 2 . L’adozione della tecnolo-
gia TSCH negli standard pertinenti continuerà a
incoraggiarne un uso sempre più diffuso.
Le reti TSCH hanno già dimostrato di poter assi-
curare durata pluriennale delle batterie e affida-
bilità di trasmissione dei dati >99,999% in appli-
cazioni industriali diverse e gravose, come il mo-
nitoraggio di processi industriali,1 la sicurezza
del perimetro di barriere,2 l’efficienza energetica
di data center3 e soluzioni di parcheggio intel-
ligente su scala metropolitana.4 Presentandosi
come reti wireless a basso consumo di potenza ed
elevata affidabilità, le reti TSCH sono ideali per
l’Internet delle cose in ambito industriale.
Bibliografia
1. WSN a basso consumo di potenza, affidabi-
li per l’Internet delle cose -
2.
3. Emerson Process -
4. Integrated Security Corporation –
5. Vigilent -
6. Streetline -