EMB 92

EMBEDDED 92 • MAGGIO • 2024 49 IOT | HARDWARE sistema di monitoraggio viene utilizzato il modulo Wi-Fi ESP32 e sensori a esso collegati per raccogliere dati dalle apparecchiature e trasferirli nel cloud me- diante una connessione wireless a Internet, dati che sono continuamente monitorati dall’utente mobile utilizzando un’App dedicata per applicazioni mobili, o tramite Internet utilizzando il cloud. Il sistema di monitoraggio intelligente ha una note- vole importanza nella vita di tutti i giorni. L’IoT as- sume un ruolo fondamentale nella progettazione di sistemi intelligenti nelle applicazioni industriali e informatiche. L’IoT è una combinazione di un sistema integrato e di comunicazione che interconnette i dispositivi har- dware a Internet. Il monitoraggio industriale viene utilizzato per conoscere le condizioni dinamiche di dispositivi o macchine industriali. Dotato di modulo Wi-Fi con antenna integrata, ESP32 è il circuito integrato basato su microcontrollore e a basso costo più avanzato del settore. Quindi, l’ESP32 contribuisce a trasferire dati, statistiche, registri e vari altri parametri e informazioni tra i vari disposi- tivi per migliorare le prestazioni del sistema. Il sistema di monitoraggio dei processi industriali è composto da varie applicazioni di supervisione che possono essere controllate da un luogo remoto: il controllo dello stato delle macchine, il livello di gas nocivi, il monitoraggio e la misurazione delle condi- zioni ambientali di umidità e temperatura, il rileva- mento degli allarmi incendio e fughe di gas. Le tendenze che incentivano l’uso dell’IoT nell’indu- stria sono guidate da vari motivi: • Aumento esponenziale del consumo energetico • Connettività • Sensori e attuatori L’aumento del consumo energetico avviene a causa dell’incremento del numero di transistor in un chip triplicato ogni due anni circa grazie all’evoluzione della tecnologia VLSI. Quindi, si prevede che i processori e i dispositivi elet- tronici utilizzati nelle applicazioni IoT diventeranno potenti, più economici e più piccoli. Riguardo alla Connettività, si prevede che entro il 2026 ci saranno oltre 50 miliardi di dispositivi con- nessi in tutto il mondo, l’elaborazione potrà essere eseguita dal dispositivo stesso e sul cloud; l’utilizzo della larghezza di banda e la standardizzazione del protocollo utilizzato costituiranno la sfida per i ricer- catori. La connettività controllata dal cloud diventerà sem- plice da gestire. Un altro incentivo all’uso dell’IoT nell’industria è dato dai moderni ed evoluti sensori e attuatori e an- che alla disponibilità di un numero elevato di dispo- sitivi compatibili. I sensori consentono ai processori di essere consapevoli dell’ambiente industriale ope- rativo e non operativo. Gli attivatori sono controparti dei sensori e consentono al processore di agire con- seguentemente alle informazioni ricevute sui mac- chinari controllati digitalmente. I sensori rilevano ciò che accade nei sistemi indu- striali e il processore analizza ed elabora i dati di- gitali ricevuti e li invia sotto forma di comandi agli attuatori. Gli attuatori trasformano i dati in output utili (visua- lizzazione/azione/risposta). Diverse applicazioni basate sull’IoT vengono uti- lizzate per monitorare e controllare i parametri del sistema industriale, mentre la comunicazione tra il modulo ESP32 e un utente viene realizzata trami- te tecniche di comunicazione wireless come Wi-Fi, Bluetooth, RF e ZigBee, programmi che utilizzano SCADA sviluppati anche per realizzare l’interfaccia utente; i programmi SCADA sono difficili da scrivere e non adattabili agli utenti a causa di librerie costo- se e complesse, i moduli implementati utilizzando le tecnologie ZigBee, RF e Bluetooth sono ampiamente applicabili in applicazioni di facile utilizzo a causa della portata limitata tra trasmettitore e ricevitore, quindi utili per le basse velocità di trasferimento dati, della bassa sicurezza dei dati e della indisponi- bilità di adeguate tecniche di crittografia. Al giorno d’oggi, i sistemi temporizzati sono stati fa- cilmente sostituiti con sistemi telecomandati dopo la diffusione di Internet. In questi sistemi, è noto come una questione importante sia ottenere informazioni non solo sul controllo, ma anche sulle condizioni del- le macchine o dei dispositivi tramite Internet. Il sistema di monitoraggio Il sistema di monitoraggio dei processi industriali è implementato con il modulo Wi-Fi ESP32 collegando macchinari (ad esempio motori DC) e sensori dedi- cati come il sensore di temperatura, fumo, fiamma. Il sistema è interfacciato al cloud abilitando il mo- dulo Wi-Fi integrato dell’ESP32; quindi, è connesso al cloud e al telefono cellulare mediante applicazioni dedicate.