EMB 93

EMBEDDED 93 • SETTEMBRE • 2024 31 dei dati essenziali in una stringa di dati ed estrae i dati richiesti che contengono i dati del sensore e l’ID del dispositivo. I dati e l’ID estratti vengono quindi inviati al gestore dell’identificazione del dispositivo per l’identificazione e la classificazione; -- Gestore di identificazione del dispositivo: questo è il sotto-componente che identifica e classifica i dati dell’ID e dei sensori dei dispositivi terminali e li ab- bina alle azioni corrispondenti. In primo luogo, il sotto-componente recupera l’ID del dispositivo dal decodificatore della stringa di dati e tenta di trovare una corrispondenza nel registro dell’ID del dispositi- vo esistente. Se viene trovata una corrispondenza, i dati sotto l’ID del dispositivo vengono trasferiti al se- lettore di modelli basato sui dati per ulteriori azioni e anche al database corrispondente per l’archiviazione dei dati contemporaneamente. La funzione crea au- tomaticamente anche un nuovo ID per un dispositi- vo se l’ID del dispositivo non si trova nel repository. L’identificazione dei dispositivi si basa sul loro ID dispositivo multilivello che consente la segregazione dei dati dal livello dell’applicazione fino al livello del dispositivo; -- Gestore della connettività del dispositivo: questo sot- to-componente gestisce la connettività e il traffico tra ciascun componente. La funzione più importante di questo sotto-componente è mantenere la trasmissio- ne parallela e simultanea dei dati dei dispositivi fina- li e delle fonti di dati esterne, con il componente del sistema di controllo centrale. Questo per garantire che i dati di ciascun dispositivo terminale non deb- bano attendere la lettura del proprio turno. Inoltre, il sotto-componente garantisce anche che il componen- te del sistema di controllo centrale legga una nuova stringa di dati dal dispositivo finale solo quando il feedback dei dati in entrata precedenti, generato dal modello basato sui dati, sia stato inviato con successo al dispositivo finale corrispondente. Ciò per garantire che il segnale di feedback ricevuto da ciascun disposi- tivo finale sia il feedback generato dai dati che han- no fornito durante l’ultima iterazione. L’interfaccia e la comunicazione di questo componente con gli altri componenti sono ottenute attraverso protocolli gene- rali e open source API e MQTT. In particolare, l’uti- lizzo dei protocolli MQTT, oltre al Wi-Fi TCP/IP, è adatto per le comunicazioni dei dispositivi terminali in quanto MQTT richiede un solo indirizzo IP per tut- ti i dispositivi connessi sotto lo stesso gateway. Ciò è interessante per l’implementazione su larga scala di questa architettura in quanto può ospitare una rete più ampia di dispositivi. Sfruttando i dispositivi edge come gateway che collegano più dispositivi terminali, i dispositivi terminali sono in grado di scambiare dati e interagire attraverso il singolo indirizzo IP del ga- teway edge a cui sono connessi. Inoltre, l’assegnazio- ne di argomenti multilivello del protocollo MQTT è adatta per l’implementazione del sistema di denomi- nazione multilivello. L’argomento e la struttura dei messaggi del protocollo MQTT consentono ai disposi- tivi di ricevere dati solo dalle parti designate in base all’argomento e al livello di abbonamento; -- Gestore dati esterni: questo sotto-componente è in- caricato di trasferire i dati dal componente di input dati esterno ai componenti dell’applicazione software per la visualizzazione e l’archiviazione dei dati. Le funzioni principali includono l’identificazione di fonti di dati esterne, la creazione di database e la registra- zione dei dati dei sensori; -- Registro ID dispositivo: il registro ID dispositivo è un registro dati che memorizza tutti gli ID dei sensori e i dati originati da fonti esterne che sono stati prece- dentemente elaborati dal sistema. Per supportare ef- ficacemente più applicazioni in un unico sistema IoT, il registro memorizza gli ID dei dispositivi e i dati originati da fonti esterne in base alle loro applicazio- ni e tipi di dati. Viene utilizzato dal gestore dell’iden- tificazione del dispositivo per il riferimento incrociato con l’ID del dispositivo in entrata dal componente del dispositivo finale. I dati di questo registro sono me- morizzati all’interno del database del sistema, insie- me a tutti i sensori e dati esterni per un riferimento immediato. Il Componente del dispositivo terminale Il componente del dispositivo terminale rappresenta tut- to l’hardware di livello più basso ed è costituito da nodi sensore come microcontrollori e microprocessori che si integrano con sensori o attuatori. I componenti principali gerarchicamente sottoposti a questo componente sono: -- Generatore di stringhe di dati: il generatore di strin- ghe di dati è una funzione che aggrega i dati di un singolo sensore in un formato di stringa di dati stan- dardizzato. I dati del sensore raccolti vengono conca- tenati in un unico messaggio di stringa per garantire che i dati dallo stesso dispositivo vengano trasferiti ed elaborati esattamente nello stesso momento. Poi- ché la maggior parte dei microcontrollori funziona IN TEMPO REALE | IOT ARCHITECTURE