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BEACON
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- ELETTRONICA OGGI 456 - SETTEMBRE 2016
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ispositivi come gli smartphone
sono in pratica divenuti il punto
d’accesso alle informazioni che
influenzano la vita degli utenti in tempo
reale, fornendo indicazioni sullo stato fi-
sico, sull’ambiente e persino sulle moda-
lità di acquisto. Tali informazioni devono
essere in qualche modo “estratte”, ovvero
ottenute mediante una connessione con
un altro dispositivo oppure attraverso una
ricerca sul Web. Per questo l’utente deve
avviare un’azione nel momento in cui de-
sidera ottenere dei dati. La soluzione è
poter disporre di un sistema in grado di
far pervenire all’utilizzatore messaggi in
tempo reale. Poiché gli smartphone sono
uno degli strumenti più idonei per inviare
informazioni all’utente, un sistema di que-
sto tipo deve essere in grado di inviare i
dati ad esso senza problemi. Ed è appunto
in un contesto di questo tipo che entrano
in scena i “beacon”.
I beacon e il protocollo BLE
Un beacon è un sistema che diffonde (broadcast) messaggi
in modo tale che possano essere ricevuti da dispositivi che
si trovano nelle immediate vicinanze. I beacon permettono
di effettuare senza problemi trasferimenti di dati a un dispo-
sitivo dell’utilizzatore senza richiedere nessun intervento da
parte di quest’ultimo. Dispositivi quali gli smartphone sup-
portano varie opzioni che possono essere impiegate per
abilitare la funzionalità associate ai beacon. Per assicurare
l’adozione su vasta scala dei beacon, compreso il supporto
da parte di un’ampia gamma di dispositivi, l’interoperabilità,
oltre a ridotti costi di installazione e funzionamento a basso
consumo Bluetooth Low Energy (BLE) è divenuto lo stan-
dard di riferimento per la comunicazione tramite beacon.
BLE è ampiamente utilizzato per le comunicazioni wire-
less a basso consumo nelle applicazioni
che richiedono il trasferimento di dati su
piccole distanze. I dati provengono da un
sensore e sono inviati, in questo caso, a
uno smartphone. Uno schema di flusso
tipico è riportato in figura 1.
Questi beacon/sensori devono essere ali-
mentati da una sorgente che consenta loro
di funzionare in modo continuo nel rispet-
to delle dimensioni fisiche del dispositivo
complessivo. L’alimentazione di questi di-
spositivi attraverso una sorgente cablata è
un’operazione raramente fattibile in quan-
to i beacon sono spesso ubicati in luoghi
remoti. L’impiego di sensori alimentati a
batteria comporta l’insorgere di problema-
tiche legate al fatto che la vita operativa ha
comunque un limite, è necessario proce-
dere a frequenti ricariche e il loro smalti-
mento può avere un impatto sull’ambiente.
Accumulo e riutilizzo dell’energia
Per poter disporre di beacon che non ne-
cessitano di manutenzione è dunque ne-
cessario utilizzare l’energia proveniente dall’ambiente cir-
costante sotto forma di luce, movimento, pressione o calore:
in altre parole sfruttare tecnologie di “energy harvesting”
(ovvero di recupero, trasformazione e riutilizzo dell’energia).
In questo modo sarà possibile adottare un approccio di tipo
“install & forget”, grazie al quale i beacon rimangono alimen-
tati per tutta la durata operativa del dispositivo.
L’energy harvesting è una metodologia che permette di
accumulare piccole quantità di energia non utilizzata pre-
levata dall’ambiente circostante. Questa energia accumu-
lata permette di alimentare il dispositivo, acquisire i dati
dai sensori e trasmetterli utilizzando un collegamento BLE.
Nella figura 2 è riportato lo schema a blocchi di un dispo-
sitivi WSN che utilizza tecniche di “energy harvesting”.
Progetto di un beacon BLE
senza batteria
Rohit Kumar
Cypress
L’utilizzo del protocollo BLE (Bluetooth Low Energy)
e di tecniche di energy harvesting consente di
realizzare beacon che non richiedono la presenza di
una batteria, con tutti i vantaggi che ciò comporta
Fig. 1 – Tipico schema di flusso di
sensori che utilizzano il protocollo BLE