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ELETTRONICA OGGI 505 - OTTOBRE 2022 13 COVER STORY di eseguire il monitoraggio e segnalare lo stato di ogni stadio di un processo, fornendo i dati ottenuti al sistema preposto all’analisi e al controllo automatizzato. I vantaggi legati alla diffusione e all’impiegodi dispositivi IoT/IIoT sono senza dubbio significativi ma, dal punto di vista dei progettisti elettronici, sono numerose le problematiche da affrontare durante lo sviluppo di dispositivi di questo tipo. Analisi dei requisiti di un dispositivo IoT Anche se le applicazioni IoT sono molto diversificate tra di loro, condividono un insieme di requisiti funzionali, sia che si tratti di progettare un sensore di pressione per un processo industriale o un sensore in grado di monitorare la presenza di persone in una stanza di un ufficio. Nella fase di definizione delle specifiche tecniche generali di un nuovo dispositivo IoT è necessario prendere in considerazione ogni aspetto descritto di seguito in quanto ciò determinerà lo sviluppo del design e la sua architettura funzionale. Rilevamento - Compito dei sensori è rilevare il mondo che ci circonda, dalla temperatura alla pressione atmosferica, ai movimenti delle persone. Una telecamera potrebbe trasmettere dati in streaming a un’applicazione di apprendimento automatico (ML – Machine Learning) per il riconoscimento degli oggetti, confermando a esempio che un’etichetta è stata applicata in modo corretto a una bottiglia. Parecchie decisioni tecniche dipendono da ciò che viene rilevato e dalla frequenza di rilevamento. Costo, dimensioni e complessità sono altri fattori da tenere in considerazione. Un termistore impiegato per misurare la temperatura richiederà componenti aggiuntivi per la sezione analogica ed elaborazioni software prima della conversione della misura in formato digitale. Altri elementi da tenere in considerazione sono il numero di sensori richiesto e la frequenza con la quale devono essere interrogati. Connettività – Le due domande da porsi riguardo questo aspetto sono le seguenti: in che modo il dispositivo IoT interagirà con un sistema di controllo host? In qualsiasi scenario applicativo sarà disponibile una comunicazione wireless affidabile, oppure è preferibile una comunicazione di tipo cablato? La tipologia di sensore determinerà anche la quantità di dati che deve essere trasferita e la frequenza di trasferimento. La tecnologia wireless di tipo mesh (a maglia), anche se potrebbe garantire un collegamento (link) più affidabile per la comunicazione nel caso di installazioni di grandi dimensioni, richiede che tutti i dispositivi IoT operino nella medesima modalità. Nel caso della comunicazioni wireless, è anche necessario decidere se optare per un progetto discreto oppure ricorrere a unmodulo corredato da tutte le approvazioni necessarie. Sorgente di alimentazione - La domanda chiave è quale potrebbe essere il profilo di consumo di potenza del dispositivo IoT. In alcune applicazioni, le frequenze di commutazione e i protocolli wireless rappresentano un onere, in termini di consumo, superiori alla capacità di una batteria di ridotte dimensioni. In particolari scenari applicativi, è utile valutare la disponibilità di un’alimentazione da rete. Nel settore dei sensori IoT, una tendenza che si sta diffondendo prevede l’uso di tecnologie di accumulo e riutilizzo dell’energia (energy harvesting) finalizzate a eliminare del tutto il ricorso alle batterie. In questo caso l’energia viene raccolta da fonti ambientali (fotovoltaico, vibrazione e calore) e utilizzata per caricare per caricare un supercondensatore. Interfaccia utente - Le domande più importanti da porsi sono le seguenti: Il dispositivo IoT richiederà una qualche forma di interazione con l’utente? Cosa succede durante l’installazione e la connessione con il sistema host se non è in funzione? È necessario il ricorso a un display o di qualche altro tipo di indicazione o di LED di stato? Applicazioni di controllo e di analisi sul cloud - Uno degli elementi base di IoT è rappresentato dal fatto che i dispositivi devono collegarsi a un sistema host di controllo. Il metodo utilizzato per la connettività e i protocollideterminerannoirequisitisoftwaredelsensore e le modalità di interazione con l’host. Di conseguenza è importante valutare se è richiesto un collegamento dati costante per consentire il trasferimento in streaming oppure se è sufficiente l’invio dei dati a intervalli regolari in modalità batch. Scelta del kit di sviluppo IoT: alcuni consigli e suggerimenti I kit di sviluppo mettono a disposizione dei progettisti di sistemi embedded un mezzo rapido e pratico per la prototipazione di un progetto. Di seguito verranno evidenziati alcuni dei fattori che i progettisti devono valutare durante il processo di selezione del kit più adatto. Poiché i più importanti produttori di microcontrollori mettono a disposizione un’ampia gamma di kit di sviluppo evalutazioni per applicazioni IoT, èessenzialeprendereuna decisioneponderatasullabasedeirequisitidell’applicazione