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COVER STORY do automaticamente la temperatura, l’illuminazione e la qualità dell’aria, e anche aprendo e chiudendo porte e finestre. In molte situazioni è desiderabile che i sensori siano collegati in modalità wireless in una rete mesh, ridu- cendo così le dimensioni dell’infrastruttura e il costo perché non sono necessari lunghi percorsi dei cablaggi. Inoltre, tali reti possono essere molto più flessibili dato che i nodi sensori possono essere installati dappertut- to, anche in punti remoti e di difficile accesso. Tuttavia, l’implementazione efficace di una rete di sen- sori wireless richiede una soluzione che presenti le se- guenti caratteristiche: Basso consumo di potenza. Ogni nodo sensore deve essere “autosufficiente”, ossia in grado di funzionare a batteria o di utilizzare l’immagazzinamento di energia ( energy harvesting ) per molti anni senza necessità di una manutenzione periodica. Spesso i nodi sensori vengo- no collocati in punti in cui la rete di alimentazione non è accessibile. Ciò naturalmente vale in particolare per sistemi di monitoraggio ambientale remoti, ma anche in edifici la rete di alimentazione potrebbe non essere disponibile per cui la dipendenza dall’uso di cavi riduce la flessibilità della rete di sensori e ne aumenta il co- sto, specialmente se si rendono necessari apparecchi di sollevamento o piattaforme aeree. Scalabilità. Non vi deve essere alcuna limitazione ef- fettiva al numero di nodi presenti in una rete. Quando un’azienda si espande, la rete deve avere la flessibilità necessaria per adattarsi, incorporando i nuovi dati e re- golando conseguentemente il proprio funzionamento. Facilità di installazione. Affinché una rete di senso- ri sia efficace, deve essere semplice da installare e in grado di essere ampliata senza bisogno di rivolgersi a tecnici esperti. Una tecnologia che fa fronte a tutti questi problemi è il sistema di networking ad-hoc wireless NeoCortec Ne- oMesh. NeoCortec ritiene che la maggior parte delle attuali tecnologie di rete sia basata su metodi correla- ti ai protocolli Internet (IP), un approccio non del tutto adeguato a reti di sensori wireless. Invece, NeoMesh è uno stack di protocolli wireless progettato tenendo presente la versatilità, che offre reti ultrascalabili, che non richiedono amministratori di rete e così via mentre riducono in misura sostanziale il consumo di potenza, tutte basate sul principio di essere ottimizzate specifi- camente per questa tipologia di reti di sensori wireless. Per comprendere meglio i vantaggi di NeoMesh, è uti- le confrontarlo con le tecnologie legacy di rete mesh, che soffrono di limitazioni in termini sia di scalabili- tà che di efficienza riguardo al consumo di potenza. Le reti mesh legacy sono organizzate secondo un sistema gerarchico, in cui nodi differenti hanno capacità e fun- zioni differenti nella rete. Una topologia tipica è illu- strata nella figura 1. Come si può vedere, esistono tre tipi di nodi Il dispositivo terminale è l’unica parte di questa con- figurazione ottimizzabile per il funzionamento a bas- so consumo di potenza; la sua unica funzione consiste nell’inviare (e ricevere) messaggi per suo conto – non può instradare messaggi nella rete e quindi non è uti- lizzabile per creare l’infrastruttura della rete mesh. Il router può instradare messaggi attraverso la rete per conto di altri nodi. Tuttavia, poiché un router deve es- sere sempre pronto a ricevere messaggi inviati da di- spositivi terminali che potrebbero trasmettere in mo- dalità asincrona, consumerà molta più potenza e quindi normalmente non può essere alimentato a batteria. Il coordinatore deve formare e gestire la rete e inoltre fornisce un collegamento centralizzato al server cen- trale o alle risorse cloud. Organizza quali nodi saran- no prossimi a quali altri nodi e pertanto costituisce un singolo punto di possibile guasto, così che non può es- sere alimentato a batteria. Ne consegue che al momento di selezionare una tec- nologia di rete mesh wireless è essenziale considerare i requisiti relativi alla potenza complessiva. Mentre i singoli nodi possono funzionare a potenza molto bas- sa, richiedono router, controller e uploader – e a volte un’infrastruttura di cablaggio aggiuntiva – che com- porterà un carico di potenza molto maggiore di quanto non sembrasse a un esame iniziale. La struttura gerarchica delle reti mesh legacy compor- ta limitazioni sia sulla scalabilità che sulla flessibilità. I principi di instradamento dei messaggi di alcune topo- logie di rete mesh pongono restrizioni notevoli su come Fig. 1 – Topologia di una rete mesh legacy ELETTRONICA OGGI 520 - SETTEMBRE 2024 15