Comunicazioni M2M per la connettività IoT

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Le comunicazioni M2M, o machine-to-machine, sono da molti anni la linfa vitale dell’automazione industriale perché consentono di controllare le linee di produzione e renderne più veloce, sicura e affidabile l’attività. Ormai consolidata negli impianti produttivi e nella logistica, questa tecnologia sta conoscendo un nuovo straordinario successo dal momento in cui le connessioni wireless sono divenute più convenienti rispetto ai collegamenti via cavo.

L’affidabilità, l’elevata velocità e il basso costo delle moderne tecnologie di comunicazione wireless punto-punto consentono, infatti, di implementare i controlli automatici fra i sistemi elettronici di ogni tipo per qualsiasi applicazione e ciò rende i collegamenti M2M particolarmente adatti per le prossime venture reti di oggetti, Internet-of-Things.

Fig. 1 – La tecnologia M2M Gemalto consente di realizzare collegamenti punto-punto sicuri e a basso costo per applicazioni medicali come il monitoraggio in remoto delle terapie

In altre parole, le comunicazioni M2M escono dalle catene di montaggio e dai magazzini per diventare protagoniste nel rendere raggiungibile qualsiasi apparecchio collegando capillarmente ma individualmente i prodotti consumer, i sistemi automotive, le attrezzature medicali e qualsiasi altro apparato possa appartenere alle nuove reti cloud IoT.

Invero, la connettività M2M wireless sicura e a basso costo consente già, per esempio, di realizzare applicazioni di monitoraggio medicale assai più sofisticate di quelle attuali che, se adottate massicciamente, potrebbero permettere di lasciare in casa propria moltissimi pazienti sottoposti a terapie lunghe ma poco invasive perché questi pazienti sarebbero assistiti in remoto con la medesima qualità del ricovero ospedaliero ma con costi evidentemente inferiori e in più il comfort delle mura domestiche. Non solo, ma l’evoluzione dei prodotti IoT può avere una ricaduta positiva su tutte le imprese che possono distribuire le loro attività in più luoghi e amalgamarle in reti locali e geografiche con o senza fili massimizzando l’efficienza e la redditività.

Non va trascurato il formidabile impatto che un massiccio aumento delle reti di controllo automatico M2M può avere sull’ecosostenibilità dei prodotti, degli impianti produttivi e delle reti logistiche che li distribuiscono, soprattutto se accompagnato da una parallela auspicabile proliferazione delle tecnologie di energy harvesting attualmente già abbastanza sofisticate da essere in grado di recuperare dovunque l’energia ambientale dispersa e quindi utilizzarla per rifornire localmente i sistemi M2M.

Il report Gartner “Forecast: The Internet of Things Worldwide 2013” ne prevede una crescita esponenziale almeno fino al 2020 anno nel quale il valore dei suoi prodotti elettronici con esclusione di PC, tablet e smartphone varrà 26 miliardi di dollari, mentre il valore dell’indotto da essi generato supererà i 300 miliardi di dollari e si distribuirà in settori come il medicale, la sicurezza e i trasporti che conosceranno un ulteriore importante progresso proprio grazie alle moderne connessioni M2M.

Dello stesso tenore l’analisi “Internet of Things & Machine to Machine Communication Market Technologies and Platforms Worldwide Forecast (2014 – 2019)” pubblicata da ReportsnReports che stima una crescita per i prodotti IoT/M2M con Cagr del 24,4% dal 2014 fino al 2019 quando raggiungerà il valore globale di 498,9 miliardi di dollari. Lo stesso dice il report “The Global Wireless M2M Market” pubblicato a fine dell’anno scorso dagli svedesi di Berg Insight che stimano un aumento dei collegamenti M2M attivi nel mondo dai 164,5 milioni del 2013 ai 489,9 milioni del 2018 ottenendo un Cagr parimenti uguale del 24,4%.

Medicali

Gemalto da circa una decina d’anni progetta e sviluppa sistemi di comunicazione M2M caratterizzati dall’affidabilità e dalla protezione dei dati. La sua tecnologia Cinterion M2M consente senza difficoltà o rischi d’installare reti bidirezionali di sottosistemi comandabili e monitorabili in remoto dal cellulare. Recentemente ha presentato la soluzione Cinterion PHS8 capace di rendere più sicure e intelligenti le cure attraverso i dispenser di pillole e medicinali, perché consente di implementare i collegamenti M2M dagli stessi dispenser sia verso il cellulare dei pazienti e delle persone che li accudiscono sia con il PC del medico curante che può controllare l’andamento della terapia e valutare di conseguenza.

Inoltre, questa soluzione può essere applicata su un’ampia varietà di attrezzature medicali e consentire di curare i pazienti in remoto mentre sono a casa, al lavoro o in vacanza, pur assicurando loro un accurato controllo della terapia da parte del medico grazie alla connettività attraverso i protocolli GSM, Gprs, Edge, Umts e Hspa+. Nel listino Gemalto troviamo i nuovi robusti Machine Identification Module (MIM) ovvero delle SIM che consentono di abilitare alle connessioni M2M anche i telefoni cellulari 2G.

Fig. 2 – Kore Telematics propone la piattaforma Kore PrismPro e la tecnologia Kore Global Connect per realizzare collegamenti M2M 2G, 3G e/o 4G semplici, protetti e custom

Versatili e custom

Kore Telematics progetta e sviluppa sistemi M2M dal 2003 e si è particolarmente specializzata nella realizzazione di soluzioni custom per un’ampia varietà di applicazioni come il monitoraggio dei trasporti di oli e gas oppure l’autenticazione delle transazioni finanziarie. Per le nuove reti “EverythingEverywhere” (EE) ha presentato le soluzioni M2M Kore PrismPro e Kore Global Connect finalizzate a semplificare l’interconnessione attraverso collegamenti M2M sicuri fra tutti i terminali 2G, 3G e 4G. PrismPro è una robusta piattaforma che consente di progettare le reti M2M, attivare o disattivare i terminali che ne fanno parte, monitorare in tempo reale il traffico e le eventuali problematiche, nonché calcolare quanto addebitare agli utenti.

Kore Global Connect è un servizio di connettività M2M che permette di usufruire delle reti cellulari GSM e/o Cdma già esistenti offrendo una copertura quasi totale del pianeta nonché risolvendo istantaneamente e senza ritardi per l’utente le eventuali difficoltà d’interpretazione fra i protocolli di comunicazione localmente esistenti.

Fig. 3 – La Mini Card Multi-Tech MultiConnect PCIe consente di implementare le reti M2M su più protocolli wireless e centralizzarne il controllo tramite l’interfaccia PCIe

Multiprotocollo

Multi-Tech ha già oltre quindici anni di attività, impiegati per lo sviluppo di soluzioni di comunicazione M2M orientate al monitoraggio remoto, al medicale, alla sicurezza, ai pagamenti e ai trasporti. La nuova Mini Card MultiConnect PCIe ospita i moduli e i modem per le comunicazioni Hspa+21 (epta banda), GSM/Gprs/Edge (quadribanda), Wi-Fi 802.11 b/g/n e Bluetooth 1.5 v4 insieme agli slot PCIe. Questa scheda semplifica lo sviluppo e l’implementazione dei sistemi M2M grazie a un software efficace e funzionale che consente di elaborare i comandi ricevuti da SMS e persino in viva voce.

Nuovi sono i Cellular Router MultiConnect rCell 100 Series che consentono di integrare in reti wireless una varietà di apparecchi e formare delle reti cloud controllabili e comandabili da cellulare. Oltre ai supporti per Wi-Fi, Bluetooth e GPS a bordo ospitano un’interfaccia Ethernet, una RS232, un modem Hspa+ e i motori crittografici 3DES e AES. Gli Embedded Cellular Modem SocketModem Cell sono dispositivi “quick-to-market” che possono essere rapidamente implementati nelle reti cellulari e consentono le connessioni punto-punto M2M fra apparecchi 2G, 3G, GSM Cdma e/o Hspa+.

Fig. 4 – NextM2M fornisce SIM con cui si possono inizializzare, configurare, monitorare e gestire collegamenti M2M in tutto il mondo, nonché caratterizzarli con funzionalità custom

M2M in SIM

NextM2M si definisce un Mobile Virtual Network Operator (MVNO) perché è in grado di fornire la connettività M2M in tutto il globo grazie a una tecnologia compatibile con quelle di oltre 400 operatori mobili locali. Le SIM fornite consentono di implementare collegamenti machine-to-machine e person-to-machine scalabili che possono essere adattati alle applicazioni e personalizzati in base ai servizi offerti.

Le connessioni possono essere gestite con la NextM2M Management Platform che permette il monitoraggio in tempo reale, la configurazione dei servizi e l’attribuzione del prezzo minimo possibile tenendo conto dei molteplici ricarichi internazionali. La società offre una connettività M2M in roaming dal costo di soli 0,4€/Mbit per i paesi del nord Europa.

I collegamenti sono seguiti in tutto il loro ciclo di vita anche sul Web e possono essere facilmente modificati secondo le esigenze dell’utente reinizializzando le SIM con i due tipi di indirizzi Static IP o Dynamic IP e riassegnando i comandi SMS. Per provare è possibile acquistare il Test Kit con soli 30 € e implementare una connettività M2M limitatamente a due mesi completa di tutte le funzionalità.

Fig. 5 – Per il controllo remoto dei sensori Sisav propone il nuovo modulo WF-2019 che consente di gestire fino a dieci canali M2M attraverso le reti Wi-Fi Ieee 802.11b/g

Controlli automatici

Sistemi Avanzati Elettronici offre svariati prodotti per il controllo e l’assistenza in remoto dei sistemi applicati attraverso collegamenti radio M2M scalabili e corredati da infrastrutture hardware dedicate e dal supporto di funzionalità software che ne semplificano l’interfacciamento e la configurazione. Oltre ai protocolli GSM e Gprs, i moduli sono dotati del supporto Internet e di un ricevitore GPS per la connettività da satellite. Il modulo per controllo remoto da rete Wi-Fi WF-2019 è fabbricato a Taipei da ICP DAS e supporta dieci canali analogici dove si possono installare altrettanti sensori di tensione da ±15 mV fino a ±10 V, sensori di corrente da ±20 mA oppure termocoppie di tipo J, K, T, R, S, B, N, C.

Oltre alla connettività Ieee802.11b/g con cui si può gestire le connessioni da smartphone o computer, il modulo supporta i protocolli Modbus/TCP, UDP e DHCP, nonché l’elaborazione crittografica con chiavi WEP, WPA e WPA2. Nuovi sono i terminali 3G per connessioni M2M intelligenti GT-540-3GWA e GT-540P-3GWA provvisti di front-end GSM/Gprs/Wcdma quadribanda. A bordo hanno sei ingressi digitali, uno analogico e due uscite digitali, le interfacce Modbus, RS-232/485 e il supporto per microSD card, ma solo il secondo incorpora anche un ricevitore GPS.

Fig. 6 – Il nuovo modulo Telit Jupiter SL871 consente di configurare i collegamenti M2M attraverso le reti satellitari GPS, Glonass, QZSS, Galileo e Compass/Beidou

Satellitari

Telit Wireless Solutions si avvale di numerosi centri di ricerca e sviluppo in tutto il mondo fra cui i pregevoli siti di Trieste e Cagliari, oggi dedicati allo studio delle tecnologie di comunicazione wireless in tutte le loro forme cellulari (GSM, Gprs, Edge, Umts, Cdma, LTE e Hspa+), satellitari (GPS, Glonass) e a corto raggio (ZigBee). Numerosi sono i prodotti per la connettività e alla recente edizione dell’M2M Forum svoltosi in primavera a Milano la società ha esibito la soluzione globale Telit m2mAIR Mobile, che consente di amalgamare in un’unica gestione d’insieme i collegamenti punto-punto, i servizi a valore aggiunto legati alle SIM e le reti intelligenti m2mAIR Cloud.

La piattaforma deviceWise m2m Application Platform consente di implementare e configurare i servizi cloud in modalità “hardware-agnostic”, ossia indipendente dall’hardware che li supporta, attraverso collegamenti M2M scalabili e semplici da gestire e da monitorare in tempo reale. Nuovo è il modulo Jupiter SL871 per reti satellitari GNSS già operativo per GPS e Glonass ma abilitato anche per le reti di nuova generazione QZSS, Galileo e Compass/Beidou. Racchiuso in un chip di 9,7×10,1×2,4 mm insieme con una CPU ARM7 e a un completo front-end RF, SL871 può essere installato in forma embedded in qualsiasi apparecchio e renderlo raggiungibile con collegamenti M2M custom.

Lucio Pellizzari

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