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1 Con il Wireless verso l integrazione dei mondi RFID Lab - CATTID Centro per le Applicazioni della Televisione e delle Tecniche di Istruzione a Distanza Università di Roma Sapienza Prof. Carlo Maria Medaglia

2 CATTID

3 RFID Lab Direttore Scientifico: Prof. Gianni Orlandi Coordinatore Scientifico: Prof. Carlo Maria Medaglia Centro per le Applicazioni della Televisione e delle Tecniche d Istruzione a Distanza (CATTID), Direttore Prof. Ugo Biader Ceipidor Dipartimento di Scienza e Tecnica dell Informazione e della Comunicazione (InfoCom), Dir. Prof. G. Orlandi. Dipartimento di Logistica e Gestione Merci, Fac. Economia, Dir. Prof. E. Chiacchierini Centro Trasporti e Logistica (CTL), Fac. Ingegneria, Dir. Prof. F. Filippi Dipartimento di Ingegneria Elettronica, Fac. Ingegneria, Dir. Prof. M. Marietti Pictorial Computing Laboratory (PCL), Fac. Scienze MM FF NN, Dir. Prof. S. Levialdi Dipartimento di Ingegneria dell impresa, Fac. Ingegneria, Università Tor Vergata, gruppo di ricerca su operations management, Prof. M. Schiraldi Centri di ricerca RFID: JRC di Ispra, Lab ID Castellanza, RFId Lab Parma, DIBE Genova, ecc...

4 Sponsor & Partner Gold Sponsor Silver Sponsor Partners

5 Topic del Lab RFID: Proximity/Vicinity LF, HF, UHF (->μw), UWB NFC (Near Field Communication) Tecnologie Wireless per realizzazione di Wireless Sensor Network e la geolocalizzazione PAN: Bluetooth, ZigBee WLAN: WiFi

6 Aree di ricerca del Lab Wireless per la disabilità Tecnologie per i beni culturali e Turismo Tecnologie per la Sanità Tecnologia per l Agricoltura di Precisione Tracciabilità Agroalimentare Pubblica Amministrazione / Utilità Logistica e Processi.

7

8 Real Time Locating System (RTLS) Con il termine RTLS si indicano i sistemi automatici, che sono in grado di controllare la posizione di beni e persone. Un sistema RTLS è composto da tags attivi e passivi a radiofrequenza, per identificare e localizzare un bene

9 Location Based Service Immagine tratta da Location based service (Kupper, Wiley & sons, 2005)

10 Location Based Service 1 km 100 m Telecomunicazioni accuratez za 10 m 1 m GPS / A-GPS Localizzazione Wi-Fi RFID Attivo 10 cm UWB RFID passivo 1cm Spazi Aperti Semi urbani Urbani Edifici Stanze Oggetti

11 Location Based Service Sanità Localizzazione di strumenti mobili per tracciare il loro utilizzo (elettroencefalografo, rianimazione, TAC, etc.) Localizzazione dei pazienti Localizzazione Stock farmaci, materiali pericolosi, protesi Turismo / Mercato Consumer Guide turistiche location - aware Marketing Virale Geo-Dating

12 Location Based Service Porti/Aeroporti/Interporti Localizzazione e Tracciamento di Container Localizzazione e Tracciamento dei Bagagli Localizzazione e Tracciamento del personale e monitoraggio aree riservate Sicurezza dei beni di valore e/o pericolosi Beni: Materiali radioattivi, tossici, oro/preziosi. Persone: bambini, detenuti, lavoratori in zone a rischio, APSA

13 Programma Elisa Wi-MOVE

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15 Cos è l NFC NFC (Near Field Communication) è una tecnologia di comunicazione wireless a corto raggio che permette a due dispositivi in stretto contatto di scambiarsi dati. Il protocollo NFC è stato sviluppato congiuntamente da Sony e Philips nel Al momento l NFC Forum conta più di 120 membri tra cui Nokia, Motorola, Visa, Mastercard, etc. NFC è il risultato della combinazione di due tecnologie: Mobile (GSM) e Contactless (ISO 14443).

16 Cos è la tecnologia contactless

17 Perché i servizi contactless su mobile? Telefoni cellulari: Alta penetrazione Dispositivi personali Carte contactless: Semplicità d uso Infrastruttura in crescita Domanda di nuovi servizi Il connubio perfetto! Benefici: Interfaccia utente personale verso il mondo contactless Connettività alla rete GSM/3G e ad Internet L utente è in grado di interagire con l applicazione Possibili nuovi scenari d uso (acquisto biglietti via OTA) Fase I Micropagamenti (acquisto biglietti -autobus, cinema, etc.-) Fase II Macropagamenti (acquisti al punto vendita anche per importi consistenti)

18 Come funziona l NFC Un cellulare NFC è composto da: una CPU un antenna un chip NFC un Secure Element Il Secure Element può essere: integrato nel telefono (S2C) integrato nella SIM card (SWP) integrato in una card SD Chip NFC CPU SWP S2C Antenna NFC ISO 7816 SE

19 Applicazioni NFC NFC per Turisti: La serie SIMpli (Select SIMagine 2008 e 2009) SIMpliCity un sistema NFC per la mobilità dei cittadini in grado di guidare le persone (sia locali che turisti) all interno della città, fornendo informazioni su ristoranti, negozi, uffici e servizi pubblici. SIMpliTravel un set di applicazioni Java per comprare e validare biglietti dei trasporti pubblici, composto da tre MIDlets (NFCTicketing, Validate, Verifier) e una Cardlet (TicketingCardlet). SIMpliPay un applicazione di mobile payment NFC based, che gestisce il borsellino elettronico del turista. SIMpliAccess un applicazione di controllo accessi per il download OTA e la gestione di Chiavi (ad esempio Alberghi, rent a car).

20 StoLPaN Dolomiti Trial Applicazioni di infotainment basate su tag NFC Dove: Falcade, Belluno (Dolomiti) Quando: Dicembre 2008 / Maggio 2009 Target: turisti e abitanti del luogo Scenari d uso Smart Poster: informazioni sul meteo, sui ristoranti della zona, sulla città di Falcade e sugli impianti sciistici Loyalty Prenotazione ristoranti

21

22 Caratteristiche delle WSN Facile dislocazione Le WSN possono contenere un grande numero di nodi; I nodi possono lavorare simultaneamente in maniera cooperativa. Ridondanza In caso di guasti di uno o più nodi, la comunicazione della rete non subisce danni grazie alla ridondanza spaziale. Accuratezza Maggiori sensori implicano maggiori dati,ossia maggiori capacità di riprodurre fedelmente un ambiente reale.

23 Le WSN aprono nuovi, sorprendenti scenari: Monitoraggio pervasivo di ambienti e strutture; Intelligenza massiva distribuita; Orizzonti urbani intelligenti. Nuovi oggetti entrano a far parte del mondo reale: Connessi: Internet delle cose Autonomi: CPU locale, memoria locale, applicazione locale Sensibili all ambiente: sensori Chipcon development Kit Sun Spot

24 Perche Questo Intervento???? RFID: Towards the Internet of Things, June 2007, Berlin On RFID: The Next Step to the Internet of Things, November 2007, Lisboa On RFID: The Next Step to the Internet of Things, October 2008, Nice

25 The Internet of Things

26 The Internet of Things The Internet of Things è un concetto introdotto dal Auto-ID center del MIT ed è strettamente correlato sia con il concetto di RFID che con quello di Electronic Product Code (EPC) all about physical items talking to each other.. Come sul concetto di RFID, anche attorno a quello di Internet of things c e sempre stato molta confusione circa il suo reale significato e le sue applicazione in vari contesti sociali.

27 The Internet of Things Adesso il concetto di Internet of Things è fortemente influenzato dagli sviluppi sia nei campi dell ubiquitous network and computing sia nel campo dell Internet del Futuro. We are heading into a new era of ubiquity, where the users of the Internet will be counted in billions, and where humans may become the minority as generators and receivers of traffic. Changes brought about by the Internet will be dwarfed by those prompted by the networking of everyday objects UN report

28 The Internet of Things Questo Concetto è anche centrale nel pensiero della commisione sul RFID e di conseguenza anche sui fondi di ricerca del 7 Programma Quadro. a new phase of the Information Society the Internet of Things in which the web will not only link computers but potentially every object created by mankind. Viviane Reading On RFID: The next step to The Internet of Things Lisbon Conference 2007

29 The Internet and The Internet of Things The BLED Declaration 1 and other supporting statements, assert that the Internet of Things is expected to be an integral part of the next or future generation Internet Service-oriented architecture (SOE), exploiting integration with Internet and interfacing with wide ranging edge technologies and associated networks is a key objective.

30 CASAGRAS FP7 SUPPORT ACTION CASAGRAS (Coordination And Support Action for Global RFID-related Activities and Standardisation ) aim: To provide an incisive framework of foundation studies that can assist in influencing and accommodating international issues and developments concerning radio frequency identification (RFID) and the emerging Internet of Things, particularly with respect to standards and regulations

31 CASAGRAS FP7 SUPPORT ACTION CASAGRAS General Objectives: To provide: A platform for international collaboration on all aspects of standards and regulations relating to RFID and The Internet of Things A framework and supporting documentation for incisive and analytical review of international RFID standards Recommendations with respect to international standardisation and regulatory developments for RFID Recommendations with respect to applications methodologies and positioning Recommendations for future research and development and international collaboration Recommendations to encourage participation of SMEs An on-going collaborative research platform for RFID

32 INTERNET OF THINGS - ARCHITECTURE Smart Cards NFC Sensors 2D Codes RTLS Interrogator / Gate way device Bar Code GPS

33 INTERNET OF THINGS - ARCHITECTURE Internet of Things Name Server Resolver Recursive Name Server Resolver Recursive Name Server Resolver Recursive Recursive Name Server Root Resolver Recursive Recursive Name Server Resolver Name Server Interface Name Server Local Cache Data Repository Access Process Component of Internet of Things Internet accessible data and processes supporting local request & response modes with subscriber authentication Data Repository Query Interface Local Data Repository Data Repository Capture Interface Data Management Process Internal Operational Database Data Commands & Responses Data Management Interface Sensor Commands & Responses Data Encoding Data Decoding Common Platform Sensor Processing Network Management Functions Device Interface Device Management Security Radio Regulations Conformance Performance RFID Interrogator Air Interface RFID Tag Health & Safety Smart Card Near Field Communication Other mobile phone Enterprise System Sensor

34 INTERNET OF THINGS - VISION Services Disaster/crisis management Structural health Logistics, SCM monitoring Agricultural control Disaster Surveillance Military Field Applications/Services U-Health care Directory service Access Network Management Access Network Ubiquitous web services Access Network Context modeling and management Access Network Middleware Contents management Spatial info management Access Network NGN, Internet, etc. Access Gateway Mobile RFID Reader RFID Reader SN Gateway Sensor node SN Gateway RFID/Sensor Networks RFID/Sensor Networks SN Gateway Source: ETRI

35 INTERNET OF THINGS - VISION P D A P C T V Hum a n-to-obje c t C om m unic a tion Ve h ic l e Ho m e Ap p lia n c e s RF I D t a g S e n so r s Ca m e r a Hum a n-to -Hum a n C om m unic a tion Da t a b a se, We b, a p p lica t io n se r v e r Obje c t-to-obje N G N c t C o m m unic a tion We a r a b le P C Mo b il e P h o n e Hum a n-to-obje c t C om m unic a tion S m a r t Ca r d T e le m a t ic s, N a v ig a t i o n De v ice Me d ic a l De v ice Ho m e se r v e r, g a te w a y Source: Chaesub Lee, ITU-T Hum a ns w ith Atta c he d De vic e s Ubiquitous N e tw orking Obje c ts (Re m ote Monitoring a nd Inform a tion De vic e s )

36 INTERNET OF THINGS - VISION Ubiquito us N e tw orking U- P la tfor m U- N e tw o r k C onne c tivi ty N G N U- C onte nts U- De vic e s S e a m le s s Inte rc o nne c tio n be tw e e n Hum a ns a nd Obje c ts Re a lity Inte llig e nc e C o nve rg e nc e C o nte nts C o m puting C o m m unic a tio n C o nne c tivity 5 C +5 An y Any T im e Any Whe re Any S e rvic e Any N e tw o rk Any De vic e IT (I n f o r m a t io n T e c h n o lo g y ) F us io n Re vo lutio n F us io n He a lth E xte ns io n of S upply S e rvic e s C ha in to Othe r Indus trie s B e yond the IT Indus try B uilding C T B T N T L ife E duc a tio n (Co n t e n t T e c h n o lo g y ) (Bio T e c h n o lo g y ) (N a n o T e c h n o lo g y ) Dis a s te r S a fe ty T ra ns porta ti o n Source: Chaesub Lee, ITU-T

37 INTERNET DELLA COSE LE SFIDE The need to analyse the concept for connected objects to determine a more appropriate framework for applications and a strategy for migration to future structures. The need to exploit the existing and evolving Internet / next generation Internet structure The need for a harmonised system of globalised identification coding that accommodates Internet (extended IPv4 and IPv6 coding) new domain allocation potential Universal Resource Naming (URN) and object identifiers (OIDs) The need to further consider the layered structure and associated application programming interfaces (APIs) The need to consider new classes of event-driven middleware to accommodate event filtering and management requirements precipitated by expanding edge-technology based applications.

38 INTERNET DELLA COSE LE SFIDE Alignment and exploitation of developments in ubiquitous computing and networks Specific issues concerning edge technologies and the physical world The need for a universal data appliance protocol standard (UDAPS) The role of RFID and networked structures within the Internet of Things The categorisation and specification of functionality and performance requirements for an Internet of Things, including caching and caching support requirements. Network security and resilience with respect to access and network attack. The governance issues concerning the Internet of Things. The extent to which EPCglobal developments are fulfilling these needs in respect of the Internet of Things. Areas of on-going research to underpin and progress the networking concepts for the Internet of Things and associated technologies. The need for item- or object-attendant ICT principles and methodology

39 ICT WorkProgramme Il VII PQ avrà a disposizione un budget di milioni di Euro (50,521 Miliardi), cosi ripartiti sui programmi specifici (che sono descritti in dettaglio piu avanti):

40 ICT WorkProgramme INTERNET OF THINGS AND APPLICATIONS Challenge 1: Pervasive and Trustworthy Network and Service Infrastructure (557M ) 1.1 The Network of The Future (190 M ) 1.3 Internet of Things and enterprise Environments (37M ) Challenge 6: ICT for Mobility, Enviromental Sustenability and Energy Efficiency (154 M )

41 Grazie per l attenzione Prof. Carlo Maria Medaglia -

42 The Internet of Things (Commission View) Stark contrast between the broad rhetoric of those who speak of the Internet of Things and the narrow agenda that exists to put Europe on track for the Internet [1] Despite the amount of attention and expenditure on research no clear specification has yet appeared for the Internet of Things Significant attention to component parts: Significant attention to EPC-based developments Significant attention to Internet developments Growing attention to edge technologies Significant attention to services and service-oriented architecture Responding to trends in ICT [1] Santucci, G (2008) Policy and Technological Drivers in the Internet of Things, Internet of Things 2008 Conference, Zurich, 27 March 2008 (http:www.iot2008.org/)

43 The Internet of Things (Commission view) The Internet of Things viewed as a network for communicating devices and based upon four degrees of sophistication, involving: Purely passive devices (RFID) that yield fixed data output when queried Devices with moderate processing power to format carrier messages, with the capability to vary content with respect to time and place Sensing devices that are capable of generating and communicating information about environment or item status when queried Devices with enhanced processing capability that facilitate decisions to communicate between devices without human intervention introducing a degree of intelligence into networked systems * European Commission (2007) From RFID to the Internet of Things Pervasive networked systems

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