IOT: SCENARI E SOLUZIONI

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1 IOT: SCENARI E SOLUZIONI

2 Cos è l IoT L IoT (Internet of Things) è la rete costituita da oggetti fisici (le cose ) caratterizzati dalla presenza di componenti elettronici e/o software e che godono di un valore aggiunto nell operare all interno dell infrastruttura di Internet.

3 Cos è l IoT Le caratteristiche principali degli oggetti che possono entrar a far parte dell Internet delle Cose sono:! L identificazione univoca! L accessibilità A queste va aggiunta:! La capacità di interagire con l ambiente circostante Gli oggetti possono essere intelligenti o meno.

4 La nascita del termine IoT "I could be wrong, but I'm fairly sure the phrase "Internet of Things" started life as the title of a presentation I made at Procter & Gamble (P&G) in Linking the new idea of RFID in P&G's supply chain to the then-red-hot topic of the Internet was more than just a good way to get executive attention. It summed up an important insight which is stil often misunderstood. Kevin Ashton

5 Cos è l IoT Il concetto di Smart Object è stato introdotto da Marcelo Kallman e Daniel Thalmann nel 1998: Uno Smart Object è un oggetto che oltre ad essere in possesso delle caratteristiche già menzionate, è in grado di descrivere le interazioni che esso supporta.

6 Come è nato l IoT Le prime discussioni sulla possibilità di connettere degli oggetti in rete sono nate intorno al I primi oggetti ad essere connessi ad Internet sono stati una macchinetta della Coca Cola presso la Carnegie Mellon University e, qualche anno dopo, una caffettiera presso la Trojan Room del Computer Lab dell Università di Cambridge.

7 Come si è evoluto l IoT Nel tempo, l IoT è stato declinato in diverse forme:! Internet of Important Things! Industrial Internet of Things! Web of Things! Social Web of Things! Internet of Everything!

8 Problematiche Gli oggetti in questione generalmente sono:! resource-constrained! diffusi in ambienti frequentati da persone! abilitati all accesso a dati (sensibili Le problematiche principali riguardano:! Sicurezza (Security + Safety)! Interoperabilità! Consumi! QoS Fino a poco tempo fa c era carenza di standard

9 Attività di standardizzazione! ETSI (European Telecommunications Standards Institute)! Connecting Things Cluster! IETF (Internet Engineering Task Force)! CoRE working group (Constrained RESTful Environments)! 6LoWPAN working group (IPv6 over Low power WPAN)! ROLL working group (Routing Over Low power and Lossy networks)! IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)! IoT "Innovation Space

10 Attività di standardizzazione! OMG (Object Management Group)! Data Distribution Service Portal! OASIS (Organization for the Advancement of Structured Information Standards)! MQTT Technical Committee! OGC (Open Geospatial Consortium)! Sensor Web for IoT Standards Working Group! IoT-A (Internet-of-Things Architecture)! OneM2M

11 Attività di standardizzazione! OSIOT! IoT-GSI (Global Standards Initiative on Internet of Things)! ISA International Society of Automation! W3C! Semantic Sensor Net Ontology! Web of Things Community Group! EPC Global! IEC (International Electrotechnical Commission), e ISO (International Organization for Standardization), attraverso il JTC (Joint Technical Committee).

12 Attività di standardizzazione! RRG (Routing research group)! HIPRG (Host identity protocol research group)! Eclipse Paho Project! OpenWSN! CASAGRAS

13 Attività di standardizzazione! AllSeen Alliance! IPSO! Wi-SUN Alliance! OMA (Open Mobile Alliance)! OMA LightweightM2M v1.0! Industrial Internet Consortium! LoRa Alliance

14 Protocolli per l IoT! REST (Representational state transfer)! SOAP (Simple Object Access Protocol)! Websocket! XMPP (Extensible Messaging and Presence Protocol)! XMPP-IoT

15 Protocolli per l IoT! MQTT (Message Queuing Telemetry Transport)! Mosquitto: An Open Source MQTT v3.1 Broker! IBM MessageSight! AMQP (Advanced Message Queuing Protocol)! DDS (Data-Distribution Service for Real-Time Systems)! LLAP (lightweight local automation protocol)! CoAP (Constrained Application Protocol)! SMCP

16 Protocolli per l IoT! UDP (User Datagram Protocol)! DTLS (Datagram Transport Layer Security)! IPv6! 6LoWPAN (IPv6 over Low power Wireless Personal Area Networks)! ROLL (IPv6 routing for low power/lossy networks)! NanoIP! uip

17 Protocolli per l IoT! OMA LightweightM2M v1.0! SSI (Simple Sensor Interface)! IOTDB! Reactive Streams! SensorML! Semantic Sensor Net Ontology - W3C

18 IP Smart Objects Protocol Stack

19 IP Smart Objects Protocol Stack W. Colitti, et al. hanno confrontato le performance di HTTP rispetto a quelle di CoAP. L'esperimento effettuato (sul sistema operativo Contiki) con un web-server COAP ed uno HTTP ha mostrato che servono 154 byte per la transazione CoAP contro i 1451 byte necessari per una transazione HTTP. Il consumo di energia per la transazione COAP e HTTP sono rispettivamente di 0,774 mw e mw.

20 IP Smart Objects Protocol Stack Riferimenti:! R. Sutaria, R. Govindachari. Making sense of interoperability: Protocols and Standardization initiatives in IOT.! W. Colitti, K. Steenhaut and N. De Caro, Integrating Wireless Sensor Networks with the Web

21 Sistemi operativi! FreeRTOS! Contiki! Riot! TinyOS! OpenWSN! Linux! Android! Windows 10! mbed OS

22 OPEN HARDWARE

23 Open Hardware L Open Source Hardware (o Open Hardware) è quell hardware costruito a partire da informazioni e strumenti disponibili pubblicamente senza alcun costo. Tali informazioni comprendono tra le altre la documentazione, i dettagli di costruzione, la lista dei componenti e la logica di progetto

24 Open Hardware Idealmente l Open Hardware è costruito a partire da componenti e materiali facilmente reperibili, con processi standard e architetture aperte, basandosi su contenuti senza restrizioni e strumenti di progettazione open-source per massimizzare la capacità degli individui di fare e utilizzare l'hardware.

25 Open Hardware Esistono diversi esempi di progetti Open! Stampanti 3D! Smartphone! Schede di prototipazione ma anche:! Elettrodomestici! Mobili!

26 Open Hardware Esempi RepRap RepRap è stata una delle prime stampanti 3D a basso costo e il RepRap Project ha dato inizio alla rivoluzione delle stampanti 3D open-source. Riferimento:

27 Open Hardware Esempi Openmoko & openphoenux Due progetti open hardware projects che presentano smartphone con software basato su Linux. Riferimenti:

28 Open Hardware Esempi Project Ara - Phoneblocks Progetti relativi a smartphone con lo stesso principio di fondo: il riutilizzo dei moduli hardware. Riferimenti: https://phonebloks.com

29 Open Hardware Esempi BeagleBone Black BeagleBone Black è una piattaforma di prototipazione supportata da un ampia comunità di sviluppatori e hobbisti. Supporta diversi sistemi operativi Riferimento:

30 Open Hardware Esempi RaspberryPI La Raspberry Pi, nei suoi diversi modelli, è un singleboard computer dalle dimensioni ridotte progettato nel Regno Unito dalla Raspberry Pi Foundation con l intento di promuovere lo studio dell informatica nelle scuole. Riferimento:

31 Open Hardware Esempi Tessel Tessel e Tessel 2 sono piattaforme di prototipazione che supportano applicazioni Javascript nativamente. Riferimento:

32 Open Hardware Esempi Parallella Riferimento: Il progetto Parallella ha lo scopo di rendere il parallel computing accessibile a tutti. La piattaforma Parallella è basata sui chip multicore Epiphany. Ogni chip è formato da un array di processori RISC programmabili in C/C++ e connessi attraverso una Network on Chip in un architettura a memoria condivisa.

33 Open Hardware Esempi Arduino Arduino è una piattaforma di prototipazione elettronica opensource basata su hardware e software flessibili e facili da usare. E' destinata ad artisti, designer, hobbisti e a chiunque sia interessato a creare oggetti o ambienti interattivi. Riferimento:

34 Open Hardware Esempi Arduino Riferimento:

35 Open Hardware Esempi Altri progetti