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Internet of Things

Che cos'è l'Internet of Things (IoT)?

L'Internet of Things (IoT), anche noto con il nome di Internet delle cose o Internet degli oggetti, prevede la connessione a Internet di diverse tipologie di oggetti fisici. Oggi, alla categoria Internet delle cose appartengono oggetti di uso domestico come frigoriferi e lampadine, ma anche risorse aziendali come le etichette intelligenti per l'identificazione dei prodotti e i dispositivi medici smart. Altri esempi sono i dispositivi indossabili, i dispositivi intelligenti e le città smart, la cui esistenza è esclusivamente dovuta all'IoT.

Per spiegare meglio il significato di IoT, possiamo dire che, i dispositivi IoT sono oggetti intelligenti (smart object) in grado di ricevere e trasferire dati su reti wireless, senza richiedere interventi manuali. Ciò si ottiene integrando negli oggetti semplici dispositivi di elaborazione provvisti di sensori. Ad esempio, un “termostato smart” — “smart” assume spesso lo stesso significato di “IoT” — può ricevere dati sulla posizione dell'utente mentre questi è in viaggio, e utilizzarli per regolare la temperatura domestica prima del suo arrivo. Non è necessario che l'utente intervenga, e il risultato è migliore rispetto a quando si regola il termostato prima di uscire di casa o al rientro.

Come funziona l'IoT?

Un tipico sistema IoT, come la casa smart sopra descritta, funziona grazie all'invio, alla ricezione e all'analisi dei dati in un ciclo continuo di feedback. A seconda del tipo di sistema IoT, l'analisi può essere eseguita tramite intervento manuale o da tecnologie di intelligenza artificiale e machine learning (AI/ML), in tempo reale o nel lungo periodo. Torniamo di nuovo all'esempio della casa smart. Per prevedere il momento ottimale in cui controllare il termostato prima di arrivare a casa, il sistema IoT può connettersi all'API Google Maps per esaminare i modelli del traffico locale in tempo reale e utilizzare i dati dell'automobile acquisiti nel lungo periodo per conoscere le abitudini di viaggio dell'utente. I dati IoT acquisiti da ogni utente dei termostati smart possono quindi essere utilizzati dalle aziende dei servizi di pubblica utilità, per iniziative di ottimizzazione su più larga scala.

In quanto rivoluzione tecnologica, l'IoT richiama spesso l'attenzione dal punto di vista dell'utente, perché le nuove esperienze tecnologiche, come quelle degli orologi indossabili, vanno considerate anche in relazione ai problemi di privacy e sicurezza che comportano. Questo aspetto è importante soprattutto quando si ha intenzione di adottare un progetto IoT a livello aziendale, destinato principalmente a un pubblico generico; occorre tuttavia considerare l'IoT anche dal punto di vista degli esempi di utilizzo dell'azienda.

IoT: Che ruolo ha nelle aziende?

Dal punto di vista dell'infrastruttura informatica a livello enterprise, le soluzioni IoT consentono di migliorare i sistemi aziendali esistenti ma anche di creare nuove modalità di interazione con clienti e partner. Va aggiunto che l'IoT comporta anche nuove sfide per l'IT. Il volume di dati che un sistema di dispositivi smart può produrre è imponente e per questo motivo viene definito “big data”; tuttavia, integrare i big data nei sistemi esistenti e configurare le azioni analitiche da eseguire su tali dati non è semplice. Quando si scelgono le modalità di realizzazione di una piattaforma IoT, la sicurezza è uno dei principali aspetti da valutare. In ogni caso, per molte aziende i vantaggi apportati dall'IoT ne giustificano l'adozione e in quasi ogni settore industriale si contano ormai numerosi esempi di utilizzo di successo.

Alcuni esempi di Internet of Things

L'IoT nel settore manifatturiero: immaginiamo il ciclo di vita di un macchinario pesante utilizzato in una fabbrica. Nel corso del tempo, i diversi operatori utilizzano in modi differenti l'apparecchiatura; le interruzioni, dovute a svariate ragioni, sono previste dall'attività stessa. L'azienda decide di implementare sensori specializzati sui componenti del macchinario più soggetti a guasti o a eccessiva usura. Questi sensori possono essere utilizzati non solo per la manutenzione preventiva e per migliorare le competenze di chi utilizza l'attrezzatura (esempio di raccolta e analisi dei dati in tempo reale), ma anche per inviare i dati alla fabbrica dove avviene la produzione, affinché gli ingegneri possano migliorare il design dei nuovi modelli (esempio di analisi dei dati a lungo termine).

L'IoT in agricoltura: l'IoT ha rivoluzionato diversi aspetti dell'agricoltura, ad esempio con l'introduzione dei sensori di umidità. Installando una serie di questi dispositivi nei campi, gli agricoltori ottengono dati più precisi per pianificare l'irrigazione delle coltivazioni. Ma in questo esempio, l'IoT può apportare un vantaggio ulteriore: collegando infatti i sensori di umidità ad applicazioni IoT che controllano direttamente i macchinari di irrigazione, l'irrigazione può essere attivata in base ai dati del sensore, senza che sia necessario alcun intervento umano.

L'IoT per la logistica e i trasporti: una delle prime applicazioni dell'IoT in questo settore prevedeva l'etichettatura dei container di spedizione con dispositivi di identificazione a radio frequenza (RFID). Si tratta di semplici etichette che archiviano dati digitali che possono essere poi acquisiti da un lettore tramite onde radio, a condizione che l'etichetta RFID si trovi a una determinata distanza da un lettore. Inizialmente, le società di logistica potevano tenere traccia della data di arrivo dei container presso i punti di controllo in cui erano installati i lettori RFID, ad esempio magazzini o banchine di carico o scarico merci. Oggi è possibile utilizzare dispositivi di registrazione smart alimentati a batteria, in sostituzione dei lettori RFID precedenti. Questi dispositivi più recenti possono trasmettere i dati alle applicazioni IoT in maniera ininterrotta, senza necessità di lettori on-site, consentendo alle aziende di analizzare i dati di una spedizione in tempo reale e in ogni fase della supply chain.

IoT ed edge computing

Cosa rende "smart" uno smartphone? La risposta più ovvia è la presenza di un processore e dell'hardware associato, che consente al telefono di visualizzare un'interfaccia grafica, eseguire un sistema operativo, connettersi a Internet, eseguire le app e così via. Il concetto è simile a quello nel precedente esempio della casa smart, in cui il termostato è “smart” perché include un sistema di calcolo in grado di ricevere e trasferire dati senza la necessità di intervenire manualmente.

In ambito IoT, la capacità dei dispositivi di utilizzare la potenza di elaborazione acquisisce un peso sempre maggiore in quanto offre un sistema di analisi dei dati in tempo reale. Il semplice invio o ricezione dei dati è un passaggio importante di una soluzione IoT, ma l'invio, la ricezione e l'analisi dei dati con le applicazioni IoT offre molti altri vantaggi.

Esempi di utilizzo di IoT ed edge computing

L'esempio della tecnologia RFID nel settore della logistica e dei trasporti è — a questo proposito — esplicativo. Questo dispositivo IoT archivia dati digitali che poi invia a un dispositivo lettore, tramite l'impiego di onde radio. Il lettore può ricevere le onde radio e rendere disponibili le informazioni per l'analisi. La comunicazione tra il RFID e il lettore si svolge tuttavia in un'unica direzione. Il dispositivo RFID non può infatti ricevere aggiornamenti dal lettore, così come quest'ultimo non può trasferire dati o istruzioni al RFID. Di conseguenza, la tracciatura del container può avvenire solo in determinati punti di controllo, e non consente il monitoraggio continuo. E se invece il dispositivo IoT che tiene traccia dei container fosse in grado di coordinarsi con i sensori IoT installati nel veicolo senza conducente che li trasporta, e se poi tutto fosse collegato a un sistema di analisi dei dati gestito dalla società di logistica?

Per concretizzare questa idea, la società di logistica dovrebbe rendere disponibile molta potenza di elaborazione nei dispositivi IoT fisici, soprattutto nel veicolo senza conducente. Invece di essere quindi semplici dispositivi di invio e ricezione, sempre in attesa di istruzioni da un datacenter centralizzato tramite Wi-Fi, i dispositivi IoT potrebbero elaborare dati e decisioni in maniera autonoma. Questa ubicazione della potenza di calcolo all'edge della rete, anziché in un datacenter centralizzato, è nota come edge computing.

In un modello di cloud computing, le risorse e i servizi di elaborazione sono spesso centralizzati in grandi datacenter, accessibili da utenti ubicati all'edge della rete. Il modello presenta vantaggi in termini di costi ed è più efficiente dal punto di vista della condivisione delle risorse. Le esperienze più innovative destinate agli utenti finali, come l'IoT, richiedono una potenza di elaborazione più vicina al luogo in cui si trovano il dispositivo fisico o la sorgente dei dati, ovvero all'edge della rete.

In questo senso, l'edge computing indica un modello che distribuisce le risorse di elaborazione all'esterno dell'edge quando è necessario, continuando a centralizzarle in un modello cloud laddove possibile. È una valida soluzione alla necessità di offrire, velocemente, informazioni fruibili basate su dati sensibili ai tempi. Il coordinamento mediante dispositivi di tracciatura smart di un parco autoveicoli senza conducente che trasporta container è un esempio impressionante; esistono tuttavia implementazioni più piccole e pratiche.

Torniamo all'esempio della fabbrica. Forse la società ha anche elaborato uno strumento dotato di bluetooth che invia i dati tramite gli smartphone del personale, grazie al quale l'azienda ne controlla anche l'eventuale perdita. Ma immaginiamo che nel corso della giornata 10 dipendenti operino intorno al dispositivo, e che i loro smartphone siano sempre collegati al server per indicare la posizione dello strumento. Questa attività ridondante del server può sovraccaricare il sistema dell'azienda. Sviluppando applicazioni IoT eseguibili negli smartphone dei dipendenti, le informazioni possono essere semplicemente inviate agli smartphone — che rappresentano in questo caso l'edge della rete — per analizzare e ridurre le connessioni non necessarie al server.

Soluzioni Red Hat alla base dell'IoT

Red Hat AMQ

Red Hat® AMQ, basata su community open source come Apache ActiveMQ e Apache Kafka, è una piattaforma di messaggistica flessibile ed efficiente che, grazie all'integrazione in tempo reale, garantisce un'affidabile trasmissione delle informazioni. Offre interfacce di servizi remoti per la connessione di numerosi dispositivi IoT a un sistema di messaggistica back end.

Red Hat Fuse logo

Red Hat® Fuse è una piattaforma di integrazione cloud native caratterizzata da un approccio distribuito che consente ai team di eseguire il deployment di servizi integrati dove e quando necessario. L'architettura incentrata sulle API e basata sui container permette di creare, estendere e distribuire i servizi in maniera indipendente, separandoli.

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