Introduzione all'IoT

(Internet of Things – Internet degli Oggetti)



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Cosa significa IoT ?

IoT significa Internet of Things ovvero l'Internet degli Oggetti, ovvero la possibilità di collegarsi a qualsiasi nostro oggetto da qualsiasi parte del mondo dove ci troviamo.
L'idea che c'è dietro l'IoT è quella di semplificare la vita dandoci l'accesso via SmartPhone, Tablet o PC agli oggetti che ci circondano quali Luci, Elettrodomestici, Climatizzazione, ma anche Auto, Barche, Camper, ecc.
Per fare questo servono almeno tre cose che sono:
  • Ogni oggetto deve avere un suo indirizzo IP (vedi IPv6) che ci permetta di raggiungerlo anche quando siamo fuori casa.
  • Dobbiamo avere un SERVER su Internet (CLOUD) che ci dia la possibilità di raggiungere i nostri oggetti in modo semplice.
  • Fondamentale è avere un'elevata sicurezza in modo tale da essere noi e solo noi ad accedere ai nostri oggetti.
Immaginate cosa può voler dire avere l'accesso al proprio camper, alle luci di casa o al nostro climatizzatore da remoto.
Ovunque ci troviamo li possiamo controllare ma anche comandare.
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Sicurezza della IoT

Se tutte le cose che ci circondano sono visibili da Internet la prima nostra preoccupazione deve essere la sicurezza che ci garantisca che solo il o i legittimi proprietari possano accedere ad esse.
Tenete presente che:
1. IoT espone la nostra vita ad un attacco informatico potenzialmente molto pericoloso.
2. IoT facilita i servizi segreti, polizia, ecc nel controllarvi molto più facilmente.

Il punto 1 è il più critico, perché potrebbe succedere che un giorno usciamo di casa e tornando la sera troviamo la casa saccheggiata.
Il nostra costoso impianto d'antifurto non ci ha inviato nessuna segnalazione di allarme, così come sulle registrazioni delle nostre telecamere non risulterà nulla di quanto è successo.
Siamo stati derubati a causa di un attacco informatico che ha disattivato il nostro sistema di sicurezza IoT (ovvero collegato a Internet).

Il punto 2 è meno critico perché una persona normale non ha paura di essere controllata dai servizi segreti o di polizia.
Ma per quanto riguarda la privacy come la mettiamo ?

Perchè l'IoT sia un aiuto a vivere meglio, la sicurezza e la privacy sono due fattori fondamentali e imprescindibili.
Sia accidentale o doloso, l'interferenza con i comandi di un pacemaker, con un'auto o con un reattore nucleare, costituisce una minaccia per la vita umana.
Per evitare quanto detto sopra, ci sono accese discussioni in corso che mirano a creare un IoT il più possibile sicuro (vedere i link qui sotto).

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Frequenze su cui può operare l'IoT

2,4GHz
In generale le prime applicazioni che si vedono in giro basate sul concetto di iOT usano la frequenza di 2,4GHz perché è la frequenza standardizzata in tutto il modo per applicazioni domestiche, pensate al BlueTooth o al WiFi.
Le prime applicazioni IoT sono nate in USA dove avendo delle case realizzate in legno si sentono meno i problemi del 2,4Ghz.
Inoltre il BlueTooth e il WiFi sono già presenti su SmartPhone, Tablet e PC e siamo ormai abituati ad usarli.
I 2,4GHz permettono di trasferire anche grosse quantità di dati ma hanno un difetto, sono chiamate frequenze ottiche nel senso che hanno grosse difficoltà a oltrepassare muri (di mattoni e/o cemento e/o solette di cemento armato), finestre e porte.
Tutti noi viviamo questa esperienza con il WiFi di casa e sappiamo bene cosa vuol dire.
Questo problema oggi può essere risolto sfruttando dei ripetitori WiFi che hanno raggiunto costi abbordabilissimi.
Il problema è che la loro installazione/gestione non è semplicissima.

Sub1Ghz
Molto più conveniente sarebbe utilizzare le frequenze Sub1Ghz che non soffrono dei problemi sopra descritti, permettono di coprire distante molto superiori, consumando anche meno ma però non permettono la trasmissione di grosse quantità di dati.
Da regione a regione geografica vi sono poi delle frequenze Sub1Ghz di uso pubblico differenti.
Altro limite è che attualmente nessuno SmartPhone, Tablet o PC ha un'interfaccia per le fequenze Sub1Ghz per cui questo genere d'impianto deve prevedere per forza l'uso di un convertitore tra le frequenze Sub1Ghz e Internet (magari via collegamento WiFi).
Questo tipo di rete nonostante tutto costa meno, copre distanze nettamente superiori e può avere un livello di sicurezza superiore se si prevede nel convertitore (Sub1Ghz - Internet) anche un SW che permetta la gestione degli accessi.

Quale frequenza scegliere ?
In generale ogni applicazione IoT oggi deve essere studiata nei dettagli e poi si può decidere quale frequenza scegliere analizzando quanto richiesto dalla nostra applicazione.
In generale tenete presente questi parametri:
Sub1Ghz
    Distanza massima 50...200m - Dati sino a 200Kbit
Blue Tooth 4.x
    Distanza massima 10...20m - Dati sino a 100Kbit
    (limite attuale che dovrebbe passare, nelle future versioni del BT 4.x, a 500Kbit)
WiFi
    Distanza massima 20...50m - Dati sino a 40Mbit

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Protocolli (SW) per l'IoT

Il SW da usare per l'IoT è un'altro dei problemi reali su cui grossi produttori di HW e SW si stanno scontrando per tentare di imporre un loro standard.
Ovviamente l'adozione di uno standard unificato semplificherebbe la vita a noi tutti ma ad oggi non ne esiste ancora uno standard che abbia vinto o sia migliore in modo eclatante rispetto alle varie proposte esistenti
Qui la discussione diventa infinita per cui mi limiterò a citare solo alcuni degli standard che oggi sono presenti sul mercato.

WiFi IEEE 802.11ah
Questo standard, atteso per il 2016 nelle prime applicazioni reali, con operatività in una banda sub-Ghz (900Mhz), concepito specificatamente per supportare collegamenti WiFi extended range, soprattutto in ambito IoT, con caratteristiche di scalabilità ed efficienza nei consumi.
Il WiFi 802.11ah dovrebbe essere in grado di garantire un throughput di 150 Kbps con una banda da 1 Mhz, per arrivare a 40 Mbps su una banda da 8Mhz, ponendosi in competizione con entrambe le tecnologie appena viste.

IOC
Open Interconnect Consortium - costituito da Atmel, Dell, Broadcom, Samsung, Intel, e Wind River.

AllSeen Alliance
definita come “Linux Foundation collaborative project” e di cui fanno parte ad oggi 51 membri tra cui Microsoft, Qualcomm, Cisco Systems, Sharp, Panasonic.

Thread Group
che vede la presenza di Nest Labs (azienda acquisita da Google e che quindi per il suo tramite entra nell’arena IoT) oltre a Samsung, ARM, Freescale Semiconductor, Silicon Labs, Big Ass Fans e Yale Security

Global Standards Initiative on Internet of Things
parte dell’ITU, International Telecommunications Union, forte ad oggi di 18 membri tra cui Cisco, Emerson, GE, Oracle, Siemens

European Research Cluster on the Internet of Things
con progetti atti a definire una visione comune sull’IoT.

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Server (Cloud) su Internet per accedere alle cose che abbiamo in casa, ufficio, ecc.

Anche se ogni oggetto che abbiamo avesse un suo indirizzo IP raggiungibile attraverso internet come minimo dovrebbe presentarsi con un'interfaccia che ci richieda username e password per farci accedere alle sue funzionalità.
Se avessimo 10 oggetti collegati a Internet dovremmo ricordarci come minimo 10 password che sommate alle già tante password che già oggi usiamo (PIN del cellulare, password della carta di credito, dell'antifurto, ecc) non farebbe che complicarci la vita.
Oltre a ciò dovremmo essere in grado di aprire le porte di comunicazioni (port forwarding) adeguate sul nostro router che usiamo per accedere a Internet e dovremmo usare un DDNS per poter tracciare l'indirizzo IP dinamico che ci viene assegnato dal nostro provider di Internet.
Per questo motivo sicuramente una struttura IoT facile da usare prevederà un server su Internet (Cloud) che automatizza le funzioni sopra elencate e tramite il quale ci autentichiamo e accediamo a tutti i nostri oggetti IoT.
Attenzione però a non perdere lo SmartPhone, il Tablet o il PC che usiamo per collegarci al nostro mondo IoT.
Questi terminali, nascosti nei meandri della loro memoria, contengono i nostri dati d'accesso.

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A che punto siamo con l'IoT ?

Al momento l'IoT è in stato embrionale (Dic.2015) e se si prende la curva dell’ Hype Cycle,  l’internet delle cose occupa (Luglio 2015) un punto sulla parte discendente della stessa, a indicare che è ancora ben lontano dal divenire una tecnologia di uso comune.

Dati a Luglio 2015

Probabilmente un miglioramento ci sarà solo quando i vari gruppi (IOC, AllSeen Alliance, ecc) che ad oggi si stanno facendo guerra tra loro, riusciranno a generare uno standard aperto e gratuito a cui tutti potranno accedere.

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Conclusioni

Ad oggi l'IoT è ancora una chimera che si spera diventi realtà in tempi relativamente brevi visto il gran numero di società che stanno investendo risorse in questa nuova frontiera applicativa.

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Cosa propone STM per l'IoT


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