Maura Turolla, Antonio Varriale
27 Novembre 2007
Maura Turolla, Antonio Varriale
HW SW Innovation Dept. - Access & Terminals
Internet delle cose
2Maura Turolla, Antonio Varriale
27 Novembre 2007
SicurezzaControllo consumi energeticiGestione elettrodomestici
Controllo remotoTV, VCR, DVD/CD
Gestione magazzino Controllo processiGestione&controlloambientale
BIO-MEDICALE
Gestione trafficoParcheggi
Autodiagnosi e Teleassistenza
HOMEAUTOMATION
APPLIANCECONTROL
ENVIRONMENTALMONITORING
INDUSTRIAL CONTROL
BUILDING AUTOMATION
AUTOMOTIVE
Un mondo di cose
Ad hoc indoor/outdoor
network
Coordinatore
Gateway
CentroServizi
Gateway
Ad hoc indoor/outdoor
network
TeraByte di informazioni da raccogliere, aggregare ed elaborare
3Maura Turolla, Antonio Varriale
27 Novembre 2007
Disappearing Technologies
Alto livello di Integrazione
Alta resa dei processi
Riduzione dei costi
La tecnologia entra nella vita quotidiana di ognuno di noi:
con oggetti di svariate forme
In grado di comunicare
4Maura Turolla, Antonio Varriale
27 Novembre 2007
Come comunicano gli oggetti?
TECNOLOGIE RADIO ABILITANTI ALL’IDENTIFICAZIONE
TECNOLOGIE RADIO ABILITANTI AL TRASPORTO IN RETE DI DATI
Ultra Wide Band
5Maura Turolla, Antonio Varriale
27 Novembre 2007
Chip: si tratta di una memoria contenente le informazioni relative all’oggetto fisico al quale la e-tag è applicata
Antenna: utilizzata per trasmettere e ricevere le informazioni
Packaging: ingloba il chip e l’antenna consentendo alla e-tag di essere applicata agli oggetti fisici
Le e-tag, anche dette smart tag, smart label, RFID (Radio Frequency IDentification) sono memorie dotate di un apparato rice-trasmettitore.
RFID: Etichette Elettroniche
Tipologia Alimentazione Frequenza Range Processing Costi (volumi)
RFID Passive Non necessaria125 KHz, 13.56 MHz,
868/915 MHz~2 m
Solo Memoria (~ 1Kbit)
~ 0.01 Euro
RFID Attive Batteria433, 868/915 MHz,
2.45 o 5.8 GHz~80 m
Memoria (~128KByte)processori, sensori
~ 3 Euro
6Maura Turolla, Antonio Varriale
27 Novembre 2007
Tecnologie a confronto
Tecnologia Bluetooth Wi-Fi UWB RFID ZigBee
Standard IEEE 802.15.1 IEEE 802.11b/gIEEE
802.15.3ISO/EPC Global
IEEE 802.15.4
Bit Rate 2.1Mb/s (v2.0) 11/54 Mb/s 480 Mb/s 10 – 50 KB/s 250Kb/s
Range
(per single hop)<10m <100m <40m
<1m pass.
~80m att.
<80m
(Km per
multi-hop)
Cost Medium High TBDLow (Tag)
High (Reader)Low
Security Level Low Medium TBD Medium High
Network Topology Star only Star typically TBD Star ReaderStar,
Cluster tree, Mesh
Energy Consumption Medium High TBD Low Very low
7Maura Turolla, Antonio Varriale
27 Novembre 2007
Il terminale: un gateway tra gli oggetti e la Rete
Terminali fissi/mobili permettono di interagire/monitorare/controllare direttamente le cose in quanto integrano:
I/O: Display, tastiera, audio
Capacita’ elaborativa
SIM (sicurezza)
Connessione tra la Internet di cose e la Rete tradizionele
Terminali evoluti con tecnologie radio integrate
Prossimità: NFC, ZigBee, Bluetooth, WiFi
Long Range: GSM, GPRS; EDGE, UMTS, HSPA
NETWORK
HSPAHSPA
Internet delle Cose
8Maura Turolla, Antonio Varriale
27 Novembre 2007
Near Field Communication (NFC)
Si basa su tecnologia RFID passive a 13,56 MHz
Range di funzionamento fino a 10 cm
Data Rate fino a 424 kilobits/s
Modello di integrazione nel terminale mobile
Near Field Communication (NFC) e’ una tecnologia standard (NFC Forum) per connettivita’ wireless short range che abilita semplici interconnessioni tra dispositivi elettronici
““Pay-Buy Mobile Pay-Buy Mobile Initiative”Initiative”
9Maura Turolla, Antonio Varriale
27 Novembre 2007
Tecnologia ZigBeeZigBee e’ una tecnologia standard (ZigBee Alliance) per connettività’ wireless medium-range in grado di
abilitare comunicazioni sicure tra diversi apparati elettronici.Range < 80 metri (Km sfruttando il multi-hop);
Frequenze: 16 canali in banda ISM 2.4GHz, 10 canali in banda 915 MHz, 1 canale in banda 868 MHz;
Basso costo (2-3 dollari);
Data Rate fino a 250 kb/s;
Power management per garantire bassi consumi;
Reti con migliaia di nodi (max ~65000);
Capacità di Ad hoc networking;
Topologie di rete ZigBee: star, cluster tree, mesh;
Tipologie di nodi Zigbee: coordinatore (unico nella PAN), router, end-device;
Sicurezza a vari livelli (MAC/NWK/APP): Trust Center, Crittografia, Autenticazione, Integrità.
+ =ZSIM
Nella banda ISM 2.4GHz e’ possibile integrare sia il transceiver che l’antenna ZigBee nella SIM
ZigBee +
Modello di integrazione nella SIM
10Maura Turolla, Antonio Varriale
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Z-SIM
ZIGBEE
Attraverso una rete ZigBee gli oggetti acquistano intelligenza
Digital Smart City
SIM
ZigBee
GSM, EDGE,
UMTS, HSPA
ZSIM: SIM Card con tecnologia wireless Zigbee completamente integrata (antenna + modulo), non richiede modifiche del terminale
ZSIMZSIM
11Maura Turolla, Antonio Varriale
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Terminali mobili e SicurezzaI terminali mobili hanno al loro interno un elemento di estrema sicurezza, la SIM, non invasivo e sempre disponibile per l’utente, che fornisce uno spazio operativo sicuro e certificato per memorizzare i segreti (es. chiavi, certificati, ecc.) ed eseguire le funzioni di sicurezza (es. firma digitale, autenticazione, ecc.).
SIM
Mobile Office
Digital Signature M-Commerce
Access ControlAuthentication
Info-Mobility
Gestione Accessi
Gestione Presenze
Logistica e Controllo
Servizi RistorazionePrepagati (es. Mensa)
…
12Maura Turolla, Antonio Varriale
27 Novembre 2007
MEMS e Sensori rendono fisica la Internet delle cose
SENSORE
MEMS ELABORAZIONE
DELLE PERCEZIONIRICEVUTE E GENERAZIONEDEI COMANDI DA ESEGUIRE
ATTUATORE
MEMS
INVIO COMANDI VIA RADIO
AZIONE
PERCEZIONE
INVIO DEI DATI VIA RADIO
ARCHITETTURA WSAN(Wireless Sensor & Actuator Network)
Micro ingranaggio MEMS
confrontato con un acaro
MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems)
Fingerprint
UV SensorsLight Sensors
Accelerometri&
Giroscopi
Display miniaturizzati
13Maura Turolla, Antonio Varriale
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Abbattimento dei tempi di identificazione
Abbattimento dei tempi di tracciamento
Lettura simultanea di molti oggetti
Maggiore resistenza alla contraffazione
Sensibile riduzione dei tempi e dei costi di gestione
Aumento della qualità in produzione
Collegamento automatico tra il mondo fisico e i sistemi informativi
• Aumento affidabilità dei dati, • Riduzione errori di rilevazione, • Riduzione tempi di aggiornamento, • Controllo statistico Controllo individuale• Processi più veloci, sicuri, più economici
Quali le opportunità per l’impresa?
Servizi Informativi
Persone, BeniReader
14Maura Turolla, Antonio Varriale
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Logistica e Gestione Magazzino Controllo inventario e gestione delle forniture
Controllo automatico carico/scarico merci
Gestione e riutilizzo di pallets, container
Controllo antifrode e contraffazioni
Tracking delle merci in tempo reale per società di trasporto e distribuzione
Bagagli negli aeroporti, merci e container nei porti, controllo antifrode e contraffazioni, container and tool management
15Maura Turolla, Antonio Varriale
27 Novembre 2007
Prodotto, pacchi, scaffali del magazzino sono identificati univocamente per mezzo di una e-tag con il relativo codice
La e-tag contengono informazioni relative al contenuto dello scaffale Antenne fisse e relativi lettori connessi con la rete dati permettono
Aggiornamento in tempo reale dell’inventario Localizzazione di ciascun prodotto
I carrelli di prelievo dotati di lettore trovano automaticamente lo scaffale giusto e aggiornano la quantità residua di prodotti
Sistema di gestione magazzino con e-tag della ditta Tappetificio Radici S.p.A. (Particolare del lettore montato sul carrello e inserito in un PC portatile connesso via wireless al data base centrale)
Gestione magazzino: Tappetificio Radici
16Maura Turolla, Antonio Varriale
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Gestione Magazzino GDO: WAL*MART Stores, Inc.
Benefici nei supermercati Eliminazione della coda alle casse. Riduzione dello stoccaggio di magazzino. Drastica riduzione dei tempi di inventario Migliore prevenzione dei furtiTracciabilità dei prodotti e facilità a ritirarli in massa nel caso di scadenza o alterazione dovuta ad atti di natura criminale/terroristica.
Benefici nei centri di distribuzione: I lettori di tag distribuiti lungo le scaffalature
consentono un’interrogazione “real time” della disponibilità della merce.
Possibilità di inventario automatico della merce Veloce movimentazione di ricevimento e
spedizione della merce. Facile tracciabilità dei movimenti della merce
destinata ai supermercati.
Quando il carrello della spesa giunge alla cassa,
il lettore di tag ha già computato
il totale dell’acquisto
Dal 2006 i 200 principali fornitori di Wal Mart hanno adottato la tecnologia RFID Tag Wal Mart ha ordinato alla Alien Technology 500 milioni di tag per metterle sui suoi prodotti
17Maura Turolla, Antonio Varriale
27 Novembre 2007
Acquisto assistito di beni di consumo
ProductDatabase 1
User ProfileDatabase
Obiettivo
Guidare il cliente all’acquisto ragionato di beni di consumo Service
Center
ZigBee
WiFi/2G/3G
Quando il prodotto selezionato dal cliente viene riposto nel carrello, tramite ZSIM:
• Vengono rilevate le informazioni relative al prodotto dai database di riferimento partendo da un codice a barre o RFID
• L’utente viene identificato ed autenticato dal centro servizi che ha accesso al suo profilo medico
• I dati relativi al prodotto ed il profilo utente vengono incrociati per generare raccomandazioni specifiche al cliente (es. intolleranze, compatibilità con la dieta, attività suggerite per smaltimento calorie, ecc.).
Architettura flessibile e orientata alla privacy:
• DB prodotti separati dal DB profili utente
• DB prodotti interno o esterno al supermercato
• Possibilita’ di integrare diversi servizi sulla stessa architettura (es. fidelity card, pubblicita’, …)
ProductDatabase 2
18Maura Turolla, Antonio Varriale
27 Novembre 2007
Advanced Advertising
Tecniche pubblicitarie avanzate (es. per retail)
Nuovi canali di comunicazione (Terminale Mobile + tecnologie di prossimita’)
Abilitazione di Cross Marketing, Cross Selling
Pubblicita’ contestualizzate
Profilazione dettagliata dei consumatori
Gestione dinamica Promozioni, Bonus, Sconti, ecc.Messaggi
Promozionali
Interattivita’
Bonus/Sconti
Cross Selling
19Maura Turolla, Antonio Varriale
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Costi e benefici di un sistema di prossimita’ nel settore della moda
COSTI
BENEFICI
20Maura Turolla, Antonio Varriale
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MCommerceIl mercato dell’m-Commerce sta evolvendo molto rapidamente…
US$ 1.14 Billion by 2008US$ 1.14 Billion by 2008M-Comm
Trials & Services
NTT DoCoMo in Japan
SKT in S.Korea
Bus-TicketingVodafone-NXP-
Nokia-RMVin Hanau
Strong momentum for a global common approachStrong momentum for a global common approach
2006
Visa & Nokia
turn cellphones in creditcards
Visa & SKT
USIM apps &
commercial service in
Apr 07
GSMA
Pay-Buy-Mobile
14 operators
to develop
global mobile
M-payments
Nokia and
further 10 MNO
join GSMA
Pay-Buy-Mobile
GSMA
“Mobile NFC
Technical
Guidelines “
Feb 07 Apr 07Jan 07
21Maura Turolla, Antonio Varriale
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Gestione consumi energetici
Misura e Controllo dei consumi energetici Sensori di corrente assorbita
Sensori ambientali combinati
(presenza, luce, temperatura, umidita’, ecc.)
Attuatori, switch
Ottimizzazione consumi Pianificazione energetica
Utilizzo ottimale delle tariffe
Riduzione costi
Conformita’ alle nuove normative
Metering
Comunicazione ZigBee per la gestione energetica
22Maura Turolla, Antonio Varriale
27 Novembre 2007
Sicurezza & Gestione del Personale
Badge AziendaleRilevazione automatica presenze/assenzeGestione accessi secondo policy predefiniteGestione turni
Gestione accessi a macchine e PC condivisi Condivisione sicura di macchine e PC
Autenticazione/Personalizzazione con ZSIM per servizi fruiti su PC/Laptop Login/Logout di prossimità;
Autenticazione/Autorizzazione per accesso ad applicazioni e servizi web (Intranet, Mail, ecc.);
Protezione dati e applicazioni mediante cifratura da ZSIM (dati riservati, contabilita’, ecc.);
Configurazione sicura con parametri personali di accesso alla Rete (WiFi, 2G/3G, ecc.); Personalizzazione PC (rubrica, desktop, preferiti, cookies, …) e gestione policies utente mediante ZSIM.
Z-SIM
PC/Laptopcon ZigBee
ZSIM
Secure Channel Secure Channel
Tornelli ElettroniciTerminale Mobile
con ZSIM
23Maura Turolla, Antonio Varriale
27 Novembre 2007
Gestione Flotte e InfoMobility
Gestione outdor via GPS Gestione Indoor (Depositi) via ZigBee Controllo automatico e centralizzato di
Logistica auto-mezzi Materiale trasportato da ogni auto-mezzo Disponibilita’ auto-mezzi
Servizi integrati di infomobilita’ Gestione informazioni di viabilita’ Pianificazione avanzata trasporti Comunicazione con varchi informativi
municipali
Centro servizi
Info GPS
24Maura Turolla, Antonio Varriale
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Gestione processi produttivi (Machine to Machine)
Gestione supply-chain
Ottimizzazione dei processi Pianificazione produttiva automatizzata (es. in base ai carichi giornalieri, ecc.)
Monitoraggio carichi, rallentamenti, ecc.
Controllo e monitoraggio del ciclo produttivo Manutenzione impianti
Diagnostica
Gestione remota apparati
25Maura Turolla, Antonio Varriale
27 Novembre 2007
Localizzazione & NavigazioneUn’infrastruttura di prossimita’ puo’ essere utilizzata anche per servizi di localizzazione e navigazione indoor
Starting Point
Destination
Calcolo automatico del percorso da un punto di partenza (es. Reception) ad un punto di arrivo (ufficio, sale riunioni)
Gestione Multi Piani e Multi Building
Contesti applicativi
Corporate Buildings OspedaliCentri commercialiMusei
Continuità navigazione outdoor (GPS)/indoor(ZigBee)
Possibilità di utilizzare la stessa infrastruttura anche per building automation ed energy saving
Continuità navigazione outdoor (GPS)/indoor(ZigBee)
Possibilità di utilizzare la stessa infrastruttura anche per building automation ed energy saving
Opportunità
Nodo wireless fisso
Nodo wireless mobile(utenti o apparati)
Gestione servizi
26Maura Turolla, Antonio Varriale
27 Novembre 2007
Quando sarà il momento giusto per investire
Le tecnologie sono standard e mature
I terminali commerciali supportano le tecnologie richieste
GSMA sta definendo scenari applicativi e tecnologie associate
Operatori e Terze Parti stanno lavorando per creare/supportare un intero ecosistema per la messa in campo di una nuova generazione di servizi
In altri parti del mondo molti servizi sono già attivi Monitoraggio consumi energetici
Logistica & Localizzazione
M-Commerce
Il momento giusto per investire è Il momento giusto per investire è ADESSO!ADESSO!
Il momento giusto per investire è Il momento giusto per investire è ADESSO!ADESSO!