Internet delle cose
Maura Turolla, Antonio Varriale
HW SW Innovation Dept. - Access & Terminals
27 Novembre 2007
Maura Turolla, Antonio
Varriale
Un mondo di cose
Gestione traffico
Parcheggi
Autodiagnosi e Teleassistenza
TeraByte di informazioni da raccogliere, aggregare ed elaborare
Centro
Servizi
Controllo remoto
TV, VCR, DVD/CD
AUTOMOTIVE
BUILDING
AUTOMATION
APPLIANCE
CONTROL
Gateway
Gateway
Coordinatore
BIOMEDICALE
Ad hoc
Gestione magazzino
indoor/outdoor
Controllo processi
network
Gestione&
controlloambientale
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ENVIRONMENTAL
MONITORING
INDUSTRIAL
CONTROL
Ad hoc
indoor/outdoor
Sicurezza
network Controllo consumi energetici
Gestione elettrodomestici
HOME
AUTOMATION
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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
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Come comunicano gli oggetti?
TECNOLOGIE RADIO ABILITANTI ALL’IDENTIFICAZIONE
TECNOLOGIE RADIO ABILITANTI AL TRASPORTO IN RETE DI DATI
Ultra Wide Band
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RFID: Etichette Elettroniche
Le e-tag, anche dette smart tag, smart label, RFID (Radio Frequency IDentification) sono
memorie dotate di un apparato rice-trasmettitore.
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
Tipologia
Alimentazione
Frequenza
Range
Processing
Costi (volumi)
RFID Passive
Non necessaria
125 KHz, 13.56 MHz,
868/915 MHz
~2 m
Solo Memoria
(~ 1Kbit)
~ 0.01 Euro
RFID Attive
Batteria
433, 868/915 MHz,
2.45 o 5.8 GHz
~80 m
Memoria (~128KByte)
processori, sensori
~ 3 Euro
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Tecnologie a confronto
Tecnologia
Bluetooth
Wi-Fi
UWB
RFID
ZigBee
Standard
IEEE 802.15.1
IEEE 802.11b/g
IEEE
802.15.3
ISO/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
Cost
Medium
High
TBD
Security Level
Low
Medium
TBD
<1m pass.
~80m att.
Low (Tag)
High (Reader)
<80m
(Km per
multi-hop)
Low
Medium
High
Network Topology
Star only
Star typically
TBD
Star  Reader
Star,
Cluster
tree, Mesh
Energy Consumption
Medium
High
TBD
Low
Very low
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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
Internet
delle Cose
NETWORK
HSPA
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Near Field Communication (NFC)
Near Field Communication (NFC) e’ una tecnologia
standard (NFC Forum) per connettivita’ wireless short
range che abilita semplici interconnessioni tra
dispositivi elettronici
 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
“Pay-Buy Mobile Initiative”
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Tecnologia ZigBee
ZigBee 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.
Nella banda ISM 2.4GHz e’ possibile integrare sia il transceiver che l’antenna ZigBee nella SIM
Modello di integrazione nella SIM
ZigBee
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+
+
=
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Z-SIM
GSM, EDGE,
UMTS, HSPA
SIM
ZigBee
ZSIM: SIM Card con tecnologia wireless Zigbee
completamente integrata (antenna + modulo),
non richiede modifiche del terminale
ZIGBEE
Digital Smart City
Attraverso una rete ZigBee gli oggetti acquistano intelligenza
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Terminali mobili e Sicurezza
I 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.).
Digital Signature
M-Commerce
 Gestione Accessi
 Gestione Presenze
 Logistica e Controllo
 Servizi Ristorazione
Prepagati (es. Mensa)
…
Mobile Office
Info-Mobility
Authentication
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Access Control
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MEMS e Sensori rendono fisica la Internet delle cose
MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems)
INVIO DEI DATI VIA RADIO
SENSORE
PERCEZIONE
MEMS
ATTUATORE
MEMS
AZIONE
ELABORAZIONE
DELLE PERCEZIONI
RICEVUTE E GENERAZIONE
DEI COMANDI DA ESEGUIRE
INVIO COMANDI VIA RADIO
ARCHITETTURA WSAN
(Wireless Sensor & Actuator Network)
Biometria
Crittografia
Fingerprint
UV Sensors
Light Sensors
27 Novembre 2007
Soluzione
TIMLIB
Micro ingranaggio MEMS
confrontato con un acaro
JavaCard
Accelerometri
&
Giroscopi
Display miniaturizzati
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Quali le opportunità per l’impresa?
Collegamento automatico tra il mondo fisico e i sistemi informativi
 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
•
•
•
•
•
Aumento affidabilità dei dati,
Riduzione errori di rilevazione,
Riduzione tempi di aggiornamento,
Controllo statistico  Controllo individuale
Processi più veloci, sicuri, più economici
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Servizi Informativi
Persone, Beni
Reader
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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
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Gestione magazzino: Tappetificio Radici
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)
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Gestione Magazzino GDO: WAL*MART Stores, Inc.
 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
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.
Benefici nei supermercati
 Eliminazione della coda alle casse.
 Riduzione dello stoccaggio di magazzino.
 Drastica riduzione dei tempi di inventario
 Migliore prevenzione dei furti
Tracciabilità dei prodotti e facilità a ritirarli in
massa nel caso di scadenza o alterazione
dovuta ad atti di natura criminale/terroristica.
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Quando il carrello
della spesa giunge alla cassa,
il lettore di tag ha
già computato
il totale dell’acquisto
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Acquisto assistito di beni di consumo
Obiettivo
Guidare il cliente all’acquisto ragionato di
beni di consumo
User Profile
Database
Service
Center
Product
Database 1
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
WiFi/2G/3G
Product
Database 2
• 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.).
ZigBee
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’, …)
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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
Cross Selling
Interattivita’
Bonus/
Sconti
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Costi e benefici di un sistema di prossimita’ nel settore della
moda
COSTI
BENEFICI
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MCommerce
Il mercato dell’m-Commerce sta evolvendo molto rapidamente…
US$ 1.14 Billion by 2008
Visa
&
Noki
a
turn for a global common approach
Strong momentum
cellp
hone
s
M-Comm
Nokia and
in
Trials & Services
GSMA
further 10 MNO
credit
Pay-Buy-Mobile join GSMA
cards
NTT DoCoMo
in Japan
14 operators
Pay-Buy-Mobile
SKT in S.Korea
to develop
GSMA
Visa
Bus-Ticketing
Vodafone-NXPNokia-RMV
in Hanau
2006
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Jan
&
SKT
global mobile “Mobile NFC
M-payments Technical
USIM
Guidelines “
apps
&
com
07
Apr 07
Feb 07
merci
al
servi
ce in
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Apr
07
Gestione consumi energetici
 Misura e Controllo dei consumi energetici
 Sensori di corrente assorbita
 Sensori ambientali combinati
(presenza, luce, temperatura, umidita’,
ecc.)
 Attuatori, switch
Comunicazione ZigBee per la gestione energetica
 Ottimizzazione consumi
 Pianificazione energetica
 Utilizzo ottimale delle tariffe
 Riduzione costi
 Conformita’ alle nuove normative
27 Novembre 2007
Metering
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Sicurezza & Gestione del Personale
Badge Aziendale
Rilevazione automatica presenze/assenze
Gestione accessi secondo policy predefinite
Gestione turni
Tornelli Elettronici
Terminale Mobile
con ZSIM
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.
PC/Laptop
con ZigBee
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Secure Channel
Secure Channel
Z-SIM
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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
Info GPS
Centro servizi
Servizi integrati di infomobilita’
 Gestione informazioni di viabilita’
 Pianificazione avanzata trasporti
 Comunicazione con varchi informativi municipali
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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
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Localizzazione & Navigazione
Un’infrastruttura di prossimita’ puo’ essere utilizzata anche per servizi di localizzazione e navigazione indoor
 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
Corporate Buildings
Ospedali
Centri commerciali
Musei
Contesti
applicativi
Destination
Nodo wireless fisso
Nodo wireless mobile
(utenti o apparati)
Starting
Point
Gestione servizi
Opportunità
 Continuità navigazione outdoor (GPS)/indoor(ZigBee)
 Possibilità di utilizzare la stessa infrastruttura anche
per building automation ed energy saving
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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 ADESSO!
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