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L’infrastruttura abilitante alle smart city

Network server Patavina NetSuite

Il Network Server è il cuore di una rete LORA, a cui si collegano tutti i gateway trasferendo le informazioni raccolte dagli end-nodes.
Riceve e memorizza le informazioni, eliminando pacchetti indesiderati o duplicati.

LA SOLUZIONE DI A2ASMARTCITY

Il network Patavina Netsuite (ptNetSuite), sviluppato da Patavina Technologies S.r.l. , vanta molti anni di esperienza nel campo dello sviluppo e dei test sul campo.

La rete LoRa

LoRaTM (acronimo di Long Range) è una tecnica ideata da Semtech che consente comunicazioni a lungo raggio competitive rispetto alle tecnologie odierne. La modulazione è basata sulle tecniche spreadspectrum e sulla variazione frequenziale (chirp) dello spettro, con correzione degli errori FEC.

LoRaTM migliora la sensibilità del ricevitore grazie al fatto che si serve dell’intera banda di canale per trasmettere un segnale in broadcast. Questo aspetto la rende robusta ai rumori e insensibile agli offset frequenziali, tipici dei dispositivi a basso prezzo. Inoltre, a differenza di molti sistemi FSK (Frequency Shift Keying), può demodulare segnali con potenze fino a -19.5 dB.
La modulazione LoRa è il livello fisico (PHY) che può essere implementato su differenti topologie di reti e protocolli come Mesh, Star, 6lowPAN, ecc.
Lo standard LoRaWANTM definisce l’architettura, i protocolli e le applicazioni della “Low Power Wide Area Network” o LPWAN, cioè reti progettate per gestire sensori con batteria integrata a livello regionale o nazionale.

Protocollo LoRaWAN

Il protocollo LoRaWANTM è ottimizzato per impiegare sensori a ridotto consumo di batteria e include differenti classi di end points, in funzione della durata della batteria o della minimizzazione della latenza di rete. È un protocollo interamente bidirezionale, studiato da esperti della sicurezza per assicurare affidabilità e protezione.

L’architettura LoRaWANTM è stata progettata anche per localizzare e seguire oggetti mobili per il tracciamento dati, ed è stata sviluppata per essere adottata dai maggiori operatori. LoRa AllianceTM lo ha standardizzato per assicurare l’interoperabilità tra le varie reti delle diverse nazioni.

La tecnologia LoRaTM può essere utilizzata in reti sia private che pubbliche e garantisce:

– capacità di comunicazione su distanze di diversi km; – basso consumo di potenza dei sensori; – sicurezza dei dati.
Una cella può garantire un’ampia copertura, potenzialmente persino superiore rispetto a quella di una cella di telefonia mobile, utilizzando una potenza inferiore, elemento importante nella realizzazione di servizi di lunga durata.

Il protocollo LoRaWANTM è ottimizzato per impiegare sensori a ridotto consumo di batteria e include differenti classi di end points, in funzione della durata della batteria o della minimizzazione della latenza di rete. È un protocollo interamente bidirezionale, studiato da esperti della sicurezza per assicurare affidabilità e protezione.
La tecnologia LoRaTM offre la connettività adatta alle applicazioni IoT asset-based, che dipendono da comunicazioni long-range a basso consumo ma, nello stesso tempo, richiedono la certezza che la rete sarà supportata per tutta la durata degli asset e dei relativi prodotti.

LoRaWANTM opera su uno spettro individuato dall’ETSI, compreso tra 867 e 869 MHz per applicazioni di metering e per reti di sensori e/o contatori con una potenza massima di 500mW e un duty cycle massimo del 10%.

Benefici della soluzione LoRa

Long Range: penetra in area urbana con una copertura di 5km e in area extraurbana con una copertura di 10 km

Low Power: le batterie dei sensori possono durare fino a 10 anni, senza necessità di connessione alla rete elettrica.

High Capacity: gestisce milioni di messaggi per ogni stazione di monitoraggio/sensore.

Geolocation: supporta il servizio di geo-localizzazione senza GPS e senza consumi addizionali di batteria.

Standardized: assicura interoperabilità tra applicazioni, Provider di servizi IoT e Provider di servizi di Telecomunicazioni.

Security: garantisce privacy e protezione dei dati attraverso un sistema di criptazione (Embedded end-to-end AES-128 encryption).

Low Cost: l’infrastruttura e i nodi hanno bassi costi di manutenzione e di consumo energetico.

CARATTERISTICHE PRINCIPALI

FLESSIBILITÀ  Vengono supportati diversi servizi eterogenei abilitati dalla rete LoRa, creando soluzioni personalizzate alle esigenze del cliente.
FUNZIONALITÀ Sono supportate tutte le funzionalità compatibili con la tecnologia LoRa, come “joining”, autenticazione e autorizzazione di nuovi end-nodes, “automatic rate adaptation”, frequenza dinamica, negoziazione dei parametri e così via. È garantito l’accesso ai dati tramite DB queries, REST-BASED web services, MQTTbased services, garantendo interoperabilità con tutti i sistemi e sicurezza dei dati.

AFFIDABILITÀ L’architettura modulare garantisce una soluzione affidabile e flessibile a tutti i livelli.
USABILITÀ È garantita attraverso il protocollo MQTT, che offre uno standard ben definito e facile da usare, capace di interagire con molteplici piattaforme, anche quelle progettate su misura dall’utente.
EFFICIENZA Un altro driver principale di questa soluzione. Il modello Publisher/Subscriber (push model), garantito da MQTT, offre vantaggi in termini di sicurezza, responsività e scalabilità verso altre soluzioni. La struttura, affidabile ed efficiente in tutte le sue componenti, garantisce una grande quantità di risorse disponibili e un notevole risparmio di energia dei nodi periferici.
MANUTENIBILITÀ Risulta semplificata, grazie alla natura modulare che garantisce facilità di analisi e rapida risoluzione dei problemi.
PORTABILITÀ Diversi elementi dell’architettura possono essere distribuiti in differenti posizioni o dispositivi o essere caricati su hardware differenti. L’intera piattaforma (a eccezione di gateway e sensori) può essere inserita in cloud.

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