Telecontrollo
dell’illuminazione
pubblica: la flessibilità
elemento chiave
LE AZIENDE INFORMANO
Il telecontrollo punto-punto dell’illuminazione
pubblica porta diversi vantaggi in termini di
gestione e di contributo al risparmio energetico,
oltre a poter diventare una infrastruttura abilitante
per la Smart City.
Considerando che tipicamente un sistema dovrà
funzionare per ben oltre 10 anni, la scelta della
soluzione da utilizzare deve essere fatta non solo in
base a considerazioni contingenti ma soprattutto in
un quadro di sviluppo futuro, in primis dei servizi
di Smart City che possono essere implementati ma
soprattutto delle probabili evoluzioni dei sistemi e
dei protocolli di comunicazione, oltre che delle
dinamiche di ordine ambientale.
La scelta della topologia di rete
In una rete “mesh” tutti i nodi della rete parlano tra
loro e collaborano per far giungere le informazioni
in un qualsiasi punto della rete, compensando la
portata radio che tipicamente è ridotta (intorno ai
100/200 metri). In questo caso più vicine sono le
“maglie” della rete meglio funziona la
comunicazione, poiché veicola
contemporaneamente molte più informazioni senza
disturbi. Questa topologia è ideale per coperture più
omogeneamente distribuite (es. lampioni cittadini)
e comunicazioni “peer to peer”, cioè tra i nodi della
rete a livello locale (es. illuminazione dinamica).
In una rete “star” ogni nodo della rete parla con un
punto centrale con un collegamento radio diretto,
utilizzando frequenze basse e potenze di
trasmissione più elevate, per collegarsi con il centro
stella che spesso sta a diverse centinaia di metri (o
chilometri) dai singoli nodi. I centri stella, per avere
visibilità radio con tutti i nodi, devono essere
localizzati in posizioni alte, spesso fuori dall’ambito
di installazione del sistema. Questa topologia è più
indicata in situazioni dove i nodi sono meno
frequenti e più distanti dal centro. Se questo
permette di avere una rete più estesa, la distanza tra
i nodi e il centro è più soggetta a interferenze e il
nodo rischia molto più facilmente di rimane isolato.
La scelta della frequenza radio
Prendendo in considerazione le bande a uso libero,
la decisione principale è se adottare un sistema che
funzioni sulla frequenza dei 2,4 GHz o degli 868
MHz (altre meno utilizzate sono a 443 MHz
e 169 MHz).
Nella scelta va considerato che bisogna anche fare i
conti con l’ambiente in cui si va a operare
ricordandoci che stiamo utilizzando delle bande
libere che vanno condivise con migliaia di altri
device e servizi, con la possibilità che qualcuno di
questi non sia completamente rispettoso delle
limitazioni normative (es. “duty cycle” del canale
868 MHz limitato al 2,8% del tempo) inficiandone
perciò il funzionamento.
La banda degli 868 MHz consente comunicazioni a
lunga distanza utilizzando potenze di trasmissione
maggiori rispetto alla rete mesh a 2,4 GHz. Su
questa banda è però molto più facile essere
interferiti, poichè si condivide lo spazio “radio” con
un numero molto più elevato di potenziali
concorrenti, e se si usasse lo standard IEEE
802.15.4 si potrà utilizzare solo un canale radio a
868,3 MHz, con il rischio di “intasamento”.
Anche sulla frequenza dei 2,4 GHz ci possono
essere interferenze per la presenza di segnali forti,
ma in ogni caso i 16 canali disponibili permettono
di trovarne uno che sia esente da queste
interferenze. Meno o per nulla impattanti sono
invece i segnali WiFi o Bluetooth che possono
coesistere con l’802.15.4.
Conclusioni
La soluzione ideale sarebbe quindi di utilizzare il
meglio di ciascuna architettura e tecnologia,
adeguando il funzionamento in caso di evoluzioni
tecnologiche, normative o di eventuali problemi
non prevedibili in fase di progettazione.
Per questo motivo Algorab ha sviluppato dei nodi
innovativi Dual Band, con sia una radio a 2,4 GHz,
per realizzare le funzionalità short range, mesh e
peer to peer, che una radio a 868 MHz, che
supporta vari standard di comunicazione tra i quali
802.15.4 e LoRa WAN. I nodi sono in grado di
implementare anche lo standard Bluetooth per
disporre di una “porta” verso il mondo degli smart
phone e altri dispositivi Bluetooth.
Questa flessibilità permette di gestire da remoto in
maniera congiunta e contemporanea la rete sia in
topologia mesh che star utilizzando le due
frequenze secondo necessità, mentre
l’aggiornamento del firmware OTA (On The Air)
assicura la possibilità di ridefinire via software tutte
le funzionalità del dispositivo. Ciò garantisce nel
tempo l’aderenza a nuovi standard di
comunicazione o a nuove funzionalità richieste.
WIRELESS NETWORK
GW
GATEWAY
END DEVICE
NODO WSN (PS)
14
LUCE 332