Internet of Things: come funziona il ciclo di gestione dei dati

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Da quando i dati sono diventati la linfa del processo decisionale ed operativo le aziende sono sempre più alla ricerca di dispositivi che si possano connettere e che possano fornire informazioni da elaborare. Le tecnologie dell’Internet of Things permettono una connessione dei dispositivi alla rete velocizzando e incrementando il processo di raccolta, gestione e analisi dei dati. Vediamo come funziona l’IoT e quali sono i principali passaggi.

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Letto da: Linda Grasso

La connessione dei dispositivi IoT

Abbiamo già affrontato il discorso relativo a cos’è l’IoT e quali sono i benefici per le aziende, ma volendo riprendere il processo che spinge il dato verso la sua elaborazione in cloud, quali sono gli step cruciali? Il primo passaggio è di tipo tecnico e riguarda la connessione dei dispositivi IoT alla rete.

Possiamo connettere alla rete qualsiasi macchinario da cui vogliamo prelevare dati relativi al processo o al funzionamento attraverso dei sensori inglobati in dispositivi IoT. Nel momento in cui si attiva una connessione con una piattaforma cloud o un dispositivo Edge e riusciamo a visualizzare i dati, possiamo definire quel macchinario o quel dispositivo connesso e intelligente.

Quali sono i dati che posso raccogliere attraverso i device IoT? In base alla scelta dei dispositivi IoT, si possono ottenere dati complessi, come ad esempio formati video, o dati semplici come il conteggio dei pezzi prodotti da un macchinario. I sensori IoT, infatti, possono essere di temperatura, di livello, accelerometrici, di umidità o localizzatori GPS.

Si generano così 3 macro categorie di dati:

  • Dati delle attrezzature: sono dati utili al monitoraggio di processo e alla manutenzione predittiva e permettono un risparmio energetico, una maggiore produttività e un aumento della longevità della macchina.
  • Dati di un contatore intelligente: permettono di effettuare una misurazione avanzata utile soprattutto al monitoraggio energetico. Tali dati riducono i costi di misurazione e gli errori.
  • Dati ambientali: i sensori IoT possono essere utilizzati per misurare e monitorare, ad esempio, umidità, temperatura, movimento e qualità dell’aria.

I protocolli e il gateway per la trasmissione dei dati

Passiamo poi alla trasmissione dei dati che avviene tramite gateway e protocolli IP. I gateway sono ponti che permettono il passaggio delle informazioni dal dispositivo IoT al cloud. Se in azienda sono presenti dispositivi perimetrali di prossimità, come l’Edge Computing, parte dei dati prodotti dall’IoT vengono processati in locale. Mentre saranno inviati al cloud solo quelli che necessitano di un’ulteriore elaborazione. In quest’ultimo caso, i dati non arrivano tutti in cloud. Questo aspetto è fondamentale per fare una prima scrematura e ridurre, così, il traffico di rete e i tempi di latenza.

Sono svariate le modalità con cui possiamo collegare i dispositivi al cloud, a seconda dell’infrastruttura disponibile in azienda: cellulare, satellitare, WiFi, reti a bassa potenza (LP WAN) o connessione diretta tramite Ethernet.

Anche i protocolli IoT, scelti in base all’architettura del sistema di riferimento, possono essere diversi: AMQP (Advanced Message Queuing Protocol); DDS (Data Distribution Service); Bluetooth; ZigBee; LoRa; MQTT (Message Queue Telemetry Transport).

Come funziona l'IoT

Le piattaforme e il data processing: l’elaborazione dei dati in cloud

Nel data processing, i dati dovranno essere immessi in un ciclo di elaborazione per trasformarsi in informazioni utili al processo produttivo oppure al processo decisionale. Durante il ciclo di elaborazione i dati grezzi, provenienti dai dispositivi IoT, subiscono una prima manipolazione (classificazione, ordinamento o calcolo) per poi, attraverso il software, trasformarsi in informazioni leggibili dall’utente finale.

Questi passaggi sono tipici della comunicazione dei dati tra cloud e device e avvengono sulla piattaforma IoT scelta che collega l’intera architettura di dispositivi IoT con le applicazioni – una sorta di sistema operativo dell’impianto connesso. Le videocamere, i veicoli a guida autonoma, i macchinari intelligenti, i sensori e i robot intelligenti invieranno alla piattaforma valori diversi che possono essere già completi, se si tratta di un dato da inserire grezzo in una tabella, o da lavorare nel caso di numeri che vanno interpretati o inseriti in altre applicazioni.

Ad esempio, se la videocamera smart che ho nella fabbrica mi rileva l’ingresso di un veicolo non identificato nella flotta aziendale potrebbe trattarsi di un’intrusione o di un ingresso non registrato ma innocuo. Il dato, in questo caso, è un alert che non significa nulla di per sé ma che necessita di una supervisione umana.


Internet of Things (IoT) velocizza e incrementa il processo di raccolta, gestione e analisi dei dati Condividi il Tweet

La piattaforma IoT, che include i software necessari alla fase di analisi (Analytics IoT), può essere installata in locale (on-premises) o essere inglobata nei servizi Cloud (IoT Platform as a Service). La scelta dipende dalla quantità e qualità di dati da processare.

Se i dati sono contenuti e servono per rendere smart un processo produttivo di un dato stabilimento potrebbe convenire una soluzione on premise. Altrimenti, nel caso di una mole ingente di dati e della necessità di gestirli in parti diverse e distanti, il cloud è la soluzione più versatile. Altra variabile da considerare è il tempo di risposta dell’elaborazione dei dati: se devo agire rapidamente mi conviene una soluzione on premise. Così, nel caso di modifiche, non si rallenterà il lavoro del macchinario e i dati rielaborati in locale potranno essere riutilizzati nell’immediato.

Prima di scegliere la piattaforma IoT è indispensabile:

  • un’analisi del contesto aziendale e del proprio modello di business;
  • la valutazione dell’investimento che si vuole sostenere (costi di licenza, costi di implementazione e integrazione ai sistemi IT presenti; consulenza e formazione interna);
  • valutare il grado di sicurezza in termini di sistemi di protezione garantiti.

La visualizzazione e l’analisi dei dati

Una volta che i dati sono stati raccolti attraverso i dispositivi connessi, elaborati dalla piattaforma cloud e trasformati in informazioni utili, potranno essere visualizzati. Le risorse analizzeranno tali valori attraverso software e applicazioni scelte per la lettura della piattaforma IoT. L’interfaccia utente del software fornirà come output le informazioni che si è scelto di monitorare. Potranno essere dati che servono per sviluppare delle previsioni utili al processo decisionale o dati di monitoraggio e analisi che ottimizzeranno i processi operativi.

Attraverso i dati storici di una determinata attività o processo, ad esempio, potrò delineare quali saranno i trend futuri. Questo passaggio mi permetterà di valutare eventuali investimenti sulla base delle variazioni previsionali. Oppure potrò utilizzarli per capire cos’è avvenuto nel caso di un processo errato.

Ecco un esempio. Se voglio valutare le previsioni di consumo della produzione di un dato prodotto andrò a leggermi sulla piattaforma IoT i dati storici. Calcolando il consumo medio e confrontando il costo attuale dell’energia con quello futuro potrò prevedere quando andrò a consumare. Questo dato mi serve non solo per valutare l’aspetto economico ma anche, ad esempio, per decidere se cambiare macchinario e prenderne uno più efficiente. Maggiore sarà la mole di dati da dare in pasto all’Intelligenza Artificiale dei software, più attendibili saranno i valori previsionali utili alla presa di decisioni.

I dati previsionali non sono gli unici valori interessanti da analizzare. Altrettanto importanti sono le informazioni che servono per migliorare le operazioni e i relativi flussi nel quotidiano. Monitorare in tempo reale i dati relativi ad un macchinario, ad esempio, mi permetterà di intervenire immediatamente su un processo in deriva. Così non dovrò risolvere il problema a posteriori, ovvero quando i costi saranno stati già sostenuti e, in alcuni casi, non si potrà porre rimedio ai danni.

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