Internet-of-Things : un mondo di device interconnessiLorenzo Maiorfi & Gianluca Ruta

TinyCLR.it – Innovactive –

IoT : cos’è…

• Il termine nasce nel 1999 per indicare una tecnologia di identificazione univoca di oggetti all’interno di una “rete”• Con il tempo, il termine assume significati

sempre più ampi, che mano a mano si “confondono” con le applicazioni della tecnologia:• Wireless Sensor Networks• Machine to Machine (M2M)• Physical computing• Connected Environments• Physical Internet• …e molti altri!

…e cosa non è!• Oggi il “focus” di IoT è più definito, dal momento

che si è comunemente convenuto che IoT NON è (o meglio, non solo, o non necessariamente):• ubiquitous/pervasive computing• Internet Protocol• communication technologies• embedded devices• the applications

• The Internet of Things is a global network of computers, sensors and actuators connected through Internet protocols. • The Web of Things consists of RESTful Web

services that measure or manipulate physical properties.

Roadmap di IoT

RFID tags for facilitating routing, inventorying and loss prevention

Surveillance, security, healthcare, transport, food safety, document management

Locating people and everyday objects

Teleoperation and telepresence: ability to monitor and control distant objects

Live

llo te

cnol

ogic

o

2000 2010 2020

Supply-chain Helpers

Vertical-Market Applications

Ubiquitous Positioning

Physical-World-Web

.NET Micro Framework & IoT

• Gli stack di rete “embedded” implementano ogni layer del modello ISO/OSI, dall’applicativo al fisico (non c’è un sistema operativo, non c’è un device driver, e mano a mano che si scende nello stack le cose si fanno meno portabili !)• Lo stack open-source più diffuso è lwIP, .NETMF lo ha

integrato nel proprio PAL, ma ogni porting richiede lo sviluppo di componenti software specifici (ad es. driver per controller MAC e PHY, oppure per controller autonomi, come ENC28 o WizNet5100) • .NETMF definisce uno strato di astrazione dello stack

di rete basato su due “modelli”:• Network Interface• Socket

• Gli strati più alti (HTTP, FTP, ecc.) sono “managed”

DEMOSocket programming con .NETMF

HTTP server, client o entrambi!

• A seconda degli scenari, una soluzione “Web-of-things” tipica richiede che il dispositivo sia un client REST, un server REST, o entrambi allo stesso tempo• Le funzionalità HTTP client sono implementate

dalla classe HttpWebRequest• Le funzionalità HTTP server sono implementate

dalla classe HttpListener• Esistono molti contributi della community per

l’interazione con servizi che espongono API REST (twitter, facebook, google, flickr, ecc.)• Nei casi in cui sia applicabile, ci sono WCF e DPWS

DEMOHTTP programming con .NETMF

PTTH? Come sarebbe a dire?

• In molti casi l’esposizione di un endpoint HTTP server non è possibile o conveniente (IP statico, NAT-ting, DNS dinamico, firewall, ecc.)…• …ma le sole funzionalità HTTP client non

bastano (ad es. per servizi on-demand)…quindi?• Si può utilizzare un servizio che gestisca il

PTTH, come Yaler (http://yaler.net)• La libreria open Gsiot.Server di Cuno Pfister

(autore di “Getting Started with IoT”) permette di implementare un server HTTP o PTTH configurabile a run-time!

DEMOHTTP/PTTH programming con Gsiot.Server

Piattaforme publiche per IoT

• ThingSpeak• Pro:

• Molto veloce da configurare• API semplice e funzionale• Update delle dashboard veloce (5-10 secondi)• Libreria client per .NETMF disponibile come parte della

strepitosa “μP” di Paolo Patierno (http://uplibrary.codeplex.com)

• Contro• Modello dei trigger poco flessibile e complicato• Numero dei field di un datastream limitato a 10• Sito web di amministrazione migliorabile• Poche applicazioni disponibili per la piattaforma

DEMOThingSpeak programming con «μP» di Paolo Patierno

Piattaforme publiche per IoT

• COSM (Pachube)• Pro:

• Piattaforma attiva da diversi anni senza discontinuità di servizio

• API flessibile e potente (CSV, XML, JSON)• Modello di trigger molto ricco• Engine per il rendering dei grafici utilizzabile in applicazioni

esterne• Grande flessibilità nella definizione dei datastream• Supporto a Websocket e TCP Socket (in realtà usano una API

TCP/JSON per definire richieste HTTP/JSON!)

• Contro• Interfaccia web poco adatta al monitoraggio continuo• Il supporto ai trigger è possibile solo in formato JSON (no XML,

no CSV)• Piani commerciali non più chiari come quando si chiamava

Pachube

DEMOCosm programming e trigger Cosm/ThingSpeak con Yaler

Ultima frontiera: IoT real-time

• COSM e ThingSpeak sono piattaforme che favoriscono un modello di comunicazione simplex rispetto al full-duplex• In COSM e ThingSpeak le variazioni dello stato

del device sono campionate ogni 5-10 secondi, quindi c’è poca «banda» e poca «responsivit໕ Serve una piattaforma per il monitoraggio ed il

controllo remoto che possa agire entro 0.1 secondi, full-duplex e che permetta un modello di interazione arbitrario• In Innovactive stiamo mettendo a punto un

framework per lo sviluppo di applicazioni Iot real-time: TiberJS

IoT real-time con Tiber.js

DigitalINPUTs

DigitalOUTPUTs

AnalogINPUTs

AnalogOUTPUTs

HTTP TCP/IP

.NET MFDeviceBrowser

(Plain HTML/JS)

Server WEB

DEMOIoT real-time con

Demo «LIVE»

• Collegatevi all’Access Point WiFi il cui SSID èTP-LINK_LORENZO_GRANDE

• Aprite l’indirizzohttp://192.168.0.51/demoiot

IoT: quali evoluzioni a breve?

• Integrazione con il cloud-computing (ad es.

StreamInsight)• Sviluppo delle tecnologie per la creazione di

reti periferiche wireless mesh (Bluetooth low-energy, ZigBee, ANT)• Sviluppo e diffusione di dispositivi IoT

indossabili (bracciali, orologi, collane, cinture, giacche,

scarpe sono stati in gran parte già sviluppati come prototipi!)• Maggiore diffusione nel campo della domotica• Integrazione più spinta nel settore

professionale della automazione industriale

Ringraziamo gli sponsor!