Le comunicazioni wireless per l’industry 4.0

La comunicazione wireless avrà un ruolo chiave nell'abilitare i sistemi e le tecnologie dell'Industry 4.0.  Per la comunicazione macchina-macchina, i tre principali criteri di progettazione che possono essere considerati sono la latenza, la longevità e l'affidabilità della comunicazione.

Introduzione

L'adozione dei paradigmi IoT implica notevoli opportunità e sfide. I potenziali vantaggi delle smart factory includono una maggiore efficienza nella gestione delle risorse, disponibilità di sistemi auto-ottimizzanti e una forte e flessibile produzione di massa. Ci si aspetta che gli effetti a lungo termine siano l'innovazione e il passaggio a nuovi modelli di business, in cui le decisioni possano essere prese delegando sistemi completamente autonomi dotati di intelligenza artificiale. Sviluppare e stabilire il nuovo standard di comunicazione wireless 5G è uno dei progetti attuali più ambiziosi. Il successore dell'attuale standard di comunicazioni wireless 4G LTE, il 5G, dovrebbe raggiungere una velocità di trasferimento dati di oltre 5 gigabit al secondo, il che lo rende 30 volte più veloce rispetto ai sistemi basati su LTE. Ancora più decisiva è il fattore latenza: molti ricercatori puntano a una latenza ultra-bassa inferiore al millisecondo. Tuttavia, oltre alla velocità di trasferimento e alla latenza, è necessario prestare particolare attenzione all'affidabilità dei sistemi. Quando si tratta di operazioni di comunicazione relativamente al controllo del traffico dati, il trasferimento deve essere interamente affidabile e sicuro. Oggi, la trasmissione di dati in modalità wireless è ancora soggetta a ricerca e studio; la trasmissione può utilizzare antenne versatili e regolabili per garantire che il segnale wireless sia inviato verso il ricevitore. L'elaborazione ottimale del segnale e la scelta di determinate frequenze che fanno uso di riflessioni negli edifici aiutano anche a stabilizzare il flusso dei dati.

Considerazioni tecniche

Utilizzo di comunicazioni wireless in ambienti industriali richiede la conoscenza delle caratteristiche dell'ambiente RF e il loro comportamento. Il primo passo è ottenere e modellare i dati sul campo in ambito industriale. Nel caratterizzare gli ambienti RF, vari parametri dovrebbero essere considerati, come il multi-path, fonti di interferenza, la mobilità e gli effetti di ombreggiamento. Inoltre, la banda di frequenza può giocare un ruolo importante sulle prestazioni  in un determinato ambiente.

Tutte le soluzioni delle smart factory, tuttavia, devono garantire un'elevata resilienza su reti intelligenti e connesse. In genere, i rigidi ambienti industriali richiedono valutazioni più elevate di altri dispositivi. Le caratteristiche elettriche considerate includono potenza, valutazioni di protezione, sicurezza e protezione IP. Il sistema deve supportare applicazioni di qualsiasi dimensione, ma può anche essere ottimizzato rapidamente e dinamicamente per rispondere alle modifiche richieste. Le soluzioni devono basarsi su architetture aperte e conformi agli standard [...]

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