Monitoraggio ambientale: tra wireless ed AI

Nel mondo in costante evoluzione della tecnologia, il monitoraggio ambientale ha raggiunto nuove vette grazie alla combinazione innovativa di tecnologie wireless e Intelligenza Artificiale. Questa sinergia ha rivoluzionato il modo in cui raccogliamo e interpretiamo dati cruciali per la salute del nostro pianeta. Le tecnologie wireless forniscono una copertura più ampia e una maggiore flessibilità nella raccolta di dati, consentendo di monitorare ambienti precedentemente inaccessibili. Allo stesso tempo, l'Intelligenza Artificiale offre la capacità di analizzare enormi set di dati in tempo reale, identificando modelli, anomalie e tendenze al di là delle capacità umane. In questo articolo, esploreremo come le nuove tecnologie si integrano per affrontare sfide ambientali cruciali, dalla gestione delle risorse naturali alla prevenzione di catastrofi ambientali. Attraverso questa fusione di innovazioni, il monitoraggio ambientale sta diventando sempre più efficace, apportando un contributo significativo alla nostra comprensione e preservazione del mondo che ci circonda.

Attualmente, il mondo si trova ad affrontare sfide senza precedenti nel monitoraggio ambientale. Pertanto, l'obiettivo è quello di raccogliere e analizzare i dati ambientali al fine di evitare qualsiasi rischio potenziale. In effetti, si tratta di un aspetto essenziale per i responsabili delle decisioni; tuttavia, i dati ambientali sono scarsi. Allo stesso tempo, l'aumento della popolazione, l'urbanizzazione, l'energia, i trasporti e lo sviluppo agricolo sono le principali fonti di inquinamento ambientale. Inoltre, i disastri naturali, come terremoti, tsunami e frane, sono fenomeni che potrebbero coinvolgere un gran numero di persone. Anche il riscaldamento globale e la perdita di biodiversità possono portare a impatti su larga scala ambientale. L'inquinamento dell'aria e dell'acqua sono considerati i problemi ambientali più gravi. Pertanto, più si comprende la relazione tra l'inquinamento dell'aria e dell'acqua e la salute umana, più il rischio viene mitigato.

La qualità, la sostenibilità, l'intelligibilità e l'usabilità prevalenti nel mondo sono le sfide principali della rivoluzione tecnologica avanzata di oggi. Grazie alla convergenza di multi-tecnologie, apprendimento automatico, sistemi embedded, analisi in tempo reale e sensori di base, la tecnologia dell'Internet degli oggetti è sinonimo del concetto di "ambiente intelligente". Le reti informatiche wireless sono costituite da sensori disseminati o risolutivi che osservano gli stati corporei o ambientali, per rilevare la temperatura, il suono, l'umidità, la pressione e così via, e per trasmettere mano a mano le loro informazioni attraverso la rete al sito più remoto.

Le reti di sensori wireless misurano principalmente aspetti ambientali come il livello di inquinamento, l'umidità, il vento, la purezza dell'acqua, gli aspetti agricoli, gli incendi del terreno, ecc. Coprendo un'ampia gamma di applicazioni, possono svolgere un ruolo importante introducendo varie prospettive nel mondo dell'Internet delle cose. I fattori chiave del paradigma IoT sono l'identificazione a radiofrequenza e le reti. La RFID è molto utilizzata per il tracciamento e l'identificazione a basso costo. D'altro canto, le reti sono in grado di effettuare sia l'attuazione che il rilevamento dati. Tuttavia, le applicazioni IoT possono avere alcuni requisiti giusti, come l'economicità, un lungo periodo di prestazioni, un gran numero di nodi, pochissima manutenzione e facilità di implementazione; caratteristiche che le reti generiche non soddisfano. Ma possono essere ben riconosciute nel vasto campo del monitoraggio basato sull'IoT nelle applicazioni ambientali. Con l'aiuto delle reti wireless, possiamo creare un sistema di monitoraggio basato sull'IoT per poter preservare l'energia, l'acqua e altre risorse naturali dalla contaminazione.

Requisiti per il monitoraggio ambientale

Nel monitoraggio ambientale basato sull'IoT, la rete richiesta deve soddisfare requisiti quali l'assenza di manutenzione per lungo tempo, il numero elevato di sensori, il basso costo per distanze elevate e l'alta affidabilità. Tali reti sono composte da alcuni layer: di percezione o fisico, di collegamento dati, web, di trasporto e livello di esecuzione.

Fisico

Alcuni dei fattori importanti come la scelta della frequenza, la generazione della frequenza portante, la ricezione, la raccolta di informazioni e diverse informazioni sono determinati dal livello fisico.

Data Link

Il livello di collegamento dati ha alcune caratteristiche significative come la diagnosi multipla dei frame di dati, il flusso di informazioni, la gestione dei guasti e la garanzia della responsabilità del punto-punto o del punto-multipunto.

Web e trasporto delle informazioni

L'utilizzo del layer web contribuisce principalmente alla trasmissione di informazioni e conoscenze, oltre che a favorire l'interconnessione tra sistemi e piattaforme. Esistono numerose regolamentazioni in tale sezione. Le reti wireless a corto raggio, come le reti di accesso, sono costituite da reti spaziali di sensori. Una volta che un sistema è progettato per contattare una varietà di reti, entra in gioco la necessità del layer di trasporto. Numerose reti wide space si connettono tipicamente al servizio Internet cloud di reti mondiali come HTTP/TCP e CoAP/UDP, nonché IPv4/IPv6 che sono alcuni degli standard riconosciuti disponibili.

Layer di esecuzione

Questo livello applicativo o di esecuzione è responsabile della gestione del traffico e suggerisce un pacchetto di applicazioni che trasforma le informazioni in un tipo di file chiaro per la ricerca delle informazioni corrette. Le reti di dispositivi sono organizzate in diverse applicazioni in campi significativi come l'agricoltura, la medicina e così via, ma in gran parte in ambito ambientale. Questo strato descrive i vari sensori da cui vengono raccolti i dati, che vengono elaborati dai sensori utilizzando un processore e poi inviati all'e-mail della persona autorizzata o inviati via Internet a qualsiasi applicazione distinta.

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