Ogni dispositivo crea un "nodo" in grado di generare le proprie informazioni, ma anche di inoltrare dati provenienti da altri dispositivi attraverso la rete. In precedenza, le reti mesh erano cablate, ma le reti wireless consumano poca energia, hanno costi contenuti e sono sufficientemente robuste da garantire una connessione affidabile.
Ricavi e ordini:
l'utilizzo delle reti mesh è cresciuto considerevolmente sin dalla loro introduzione. Le stime attuali prevedono che i ricavi supereranno i 7 miliardi di dollari nel 2014, con una crescita del 100% solo nelle infrastrutture municipali nel 2010. Considerando che nel 2009 in Nord America sono stati ordinati oltre 8 milioni di contatori intelligenti, ciò rappresenta un tasso di crescita significativo. Quasi il 70% delle bollette energetiche potrebbe essere influenzato dalle reti di sensori wireless, che potrebbero controllare il riscaldamento e l'illuminazione per ridurre i costi energetici.
Applicazioni:
Oltre al settore militare, dove la tecnologia è stata inizialmente implementata, le reti mesh trovano numerose applicazioni. I sistemi industriali dipendono fortemente dalla certezza che le informazioni critiche necessarie per un funzionamento efficiente siano sempre disponibili. Ad esempio, i contatori del gas intelligenti utilizzano reti mesh per garantire l'invio delle informazioni di fatturazione, anche in caso di problemi con alcuni dei contatori tra l'abitazione e il contatore.
Il tracciamento dei beni è un altro ambito in cui è fondamentale, non solo per conoscere la posizione dei beni lungo la catena di custodia, ma anche per garantire che nulla vada perso durante il trasporto.
Si tratta di un settore in rapida crescita, con una previsione di raggiungere gli 845 milioni di dollari nel 2014, il che a sua volta può far risparmiare alle aziende milioni di dollari grazie alla sua implementazione.
Implementazioni:
Due dei tipi più comuni di reti wireless sono ZigBee e Wi-Fi, ma molte altre si sono affermate in questo ambito. Uno studio controverso di GE ha dimostrato che i sistemi ZigBee consumano solo 0,39 W in 24 ore, rispetto agli 0,87 W utilizzati dalle soluzioni Wi-Fi.
Sebbene questa quantità possa sembrare esigua, considerando le dimensioni delle reti, potrebbe equivalere a oltre 315 milioni di dollari se implementata su un miliardo di dispositivi. La validità del rapporto è stata oggetto di dibattito, ma è chiaro che si tratta di un argomento di grande interesse per molte persone.
ZigBee
è stato progettato pensando a una topologia mesh. Sfrutta un consumo energetico estremamente basso per garantire che la rete funzioni a lungo con una singola batteria, in genere per anni prima di doverla sostituire. Può operare sia nella banda ISM che nella banda a 2,4 GHz.
Il Laird Z100S1, con antenna esterna, ha una portata esterna di 4,8 chilometri.
Ci sono state alcune modifiche allo stack ZigBee. Per semplificare la creazione di reti, aziende come Digi International hanno creato un modulo programmabile che semplifica lo sviluppo di applicazioni ZigBee integrando un processore indipendente dal codice RF.
SNAP
è l'acronimo di Synapse Network Application Protocol. SNAP occupa pochissima memoria, solo 40 KB, lasciandone di più disponibile per altre applicazioni.
Il Panasonic PAN4561, una soluzione applicativa compatibile con il Panasonic PAN4455, offre una portata maggiore grazie all'utilizzo di amplificatori di potenza a basso rumore.
CEL produce un ricetrasmettitore RF a chip singolo con modem in banda base, MAC cablato e microcontrollore 8051 integrato con memoria flash interna, per una soluzione completa.
WirelessHART:
Sebbene esistano 30 milioni di dispositivi HART, fino all'integrazione di WirelessHART, questi non venivano sfruttati appieno né configurati per fornire funzionalità di diagnostica.
La funzionalità wireless consente di posizionare i dispositivi in un numero maggiore di luoghi rispetto al passato, pur continuando a beneficiare di tutti i vantaggi offerti da HART.
RFM offre un modulo ricetrasmettitore per WirelessHART. L'XDM3620HP, che non richiede programmazione a bordo, è progettato per applicazioni industriali in cui è necessaria una lunga durata della batteria.
alternative
nel campo delle reti mesh si annoverano Bluetooth, Ultra Wide Band, USB wireless e infrarossi. Attualmente non esiste un'unica soluzione in grado di soddisfare tutte le esigenze del mercato, sebbene siano in corso nuovi sviluppi in tutti i prodotti per offrire una migliore copertura a un prezzo inferiore e con un minore consumo energetico. E anche se ci vorranno anni prima che le reti mesh si affermino definitivamente in questo settore, l'industria sta comunque progredendo per sfruttare i numerosi vantaggi che offrono.
Greg Quirk lavora come redattore tecnico dal 2004, specializzandosi in componenti a semiconduttore, dispositivi di consumo e tendenze di mercato. Ha scritto numerosi articoli per pubblicazioni di settore e ha partecipato come relatore a conferenze tecniche.
La sua competenza è stata richiesta più volte dalla comunità finanziaria per prevedere i design vincenti di prodotti di consumo popolari.
Autore:
A cura di Greg Quirk, Mouser Electronics
