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Ambient Assisted Living


Tra le priorità della società moderna c’è quella di migliorare la qualità della vita delle persone, con particolare interesse per gli anziani, i disabili e tutti coloro che presentano difficoltà. Proprio da questa esigenza sono nate le AAL [7] si riferisce a tutte quelle attività volte a definire sistemi di assistenza intelligenti; è un programma di ricerca europeo che è stato lanciato nel 2008 e coinvolge numerosi settori, dalle telecomunicazioni, alla robotica, dalle nanotecnologie ai nuovi materiali. Le applicazioni AAL puntano a garantire a tutti la possibilità di vivere tranquillamente nella propria casa, fornendo dove necessario strumenti di supporto con lo scopo migliorare l’autonomia [8]. Gli ausili che le diverse applicazioni devono essere in grado di fornire, possono essere di varia natura, a secondo del caso, infatti, queste possono dare indicazioni vocali ai non vedenti e visive ai non udenti, possono inoltre indicare a persone affette da disabilità motoria i percorsi ad alta accessibilità a loro destinati. Si possono sviluppare applicazioni volte a ottimizzare le attività quotidiane, attraverso l’interconnessione delle diverse infrastrutture domestiche. Basti pensare al sistema di riscaldamento, all’illuminazione, che potrebbero regolarsi in relazione alla presenza o meno di uno o più individui in un determinato ambiente, per farsi che i parametri di temperatura, illuminazione ecc. si mantengano costanti. Tali applicazioni garantiscono inoltre buoni livelli di sicurezza, sia nei confronti di possibili incidenti in ambito domestico, cadute o eccesiva sedentarietà di un soggetto. L'applicazione diffusa di servizi AAL, il cui utilizzo richiede necessariamente un sistema di localizzazione e tracking con un’accuratezza che può variare da applicazione ad applicazione [9], consentirebbe un notevole risparmio di risorse sia individuali sia per l’intera collettività.
    1. Raccolta e distribuzione di informazioni


Fanno parte di queste tutte le applicazioni che prevedono la raccolta e la distribuzione d’informazioni e che hanno come unico elemento discriminante la presenza o meno di un target in una particolare area, senza prevedere quindi che questo interagisca con la rete di sensori. Si può pensare infatti a sistemi che una volta localizzato un soggetto all’interno di un edificio sono in grado di fornire dettagli per la navigazioni, con segnali visivi e o sonori. O ancora ad applicazioni che forniscono informazioni in negozi di vario genere, e in strutture diverse come per esempio i musei, dove il sistema semplicemente localizzando una persona nei pressi di un’opera si attiva fornendo dettagli riguardo all’opera stessa. Per quanto concerne la raccolta delle informazioni invece, si fa riferimento a sistemi che devono valutare i tempi di permanenza di un target in determinati ambienti, o ancora il numero di passaggi e/o ingressi in determinate aree,o ancora la presenza di uno o più target.
    1. Interventi in situazioni di emergenza


Numerose sono le situazioni di criticità quali per esempio terremoti, esplosioni, alluvioni, in cui è necessario localizzare in tempi brevi persone in difficoltà. In luoghi divenuti poco accessibili, in seguito a crolli e cedimenti, in cui sono venuti a mancare oltre alle caratteristiche di stabilità e sicurezza, anche risorse come l’energia elettrica, i cablaggi, le esplorazioni, e qualunque altro tipo d’intervento, divengono operazioni complicate. È in questo caso che risulta fondamentale l’ausilio di un sistema di localizzazione attraverso una rete di sensori, la cui messa in opera sia veloce e semplice.
    1. Sicurezza e monitoraggio


La sicurezza in tutti gli ambienti i cui l’uomo moderno conduce le proprie attività quotidiane, è divenuta una condizione necessaria, in un’epoca dove le insidie vanno aumentano. I sistemi di sicurezza moderni sono sempre più accurati e costosi, e utilizzano tecnologie sempre più sofisticate e specifiche. Porterebbe sicuramente dei vantaggi in termini di costi e semplicità, sfruttare una WSN, per monitorare gli ambienti e fornire applicazioni capaci di garantire un buon livello di sicurezza nei confronti d’intrusioni. Si pensi, ad esempio, al monitoraggio degli accessi non solo nelle abitazioni, ma anche in cantieri edili, aree espositive, impianti industriali, ecc.

  1. WSN e sistemi di localizzazione


Una WSN è una rete wireless formata da dispositivi autonomi detti sensori, distribuiti nello spazio in modo vario, che possono essere di tipi diversi e posso quindi monitorare differenti grandezze fisiche e ambientali quali:

  • Angoli;

  • Potenze;

  • Tempi;

  • Temperatura;

  • Suoni;

  • Vibrazioni;

  • Pressioni;

  • Movimenti;

  • livelli di rumore;

  • Livelli d’inquinamento.

È bene evidenziare che quello che s’identifica erroneamente con il nome di sensore è in realtà un dispositivo più complesso, costituito da un modulo radio e da un processore, ed eventualmente dal modulo per le batterie indicato con il termine mote board. Mentre il vero sensore, ovvero lo strumento atto a fornire le grandezze d’interesse, è su un’ulteriore scheda detta sensor board. Le dimensioni di un sensore cosi come il prezzo, possono avere variazioni di circa un ordine di grandezza; per quanto riguarda le dimensioni oscillano dal centimetro alle decine di centimetri, mentre per il prezzo si va dai pochi euro alle decine di euro. Il prezzo dipende dalla complessità richiesta individualmente a ogni sensore e dalla dimensione della rete, infatti più questa è grande, maggiore è la mole di dati da gestire. Dimensione e costo sono dei vincoli che limitano le prestazioni in termini di energia, memoria, velocità computazionale e larghezza della banda di comunicazione.

L’utilizzo del canale wireless in una rete di sensori è una soluzione efficace per risolvere i problemi generati da una rete cablata, ma presenta ovviamente altri tipi di complicazioni legati alla trasmissione del segnale, all’interferenza, alla sicurezza e all’alimentazione. Per chiarire quali sono i pro e contro di una rete rispetto all’altra, si parte elencando quelle che sono le caratteristiche di una rete cablata:



  • Grande affidabilità vista la presenza dell’alimentazione costante. La quale garantisce un’assenza di limitazioni per quanto concerne la potenza disponibile e permette cosi di eseguire elaborazioni complesse e lunghe.

  • Elevate garanzie in termini di sicurezza, in quanto l’accesso alla rete e quindi all’informazione che trasporta è possibile solo attraverso un collegamento fisico alla rete stessa.

  • Mancanza di flessibilità, infatti, in caso d’inserimento o rimozione di un nodo, o ancora di una riconfigurazione spaziale, non è immediato rendere la rete operativa. È fondamentale realizzare i nuovi collegamenti concretamente, stendendo i fili necessari a realizzare i link fisici;

  • Elevati costo d’installazione, che comprendono costi di manodopera e materiali, e non trascurabili sono anche i costi di manutenzione.

Viste le caratteristiche principali di una rete cablata, è immediato rilevare i vantaggi legati all’utilizzo di WSN, che si possono sintetizzare in:

  • Semplicità nella dislocazione e nel posizionamento: le WSN sono costituite da entità fisicamente separate e autonome, che possono essere installate in ambienti in cui è impossibile creare un collegamento fisico tra i nodi e in cui sarebbe stato impossibile operare il monitoraggio con le tradizionali reti cablate. Ogni singolo sensore presenta una piccola area di copertura, ma nonostante questo, grazie ad una’attività collaborativa, i nodi densamente distribuiti riescono a garantire la copertura di aree di qualunque dimensione.

  • Ridondanza: la rete riesce a garantire il proprio funzionamento anche in seguito ad errori e guasti, il trasferimento dei dati avviene anche nell’ipotesi che alcuni nodi falliscano.

  • Riconfigurazione: in caso d’inserimento o rimozione di un nodo, o di una modifica spaziale della disposizione, il sistema diventa operativo in tempi brevi.

  • Accuratezza: i sensori forniscono una visione puntuale e la descrizione della realtà è tanto più precisa quanto maggiore è il numero dei sensori.

  • Costo: le WSN sono meno costose delle reti cablate, il costo del solo cablaggio supera di gran lunga il costo dei nodi e inoltre i costi di manutenzione sono ridotti al minimo.



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