Con un mercato destinato a raggiungere i 3,65 miliardi di dollari entro il 2029, la crescita del mercato dei gateway IoT è innegabilmente esponenziale. Ciò riflette la crescente domanda di soluzioni IoT intelligenti. I gateway IoT stanno emergendo come attori chiave, svolgendo un ruolo fondamentale nella convergenza dei dispositivi connessi.
Il nostro articolo si concentrerà su quattro aree principali: i vantaggi offerti dai gateway IoT, il loro ruolo cruciale negli ecosistemi IoT, un’immersione profonda nei diversi tipi di gateway e, infine, una guida alla scelta del gateway più adatto alle vostre esigenze specifiche.
Ma prima di tutto, cosa significa questo termine: gateway IoT?
Che cos’è un gateway IoT?
In parole povere, un gateway IoT è un dispositivo intelligente che funziona da ponte tra gli oggetti connessi e il cloud. Svolge un ruolo cruciale nelle soluzioni IoT centralizzando la comunicazione, la sicurezza e l’elaborazione dei dati per i sensori e i dispositivi connessi.
Gateway IoT: un esempio concreto
Come parte di Smart industry, i sensori sulle macchine di produzione generano continuamente una moltitudine di dati critici, come i livelli di produzione, i tempi di fermo e le prestazioni delle apparecchiature. Un gateway IoT posizionato strategicamente raccoglie questi dati e li trasmette in modo sicuro a un server centrale.
Grazie a questo gateway intelligente, i responsabili dell’impianto possono monitorare lo stato di ogni macchina in tempo reale, anticipare potenziali guasti grazie ad analisi predittive e ottimizzare le operazioni per massimizzare l’efficienza produttiva.
Quali sono i vantaggi di un gateway IoT?
I gateway IoT offrono una serie di vantaggi che li rendono indispensabili nelle reti IoT. Ecco 5 dei principali vantaggi di un gateway IoT:
Maggiore sicurezza
- Filtraggio dei dati: Il gateway può filtrare i dati sensibili e proteggerli da attacchi informatici e intrusioni.
- Crittografia dei dati: può crittografare i dati sensibili per garantirne la riservatezza e l’integrità.
- Autenticazione e controllo degli accessi: può controllare l’accesso ai dati e ai dispositivi connessi.
Risparmio sui costi
- Ottimizzazione della larghezza di banda: Il gateway può comprimere e aggregare i dati prima di inviarli al cloud, riducendo il consumo di larghezza di banda.
- Riduzione dei costi di manutenzione: può diagnosticare e aggiornare in remoto i dispositivi connessi, riducendo i costi di manutenzione in loco.
- Migliore efficienza energetica: può ottimizzare il consumo energetico dei dispositivi connessi.
Connettività avanzata
- Supporto di più protocolli: il gateway IoT può comunicare con i dispositivi connessi utilizzando diversi protocolli (WiFi, Bluetooth, LoRaWAN®, 4G/5G, ecc.).
- Estensione della portata della rete: può estendere la portata della rete Wi-Fi o cellulare per raggiungere i dispositivi connessi in aree difficili da raggiungere.
- Ridondanza e affidabilità: può fornire una connessione ridondante in caso di guasto della rete principale.
Flessibilità e scalabilità
- Aggiunta di nuove funzionalità: il gateway può essere facilmente aggiornato per aggiungere nuove funzionalità e soddisfare esigenze in continua evoluzione.
- Adattamento a esigenze specifiche: può essere configurato per soddisfare le esigenze specifiche di ogni applicazione.
- Scalabilità: può essere facilmente scalato per gestire un numero crescente di dispositivi connessi.
Caratteristiche avanzate
- Elaborazione locale dei dati: Il gateway IoT può eseguire l’elaborazione locale dei dati per ridurre la latenza e migliorare le prestazioni.
- Analisi e intelligenza artificiale: può analizzare i dati raccolti e fornire preziose informazioni per l’ottimizzazione dei processi e il processo decisionale.
- Gestione dei dispositivi: può configurare, aggiornare e monitorare i dispositivi connessi alla rete.
La tabella seguente fornisce maggiori dettagli per ciascun vantaggio
| Vantaggi | Cifre chiave | Esempio concreto | Confronto con le soluzioni tradizionali |
|---|---|---|---|
| Sicurezza migliorata | Riduzione dell'80% del rischio di attacchi | Crittografia dei dati sensibili dei pazienti | Sicurezza meno granulare e flessibile |
| Risparmio sui costi | 20% di riduzione dei costi di manutenzione | Monitoraggio e diagnostica remota delle macchine | Costoso e difficile da implementare |
| Miglioramento della connettività | Costoso e difficile da configurare Estensione della portata della rete Wi-Fi del 50 | Collegare i dispositivi IoT a una rete Wi-Fi affidabile | Meno affidabile e flessibile |
| Flessibilità e scalabilità | Meno affidabile e flessibile Gestione di un massimo di 10.000 dispositivi connessi | Collegare e gestire milioni di dispositivi IoT | Meno scalabile per ambienti IoT in rapida crescita |
| Caratteristiche avanzate | Riduzione della latenza di elaborazione dei dati | Analisi dei dati in tempo reale per l'ottimizzazione delle scorte e della catena di approvvigionamento | Lentezza, costo e difficoltà di implementazione |
Come funziona un gateway IoT?
Ora che sappiamo a cosa serve un gateway IoT, è il momento di entrare più nel dettaglio e capire come funziona un gateway IoT:
Ricevere i dati dai dispositivi IoT
Il gateway IoT è dotato di ricevitori che raccolgono i dati emessi dai vari tipi di dispositivi IoT che lo circondano, come sensori, telecamere, termostati intelligenti, serrature connesse e così via. Questi dati possono essere trasmessi utilizzando diversi protocolli di comunicazione, tra cui Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, LoRaWAN®, NB-IoT, ecc.
Conversione del protocollo
Uno dei ruoli chiave del gateway è quello di convertire i diversi protocolli utilizzati dai dispositivi IoT in un unico formato che possa essere compreso dal server centrale o dal cloud. Ciò consente una comunicazione fluida e trasparente tra tutti gli elementi della rete IoT.
Pre-elaborazione dei dati:
Alcuni Gateway IoT avanzati possono preelaborare i dati raccolti localmente. Ciò può includere il filtraggio dei dati non essenziali, la standardizzazione dei formati, l’aggregazione dei valori, l’applicazione di algoritmi di analisi preliminare o persino l’eliminazione di dati sensibili per motivi di riservatezza.
Sicurezza dei dati
La sicurezza dei dati è un aspetto cruciale dell’IoT. Il gateway IoT svolge un ruolo centrale nel garantire la riservatezza, l’integrità e la disponibilità dei dati raccolti. A tal fine, utilizza solidi protocolli di crittografia (AES, TLS), meccanismi di autenticazione e di controllo degli accessi per garantire che solo gli utenti autorizzati possano accedere ai dati.
Memorizzazione temporanea
Alcuni gateway IoT dispongono di una capacità di archiviazione temporanea per i dati raccolti. Questo può essere utile in caso di perdita di connessione con il server centrale o il cloud, garantendo la continuità del servizio e la protezione contro la perdita di dati critici.
Trasmissione dei dati
Una volta che i dati sono stati pre-elaborati e protetti, il gateway li trasmette al server centrale o al cloud tramite una connessione Internet cablata (Ethernet) o wireless (Wi-Fi, reti cellulari). La scelta del metodo di trasmissione dipende da fattori quali la larghezza di banda disponibile, l’affidabilità della connessione e i costi di comunicazione.
Gestione della larghezza di banda
Il gateway può ottimizzare l’uso della larghezza di banda selezionando accuratamente i dati da trasmettere e comprimendo i formati dei dati. In questo modo si minimizzano i costi di comunicazione e si riduce il carico sulla rete, soprattutto per le applicazioni IoT su larga scala con un gran numero di dispositivi connessi.
Comunicazione bidirezionale
La maggior parte dei gateway IoT consente la comunicazione bidirezionale tra i dispositivi IoT e il server centrale. Ciò significa che il gateway IoT può non solo ricevere dati dai sensori, ma anche inviare comandi e aggiornamenti ai vari dispositivi collegati. Questa funzionalità è essenziale per gestire e controllare da remoto le installazioni IoT, configurare le impostazioni ed eseguire la diagnostica in caso di problemi.
Monitoraggio e manutenzione
I gateway IoT spesso includono funzioni di monitoraggio per tenere traccia dello stato della connessione, delle prestazioni della rete e dell’utilizzo delle risorse. Possono anche generare rapporti di stato dettagliati per facilitare la manutenzione proattiva, il rilevamento delle anomalie e la risoluzione dei problemi.
Integrazione con i servizi cloud
La maggior parte dei gateway IoT è progettata per integrarsi facilmente con le piattaforme di cloud computing più diffuse, come AWS, Azure, Google Cloud Platform e altre. Ciò consente di sfruttare la potenza di calcolo e di archiviazione del cloud per l’analisi approfondita dei dati raccolti, gli aggiornamenti software remoti dei gateway e dei dispositivi connessi e la gestione centralizzata dell’intera rete IoT.
Adattabilità ai protocolli in evoluzione
Il settore IoT è in rapida evoluzione, con la comparsa di nuovi protocolli e tecnologie. I moderni gateway IoT sono progettati per essere flessibili e adattabili a questi cambiamenti. Possono essere aggiornati in remoto con nuovi firmware e software per supportare nuovi protocolli di comunicazione e nuove funzionalità, garantendo la longevità dell’investimento e la compatibilità con le tecnologie future.
Combinando queste caratteristiche, un gateway IoT agisce come un anello essenziale nella catena di comunicazione delle reti IoT, garantendo l’affidabilità, la sicurezza e l’efficienza del trasferimento dei dati tra i dispositivi e i server centrali.
Tipi di gateway IoT
Esistono 3 tipi di gateway IoT: gateway industriali, gateway per la domotica e gateway di trasporto.
La tabella seguente riassume le caratteristiche e le peculiarità di ciascun tipo.
| Funzionalità | Gateway industriali | Gateway domotico | Gateway di trasporto |
|---|---|---|---|
| Robustezza | Elevata | Media | Elevata |
| Connettività | Cablata e wireless | Wireless | Cablato e wireless |
| Sicurezza | Avanzato | Medio | Avanzato |
| Capacità | Pre-elaborazione dei dati, gestione della banda Comunicazione | Comunicazione bidirezionale, integrazione con servizi cloud | Tracciamento GPS, diagnostica di bordo |
| Costo | Elevato | Medio | Elevato |
Come si sceglie il gateway IoT giusto per il proprio progetto?
Noi di Sphinx sappiamo che la scelta del gateway IoT giusto può essere una sfida complessa. Con 10 anni di esperienza nel settore, il nostro team di ingegneri di rete esperti è qui per aiutarvi a navigare tra le opzioni e trovare la soluzione perfetta per le vostre esigenze specifiche.
Seguite questi passaggi per orientarvi nella scelta:
1- Definire gli obiettivi e le funzionalità previste.
Cosa volete ottenere con il vostro gateway IoT? Quali funzioni sono essenziali per la vostra applicazione?
Esempio: volete raccogliere i dati dei sensori in tempo reale per monitorare una macchina industriale. Avrete bisogno di un gateway IoT in grado di elaborare un grande volume di dati e di trasmetterli in modo sicuro.
2- Identificare i tipi di dispositivi IoT e i loro metodi di comunicazione.
Quali tipi di dispositivi IoT si intende collegare al gateway? Quali protocolli di comunicazione utilizzano?
Esempio: si intende collegare sensori di temperatura e umidità che utilizzano il protocollo Zigbee. È necessario un gateway compatibile con Zigbee.
3- Valutare i protocolli di comunicazione.
Quali protocolli di comunicazione deve supportare il gateway IoT per comunicare con la piattaforma IoT e gli altri sistemi?
Esempio: si desidera utilizzare MQTT per inviare i dati raccolti alla piattaforma IoT. È necessario un gateway compatibile con MQTT.
4- Determinare le tecnologie wireless necessarie.
Di quali tecnologie wireless avete bisogno per collegare i vostri dispositivi IoT al gateway IoT?
Esempio: i dispositivi IoT sono installati in un ambiente esterno. È necessario un gateway con una tecnologia wireless a lungo raggio, come LoRaWAN.
5- Considerare le condizioni ambientali.
Dove sarà installato il gateway? Quali sono le condizioni ambientali (temperatura, umidità, ecc.)?
Esempio: il gateway IoT sarà installato in una zona ATEX con temperature elevate che superano i 50°C. È quindi necessario un gateway certificato ATEX in grado di resistere alle alte temperature.
6- Assicurarsi che il gateway IoT disponga di adeguate funzioni di sicurezza.
Il gateway IoT deve criptare i dati? Deve autenticarsi alla vostra rete?
Esempio: state raccogliendo dati sensibili. È necessario un gateway IoT con funzioni di sicurezza avanzate.
7- Scegliere un gateway compatibile con il proprio ecosistema IoT
Il gateway deve integrarsi con altri sistemi o piattaforme IoT?
Esempio: si utilizza una piattaforma IoT specifica. Avrete bisogno di un gateway compatibile con questa piattaforma.
8- Scegliere un gateway IoT flessibile e scalabile
Le vostre esigenze di connettività IoT possono cambiare nel tempo. Scegliete un gateway flessibile e scalabile per soddisfare le vostre esigenze future.
Esempio: state progettando di collegare nuovi dispositivi IoT alla vostra rete. Avrete bisogno di un gateway IoT in grado di gestire un numero crescente di dispositivi.
In conclusione, la scelta del gateway IoT giusto richiede un’attenta riflessione sulle vostre esigenze specifiche. Non esitate a chiedere a esperti, come il team di Sphinx Italia, di guidarvi nella scelta e di trovare la soluzione ideale per il vostro progetto.
Sphinx Italia vi offre un’ampia gamma di gateway IoT di marchi leader come Sierra Wireless (Semtech), Moxa, Advantech, Lanner e Kerlink.
Con oltre 10 anni di esperienza nel settore, garantiamo competenza tecnica e un servizio di qualità per supportarvi durante tutto il vostro progetto.
Questa tabella di confronto fornisce una panoramica dei 6 gateway IoT più diffusi, confrontandoli in base a criteri chiave quali connettività, interfacce, alimentazione e temperatura di esercizio:
| Moduli | Sierra Wireless FX30 LTE-M | Kerlink Wirnet iStation LoRaWAN 4G IP67 | Kerlink Wirnet iZeptoCell LTE-M (interno) | Advantech UNO-410 | Advantech UNO-430-E1H | MOXA OnCell 3120-LTE-1 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Connettività | GPS, LTE-M, Wi-Fi (opzionale) | LoRaWAN, 4G, GPS | LoRaWAN, LTE-M, GPRS | LTE, Wi-Fi e GPS opzionali | _ | LTE Cat. 1 |
| Interfaccia | US BRS232/485 (in base al modello), GPIO Con schede di espansione : LoRa, Wifi, Zigbee, RS232/485, Sigfox, I/O, CAN, Bluetooth e USB | USB, Modbus o Bacnet (in base al modello) | USB | USB, RS232/422/485 | USB, RS232/422/485 | USB, RS232/422/485 |
| Alimentazione | 4.75 - 32 VDC | PoE +/- 48VDC | 0-264VAC/5VDC | 10-36 VDC | 10-36 VDC | 9-36 VDC |
| Temperatura di funzionamento | -30°C a +75°C | -40°C a +60°C | 0°C a +55°C | -40°C a +55°C | -40°C a +70°C | 0°C a 55°C o -30°C a 70°C (per la versione T) |
| Classe di protezione | - | IP67 | Interno | IP40 | IP66 | IP30 |
| Certificazioni | Classe I Divisione 2, Zona 2 | - | - | - | - | ATEX Zona 2 |
| Campi di applicazione | Industria, agricoltura, ambiente, Smart Cities | Smart Cities, agricoltura, industria, logistica, Smart Metering Smart | Cities Smart Building Smart Metering, Smart Retail | Industria, trasporti | Industria, trasporti | Gestione remota |
| Prezzo | Abbordabile | Medio | Abbordabile | Elevato | Elevato | Medio |
Conclusioni
In conclusione, i gateway IoT svolgono un ruolo cruciale nella convergenza delle tecnologie connesse e sono un elemento centrale nell’architettura delle reti IoT. Offrono numerosi vantaggi in termini di sicurezza, riduzione dei costi, miglioramento della connettività, flessibilità e scalabilità e funzionalità avanzate.
La scelta del gateway IoT giusto dipende dalle esigenze specifiche e dall’ambiente operativo. È importante prendere in considerazione diversi fattori, come i tipi di dispositivi da collegare, i protocolli di comunicazione utilizzati, le funzionalità richieste, le condizioni ambientali e il budget.
Sphinx Italia può aiutarvi a scegliere e implementare la soluzione IoT più adatta alle vostre esigenze. Il nostro team di esperti vi offre un’ampia gamma di gateway IoT di marchi leader e vi garantisce un servizio di qualità per tutto il progetto.
