Smart Cities e Internet of Things

SmartCitiese
Internetof
Things
AlessandraDePaola
DipartimentodiIngegneriaChimica,Gestionale,
Informatica,Meccanica
LaboratoriodiIntelligenzaArtificiale
eSistemiDistribuiti
http://www.dicgim.unipa.it/networks
LaboratoriodiIntelligenzaArtificiale
eSistemiDistribuiti
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SmartCitieseInternetofThings
FocussulleCittà
•  54%dellapopolazionemondiale(66%nel2050)
•  75%delconsumoenergetico
•  80%diemissionidiCO2
•  75%deirifiuti
SmartCitiescomenuovoecosistema
urbano
•  massimizzareilbenesseredeicittadini
•  riducel’impattoambientale
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SmartCitieseInternetofThings
CaratteristichedelleSmartCities
•  Dalpuntodivistadell’utente
•  Rispostatempestivaalleesigenzedeicittadini
•  Adattivaaidiversibisognidegliutenti
•  Dalpuntodivistadellapianificazioneurbana
•  Definirenuoviprocessidipianificazioneegestionedell’ambiente
urbano
•  Finanziamentodiprogettiinnovativi(es.bandieuropei)
•  Dalpuntodivistatecnologico
•  Usoditecnologiainnovativa
•  Gestioneavanzatadelleinfrastrutturecritiche
•  Serviziintelligenti,interconnessiedefficienti
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SmartCitieseInternetofThings
CaratteristichedelleSmartCities
FattoriTecnologici
Digitale
Intelligente
Pervasiva
InfrastrutturaFisica
Tecnologiesensoriali
Tecnologiemobili
Retidicomunicazione
FattoriIstituzionali
Governolocale
Politichedisviluppo
Norme
Crescita
intelligente
Comunità
intelligenti
Smart
City
Creativa
Adattiva
“Umana”
FattoriUmani
CapitaleSociale
Partecipazione
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SmartCitieseInternetofThings
ICTperleSmartCities
•  TecnologieabilitantiperlaprogettazionedelleSmart
Cities
•  RicchedistrumentiICT
•  Cittàarricchitedasensorirealievirtualichefornisconodatiquasiin
temporealesulmondoreale
•  Interconnesse
•  Integrazionedelleinfrastrutturedicomunicazione
•  Integrazionedeidatiprovenientidafontidiverse
•  Intelligente
•  Usoditecnicheavanzatedianalisi,modellazione,ottimizzazionee
visualizzazione
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SmartCitieseInternetofThings
th
l
a
e
E-H
ICTperleSmartCities
Mobility
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SmartCitieseInternetofThings
Smart
City
Food
EsempidiSmartCities
•  “Opendata,endlesspossibilities”
SeIdatisonopubblicichiunquepuòcontribuireallasoluzionediunproblema
GlasgowCityDataHub
ChicagoArrayofThings
SmartSantander
datisumobilità
500boxconcirca
13000sensorisu
liberamente
20sensori
tuttalacittà
accessibili
•  “Citizensfirst”
Coinvolgereicittadinievidenziandoivantaggiconcretidelleiniziative
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SmartCitieseInternetofThings
Passiperlaprogettazionedi
un’applicazionemobileperlesmartcities
•  Identificazionedellefunzionalitàchesivoglionooffrire
•  Identificazionedeiprocessidistribuitipossono
comunicare
•  Identificazionedeiprotocollidicomunicazioneda
adottare
•  Formatodeimessaggi,
•  Regoleperloscambiodeimessaggi
•  Azionidaintraprenderequandosiricevonoimessaggi
•  Perleapplicazionimobilipiùsemplicipuòrisultare
convenienteadottareunparadigmaclient-server
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SmartCitieseInternetofThings
Paradigmaclient-server
richiesta
risposta
•  Server
•  Dotatodisufficientirisorse
computazionali,dimemoriae
dibanda
•  Sempreinascolto
•  Rispondeallerichiestedel
client
•  Client
•  Nonèsempreconnesso
•  Avvialacomunicazioneconil
server
•  Effettuaunarichiestache
vienesoddisfattadalserver
Paradigmauno-a-molti
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SmartCitieseInternetofThings
Sempliciapplicazionimobili
perleSmartCities
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SmartCitieseInternetofThings
SmartAppCity(Logrono,Spagna)
•  Applicazioneunicacheconsenteall’utentediaccederea
tuttiiservizidellacittà
•  SfruttaladisponibilitàdiOpenData
•  Attivitàcommercialipaganounabbonamentoannuale
perappariretraleinfoforniteagliutenti
New&Eventi
Datiprovenientida
amministrazione
comunale
Edicola
Accordoconquotidiani
eperiodicicomunali
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SmartCitieseInternetofThings
SmartAppCity(Spagna)
Attivitàcommerciali
Offerteepromozioni
Trasporti
Gestoridibus,trame
metropolitanaforniscono
OpenData
Info
Turistiche
Indicazioni
Percorsi
DistributoridiCarburante
Posizioneeconfronto
diprezzi
Farmacie
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SmartCitieseInternetofThings
CondizionidelTraffico
Accessoallewebcam
SmartAppCity(Logrono,Spagna)
•  MostinnovativeAppandGreatestPotentialApplication,
FIWARESmartCitiesChallenge2014
•  FinanziamentiEuropeiperpiccolaimpresainnovativache
utilizzalapiattaformaFI-WARE
•  https://www.fiware.org
•  API(ApplicationProgrammingInterfaces)perlosviluppo
diSmartApplications
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SmartCitieseInternetofThings
BIGGAPPS2015(NewYorkCity,USA)
AffordableHousingOnline
•  Offertedialloggi
•  Supportolegaleper
diversicontratti
•  Infosumulteo
ispezionimunicipali
•  Integrazionicon
infosuscuolevicine
•  Sistemadialert
sucriteridiricercao
utenti
•  Feedbackdegliutentipercostruzionereputazioneaffittuari
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SmartCitieseInternetofThings
BIGGAPPS2015(NewYorkCity,USA)
Treasures,Don’tthrowitaway,giveitaway
•  Tema“ZeroWaste”
•  Riduzionedelproblemadi
smaltimentodeirifiuti
•  Promuovelasocializzazione
nelvicinato
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SmartCitieseInternetofThings
EsempidiSmartCitiesinItalia
•  ComunediTrento–“IlComunein
Tasca”
•  applicazionepersmartphoneperlamobilità
urbanasostenibile
•  Pianificarei1neraripreferi/(inauto,coni
mezzipubblici,ecc.);
•  Consultaregliorarideimezzipubblici(treni,
autobus);
•  Visualizzareeven1diinteresseinci6àe
ricevernegliaggiornamen/
•  Localizzazionediesercizipubblicie
commerciali
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SmartCitieseInternetofThings
InternetofThings
perleSmartCities
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SmartCitieseInternetofThings
DiffusionedeiSistemidiElaborazione
delleInformazionidaglianni60adoggi
1960
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1utente
piùdispositivi
1calcolatore
1utente
1calcolatore
tantiutenti
1980
SmartCitieseInternetofThings
2000
1utente
tantidispositivi
2015
Previsionedelnumerodidispositivi
connessiadInternetfinoal2020
Source:CISCOIBSG,April2011
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SmartCitieseInternetofThings
InternetofThings(InternetdelleCose)
Interconnessionedioggettidiuso
comune,univocamenteidentificabili,
attraversolareteInternet.
Glioggettidiventanoentità“intelligenti”
ingradodicondividereipropridatied
accedereadinformazionigiàcondiviseda
altri.
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SmartCitieseInternetofThings
GartnerHypeCycle
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SmartCitieseInternetofThings
GartnerHypeCycle
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SmartCitieseInternetofThings
GartnerHypeCycle
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SmartCitieseInternetofThings
GartnerHypeCycle
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SmartCitieseInternetofThings
GartnerHypeCycle
2015
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SmartCitieseInternetofThings
Tecnologieabilitanti
perl’InternetofThings
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SmartCitieseInternetofThings
“Theatomiccomponentsthatwilllink
therealworldwiththedigitalworld”.
•  Radio-Frequency
IDentification(RFID)
•  NearFieldCommunications
(NFC)
•  WirelessSensorand
ActuatorNetworks
(WSAN)
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SmartCitieseInternetofThings
RFId-Radio-FrequencyIDentification
•  Tag:componenteelettronicopostosugli
oggettidaidentificare
• Traggonoenergiasolodall’ondaradio
inviatadalreader
•  Antenna:sioccupadell’interazioneverae
propriaconiltagRFId
•  Reader:unitadicontrollochesioccupa
dellacomunicazioneconitraspondere
dell’elaborazionedati
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SmartCitieseInternetofThings
NFC-NearFieldCommunication
•  Connettivitàwirelessacorto
raggio(~4cm)
•  Evoluzionedellatecnologia
RFId
•  Comunicazionebidirezionale
•  ChipNFCintegratoinmolti
dispositivimobili
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SmartCitieseInternetofThings
WSAN–WirelessSensor&ActuatorNetworks
•  Costituitedaungrandenumerodipiccolidispositivi
computazionali(nodisensore)
•  Nodisensore
•  Sonoprogrammabili,autonomi
energeticamenteecapacidicomunicare
l’unoconl’altroinmanierawireless
•  Possonoesserearricchiticondiversisensori
(es.Temperatura,umidità,luce,rumore,
CO2)
•  Integrazioneconattuatori
•  Attraversomicrocontrollori(es.Arduino)
•  Ingradodiriceverecomandipercambiareilpropriocomportamento
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SmartCitieseInternetofThings
MoltiDominiApplicativi
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SmartCitieseInternetofThings
Esempidiapplicazionimobili
perleSmartCities
basatesull’InternetofThings
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SmartCitieseInternetofThings
Sistemaintelligentedigestionedei
parcheggi-Streetline
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SmartCitieseInternetofThings
Sistemaintelligentedigestionedei
parcheggi-Streetline
Sensori
wireless
Dispositivi
diraccolta
informazioni
Server
Dispositivo
Mobile
Sensori
wireless
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Dispositivi
diraccolta
informazioni
SmartCitieseInternetofThings
Sistemaintelligenteperlagestione
degliedifici
Serverdi
edificio
Serverdi
edificio
Serverdella
SmartCity
Dispositivo
Mobile
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Sensori
wireless
ProblematicheAperte
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Privacy&Security
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SmartCitieseInternetofThings
McAfeeLabs2015
Previsionedelleminacce
AttacksontheInternetofThingsdeviceswillincrease
rapidlyduetohypergrowthinthenumberofconnected
objects,poorsecurityhygiene,andthehighvalueof
dataonthosedevices.
WiththeincreasingproliferationofhealthcareIoT
devicesandtheiruseinhospitals,thethreatoftheloss
ofinformationcontainedonthosedevicesbecomes
increasinglylikely.Healthcaredataisevenmore
valuablethancreditcarddatabecausestolenhealth
credentialscangoforUS$10each,whichisabout10to
20timesthevalueofaU.S.creditcardnumber,
accordingtoReuters.
Wepredictthattherewillbeamajorattackin2015
directlyrelatedtovulnerabilitiesinIoTdevices.
—ChrisMillerandRamnathVenugopalan
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SmartCitieseInternetofThings
Privacy&Security
•  Informazionisensibilipossonoessere
intercettatedautentinonautorizzate
[MinacciadiIntercettazione]
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SmartCitieseInternetofThings
Privacy&Security
•  Utentimalevolipossointrodurrenelsistema
falseinformazioniecomprometterne
l’affidabilità[Minacciadifabbricazione]
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SmartCitieseInternetofThings
Standardizzazione:
interoperabilitàtradiversi
sistemiICT
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SmartCitieseInternetofThings
Conclusioni
•  SmartCities:nuovoecosistemaurbano,chetramitel’ICT
supportaicittadininellosvolgimentodelleattività
quotidiane
•  InternetofThings
•  ParadigmatecnologicoabilitanteperleSmartCities
•  Dispositivipervasivichearricchisconooggettichecircondano
l’utente
•  Progettareun’applicazioneperlesmartcities:
•  Identificarelefunzionalitàchesivoglionooffrire
•  Identificaretecnologiepervasivechepossonoesseredisupporto
•  Progettarel’architetturadistribuita:
•  Identificareleentitàchedevonocomunicare
•  Identificareoprogettareiprotocollidicomunicazionedaadottare
•  Affrontareproblematicheavanzatecomesicurezzae
interoperabilità
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SmartCitieseInternetofThings
http://www.dicgim.unipa.it/networks
Grazieperl’attenzione
AlessandraDePaola
DICGIM
Vialedellescienze,ed.6,90128Palermo
09123862604
[email protected]
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SmartCitieseInternetofThings