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Roma Tech & South Europe Forum - Convegno RF & Wireless Sfide e benefici - Cattid Rf&Wireless 3 Dic 2009

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Dalla ricerca Universitaria al mondo reale

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     	  Roma Tech & South Europe Forum - Convegno RF & Wireless Sfide e benefici - Cattid Rf&Wireless 3 Dic 2009 Roma Tech & South Europe Forum - Convegno RF & Wireless Sfide e benefici - Cattid Rf&Wireless 3 Dic 2009 Presentation Transcript

    • Dalla ricerca Universitaria al mondo reale RFID Lab - CATTID Centro per le Applicazioni della Televisione e delle Tecniche di Istruzione a Distanza Università di Roma “Sapienza” Roma, 3 Dicembre 2009 – RF & Wireless Forum 1
    • Membri di RFID Lab Direttore: Prof. Gianni Orlandi, Professore Ordinario di Telecomunicazioni Coordinatore: Prof. Carlo Maria Medaglia, Professore Associato di HCI  Centro per le Applicazioni di Televisione e Tecniche di Istruzione a Distanza (CATTID), Università di Roma “Sapienza”  Dipartimento di Ingegneria Elettronica, Facoltà di Ingegneria, Univ. di Roma “Sapienza”  Dipartimento di Ingegneria Informatica, Facoltà di Ingegneria, Univ. di Roma “Sapienza”  Centro per il Trasporto e la Logistica (CTL), Facoltà di Ingegneria, Univ. di Roma “Sapienza”  Dipartimento di Informatica, Faculty of Computer Science, Univ. di Roma “Sapienza”  Dipartimento di Scienze della Comunicazione, Facoltà di Scienza della Comunicazione, Univ. di Roma “Sapienza”  Dipartimento of Informatica Sistemi e Produzione (DISP), Faculty of Engineering, Università di Roma “Tor Vergata”  Dipartimento di Ingegneria dell’Impresa (DII), Facoltà di Ingegneria, Università di Roma “Tor Vergata”  Institute for the Protection and Security of the Citizen, JRC Joint Research Centre UE Roma, 3 Dicembre 2009 – RF & Wireless Forum 2
    • Sponsor & Partner Silver Sponsor Gold Sponsor Partners Roma, 3 Dicembre 2009 – RF & Wireless Forum 3
    • Topic del Lab • RFID: – Proximity/Vicinity LF, HF, UHF (->μw), UWB – NFC (Near Field Communication) • Wireless Sensor Network & RTLS – PAN: Bluetooth, ZigBee – WLAN: WiFi Roma, 3 Dicembre 2009 – RF & Wireless Forum 4
    • Attività  RFID e wireless in ambito beni culturali  Tracciabilità Agroalimentare  Gestione della catena di approvvigionamento  Pubblica Amministrazione / Utilità  Sanità elettronica / RTLS  Sistemi di Localizzazione  Monitoraggio / supervisione delle strutture  Monitoraggio / manutenzione di mezzi  Servizi per integrazione di tecnologie  Logistica Roma, 3 Dicembre 2009 – RF & Wireless Forum 5
    • Attività  RFID e wireless in ambito beni culturali  Tracciabilità Agroalimentare  Gestione della catena di approvvigionamento  Pubblica Amministrazione / Utilità  Sanità elettronica / RTLS  Sistemi di Localizzazione  Monitoraggio / supervisione delle strutture  Monitoraggio / manutenzione di mezzi  Servizi per integrazione di tecnologie  Logistica Roma, 3 Dicembre 2009 – RF & Wireless Forum 6
    • RFID per beni culturali  Wi-Art è un’applicazione mobile che permette l’accesso ad informazioni tematiche su storia e artisti, guidando l’utente durante la visita all’interno di un museo, sfruttando un’interfaccia grafica user-friendly.  Wi-Art utilizza tags HF passivi operando a 13,56 MHz, standard ISO 15693 (range operativo con SD card reader: 0 - 10 cm). RFID READER  Wi-Way è la versione rivisitata di wi-Art per applicazioni outdoor. ON SD i/o RFID TAG Utilizza tags UHF attivi operating at 865-868 MHz, standard ISO 18000-7 (range operativo 10 - 100 m) e localizzazione Wi-Fi Based.  Wi-Art e Wi-Way sono stati sviluppati con l’aiuto di UCI (Italian Unione Ciechi Italiani) per essere completamente accessibile. Roma, 3 Dicembre 2009 – RF & Wireless Forum 7
    • Attività  RFID e wireless in ambito museale  Tracciabilità degli alimenti  Gestione della catena di approvvigionamento  Pubblica Amministrazione  Sanità elettronica  Sistemi di Localizzazione / identificazione  Monitoraggio / supervisione delle strutture  Monitoraggio / manutenzione mezzi (ferrovie)  Sistemi di supporto alle disabilità  Logistica Roma, 3 Dicembre 2009 – RF & Wireless Forum 8
    • RFID per sistemi di guida SEcure and SAfe MObility NETwork: sistema di guida per persone non vedenti  4 componenti:  una griglia di tag  un mobile device (con BT headsets)  Un bastone con reader RFID reader  un data server di navigazione  innovativo e di costo sostenibile, certificato da JRC:  il rapporto costo-efficacia è dovuta al recupero di tag RFID utilizzati per tracciamento Agroalimentare, etichette che vengono poi sotterrate per creare la griglia di navigazione. Roma, 3 Dicembre 2009 – RF & Wireless Forum 9
    • RFID per sistemi di riconoscimento GLove for Identification and DEscription of Objects:  Un sistema portabile basato su tecnologia RFID e dedicato al supporto delle persone non vedenti nell’autonomia di tutti i giorni  Composto da due elementi interconnessi: “Manale” “Electronic part” contiene l’ antenna e: contiene:  permette di leggere e  RFID reader scrivere RFID tags  bluetooth modulo  è disegnato per essere Batteria ricaricabile confortevole e indossabile con una sola mano E’ sempre connesso con “manale” attraverso cablaggio fisico Roma, 3 Dicembre 2009 – RF & Wireless Forum 10
    • RFID per sistemi di riconoscimento Sviluppi futuri: integrazione tra SESAMONET e GLIDEO Roma, 3 Dicembre 2009 – RF & Wireless Forum 11
    • Attività  RFID e wireless in ambito beni culturali  Tracciabilità Agroalimentare  Gestione della catena di approvvigionamento  Pubblica Amministrazione / Utilità  Sanità elettronica / RTLS  Sistemi di Localizzazione  Monitoraggio / supervisione delle strutture  Monitoraggio / manutenzione di mezzi  Servizi per integrazione di tecnologie  Logistica Roma, 3 Dicembre 2009 – RF & Wireless Forum 12
    • Real Time Location System (RTLS) Una architettura RTLS fornisce una soluzione hardware e software, basata principalmente su tecnologia WiFi, per la localizzazione ed il tracking di persone, attrezzature, oggetti. Utilizzando una struttura RTLS è, ad esempio, possibile: • identificare la posizione di personale tramite client software Intranet su dispositivi “web-enabled”; • localizzare macchinari utili ad attività di utilizzo condiviso da parte di più addetti / personale all’interno di una struttura; • verificare la sequenza temporale delle attività legate a processi che coinvolgono personale al fine di ottimizzare il flusso e migliorare le prestazioni complessive del sistema. Ma la filosofia RTLS potrebbe essere utilizzata a fini di entertaiment / turismo implementando servizi di: • Flusso informativo dipendente dalla locazione • Guida interattiva predittiva • Social network georeferenziati 13
    • Controllo attività sui pazienti Idea: All’ingresso al Pronto Soccorso i pazienti vengono dotati di tag attivi RFID che ne consentono la localizzazione e l’analisi dei tempi di permanenza nella struttura; I pazienti ricoverati e sottoposti ad intervento chirurgico sono dotati di un braccialetto RFID; L’operatore può avere informazioni che riguardano l’intervento chirurgico e sulla storia del paziente dal suo ingresso nella struttura grazie alla registrazione di ogni attività; Vantaggi:  Riduzione rischi  Ottimizzazione tempi di degenza  Migliore programmazione e conseguente riduzione tempi di attesa Roma, 3 Dicembre 2009 – RF & Wireless Forum 14
    • Controllo strumenti chirurgici Idea: La tecnologia RFID viene impiegata per supportare e controllare i diversi momenti d’uso degli strumenti chirurgici; Ferri e Kit sono identificati in maniera univoca; Impiego, sterilizzazione e composizione del kit sono controllati e monitorati attraverso carrelli con lettori wireless integrati; Vantaggi:  Inventario automatico pre e post operatorio  Rilevazione e monitoraggio puntuali dell’impiego  Tracciamento della “storia” del ferro chirurgico  Diminuzione drastica del rischio derivante da infezioni Roma, 3 Dicembre 2009 – RF & Wireless Forum 15
    • Gestione apparati elettromedicali Idea: Ogni apparato elettromedicale viene dotato di tag RFID o WiFi sui quali vengono registrate tutte le informazioni rilevanti; Gli operatori autorizzati possono conoscere lo stato manutentivo leggendo il tag tramite palmari RFID, che viene aggiornato in corrispondenza di ogni intervento; Viene gestito il tracciamento e conseguente controllo costante della movimentazione delle apparecchiature; Vantaggi:  Prevenzione e controllo furti;  Rapida reperibilità ;  Verifica e pianificazione delle attività di manutenzione;  Mappatura della collocazione fisica delle apparecchiature Roma, 3 Dicembre 2009 – RF & Wireless Forum 16
    • Gestione farmaci Idea: Ciascun farmaco viene etichettato con tag RFID passivo, per un corretto ed efficiente monitoraggio del magazzino della farmacia ospedaliera. Gli scaffali dotati di reader permettono di conoscere sia la disponibilità del farmaco, sia la sua posizione, con particolare attenzione a farmaci particolari, ad alto rischio, di costo elevato o di critica disponibilità. Il carrello di somministrazione dei farmaci è dotato di uguale reader con connessione wireless a lungo raggio. Questo permette di verificare la corretta somministrazione ai pazienti incrociando i dati contenuti su tag del paziente con quelli del tag applicato al farmaco, con report sulla posologia utilizzata. Vantaggi:  Tracciabilità della storia del medicinale;  Contenuti costi delle etichette;  Reperibilità immediata del farmaco e programmazione dell’approvvigionamento;  Il 100% di sicurezza che ogni farmaco venga somministrato al corretto paziente con la corretta posologia. Roma, 3 Dicembre 2009 – RF & Wireless Forum 17
    • Architettura del sistema Roma, 3 Dicembre 2009 – RF & Wireless Forum 18
    • Esperienza Policlinico Umberto I  Staff: 6000 (compresi Studenti post-doc)  Day-bed: 1300  Building: 54  Departments: 82  Surgery (Medical Op. room): 90 Dpt. Francesco Durante  Staff: 150  Day – bed : 60  Surgery (Medical Op. room): 12  Servizi: Day Hospital (chirurgia and oncologia), svariati diagnostici servizi (ecografia, endoscopia, ….)  Campo prova: 6 Mesi (termine 2008) Roma, 3 Dicembre 2009 – RF & Wireless Forum 19
    • Attività  RFID e wireless in ambito beni culturali  Tracciabilità Agroalimentare  Gestione della catena di approvvigionamento  Pubblica Amministrazione / Utilità  Sanità elettronica / MediZig  Sistemi di Localizzazione  Monitoraggio / supervisione delle strutture  Monitoraggio / manutenzione di mezzi  Servizi per integrazione di tecnologie  Logistica Roma, 3 Dicembre 2009 – RF & Wireless Forum 20
    • Medizig: obiettivi e modalità  Ridurre i tempi di permanenza nelle strutture ospedaliere e di conseguenza i costi sociali  Ottimizzare i flussi di informazioni, per gestire le disponibilità nel processo sanitario  Migliorare e facilitare l’acquisizione dei dati clinici Come raggiungere gli obiettivi?  E’ necessario fornire:  Comunicazione real-time  Sistema struttrato  Dati clinici interconnessi  Sviluppare nuovi servizi con architettura scalabile  Usare device piccoli e leggeri device wireless per la raccolta dei dati Roma, 3 Dicembre 2009 – RF & Wireless Forum 21
    • MediZig: Architettura  Core Logic  Database module  Service Provider  Web Server  External Services  User Client applications  WSN components Roma, 3 Dicembre 2009 – RF & Wireless Forum 22
    • MediZig: Wireless Sensor Network La tecnologia Wireless Sensor Network è stata scelta per la localizzazione e la raccolta dei dati per le seguenti motivazioni:  Comunicazione Wireless  Bassa emissione di potenza  Robustezza  (Reduced) Remote  Capacità di elaborazione dati Secondo questi principi è stato identificato il device che ben si modella su tali specifiche: SunSPOT:  Assorbimento in processamento  JME APIs  Semplice integrazione dei sensori  Battery operation time  802.15.4 compatibilità (ZigBee) Roma, 3 Dicembre 2009 – RF & Wireless Forum 23
    • MediZig: architettura WSN I device che compongono la WSN possono essere divisi in:  Nodi fissi: utilizzati per la localizzazione e come sensori o attuatori ambientali.  Smart Slaves: alimentato a batteria, nodi di sensori, utilizzati per il monitoraggio pazienti  Un gateway per connettere la WSN al Core Perchè gliSmart Slaves?  Possono registrare e trasmettere i dati raccolti  Effettuare monitoraggio dei dati raccolti e attivare allarmi  Condividere le informazioni  Possono prendere decisioni sulla base delle informazioni scambiare con il Core o altri devices Roma, 3 Dicembre 2009 – RF & Wireless Forum 24
    • MediZIg: caratteristiche WSN  Infrastruttura condivisa di localizzazione, controllo ambientale e raccolta dati con gestione supervisionata ed in grado di operare anche in autonomia  Può fornire una serie di servizi anche se la comunicazione con il Core è offline  Possono eseguire operazioni “dipendenti dal contesto” Alcuni possibili automatismi che possono essere gestiti.. Le seguenti attività possono essere realizzate autonomamente, mentre viene inviato un allarme:  Somministrazione insulina avendo come riferimento il livello di Glicemia misurato  Se i parametri clinici monitorati superano delle soglie di avviso, possono attivare un dispenser di farmaci automatizzati ed avvisare il paziente di utilizzarli  Controllo dei parametri ambientali (temperatura, umidità, ventilazione, luce) e adattamento alle condizioni del paziente quando necessario  Segnalazione di malfunzionamento del sistema principale e attivazione di specifici allarmi per gestire l’emergenza Roma, 3 Dicembre 2009 – RF & Wireless Forum 25
    • Attività  RFID e wireless in ambito beni culturali  Tracciabilità Agroalimentare  Gestione della catena di approvvigionamento  Pubblica Amministrazione / Utilità  Sanità elettronica  Sistemi di Localizzazione  Monitoraggio / supervisione delle strutture  Monitoraggio / manutenzione di mezzi  Servizi per integrazione di tecnologie  Logistica Roma, 3 Dicembre 2009 – RF & Wireless Forum 26
    • WSN per il monitoraggio Tipica struttura WSN: Si pone come obiettivo quello di coprire una vasta gamma di applicazioni wireless, che hanno come fattor comune la copertura capillare del territorio e la necessità di inviare informazioni da sensoristica più o meno evoluta. Sensor 868 / devices 433 Mhz Accentratore / Coordinatore / Collettore / Gateway router 868 Mhz Data Collector e Servizi 868 Mhz Linea comunicazione GPRS / UMTS / Collettore / WiFi verso centro servizi e gestione router 868 / 433 Mhz Sensor devices Roma, 3 Dicembre 2009 – RF & Wireless Forum 27
    • WSN per il monitoraggio Caratteristiche:  Monitoraggio pervasivo di ambienti e strutture;  Intelligenza massiva distribuita;  Possibilità dei nodi di lavorare simultaneamente in maniera cooperativa.  In caso di guasti di uno o piu nodi, la comunicazione della rete non subisce danni grazie alla ridondanza spaziale (rerouting dei dati).  Maggiori sensori implicano maggiori dati ,ossia maggiori capacita di riprodurre fedelmente un ambiente reale. Applicazioni possibili:  Sistemi di supervisione e monitoraggio delle strutture civili ed industriali (edifici, attrezzature, apparati industriali, ponti/dighe, etc..) sotto l’aspetto delle vibrazioni, temperatura, pressione, resistenza delle strutture.  Sistemi di rilevazione di grandezze numeriche per centri elaborazione dati, legate ad impieghi residenziali o industriali (contabilizzazione utenze, monitoraggio allarmi tecnici o telesoccorso, sistemi di gestione energetica in grado di operare in modo decentralizzato con interscambio di informazioni) Roma, 3 Dicembre 2009 – RF & Wireless Forum 28
    • Attività  RFID e wireless in ambito museale  Tracciabilità degli alimenti  Gestione della catena di approvvigionamento  Pubblica Amministrazione  Sanità elettronica  Sistemi di Localizzazione / identificazione  Monitoraggio / supervisione delle strutture  Monitoraggio / manutenzione mezzi (ferrovie)  Servizi per integrazione di tecnologie  Logistica Roma, 3 Dicembre 2009 – RF & Wireless Forum 29
    • WSN per integrazione tecnologie Progetto di ricerca: Integrazione di rete wireless basata su tecnologia ZigBee sulla rete di comunicazione Konnex, standard mondiale per l’interconnessone di apparati elettonici / elettromeccanici. Sviluppo di un gateway di comunicazione tra i due mondi per consentire lo sviluppo di infrastrutture miste cablato / wireless e sfruttare le caratteristiche di ZigBee:  rete mesh (capacità di re-routing dei nodi per raggiungere altri nodi)  Ridotto consumo di energia (elevata durata delle batterie dei devices) Roma, 3 Dicembre 2009 – RF & Wireless Forum 30
    • WSN e integrazione di tecnologie Casa agevole: progetto della fondazione Santa Lucia per creare un ambiente assistito per persone con disabilità motorie. Una infrastruttura basata su KNX, sensori onde radio, sistema di guida visivo fornisce ai ricercatori la base per creare vari servizi di assistenza. Obiettivo: L’integrazione delle informazioni provenienti da differenti tecnologie per sviluppare un servizio di monitoraggio e assistenza completo Roma, 3 Dicembre 2009 – RF & Wireless Forum 31
    • Attività  RFID e wireless in ambito museale  Tracciabilità degli alimenti  Gestione della catena di approvvigionamento  Pubblica Amministrazione  Sanità elettronica  Sistemi di Localizzazione / identificazione  Monitoraggio / supervisione delle strutture  Monitoraggio / manutenzione mezzi (ferrovie)  Servizi per integrazione di tecnologie  Logistica Roma, 3 Dicembre 2009 – RF & Wireless Forum 32
    • Manutenzione programmata Trenitalia Sperimentazione in Trenitalia: progetto in fase di sperimentazione che prevede l’utilizzo di tag RFID UHF 868 Mhz da applicare a componenti di principale utilizzo (pantografo, blocco asse-ruota, ammortizzatore, cardano) e parti di ordinaria manutenzione dei vagoni. L’obiettivo è quello di monitorare le fasi manutentive dei componenti taggati, effettuare la lettura ogni qual volta il treno va in manutenzione e tenere traccia storica della vita del componente per effettuare una previsione su: - Durata meccanica effettiva e costruzione dello storico sulle rotture più frequenti dei componenti - rilevazione di vibrazioni, urti, temperatura di lavoro. - tracciamento delle sostituzioni operate su ciascun vagone Roma, 3 Dicembre 2009 – RF & Wireless Forum 33
    • “Internet degli Oggetti” Il concetto di “The Internet of Things” è strettamente correlato sia con il concetto di RFID che con quello di Electronic Product Code (EPC) ed è sinteticamente descritto come: “… tutto ciò che riguarda oggetti fisici che parlano tra loro..” Attualmente l’idea sta prendendo forte concretezza anche nelle decisioni e negli indirizzi della ricerca Europea, come testimoniano gli stanziamenti del 7 Programma Quadro nell’ambito di RFID e dell’”Internet degli Oggetti”, per cui si afferma: che siamo in una nuova fase dell’Informazione in cui il web non solo unisce tra loro computer, ma potenzialmente ogni oggetto con capacità di comunicazione In sostanza siamo di fronte al disgregarsi della separazione concettuale e spaziale tra l’oggetto / sensore che interagisce a basso livello con l’ambiente e il servizio che ad alto livello interagisce con gli utilizzatori. Roma, 3 Dicembre 2009 – RF & Wireless Forum 34
    • “Internet degli Oggetti” Qualche esempio pratico di servizi implementati: • Assisted living (disabilità, terza età, etcc.) • Mondo sanitario • Monitoraggio (strutture, persone, attività..) • Controlli centralizzati e sistemi di supervisione • Logistica (monitoraggio di micro e macro zone) • Gestione delle forze di crisi / pronto intervento Già siamo all’interno di “Internet of the Things”: - Servizi mobile based (social network georeferenziati, interazione personalizzata con l’utente in funzione di preferenze da lui stesso espresse in forma involontaria, tracciabilità di abitudini e raccolta dati) - Ubiquitous Internet In sintesi la possibilità di accedere a servizi e informazioni tramite device di diverso genere, senza limiti di luogo e di tempo e nella modalità appropriata al contesto - Utilizzare un telefono cellulare come una carta di credito, o come un pass oppure per ottenere automaticamente informazioni da Internet sui prodotti presenti in un negozio - etc.. Roma, 3 Dicembre 2009 – RF & Wireless Forum 35
    • “Internet degli Oggetti” Roma, 3 Dicembre 2009 – RF & Wireless Forum 36
    • Grazie per la vostra attenzione! Gianluca Grisanti gianluca.grisanti@uniroma1.it RFID Lab http://w3.uniroma1.it/rfidlab Roma, 3 Dicembre 2009 – RF & Wireless Forum 37