1.
#SmartMe per BeDigital
CHALLENGE​: SMART CITY
AUTORE:​ Antonio Puliafito ­ Università degli studi di Messina
AZIENDE SPONSOR​: EY
1) CHALLENGE SMART CITY
PIATTAFORMA #SMARTME
#SmartME è una piattaforma aperta per l’Internet delle cose (paradigma noto come Internet of
Things – IoT) realizzata dall’Università degli Studi di Messina. Nata da una iniziativa di
crowdfunding​, si è evoluta in una piattaforma avanzata costituita da una infrastruttura distribuita di
sensori, attuatori e oggetti intelligenti disseminati sul territorio della città di Messina e connessi alla
rete Internet. La piattaforma permette agli oggetti che popolano la città di interagire e comunicare
tra loro raccogliendo dati e informazioni allo scopo di sviluppare servizi innovativi per la
cittadinanza e rendere la città intelligente, ossia ​“smart”​.
PIATTAFORMA #SMARTME
Descrizione dello Scenario
Punti di Forza
Tecnologie ed Innovazioni alla base
Stack4Things
Attività Scientifica per Stack4Things
#SmartME4Home
Descrizione del Problema
Tecnologie ed Innovazioni alla base
Benefici apportati

2. Descrizione dello Scenario
Le città sono fatte di oggetti con cui i cittadini interagiscono quotidianamente: arredi urbani, edifici
pubblici, mezzi di trasporto, monumenti, strade, illuminazione pubblica e tanto altro. L’Internet delle
Cose immagina che tali oggetti siano resi intelligenti, connessi alla rete Internet e in grado di
interagire tra loro e con l’ambiente esterno, dialogando e comunicando dati e informazioni. Ogni
oggetto nell’Internet delle Cose può essere reso riconoscibile e “sociale”, diventando collettore e
distributore di informazioni sulla mobilità, il consumo energetico, i servizi e l’assistenza al cittadino,
l’offerta culturale e turistica e molto altro ancora.
Mediante l’utilizzo di schede basate su microcontrollori a basso costo, ad esempio Arduino Yun,
installate sugli autobus, sui lampioni, sugli edifici delle istituzioni cittadine, solo per elencare alcune
possibilità, la piattaforma #SmartME si pone l’obbiettivo di creare una rete di oggetti intelligenti che
può assumere la dimensione di una città​. Tale rete sarà inoltre arricchita da sensori e attuatori
disseminati sul territorio in grado di monitorare parametri generali come la qualità dell’aria, il
rumore, la temperatura o specifici e aggregati come l’erosione delle colline, il traffico veicolare, lo
stato delle strade.
I cittadini possono diventare parte di questa rete attraverso l’utilizzo di dispositivi smartphone con i
quali sarà possibile interagire con gli oggetti, ad esempio venendo informati in tempo reale sulla
posizione dei mezzi pubblici o dialogando con un monumento per scoprirne la storia o la tecnica
realizzativa. Ancora, accendendo ai servizi sviluppati sull’infrastruttura, è possibile ricevere
segnalazioni in caso di emergenza o essere guidati verso un parcheggio libero in una zona
affollata. Inoltre, i cittadini diventeranno essi stessi dei produttori di dati contribuendo, se lo
vogliono, alla raccolta di informazioni che possono essere automaticamente collezionate dai loro
smartphone o esplicitamente fornite mediante segnalazioni, fotografie o interazioni con i social
network.
Tale enorme mole di dati può essere gestite in maniera efficiente facendo ricorso al paradigma del
Cloud computing che permette di immagazzinare e processare le informazioni raccolte in server
virtuali e sfruttarle per implementare servizi innovativi offerti tramite Internet.
Un concetto chiave della piattaforma #SmartME riguarda l’utilizzo di sistemi “open”. Con tale
termine ci si riferisce ad un insieme di tecnologie, sia hardware (Open Hardware) che software
(Open Source), basate sul principio della condivisione gratuita, libera e aperta della conoscenza e
sulla pratica da parte degli autori dei sistemi open di consentire e favorire il libero studio e l'apporto
di modifiche da parte di altri collaboratori.
L’utilizzo di sistemi open apre la strada alla nascita di comunità virtuali di cittadini, ricercatori,
aziende e altri enti interessati che collaborano alla realizzazione ed al continuo aggiornamento
dell’infrastruttura e dei servizi erogati. Inoltre, una infrastruttura open di questo tipo rappresenta
una piattaforma ICT che stimola la crescita generale del tessuto sociale e imprenditoriale della città
favorendo la nascita di innovativi modelli di business, nuove start­up, spin­off universitari o
istituzionali, iniziative pubblico­private e gruppi di ricerca formali e informali con ovvie ricadute dal
punto di vista occupazionale e culturale.

3. Punti di Forza
La piattaforma ​#SmartME​ è costituita principalmente da:
● una infrastruttura hardware di nodi intelligenti dotati di sensori e attuatori, distribuiti in
differenti punti della città di Messina. Ciascun nodo è connesso alla rete Internet ed è
pilotato con microcontrollori a basso costo;
● Stack4Things, un framework IoT basato su ​OpenStack​;
● alcune tecnologie open data per la raccolta, il processamento e la visualizzazione dei dati
provenienti dalla infrastruttura, quindi liberamente accessibili alla cittadinanza (​CKAN​);
● una piattaforma di test aperta alla cittadinanza, ai ricercatori ed alle aziende che desiderano
sviluppare nuovi servizi ispirati al paradigma delle Smart City e offrirli liberamente o
commercialmente alla comunità.
Prototipo #SmartME
Partners, Aziende, Associazioni
#SmartME è stato sin da subito sostenuto da importanti attori del contesto produttivo ed
industriale, anche internazionali, mediante l’iniziativa di crowdfunding condotta dall’Università degli
Studi di Messina attraverso il CIAM (Centro Informatico d’Ateneo Messinese), dall’ILO (Industrial
Liaison Office), e con il patrocinio del Comune di Messina. Tra i principali ​sottoscrittori​:
Libera inc , DH Labs , ​Meridionale Impianti , Arkimede srl , IDS&Unitelm ,
ATM – Azienda Trasporti Messina , Fondazione di Comunità ‐ Messina , Comune di
Messina
Tecnologie ed Innovazioni alla base
Stack4Things
Stack4Things è un framework IoT (Internet of Things) basato su ​OpenStack sviluppato dal gruppo
di ricerca ​MDSLab (Mobile and Distributed Systems Lab) dell’Università degli studi di Messina.
Stack4Things è un progetto open source che consente di gestire un insieme di dispositivi IoT
senza preoccuparsi loro ubicazione fisica, della loro configurazione di rete, della tecnologia
sottostante. Si tratta di una soluzione orizzontale Cloud­oriented in grado di fornire capacità di
virtualizzazione, personalizzazione, ed orchestrazione ad oggetti IoT.

4.
Le tecnologie presenti nel progetto sono le seguenti:
Stack4Things ​offre le seguenti funzionalità:
● Object virtualization
● Remote control and customization
● Fog orchestration
● Overlay networks of things
● Fleet management and delegation
Stack4Things​ è disponibile su ​GitHub​.
I principali repository sono i seguenti:
● Stack4Things IoTronic OpenStack service:​https://github.com/MDSLab/s4t‐iotronic
● Stack4Things IoTronic standalone version:​https://github.com/MDSLab/s4t‐iotronic‐standalone
● Stack4Things lightning­rod: ​https://github.com/MDSLab/s4t‐lightning‐rod
● Stack4Things IoTronic Web interface: ​https://github.com/MDSLab/s4t‐iotronic‐webinterface
● Stack4Things reverse Websocket tunnel library: ​https://github.com/MDSLab/node‐reverse‐wstunnel
Attualmente sono in avanzato stato di sviluppo e testing i seguenti servizi:
● Monitoraggio ambientale
● Gestione intelligente dei consumi energetici
● Smart Lighting
● Smart parking
● Fleet management
Attività Scientifica per Stack4Things
Maggiori dettagli sul progetto software Stack4Things sono reperibili alle seguenti pubblicazioni
scientifiche:
● G. Merlino; D. Bruneo; S. Distefano; F. Longo; A. Puliafito, Stack4Things: Integrating IoT with OpenStack in a Smart City
context, Proceedings of the 2014 International Conference on Smart Computing Workshops (SMARTCOMP 2014
Workshops), pages 21­28, IEEE Computer Society, Hong Kong, China, 5 November 2014.
● G. Merlino; D. Bruneo; F. Longo; S. Distefano; A. Puliafito, Cloud­based network virtualization: an IoT use case, Proceedings
of the 7th International Conference on Ad Hoc Networks (AdHocNets 2015), Lecture Notes of the Institute for Computer
Sciences, Social Informatics and Telecommunications Engineering, Number: 1, Volume: 155, pages ­, Springer Berlin
Heidelberg, San Remo, Italy, 1­2 September, 2015.
● F. Longo; D. Bruneo; S. Distefano; G. Merlino; A. Puliafito, Stack4Things: an OpenStack­based framework for IoT,
Proceedings of the 2015 International Conference on Future Internet of Things and Cloud (FiCloud 2015), pages ­, IEEE
Computer Society, Rome, Italy, 24­26 August 2015.

5. ● G. Merlino; D. Bruneo; F. Longo; A. Puliafito; S. Distefano, Software Defined Cities: a novel paradigm for Smart Cities through
IoT Clouds, Proceedings of the 2015 IEEE International Conference on Cloud and Big Data Computing (CBDCOM 2015),
pages –, IEEE Computer Society, Beijing, China, 10­14 August 2015.
● G. Merlino; D. Bruneo; S. Distefano; F. Longo; A. Puliafito; A.H. Al­Anbuky, A smart city lighting case study on an
OpenStack­powered infrastructure, Sensors, Number: 7, Volume: 15, pages 16314­16335, MDPI AG, 2015.
● G. Merlino; D. Bruneo; S. Distefano; F. Longo; A. Puliafito, Enabling Mechanisms for Cloud­based Network Virtualization in
IoT, 2015 IEEE World Forum on Internet of Things (WF­IoT), pages ­, IEEE Computer Society, Milan, Italy, 14­16 December
2016.
CHALLENGE​: SMART HOME
AUTORE:​ Antonio Puliafito ­ Università degli studi di Messina
AZIENDE SPONSOR​: A2A, VODAFONE, ACEA,IREN, INDRA
2) CHALLENGE SMART HOME
#SmartME4Home
Descrizione del Problema
Secondo l’ultimo rapporto di IEA (International Energy Agency), “More Data, Less Energy”, il costo
degli sprechi energetici mondiali ammonta a ben 60 miliardi di euro all’anno, circa 80 miliardi di
dollari. Il riferimento è prevalentemente ai dispositivi come computer, stampanti, modem e
illuminazione, che rimangono sempre accesi o in standby negli uffici e nelle aziende, anche negli
orari di chiusura. La previsione è che entro il 2020 il problema peggiorerà, toccando i 120 miliardi
di dollari. Lo stesso rapporto, infine, calcola che, con accorgimenti tecnici ed un comportamento
corretto e più sostenibile, si risparmierebbero 600 TWh, l’equivalente di 200 centrali elettriche a
carbone chiuse, con una riduzione delle emissioni di Co2 pari a 600 milioni di tonnellate.
Tecnologie ed Innovazioni alla base
All’interno di ​#SmartME è stato realizzato il sistema ​Energy Saving Smart Building (ESSB)
applicato al contesto ​#SmartHome​. Il sistema ha l’obiettivo di ridurre il consumo di energia
elettrica delle apparecchiature elettrico/elettroniche (computer, stampanti, scanner, ecc.) ad esso
collegati, togliendo completamente l’alimentazione, quando entrano in fase di standby (inattività).
L’isolamento delle apparecchiature dall’alimentazione comporta anche una maggiore durata, in
quanto vengono mantenute sotto tensione per un tempo minore, e una maggiore protezione delle
stesse se si dovessero verificare degli sbalzi di tensione dovute, ad esempio, a scariche
atmosferiche. Anche la manutenzione delle stesse si riduce in quanto si riduce il tempo di utilizzo.
Il sistema implementa anche la funzione di accensione e spegnimento automatico
dell’illuminazione quando viene rilevata o meno la presenza del personale nell’ambiente di

6. installazione. Il sistema permette anche di monitorare gli assorbimenti elettrici di tutti dispositivi
(elettrici ed elettronici), ad esso connessi, per dare la possibilità, successivamente sulla base dei
dati raccolti, di ottimizzare l’uso dell’energia ed intervenire, ove possibile, alla rimodulazione dei
contratti di fornitura con il Gestore Elettrico. Il sistema è in continua evoluzione e si sta studiando di
implementare ulteriori funzioni, per dare la possibilità di intervenire anche sui consumi del
condizionamento e/o riscaldamento. Nello specifico, attualmente il sistema ESSB è composto da
un nodo “gestore” (Access Point) e da nodi/sistemi “satellite” che comunicano con il gestore via
Bluetooth, in una tipica configurazione di rete gerarchica “a stella” .
I sistemi satellite sono di due tipi:
Il primo tipo è adatto alla gestione di carichi relativi all’impiego di dispositivi IT (quali personal
computer, stampanti o altre apparecchiature elettroniche/informatiche) che, se non utilizzati per un
certo periodo di tempo, entrano nella condizione di ‘stand­by’. Il rilevamento di questa condizione
consente l’attivazione della procedura di spegnimento dei dispositivi, ovvero di una disconnessione
automatica dalla rete elettrica che li alimenta. Grazie ai progressi compiuti nelle diverse fasi di
avanzamento delle attività di ricerca e sviluppo prototipale di questo tipo di satellite, è possibile
oggi utilizzare lo stesso per il controllo degli impianti di riscaldamento/condizionamento, per i quali
è possibile stabilire accensione e spegnimento programmati o secondo precise condizioni
ambientali.
Il secondo tipo di satellite, invece, è adatto alla gestione dell’illuminazione. Esso consente di
accendere e spegnere l’illuminazione in maniera programmata, e di intervenire sull’intensità
luminosa in maniera automatica, stabilendo un livello di luminosità soprattutto in funzione delle
caratteristiche architetturali/ambientali. Ad esempio è possibile sfruttare ottimamente la luce
naturale con notevoli risparmi in termini di costi e riduzione delle emissioni inquinanti legate al
consumo di energia elettrica. A tal riguardo, un sensore regola automaticamente l’intensità
dell’illuminazione secondo l’apporto che viene dato sia dall’esterno (eventuali vedute) che dalle
lampade ubicate all’interno dei locali controllati. Il gestore è connesso alla rete, quindi ad Internet,
e pertanto è possibile interrogare e/o gestire i singoli sistemi satellite anche da remoto,
eventualmente con apposita App.
Prototipo #SmartME4Home
Benefici apportati
Il calcolo sui costi è stato impostato tenendo conto del costo medio del kWh pari a € 0,22 imposte
comprese. Il calcolo del risparmio è stato effettuato tenendo conto di 42 ore settimanali lavorative
(4 giorni da 9 ore più un giorno da 6). In realtà si verifica che delle linee vengono spente anche

7. durante le ore di lavoro (ad esempio quando il dipendente si allontana con permesso per più di 30
minuti). Questo calcolo, in ogni caso, non tiene conto dello spegnimento automatico
dell’illuminazione e, quindi, del relativo consumo risparmiato. ​L’ambiente interno all’Università di
Messina in cui è attualmente installato il sistema di eliminazione dello standby contiene 9 PC e 2
stampanti. Per la valutazione del risparmio ottenibile con una installazione più consistente, in quasi
tutti gli ambienti dell’Ateneo, è ragionevole ipotizzare un ufficio con una media di 3 PC ed una
stampante. In queste condizioni il risparmio medio annuale per ufficio potrebbe quantificarsi in
circa €60,00. Quindi, ad esempio, per 100 uffici si può ipotizzare un risparmio medio, di solo
standby, pari a circa €6.000,00 annuali (valore che potrebbe essere estrapolato per tutti gli uffici
dell’Ateneo). In questo calcolo non è stato preso in considerazione il risparmio dovuto allo
spegnimento automatico dell’illuminazione. Da studi preliminari, l’inclusione dei sistemi di
illuminazione e di condizionamento tra quelli gestiti dal sistema, porterà ad un aumento del
risparmio energetico di circa due ordini di grandezza. La sperimentazione e’ attualmente in corso
presso i locali del Centro Informatico di Ateneo.