Internet of Air
Rete mesh wireless autonoma per la connettività in aree montane e rurali
per le aree
montane e rurali
Una rete che si estende da sola: ogni nodo connesso diventa punto di propagazione per i vicini, senza pianificazione centralizzata e senza rete elettrica.
Internet of Air — POR Piemonte FESR 2014/2020, Bando PRISM-E, luglio 2020 – dicembre 2022 — ha riunito Emisfera Società Cooperativa, Hal Service S.r.l., TOP-IX e Saet per prototipare una rete wireless mesh energeticamente autonoma, installabile senza competenze tecniche specializzate, pensata per le vallate alpine piemontesi dove le reti convenzionali non arrivano.
affrontato
Nelle vallate alpine piemontesi, alpeggi, frazioni, piccole aziende agricole e strutture turistiche si trovano oltre la soglia di raggiungibilità economica delle reti in fibra o FWA. Le architetture tradizionali richiedono che ogni utente sia collegato direttamente a un punto di distribuzione: quando la distanza è eccessiva o il terreno interrompe la linea di vista, l'investimento non viene fatto. Il divario digitale si è aggravato con l'accelerazione della digitalizzazione post-pandemia e con la diffusione del lavoro a distanza, rendendo urgente un modello alternativo.
ottenuti
- Prototipo funzionante di rete mesh wireless testato in ambiente outdoor montano presso il Rifugio Pastore, con throughput misurato di 400 Mbit/s a 30 metri, 250 Mbit/s a 40 metri e circa 100 Mbit/s a 50 metri — ampiamente superiori al requisito di 30 Mbit/s per utente.
- Auto-configurazione della rete verificata sul campo: aggiungendo un quarto nodo a una topologia di tre dispositivi attivi, il nuovo nodo ha rilevato autonomamente la rete, si è unito alla topologia mesh e ha esteso la copertura senza alcuna configurazione manuale.
- Impianto energetico autonomo validato con pannelli fotovoltaici, batterie LFP e regolatori MPPT, con consumi dei nodi compatibili con l'autonomia richiesta anche in condizioni di irraggiamento ridotto.
- Monitoraggio energetico out-of-band implementato tramite LoRaWAN, senza sovraccaricare la banda dati principale della rete mesh.
applicate
- Wi-Fi 6 (802.11ax) su schede Compex HK01.2 con processore Qualcomm Atheros IPQ8074A, con tecniche MIMO e beamforming per massima portata e resistenza alle interferenze.
- Firmware OpenWRT — sistema operativo open source per dispositivi di rete embedded con configurazione granulare di routing e parametri radio.
- LoRaWAN per il monitoraggio energetico fuori banda: sensori basati su ESP32-SolarKit, Arduino Nano 33 IoT e Raspberry Pi Zero W trasmettono le letture verso un gateway LoRa.
- Backend containerizzato con Docker e Kubernetes, con sistema di caching predittivo dei contenuti per ridurre il traffico verso i gateway Internet.
future
Il prototipo apre prospettive su più dimensioni: consolidamento del firmware con aggiornamento dei driver radio, ottimizzazione degli algoritmi di routing per reti autorganizzanti con molti nodi, e applicazioni che vanno oltre la connettività — monitoraggio ambientale distribuito, gestione di infrastrutture critiche in zone remote, IoT per l'agricoltura di precisione e controllo idrogeologico. Tutti contesti in cui la stessa architettura può essere reimpiegata con adattamenti limitati, in convergenza naturale con le competenze LoRaWAN sviluppate nel progetto SAFE.
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