Monitoraggio Ambientale Avanzato Tramite RETE WSN MESH

Descrizione:

Il monitoraggio continuo di sostanze potenzialmente tossiche e/o irritanti (0 persino ionizzanti) non può che avere benefici per l’ambiente costituendo una incontrovertibile e concreta tutela della salute dei cittadini. A tale scopo, valutiamo l’installazione di una rete di sensori con l’ingegnerizzazione di un sistema di controllo in grado di monitorare le principali grandezze ambientali e di fornire un segnale di warning qualora uno dei parametri sotto osservazione dovesse superare il livello massimo consentito dalle normative vigenti.
Le reti radio di sensori costituiscono una famiglia molto vasta di sistemi che possono differenziarsi in numerosi aspetti, pur presentando alcune similarità nelle caratteristiche principali. L’elemento di base di tali reti è il “nodo sensore,” termine generico con cui si indica un insieme di dispositivi estremamente versatili e dalle dimensioni generalmente ridotte, studiati principalmente allo scopo di permettere l’osservazione del mondo fisico.
L’interconnessione di tali nodi per mezzo di tecnologie radio, unitamente allo sviluppo di un’architettura protocollare che consenta la cooperazione tra le diverse entità, amplifica
esponenzialmente le capacità dei singoli elementi e apre la strada ad un insieme vastissimo di nuove applicazioni. Tuttavia, la realizzazione di questi scenari richiede la risoluzione di numerosi problemi che sono oggetto di studio da parte di molte università ed enti di ricerca di tutto il mondo.
Una rete radio di sensori, o WSN (Wireless Sensor Network) è fondamentalmente costituita da punti di “raccolta” dati detti “nodi”. Un nodo può essere costituito da uno o più sensori in grado di
acquisire e misurare grandezze di varia natura come umidità, pressione, intensità luminosa etc.
La comunicazione tra nodi sensori si realizza tipicamente per mezzo di segnali radio con modulazioni ben consolidate e di bassa complessità. Per limitare ulteriormente il costo finale del dispositivo, la modulazione radio avviene normalmente nelle bande comprese tra gli 868-870 MHz o nelle bande ISM (Industrial Scientific Medical) attorno ai 900 MHzeai 2,4 GHz, per le quali non è richiesta licenza governativa.

Oltre all’hardware, la piattaforma deve ospitare il software necessario a gestire la comunicazione tra i diversi nodi e a realizzare i servizi più avanzati. Le peculiarità delle reti di sensori e le caratteristiche dei nodi rendono difficilmente riutilizzabile il software disponibile in commercio e richiedono lo sviluppo di soluzioni progettate appositamente per la piattaforma utilizzata e per la specifica applicazione da realizzare. Questa argomentazione vale anche per il sistema operativo, a cui è richiesto di soddisfare i seguenti requisiti:
– Ottimizzazione delle risorse di memoria;
– Basso consumo di energia durante l’acquisizione e la trasmissione dei dati;
– Consumo quasi nullo durante lo stato di inattività (idle);
– Gestione della concorrenza (accesso simultaneo di più thread alla stessa risorsa);
– Supporto efficiente (in termini di consumo energetico) ai protocolli di rete;
– Facile accesso alle funzionalità di basso livello della piattaforma per mezzo di interfacce astratte.
Si ritiene anche opportuna l’installazione di una rete di sensori per il gas RADON da installare nel centro storico di Gasperina dove buona parte delle abitazioni sono costituite da vecchie strutture in muratura e quindi potenzialmente caratterizzate da una modesta duttilità (capacità di un elemento strutturale di sviluppare deformazioni in campo plastico senza una sostanziale riduzione della capacità resistente).
Il Radon è un gas chimicamente inerte, monoatomico, inodore, incolore ed insapore, otto volte più pesante dell’aria. Da qualche anno nelle Geoscienze, si usano tecniche basate sul monitoraggio del radon per cercare di prevedere i terremoti ed anche eruzioni vulcaniche. In diversi studi, sono state osservate variazioni di concentrazione di Radon, in relazione agli eventi sismici, nel suolo, nelle acque sotterranee, e nell’atmosfera. In occasione dello spaventoso terremoto di Kobe del 1995, la concentrazione di radon atmosferica misurata è aumentata in modo esponenziale a partire da due mesi prima della scossa principale.
I recenti studi confermano e rafforzano le ipotesi che il monitoraggio a lungo termine della concentrazione di radon atmosferici, ed il rilevamento delle anomalie contribuiscano concretamente alla previsione dei terremoti.

Il monitoraggio ambientale sull’inquinamento dovuto a sostanze potenzialmente tossiche e/o irritanti ( o persino radioattive) non può che avere benefici per l’ambiente costituendo una incontrovertibile e concreta tutela della salute dei cittadini.
Inoltre, bisogna anche considerare che nel contesto della tutela ambientale, le WSN possono essere utilizzate per rivelare tempestivamente incendi boschivi, oppure per monitorare  l’inquinamento di falde acquifere, e generici siti dove si sospettano reati di realizzazione e gestione di discarica non autorizzata e stoccaggio di rifiuti senza autorizzazione.