Internet of Batteryless Things

L’Internet of Things (IoT) è una rete di oggetti e dispositivi connessi a Internet, dotati di sensori che consentono loro di trasmettere e ricevere dati da e verso altri oggetti o sistemi. Nel prossimo futuro, i dispositivi al centro del IoT saranno invisibili, intelligenti, longevi e privi di manutenzione. Nonostante i significativi progressi degli ultimi due decenni, c’è un ostacolo che si frappone alla realizzazione dei dispositivi IoT di prossima generazione: la batteria. Infatti, l’approvvigionamento energetico dei sensori IoT presenta una sfida critica, non solo a causa della difficoltà di fornire fonti di alimentazione ai dispositivi, ma anche perché l’aumento del numero di dispositivi sta portando a un significativo aumento del consumo totale di energia. Supponendo che ogni batteria del sensore possa durare 10 anni, l’attuale numero di dispositivi comporterebbe 274 milioni di sostituzioni di batterie giornaliere. In questa ricerca affrontiamo il problema della sostenibilità nelle reti di sensori da più prospettive. In primo luogo, presentiamo come la sostituzione delle batterie tradizionali con condensatori e l’integrazione di sistemi di raccolta energetica possano creare soluzioni green e senza manutenzione adatte all’implementazione in aree remote. La nostra indagine spazia tra vari metodi di raccolta energetica, inclusi pannelli fotovoltaici per la luce ambientale e raccoglitori piezoelettrici per la cattura dell’energia delle vibrazioni. In secondo luogo, esploriamo l’implementazione di algoritmi di trasmissione adattivi per migliorare le prestazioni dei sensori IoT senza batteria. In particolare, consideriamo le tecnologie Bluetooth Low Energy (BLE) e Long Range (LoRa) e la pianificazione ottimale delle trasmissioni dei frame in funzione della disponibilità energetica. Combinando queste innovazioni, miriamo a spianare la strada per ecosistemi IoT sostenibili, minimizzando l’impatto ambientale garantendo al contempo un funzionamento affidabile e autonomo dei nodi sensori.

 A cura di: Antonino Pagano (UNIPA, CNIT), Roberto La Rosa (STMicroelectronics), Daniele Croce (UNIPA, CNIT), Fabrizio Giuliano (UNIPA, CNIT), Ilenia Tinnirello (UNIPA, CNIT, UNICT).

Questa attività è correlata alle seguenti missioni Horizon Europe:

1. Adattamento ai cambiamenti climatici
2. 100 città intelligenti e a impatto climatico zero entro il 2030

Questa attività è correlata ai seguenti SDG (Sustainable Development Goals):

SDG 7 Garantire l’accesso all’energia a prezzo accessibile, affidabile, sostenibile e moderna per tutti
SDG 8 Promuovere una crescita economica duratura, inclusiva e sostenibile