Comunicazione Machine-to-machine (M2M): definizione, caratteristiche e vantaggi

La comunicazione machine-to-machine, abbreviata in M2M, indica lo scambio automatico di informazioni tra terminali in assenza di interazione manuale umana. Questa tecnologia trova applicazione in diversi ambiti, dal monitoraggio, controllo o comando di macchine e dispositivi automatici all’indicizzazione di siti web da parte dei motori di ricerca.

Le macchine intelligenti possono scambiarsi informazioni senza l’interazione umana o persino coordinare ed eseguire azioni. In questo articolo vi illustriamo i fondamenti della comunicazione M2M: come è nata, come funziona, quando e dove viene utilizzata. Scoprirete inoltre quali sono i vantaggi che questa tecnologia offre alla vostra azienda.

Il concetto di machine-to-machine comprende un’ampia gamma di accezioni; le varie definizioni si concentrano perlopiù su aspetti parziali, tralasciando spesso altri aspetti di primaria importanza.

Nonostante generalmente non si verifichi alcun intervento umano, non si esclude che possa esservi una limitata interazione umana. Altre definizioni di M2M si concentrano sugli aspetti tecnici e sul funzionamento della comunicazione. Machine-to-machine descrive pertanto un dispositivo che rileva un evento e lo trasmette a un’applicazione tramite una rete. Tale applicazione ha il compito di tradurre l’evento trasmesso in un’informazione comprensibile.

Lo scambio di informazioni tra macchine ha iniziato a essere utilizzato all’inizio del XX secolo. All’epoca, le informazioni venivano trasmesse tuttavia esclusivamente tramite collegamenti cablati. Alla fine degli anni Venti si è sviluppata la telemetria che consentiva la trasmissione di valori misurati da un sensore a un sistema di elaborazione dati collocato in un ambiente separato mediante l’utilizzo di onde radio.

Negli anni successivi, gli sviluppi tecnici di telegrafo, telefono, radio e televisione hanno ispirato il matematico Claude Shannon a elaborare il suo modello matematico della comunicazione. Nel tentativo di ridurre il rumore di sottofondo, Shannon ha posto la prima pietra per una trasmissione di dati più chiara e per il successivo sviluppo della comunicazione machine-to-machine.

Nella seconda metà del XX secolo, altre pietre miliari della comunicazione M2M furono lo sviluppo del riconoscimento della persona chiamante e la lettura automatica dei contatori. Già alla fine del XX secolo, ma soprattutto nel XXI secolo, la comunicazione radiomobile e la connessione Internet senza fili hanno impartito una forte accelerazione allo sviluppo della tecnologia machine-to-machine. Oggi nella nostra vita abbiamo così spesso a che fare con macchine che comunicano automaticamente le une con le altre, che non ci facciamo nemmeno più attenzione.

Lo scopo principale della comunicazione machine-to-machine è raccogliere dati e trasmetterli a una rete. Inoltre, attraverso la cronologia degli eventi, nell’ambito della comunicazione tra macchine possono anche essere eseguite automaticamente determinate azioni.

Affinché le macchine possano ottimizzare le loro procedure operative, è anche possibile ricorrere all’arte del machine learning. Questo impiego della tecnologia M2M è strettamente collegato all’intelligenza artificiale e costituisce il fondamento dell’Internet of Things.

Per comprendere questa tecnologia è utile conoscerne le caratteristiche fondamentali. Tutti i sistemi machine-to-machine sono costituiti dai tre componenti principali che illustriamo di seguito.

Il punto finale dei dati è il sistema i cui dati devono essere trasmessi o monitorati. Può trattarsi di un distributore automatico che invia le informazioni sulle giacenze a un sistema centrale, di un apparecchio di misurazione che rileva i dati meteorologici o di un apparecchio medicale che trasmette i dati sanitari dei pazienti. I punti finali dei dati sono di fatto dei microsistemi computerizzati, ossia degli emittenti, che sono collegati a un dispositivo ricevente.

Una rete per la comunicazione M2M può essere formata da numerosi punti finali dei dati e dai rispettivi terminali. I punti finali dei dati inviano le informazioni desiderate alla rete, da dove le informazioni vengono trasmesse al punto di integrazione dei dati. Inoltre, i singoli punti finali dei dati possono comunicare gli uni con gli altri attraverso la rete.

Per trasmettere i dati da una macchina all’altra, esistono diverse reti di comunicazione. Tra queste figurano ad esempio le reti radiomobili, le reti WLAN o le connessioni Internet via cavo, così come le conosciamo nella vita di tutti i giorni. Esistono tuttavia anche diverse altre possibilità tecniche per trasferire i dati, che vengono utilizzate soprattutto per le applicazioni dell’Internet of Things:

• La tecnologia RFID (Radio frequency identification) permette lo scambio di dati senza contatto attraverso le onde elettromagnetiche e viene utilizzata soprattutto nella logistica. La RFID viene utilizzata inoltre per l’identificazione degli animali e per le carte di pagamento.
• Sulla RFID si basa anche la tecnologia di prossimità NFC, molto diffusa per i pagamenti senza contatto, i controlli degli accessi senza supporto cartaceo, l’autenticazione a due fattori e molto altro. Esistono persino app e giochi per smartphone che utilizzano le trasmissioni NFC per comunicare con gli utenti.
• Anche il Bluetooth trova impiego nell’Internet delle cose. Con l’ausilio di questa tecnologia è possibile trasferire rapidamente i dati nella cosiddetta rete Pico. Il Bluetooth non si usa quindi solo per inviare foto e video, ma anche nell’ambito della smart home (ad es. per riprodurre musica) o negli impianti stereo delle auto. Nell’ambito della tecnologia medica, il Bluetooth svolge una funzione importante inoltre per gli apparecchi acustici, le protesi o per il monitoraggio della glicemia.

La macchina che riceve le informazioni viene denominata punto di integrazione dei dati. Contrariamente ai punti finali dei dati, nella rete è solitamente presente un solo DIP. Può trattarsi di un server, di una centrale che monitora i valori misurati, oppure del crawler di un motore di ricerca che estrae dati da molteplici siti web.

Capire il funzionamento tecnico della M2M è utile soprattutto qualora si abbia a che fare con questa tecnologia in ambito professionale. Le sue funzioni e applicazioni sono così vaste che risulta difficile delinearne un quadro completo. Di seguito scoprirete più in dettaglio le caratteristiche e i vantaggi della comunicazione machine-to-machine.

La comunicazione M2M si caratterizza, tra le altre cose, anche per il basso consumo di energia, che aumenta l’efficienza dei sistemi durante lo scambio dei dati. Un gestore di rete si occupa di pacchetti di assistenza. Questi comprendono spesso funzioni di monitoraggio che permettono agli utenti di mantenere sempre il controllo sugli eventi importanti. Le trasmissioni dei dati all’interno della rete possono subire ritardi nel caso in cui si verifichi l’invio contemporaneo di dati con priorità superiore.

In alternativa, l’utente può stabilire le tempistiche delle trasmissioni dei dati utilizzando un timer, oppure è possibile fare in modo che piccole quantità di dati vengano trasmesse costantemente. Nella logistica esiste persino la possibilità di programmare le macchine in base alla loro posizione e avvisarle o attivarle quando si trovano in una determinata zona.

L’Istituto Europeo per gli Standard nelle Telecomunicazioni (ETSI) persegue l’obiettivo di creare standard internazionali per le tecnologie dell’informazione e della comunicazione. L’ETSI definisce i seguenti requisiti per i sistemi machine-to-machine:

• Scalabilità: il sistema deve funzionare in modo efficiente anche dopo l’aggiunta di altri dispositivi collegati.
• Anonimato: il sistema deve essere in grado di nascondere l’identità dei dispositivi.
• Protocolli: i sistemi M2M devono poter registrare le installazioni non riuscite, le anomalie o i dati errati e conservare le registrazioni per la consultazione successiva.
• I principi della comunicazione machine-to-machine corrispondenti al funzionamento sopra illustrato devono essere rispettati.
• Metodi di trasmissione: i sistemi devono supportare diversi metodi di trasmissione, come Unicast, Anycast, Multicast e Broadcast, e poter passare dall’uno all’altro per ridurre il carico della trasmissione dati M2M.
• Pianificazione della trasmissione di informazioni: il sistema deve essere in grado di definire dei punti temporali per la trasmissione dei dati, nonché di gestire o di ritardare le comunicazioni in base alla loro priorità.
• Scelta del canale di comunicazione: i canali di comunicazione all’interno del sistema machine-to-machine devono essere ottimizzati sulla base di regole inerenti gli errori di trasmissione, i ritardi e i costi di rete.

Oltre a canali di comunicazione più rapidi e alla possibilità di pianificare nel tempo le trasmissioni dei dati, la comunicazione machine-to-machine offre anche altri vantaggi. Tra questi figurano il comando a distanza dei dispositivi, una minore necessità di manutenzione, la prevenzione dei guasti e, di conseguenza, la riduzione dei costi. La machine-to-machine offre inoltre nuove aree di attività per i servizi IT e permette di migliorare il servizio di manutenzione e assistenza ai clienti nei rami d’attività già esistenti.

Un vasto ambito di impiego dell’M2M è la logistica. Qui la tecnologia viene utilizzata ad esempio per il comando a distanza. Un distributore automatico può così comunicare al reparto vendite che un articolo sta per esaurirsi e permetterne il tempestivo riassortimento. Ma non solo, la machine-to-machine si impiega infatti anche per la gestione delle giacenze, nei magazzini e per il monitoraggio delle catene di fornitura.

I fornitori di energia elettrica utilizzano la comunicazione machine-to-machine per leggere i valori dei contatori e calcolare i costi. Inoltre, sulla base dei dati misurati possono monitorare il funzionamento di tutti gli apparecchi rilevanti e assicurare la fornitura energetica. In ambito medico, grazie alla tecnologia M2M i medici possono monitorare in tempo reale il battito cardiaco e altri segni vitali del paziente anche a distanza.

Per eseguire pagamenti mobile si ricorre a una combinazione di Internet of Things, intelligenza artificiale e apprendimento automatico. Sempre più utenti fanno uso di questa tecnologia tramite e-wallet come Google Wallet o Apple Pay. Esistono inoltre molteplici possibilità di impiego dell’M2M nelle smart home, ad esempio per comandare l’illuminazione, accendere o spegnere gli elettrodomestici o ricevere automaticamente la lista della spesa.

Il marketing online è strettamente legato alla comunicazione M2M. Come già detto, il crawling dei siti web da parte dei motori di ricerca è un esempio di M2M.

Ma questa tecnologia è importante anche per gli annunci a pagamento sui social network o sui motori di ricerca: in questo caso gli algoritmi scelgono determinate opzioni da un vasto database di possibilità. Per farlo, comunicano con macchine che forniscono loro questi dati. Può trattarsi ad esempio di annunci che inserite nel vostro account Google Ads oppure del server che ospita il vostro sito web.

Anche quando utilizziamo i servizi web per fare acquisti online, guardare un film o fissare un appuntamento, stiamo utilizzando la comunicazione machine-to-machine. Nell’ambito di questi processi, client e server inviano e ricevono continuamente richieste e risposte.

I liberi professionisti o le piccole imprese utilizzano la machine-to-machine nella propria quotidianità lavorativa perlopiù sotto forma di application server. Si tratta di una parte di una rete client-server attraverso la quale il datore di lavoro e i suoi dipendenti o clienti accedono direttamente a programmi come Microsoft Office o ai programmi di gestione degli indirizzi. Gli application server permettono inoltre alle aziende di eseguire transazioni, scambiare dati, gestire database oppure ospitare un proprio server web.

Per tutte queste funzioni esistono programmi speciali installabili sul server. A un server per lo scambio dei dati potete inoltre accedere con grande facilità tramite il PC, come se si trattasse di una cartella aggiuntiva. L’unico requisito è la presenza di un collegamento alla rete del server.