Soluzione tecnica

La tecnologia del gadget può essere basata su un dispositivo IoT di tipo ESP32 che integra un ricetrasmetittore Bluetooth BLE.

Ogni dispositivo si configura come server e si pone in stato di “Advertising” segnalando quindi la sua presenza a tutti gli altri BLE presenti nel campo vicino.

Contemporaneamente ogni dispositivo attiva anche la funzione di “Scanner” identificando tutti i dispositivi in “Advertising” nel campo vicino. Per ogni dispositivo identificato viene anche misurato il parametro RSSI (Received Signal Strenght Indicator) che fornisce, in decibel, la potenza del segnale ricevuto.

La potenza del segnale ricevuto è proporzionale alla distanza, ed essendo tutti i dispositivi uguali, non è necessario conoscere la potenza trasmessa per determinare la distanza ma è sufficiente tarare la soglia in base alle caratteristiche del dispositivo.

Nel grafico seguente è mostrata una misura effettuata su 3 dispositivi Wemos Lolin32 in Advertising da parte di un quarto dispositivo uguale in Scanner.

I dispositivi sono identificati dalle ultime due cifre del mac-address, la distanza è espressa in metri e la RSSI è espressa in Decibel.

Si vede come ponendo una soglia intorno ai 65 Db è possibile determinare in modo affidabile la distanza di un metro. Per rendere più stabile la misura sarà opportuno introdurre una isteresi di circa 10 Db (Soglia inferiore 60 Db, Soglia superiore 70 Db).

Il principio di funzionamento è analoga alla ben nota app Immuni con la differenza che mentre quest’ultima fa un backtracking (memorizzazione degli eventi e ricerca a posteriori) l’applicazione proposta opera in tempo reale.

Per arricchire il progetto, anche in relazione agli obiettivi di competenze di 4/5 Informatica si potrebbe sfruttare la presenza nell’ESP32 del canale WiFi.

Ogni nodo, oltre al collegamento peer-to-peer con gli altri nodi via Bluetooth potrebbe essere collegato ad un Message Broker locale che raccolga i dati rilevanti (eventi di avvicinamento eccessivo con mac-address del nodo e timestamp dell’evento) in modo da poter fare un backtracking degli eventi di esposizione al rischio.

Per una completa presentazione dell’idea è anche necessario progettare il contenitore che renda “indossabile” il dispositivo.

Si può orientare la progettazione in varie direzioni come ad esempio gadget in stile orologio da polso oppure spille applicabili ai vestiti o anche pendagli.

Dal punto di vista della realizzazione dei contenitori si possono pensare prototipi basati sui componenti Lego Technic, su tecnologie di stampa 3D, taglio laser, tecnologie miste o anche contenitori commerciali.

Nelle seguenti immagini sono illustrate soluzioni tipiche con queste ipotesi per altri dispositivi.

Orologio da polso realizzato con componenti Lego TechnicSpilla magnetica applicabile ai vestiti con soluzione mista: taglio laser + stampa 3DContenitore commerciale collegabile ad un collare (M5Stack)