PTC ThingWorx e SmartPatch, IoT e i sistemi di monitoraggio strutturale

PTC ha annunciato che SmartPatch, start-up che opera presso I3P, l’incubatore del Politecnico di Torino, finanziata dall’Unione Europea nell’ambito del programma Horizon 2020, ha utilizzato, per il suo innovativo sistema di monitoraggio di costruzioni e infrastrutture, la piattaforma IoT ThingWorx.

La soluzione per applicazioni di Structural Health Monitoring (SHM), sviluppata e brevettata da SmartPatch è wireless, a costo contenuto e semplice da implementare. Essa include un sensore intelligente realizzato in materiali compositi, un lettore/trasmettitore, un gateway, un modem e un servizio di storage e gestione dei dati sul cloud con un’avanzata interfaccia grafica che si avvale, appunto, della tecnologia Thingworx.
Ogni lettore è un’unità wireless ZigBee, che trasmette, attraverso una rete mesh wireless, i dati del sensore a un gateway locale. Il gateway invia i dati a un cloud server e riceve dallo stesso il comando di configurazione, via satellite o 3G. Il cloud server gestisce anche lo storage permanente dei dati e la visualizzazione sul browser Thingworx.

Il sistema concepito da SmartPatch è espandibile secondo le esigenze dell’utente e può contemplare un numero infinito di sensori: “Più gruppi di sensori possono essere installati e trasmettere ciascuno a un gateway, che s’interfaccia al cloud server attraverso ThingWorx”, spiega Marco Bonvino, uno dei tre fondatori di SmartPatch. “Ogni cluster, ossia ogni gruppo di sensori collegati a un gateway, pubblica autonomamente i dati sul browser, che quindi offre all’utente una visione completa del sistema”.

La soluzione di SmartPatch è molto semplice da applicare, sia su materiali da costruzione sia su strutture esistenti, grazie all’eccellente caratteristica d’adesione secondaria della resina epossidica con cui è realizzato il sensore stesso, completamente statico e facile da installare. La lettura via Rfid e la trasmissione dei dati in modalità wireless, inoltre, eliminano la necessità del cablaggio che, spesso, rappresenta il punto debole nelle installazioni sul campo di un estensimetro.
Tutti i parametri di correzione e identificazione sono conservati in una memoria permanente, dentro il sensore stesso.
Grazie allo storage dei dati sul cloud e all’interfaccia grafica è possibile monitorare, in tempo reale e in modo dettagliato, lo stato di salute delle strutture. Essendo integrati, in ogni punto di lettura, i sensori sismici, di deformazione, temperatura e inclinazione, si ottiene una rappresentazione a tutto tondo del punto misurato e un ambito ideale per l’interpretazione dei dati raccolti.
Usando la piattaforma PTC ThingWorx per la rappresentazione dei dati raccolti dal sistema SHM, SmartPatch può offrire agli utenti una GUI potente ed efficace.

“Thingworx rappresenta, a nostro avviso, la più completa piattaforma IoT disponibile sul mercato e la sua integrazione nelle soluzioni di progettazione di PTC è l’elemento chiave che consente di offrire una nuova visualizzazione grafica dei dati agli utenti del sistema SHM”, afferma Marco Bonvino. Thingworx s’interfaccia direttamente con il protocollo MQTT e il database Azure SQL, usati da SmartPatch. “Grazie a Thingworx, l’utente è libero di comporre un’interfaccia dinamica e personalizzata usando la library resa disponibile da Smartpatch”.

L’integrazione di Thingworx in PTC Creo consente poi di creare una visualizzazione 3D della struttura monitorata, implementando un modello 3D rotante. È possibile anche gestire i Big Data che il sistema SHM sarà in grado di raccogliere e integrarli in qualsiasi infrastruttura IT aziendale.
Con il sistema SHM di SmartPatch si possono monitorare ponti, tunnel, autostrade, dighe e altri edifici civili e industriali. “Costruttori, società di certificazione, agenzie statali per la sicurezza, così come ingegneri civili e professionisti del settore edile sono potenziali utenti del nostro sistema che, grazie alla tecnologia Thingworx, cambia radicalmente l’approccio ai dati e amplia i suoi campi d’applicazione, includendo tutte le strutture civili”.