Quando si parla di sviluppo software, firmware o IoT, è facile concentrarsi sul singolo componente: un’applicazione web, un firmware embedded, un dispositivo connesso o una piattaforma cloud.
Nella progettazione di un prodotto tecnologico, però, questi elementi non possono essere considerati separatamente.
Un sistema IoT efficace nasce dall’integrazione tra dispositivo, firmware, protocolli di comunicazione, servizi cloud, database, API e applicazioni software. Ogni livello deve essere progettato tenendo conto degli altri, perché una scelta architetturale fatta sul dispositivo può avere conseguenze sulla piattaforma cloud e, allo stesso modo, una decisione relativa al backend può influenzare protocolli, sicurezza e gestione degli aggiornamenti del firmware.
È questo l’approccio che adottiamo in EDALAB quando sviluppiamo soluzioni software e sistemi connessi.
Non partiamo dalla tecnologia da utilizzare, ma dai requisiti del prodotto: quali dati devono essere raccolti, come devono essere elaborati, quali dispositivi devono comunicare tra loro, quali utenti utilizzeranno il sistema, quali vincoli esistono in termini di prestazioni, sicurezza, consumi, connettività e scalabilità.
Da questi requisiti definiamo l’architettura e individuiamo le tecnologie più adatte.
Dalla raccolta del dato al controllo remoto: come si compone una piattaforma IoT
Uno dei principali vantaggi di lavorare su più livelli dello stack tecnologico è la possibilità di mantenere una visione complessiva dell’architettura.
Quando sviluppiamo un dispositivo connesso, ad esempio, il firmware non viene considerato come un elemento isolato. Deve essere progettato per gestire correttamente l’hardware disponibile, le periferiche, la comunicazione con sistemi esterni, gli aggiornamenti e le condizioni operative previste.
Lo stesso vale per il livello cloud.
Una piattaforma IoT deve poter ricevere, elaborare e archiviare grandi quantità di dati provenienti dai dispositivi, garantendo al tempo stesso affidabilità, sicurezza e possibilità di evoluzione.
Per questo lavoriamo sull’intera catena tecnologica:
dispositivo → firmware → connettività → backend → cloud → API → applicazione → dati
Ogni componente deve avere un ruolo preciso e deve poter comunicare con gli altri attraverso interfacce definite e coerenti.
I servizi di EDALAB comprendono quindi attività che vanno dallo sviluppo firmware e software embedded alla progettazione di backend, servizi cloud, API e piattaforme web, fino alla realizzazione di sistemi IoT completi.
Sviluppo software su misura per applicazioni industriali e tecnologiche
Non tutti i progetti possono essere risolti utilizzando software standard.
Quando il software deve interagire con hardware proprietario, macchinari, dispositivi embedded o infrastrutture esistenti, è spesso necessario sviluppare una soluzione specifica.
In questi casi lavoriamo sulla definizione dei requisiti e sulla progettazione dell’architettura software prima di procedere con lo sviluppo.
La scelta dell’architettura dipende dal contesto applicativo. Possiamo lavorare, ad esempio, su applicazioni web, servizi backend, API, sistemi distribuiti e componenti software destinati a essere eseguiti direttamente sul dispositivo.
L’obiettivo non è realizzare semplicemente un’applicazione che funzioni, ma costruire una base software che possa essere mantenuta ed evoluta nel tempo.
Questo aspetto è particolarmente importante nei progetti industriali, dove il software deve spesso convivere con prodotti che hanno un ciclo di vita molto più lungo rispetto a quello delle tecnologie consumer.
Per questo prestiamo particolare attenzione a:
- struttura e modularità del codice;
- definizione delle interfacce tra componenti;
- gestione degli errori;
- logging e diagnostica;
- sicurezza;
- aggiornabilità;
- test e validazione;
- manutenzione ed evoluzione del prodotto.
Lo sviluppo software su misura diventa così parte integrante della progettazione del prodotto, non una fase separata da affrontare successivamente.
Il firmware rappresenta il livello software più vicino all’hardware e, in molti prodotti, costituisce un elemento determinante per il funzionamento del sistema.
Quando sviluppiamo firmware, lavoriamo tenendo conto dei vincoli tipici dei sistemi embedded: risorse di memoria limitate, capacità di elaborazione, consumi energetici, gestione delle periferiche, tempi di risposta e affidabilità nel lungo periodo.
Il firmware può occuparsi del controllo delle periferiche, dell’acquisizione dei dati dai sensori, della gestione delle comunicazioni e dell’interazione con il resto dell’architettura.
Nei sistemi connessi diventa inoltre fondamentale progettare correttamente la gestione degli aggiornamenti. Un dispositivo installato sul campo deve poter essere mantenuto e aggiornato senza richiedere necessariamente un intervento fisico.
Per questo, quando il progetto lo richiede, consideriamo fin dalle prime fasi aspetti come firmware update, diagnostica remota, gestione delle configurazioni e monitoraggio del dispositivo.
I servizi di sviluppo firmware di EDALAB si inseriscono all’interno di questa visione più ampia, collegando il software embedded ai servizi cloud e alle applicazioni che utilizzano i dati prodotti dal dispositivo.
Progettazione e sviluppo di piattaforme IoT
Una piattaforma IoT deve fare molto più che raccogliere dati.
Deve gestire dispositivi, utenti, configurazioni, comunicazioni, dati e processi applicativi. Deve inoltre essere progettata per poter crescere insieme al numero di dispositivi collegati e alla quantità di informazioni generate.
Nel progettare una piattaforma IoT analizziamo quindi l’intero flusso dei dati.
Un dispositivo può acquisire una serie di parametri, elaborarli localmente e trasmettere le informazioni a un servizio remoto. Il backend deve ricevere questi dati, validarli e renderli disponibili ai servizi applicativi. Il sistema può quindi utilizzarli per visualizzazioni, notifiche, analisi, automazioni o integrazioni con altri software.
La progettazione dell’architettura deve tenere conto anche di ciò che succede quando la connettività non è disponibile, quando un dispositivo deve essere aggiornato o quando il numero di dispositivi aumenta.
Sono problemi tecnici che devono essere affrontati prima dello sviluppo, perché incidono direttamente sulla struttura della soluzione.
I servizi di EDALAB per l’IoT comprendono lo sviluppo dei diversi componenti software necessari a costruire questo ecosistema, con un approccio orientato all’integrazione tra edge, dispositivi e cloud.
Cloud e backend: trasformare i dati dei dispositivi in servizi
l cloud costituisce spesso il livello centrale di una soluzione IoT.
È qui che possono essere gestiti dispositivi e utenti, raccolti i dati, esposti servizi attraverso API e implementate le funzionalità che permettono di trasformare i dati grezzi in informazioni utilizzabili.
Nello sviluppo cloud non consideriamo soltanto la capacità di mettere online un’applicazione. L’architettura deve essere progettata in funzione dei carichi previsti, delle modalità di accesso ai dati, della sicurezza e delle necessità di manutenzione.
Per questo analizziamo aspetti come:
- architettura dei servizi;
- gestione e persistenza dei dati;
- API e integrazione con sistemi esterni;
- autenticazione e autorizzazione;
- logging e monitoraggio;
- gestione degli errori;
- scalabilità;
- deployment e aggiornamento dei servizi.
La tecnologia cloud deve essere una conseguenza dei requisiti del progetto, non un obiettivo in sé.
Il lavoro di EDALAB sullo sviluppo cloud si integra quindi con le attività di software engineering e sviluppo IoT, permettendo di costruire sistemi nei quali dispositivo e infrastruttura software sono progettati come parti dello stesso prodotto.
API e integrazione con sistemi esistenti
Una piattaforma raramente vive isolata.
In molti progetti il nuovo sistema deve comunicare con software già presenti nell’infrastruttura del cliente, sistemi gestionali, applicazioni web o servizi di terze parti.
Le API diventano quindi un elemento fondamentale dell’architettura.
Progettiamo le interfacce tra i diversi componenti considerando non solo le funzionalità necessarie nell’immediato, ma anche la possibilità di evolvere il sistema senza dover riscrivere le componenti già sviluppate.
Un’API ben progettata permette infatti di separare le responsabilità dei diversi sistemi e di rendere più semplice l’integrazione di nuove applicazioni o servizi.
Questo approccio è particolarmente importante quando una piattaforma IoT deve diventare parte di un ecosistema software più ampio.
Un progetto tecnologico efficace non inizia dalla scelta di un framework, ma dalla definizione dei requisiti. Prima di sviluppare, è necessario chiarire quali dati devono essere acquisiti, quali funzioni devono essere eseguite localmente e quali devono essere disponibili in cloud.
Un percorso di sviluppo strutturato comprende:
- Analisi dei requisiti: obiettivi, vincoli tecnici, utenti e contesto operativo.
- Progettazione dell’architettura: suddivisione dei componenti e definizione delle interfacce.
- Prototipazione: verifica delle ipotesi tecniche prima di estendere il sistema.
- Sviluppo: implementazione dei moduli software, firmware e cloud.
- Collaudo: test funzionali, integrazione e verifiche sul campo.
- Mantenimento: correzioni, aggiornamenti e nuove funzionalità.
EDALAB descrive questo approccio come un percorso che accompagna il progetto dall’analisi alla progettazione, allo sviluppo, al collaudo e all’assistenza post-rilascio.
Sicurezza, aggiornamenti e manutenzione devono essere progettati dall'inizio
Nei sistemi connessi la sicurezza non può essere aggiunta al termine dello sviluppo.
Un dispositivo collegato a una rete rappresenta un punto di accesso al sistema e deve essere considerato all’interno del modello di sicurezza complessivo.
Per questo, durante la progettazione, prendiamo in considerazione gli aspetti relativi all’autenticazione, all’autorizzazione, alla protezione delle comunicazioni, alla gestione delle credenziali e agli aggiornamenti del software.
Lo stesso principio vale per la manutenzione.
Un prodotto IoT può rimanere installato per anni. Nel corso del suo ciclo di vita possono cambiare requisiti, infrastrutture, protocolli o condizioni operative.
Progettare la possibilità di aggiornare firmware e software, diagnosticare eventuali problemi e monitorare il funzionamento dei dispositivi significa quindi ridurre la necessità di interventi sul campo e rendere il prodotto più gestibile nel tempo.
Un unico partner per software, firmware, cloud e IoT
Quando firmware, backend e applicazioni vengono sviluppati da soggetti diversi, l’integrazione può diventare una delle attività più complesse del progetto.
Il problema non riguarda soltanto la comunicazione tra i team. Riguarda soprattutto le decisioni architetturali: interfacce, protocolli, formati dei dati, gestione degli errori, sicurezza, aggiornamenti e modalità di diagnostica.
Il nostro approccio consiste nel considerare questi elementi all’interno di un’unica architettura tecnologica.
I servizi di EDALAB comprendono sviluppo software, firmware, cloud e piattaforme IoT, permettendoci di intervenire sui diversi livelli di un prodotto digitale e connesso.
Questo approccio è particolarmente adatto a progetti nei quali hardware e software devono essere sviluppati in stretta collaborazione e dove il risultato finale non è una singola applicazione, ma un sistema tecnologico completo
