Cos’è e a cosa serve un Middleware
Nel complesso scenario informatico che stiamo vivendo esistono numerosi termini tecnici che spesso confondono anche gli stessi addetti ai lavori. In questo articolo affronteremo la differenza tra firmware e middleware contestualizzando i loro ambiti d’azione e i loro ruoli all’interno della tecnologia moderna e delle soluzioni IoT.
Significato e differenze tra Firmware e Middleware
Prima di analizzare la differenza tra Firmware e Middleware (due tipologie di software) è importante partire dalla differenza tra Hardware e Software, nettamente più semplice rispetto a quello che vedremo in seguito.
Hardware
In ambito IoT, ma in generale in qualsiasi ambito, il termine hardware fa riferimento a tutta la componente fisica dei dispositivi / oggetti connessi a Internet. Fanno parte dell’hardware IoT tutti i sensori, gli attuatori, i processori, ecc… che compongono oggetti come videocamere di sicurezza, lampadine smart, dispositivi per il monitoraggio sanitario e molto altro ancora. Questi dispositivi hardware sono progettati per raccogliere dati dal mondo fisico e trasmetterli tramite connessione Internet a una Piattaforma IoT o a un’applicazione in cloud.
Alcuni esempi di hardware IoT:
- Termostati intelligenti – oggetti, dotati di sensori di temperatura e umidità, in grado di regolare automaticamente la temperatura in funzione delle preferenze dell’utente
- Sensori di movimento – dispositivi ampiamente utilizzati in ambito sicurezza domestica e nell’automazione per attivare luci o telecamere quando rilevano movimenti
- Smart locks – serrature intelligenti, dotate di hardware IoT, in grado di aprirsi e chiudersi in base al comando ricevuto dall’utente da remoto, tramite smartphone o tablet
Software
Comprende programmi, sistemi operativi e applicazioni che consentono ai dispositivi connessi di raccogliere, analizzare e condividere informazioni con altri dispositivi o con piattaforme cloud. È essenziale per garantire che i dispositivi possano svolgere funzioni specifiche, inoltre, il software IoT include anche applicazioni e dashboard che consentono agli utenti di monitorare e controllare i dispositivi IoT anche da remoto.
Alcuni esempi di software IoT:
- Piattaforme IoT – utilizzate per la gestione dei dispositivi connessi, consentono di configurare, monitorare, aggiornare e raccogliere dati da una rete di dispositivi IoT
- Applicazioni mobili – consentono agli utenti di interagire con gli oggetti smart tramite smartphone e tablet per effettuare monitoraggio e controllo da remoto in tempo reale
- Sistemi operativi – pensati per dispositivi IoT più complessi come i gateway che possono eseguire sistemi operativi specifici per gestire l’elaborazione dei dati e le comunicazioni tra i dispositivi
Detto questo, così come per l’hardware, esistono diverse tipologie di software ognuna con le sue caratteristiche e funzionalità; tra queste rientrano il Firmware e il Middleware.
Firmware
Tipologia di software permanente e integrato direttamente nei dispositivi connessi. In ambito IoT è particolarmente significativa in quanto contiene istruzioni essenziali per il funzionamento del dispositivo, come i comandi di controllo, le configurazioni di base e i driver di dispositivo specifici. Inoltre, include aggiornamenti remoti per garantire che il dispositivo funzioni correttamente nel tempo.
Alcuni esempi di firmware IoT per oggetti connessi:
- Lampadina intelligente – firmware per regolare l’intensità luminosa e il colore in funzione della luce naturale o delle esigenze / preferenze degli utenti
- Termostato smart – controllo della temperatura, delle programmazioni e della connettività Wi-Fi per migliorare l’efficienza energetica
- Dispositivo di monitoraggio della salute – gestione delle funzionalità di rilevamento del battito cardiaco, del sonno, delle attività fisiche e altro. Questo firmware è essenziale per garantire l’accuratezza delle misurazioni.
Middleware
Insieme di software che si trovano tra il sistema operativo dei dispositivi IoT e le applicazioni software. Serve da intermediario per facilitare la comunicazione e lo scambio di dati tra i dispositivi connessi e le piattaforme IoT. Nell’IoT, dove una vasta gamma di dispositivi eterogenei e protocolli di comunicazione possono essere coinvolti, il middleware è fondamentale.
Nel capitolo seguente andremo ad analizzare alcune tipologie di middleware in ambito Internet of Things.
Tipologie ed esempi pratici di Middleware
Approfondendo ulteriormente il tema del Middleware, all’interno di questa tipologia di software ne esistono altri, ognuno di essi con le proprie caratteristiche e funzionalità. Di seguito qualche esempio compreso di applicazione pratica:
Message-Oriented Middleware (MOM)
Progettato per supportare la comunicazione asincrona tra le applicazioni all’interno di un sistema distribuito. La sua funzione principale è consentire agli oggetti software di scambiarsi messaggi senza richiedere una connessione diretta tra mittente e destinatario. Inoltre, il MOM gestisce la persistenza dei messaggi e la loro consegna, migliorando l’affidabilità delle comunicazioni.
Esempio Pratico: Un esempio di utilizzo di MOM potrebbe essere in un sistema di notifica di aggiornamenti software. Quando un nuovo aggiornamento è disponibile, il server invia un messaggio alla coda di notifica, e i dispositivi client lo ricevono e lo installano quando sono pronti, senza interrompere le loro attività principali.
Middleware a oggetti
Consente a oggetti software distribuiti di comunicare tra loro attraverso un’interfaccia definita; questo approccio facilita l’interazione tra i componenti software distribuiti in modo trasparente e semplifica lo sviluppo di applicazioni. Inoltre, il middleware gestisce le complessità della comunicazione, compresa la serializzazione e la deserializzazione dei dati.
Esempio Pratico: Un’applicazione di automazione domestica potrebbe utilizzare il middleware a oggetti per consentire a dispositivi come luci, termostati e telecamere di comunicare tra loro in modo coerente. Gli sviluppatori possono interagire con questi dispositivi come se fossero oggetti locali, semplificando il controllo e il monitoraggio.
Middleware di sicurezza IoT
Considerato un componente critico nell’ambito dell’Internet of Things, il middleware di sicurezza IoT ha il compito di garantire la protezione dei dati e dei dispositivi connessi affrontando sfide come l’autenticazione, la crittografia e la gestione delle chiavi.
Esempio Pratico: In un’applicazione di monitoraggio medico IoT, il middleware di sicurezza IoT garantisce che i dati dei pazienti siano crittografati durante la trasmissione e che solo gli operatori autorizzati abbiano accesso a tali dati. Inoltre, può gestire l’autenticazione dei dispositivi medici per garantire l’integrità delle misurazioni.
Vantaggi di un Middleware
Per concludere, utilizzare un Middleware all’interno dei propri progetti può essere molto vantaggioso non solo per la gestione efficiente e ottimizzata dei dati ma anche perché consente di aumentare l’interoperabilità e la scalabilità delle soluzioni IoT.
Interoperabilità - facilita la comunicazione tra dispositivi e applicazioni indipendentemente dalle loro differenze tecnologiche.
Scalabilità - semplifica la gestione degli oggetti connessi garantendo che i dispositivi possano essere facilmente aggiunti o rimossi dalla rete.
Gestione dei dati - migliora la raccolta, l’elaborazione e la trasmissione dei dati offrendo anche strumenti per l’archiviazione e l’analisi.
Sicurezza - introduce funzionalità di sicurezza come l’autenticazione, la crittografia e l’autorizzazione per proteggere i dati e prevenire l'accesso non autorizzato.
Gestione remota - consente di efficientare la gestione remota dei dispositivi permettendo di aggiornare il firmware, monitorare lo stato e configurare alcuni parametri.
Integrazione con piattaforme cloud - semplifica la connessione dei dispositivi IoT a piattaforme cloud per l'elaborazione e l'analisi dei dati.
Agilità nello sviluppo - possibilità di concentrarsi sulla logica dell'applicazione invece di dover scrivere codice personalizzato per la gestione delle comunicazioni e dei dati.