Sviluppo di un sistema di supervisione e controllo automotive basato su tecnologia palmare

~ 2 ~ 
 
nel settore embedded vi è stato un periodo di stagnazione tecnologica: ciò giustifica lo 
scalpore che il primo iPhone Apple, presentato nel luglio 2007, diede nei media di tutto 
il mondo. In realtà iPhone non introduce nessuna novità dal punto di vista funzionale, il 
paradigma progettuale si sposta dal “cosa fa” al “come lo fa”, in ciò risiede l‟essenza 
del suo successo e questo obiettivo è stato raggiunto con un‟interfaccia touch realmente 
curata e fruibile. Tale interfaccia in realtà era tecnologicamente fattibile da anni, ma mai 
nessuno ha avuto il coraggio o la lungimiranza di investirvi con convincimento. Nel 
versante del mercato, si è potuto costatare come questo cambio filosofico sia stato 
accolto con entusiasmo dagli utenti. Altro esempio è rappresentato dal successo della 
console video ludica di Nintendo sia quello desktop WII che quella portatile DS, che 
nonostante una capacità hardware inferiore alle concorrenti, hanno come punto di forza 
oltre alla particolare tipologia d‟iterazione dell‟utente, un diverso approccio al concetto 
di console che, per quanto coraggiosa, ha dato ragione alla casa nipponica. 
1.2 La centralità del dispositivo mobile 
Seguendo l‟attuale evoluzione delle tecnologie informatiche ed elettroniche, appare 
palese il ruolo predominante che il dispositivo cellulare riveste nella vita delle persone. 
Analizzando la legge di Moore2, valida ancora oggi, si vede come la capacità 
d‟elaborazione dei processori sia in continua crescita. Questa crescita, che da un paio di 
anni si avverte di meno per l‟utente nel mercato desktop, è invece avvertita in maniera 
più marcata nel mercato embedded3, dove oggi, si sta assistendo a una rapida 
evoluzione di questi terminali sia come capacità computazionali che di autonomia. Da 
questa premessa si evince come nel prossimo futuro l‟evoluzione degli attuali cellulari 
                                                 
2
 In ambito informatico viene detto prima legge di Moore il seguente enunciato: 
 “Le prestazioni dei processori, e il numero di transistor ad esso relativo, raddoppiano ogni 18 mesi.“  
La prima legge di Moore è tratta da un'osservazione empirica di Gordon Moore, cofondatore di Intel 
con Robert Noyce: nel 1965 Gordon Moore, che all'epoca era a capo del settore R&D della Fairchild 
Semiconductor e tre anni dopo fondò la Intel, scrisse infatti un articolo su una rivista specializzata nel 
quale illustrava come nel periodo 1959-1965 il numero di componenti elettronici (transistor) che formano 
un chip fosse raddoppiato ogni anno. (5) 
3
 In informatica, con il termine sistema embedded (sistema incapsulato, dedicato) si identificano 
genericamente dei sistemi elettronici a microprocessore progettati appositamente per una determinata 
applicazione, spesso con una piattaforma hardware ad hoc, integrati nel sistema che controllano e in grado 
di gestirne tutte o parte delle funzionalità. (6) 
~ 3 ~ 
 
sia destinata a cambiare le nostre vite e a prendere un ruolo chiave come strumento di 
accesso a diverse tipologie di servizi.  
Ma come si può sfruttare tutta questa potenza in un dispositivo mobile e la versatilità 
d‟uso che le nuove interfacce touch mettono a disposizione? Il paradigma attuale si basa 
sulla connettività internet e sulla localizzazione GPS4 per offrire diversi servizi: dalla 
normale fruizione di contenuti WEB alla posta elettronica. Il solo utilizzo di contenuti 
WEB offre un ventaglio di possibilità infinite, come ad esempio: mobility banking, 
ebay, youtube ecc. Inoltre oggi grazie all‟integrazione della localizzazione tramite 
tecnologia GPS che, sdoganate dal vecchio utilizzo solo attraverso navigatori, è stata 
impiegata per svariati servizi da sfruttare in mobilità. Dall‟integrazione di Google Maps, 
interfaccia touch e la localizzazione, iPhone permette di avere una visione diversa dello 
spazio che ci circonda, facendo diventare il dispositivo portatile un mezzo di 
esplorazione dello spazio, per trovare bar, negozi o altro nelle vicinanze della nostra 
attuale posizione. Già questo costituisce un diverso modo di vedere la tecnologia 
attualmente in atto: è interessante riflettere su cosa può riservare il futuro. 
1.3 Informazioni dipendenti dal contesto 
Attualmente, la quantità d‟informazione a nostra disposizione tramite internet è 
immensa, tanto che oggi subiamo un iperafflusso d‟informazione che causa un 
sovraccarico cognitivo da parte dell‟utente, quindi è di vitale importanza riuscire a 
fornire all‟utente in maniera selezionata e mirata le informazioni d‟interesse al 
momento, evitandogli perdite di tempo in ricerche che, a causa della frenesia che la vita 
ha assunto, probabilmente non verranno mai effettuate. Quindi, un‟informazione 
particolare, anche se presente, potrebbe nella pratica, essere non fruita. 
Il concetto d‟informazione dipendente dal contesto indica tutte le informazioni che 
dipendono dal contesto in cui l‟utente fisicamente si trova, per potervi interagire. A 
                                                 
4
 Il Global Positioning System (abbreviato in GPS, a sua volta abbreviazione di NAVSTAR GPS, 
acronimo di NAVigation System Time And Ranging Global Positioning System), è un sistema di 
posizionamento su base satellitare, a copertura globale e continua, gestito dal dipartimento della difesa 
statunitense. (3) 
~ 4 ~ 
 
differenza dell‟iterazione tramite GPS per la ricerca di attività commerciali vicine 
all‟attuale posizione, che rappresentano informazioni localizzate dell‟ordine di 
grandezza del km e che, quindi, giustificano l‟utilizzo della tecnologia GPS e della 
connettività WEB, le informazioni dipendenti dal contesto hanno come ordine di 
grandezza il metro e ci permettono d‟interagire direttamente con l‟ambiente che ci 
circonda. In questo ambito particolare, le tecnologie GPS e WEB risultano inutili e 
comunque non sfruttabili. La tecnologia GPS ha un raggio di approssimazione di 5 
metri e quindi fisicamente non adatta allo scopo, inoltre non funziona dentro i palazzi o 
in presenza di grattacieli, ma solo in campo aperto. Il WEB sarebbe una risorsa troppo 
onerosa da gestire per i tempi di risposta e sarebbe privo di senso il suo utilizzo per 
informazioni fruibili a pochi metri. 
Per sfruttare appieno questo approccio si devono sfruttare tecnologie su scala 
microscopica, come triangolazione tramite WI-FI5 o altro tipo di dispositivo che 
funzionino all‟interno degli edifici e che abbiano una precisione del metro. È inoltre 
necessario un collegamento locale che potrebbe essere WI-FI, ZIGBEE6 o 
BLUETOOTH7 per l‟iterazione con l‟ambiente: tale collegamento potrebbe secondo 
necessità anche essere sicuro e protetto utilizzando certificati presenti all‟interno delle 
SIM8 o dati biometrici9.  
A livello software, serve una tecnologia attiva che avvisi l‟utente della disponibilità 
di queste informazioni. Esistono già tecnologie che potrebbero essere fruibili a basso 
                                                 
5
 Wi-Fi, abbreviazione di Wireless Fidelity, è un termine che indica dispositivi che possono collegarsi 
a reti locali senza fili (WLAN) basate sulle specifiche IEEE 802.11. (7) 
6
 ZigBee è il nome di una specifica per un insieme di protocolli di comunicazione ad alto livello che 
utilizzano piccole antenne digitali a bassa potenza e basato sullo standard IEEE 802.15.4 per wireless 
personal area networks (WPAN). La relazione esistente fra ZigBee e IEEE 802.15.4-2003 è simile a 
quella esistente tra IEEE 802.11 e la Wi-Fi Alliance. La specifica ZigBee 1.0 è stata approvata il 14 
dicembre 2004. (8) 
7
 Bluetooth è una specifica industriale per reti personali senza fili (WPAN: Wireless Personal Area 
Network). Fornisce un metodo standard, economico e sicuro per scambiare informazioni tra dispositivi 
diversi attraverso una frequenza radio sicura a corto raggio. Bluetooth cerca i dispositivi entro un raggio 
di qualche decina di metri, tali dispositivi sono coperti dal segnale e li mette in comunicazione tra di loro. 
Questi dispositivi possono essere ad esempio palmari, telefoni cellulari, personal computer, portatili, 
stampanti, fotocamere digitali, console per videogiochi. 
La specifica Bluetooth è stata sviluppata da Ericsson e in seguito formalizzata dalla Bluetooth Special 
Interest Group (SIG). SIG, la cui costituzione è stata formalmente annunciata il 20 maggio 1999, è 
un'associazione formata da Sony Ericsson, IBM, Intel, Toshiba, Nokia e altre società che si sono aggiunte 
come associate o come membri aggiunti. (1) 
8
 Esistono molte tecnologie che permettono l‟utilizzo della SIM telefonica al posto della normale 
smartcard per la firma sicura, esempio le API SATSA di JME (Java micro edition). 
9
 Lo stesso dispositivo portatile potrebbe prevedere tali periferiche al suo interno. 
~ 5 ~ 
 
livello. Il protocollo Bonjour10 di Apple, può essere utilizzato per segnalare al 
dispositivo mobile la presenza di servizi che potrebbero essere offerti utilizzando le 
attuali tecnologie WEB HTML, AJAX, JAVASCRIPT. Ma si potrebbero anche 
espandere tali tecnologie per poter offrire all‟utente una migliore esperienza d‟uso. 
Attualmente, le informazioni dipendenti dal contesto sono fruibili in maniera fisica: 
tabella con gli orari degli autobus presso una fermata, etichetta dei prezzi al 
supermercato, display del forno a microonde. L‟idea di poter sfruttare il dispositivo 
mobile per fruire di tali informazioni offre molteplici vantaggi. Analizzando i costi 
implementativi, è certamente più oneroso l‟installazione all‟interno di un supermercato 
di vari totem per offrire informazioni che l‟installazione di alcune antenne WI-FI 
collegati ad un server. Non possono non essere prese in considerazione anche l‟assenza 
o trascurabilità dei costi di manutenzione rispetto a un terminale offerto al pubblico, 
quindi soggetto a usura, e la scalabilità: le informazioni sono offerte a tutti in 
contemporanea senza code ed in qualunque parte dell‟edificio. Inoltre è possibile 
valutare l‟ammortizzamento dei costi d‟interfaccia con l‟utente. Avere una serie di 
dispositivi ridondanti specializzati nell‟offrire poche informazioni all‟utente comporta 
inevitabilmente costi maggiori rispetto alla centralizzazione sul dispositivo mobile delle 
informazioni che, al contrario, permette di ammortizzare i costi. Il costo è, infatti, un 
parametro vitale per la diffusione su larga scala di una nuova tecnologia. Non molti 
saranno disposti a pagare un termostato dieci volte il costo di uno attuale solo perché 
offre un‟interfaccia LCD touch screen, ma, al contrario, una piccola logica di controllo 
che lo interfacci con un dispositivo mobile tramite tecnologia wireless costerebbe pochi 
euro. 
                                                 
10
 Bonjour è un marchio registrato usato da Apple per denominare la sua implementazione del 
protocollo Zeroconf dell'IETF, una tecnologia basata sulle reti locali introdotta dalla versione 10.2 di Mac 
OS X. Questa tecnologia usa il pacchetto standard DNS in un modo nuovo, sviluppa cioè dei nuovi 
servizi utilizzando una tecnologia relativamente vecchia come quella del DNS over IP. Inizialmente la 
tecnologia sviluppata da Apple utilizzava il nome Rendezvous ma in seguito Apple ha subito una causa 
legale a causa del fatto che il nome Rendezvous era già utilizzato da una azienda produttrice di software; 
nel 2004 ha raggiunto un accordo con la contendente. In questo accordo si impegnava a cambiare il nome. 
Con la versione 10.4 del suo sistema operativo Apple ha rinominato la tecnologia con il nome di Bonjour. 
Bonjour è una tecnologia generica nata per individuare automaticamente la presenza di servizi nelle 
LAN. Questa tecnologia viene usata in modo massiccio da Mac OS X per consentire agli utenti di 
installare una rete senza bisogno di configurarla. (2) 
 
~ 6 ~ 
 
Questa visione potrebbe davvero portare la tecnologia odierna alla portata di tutti, per 
chiarificare questi concetti saranno in seguito esposti alcuni casi d‟uso. 
1.3.1 Fermata dell’autobus 
Pensiamo di essere nella prossimità di una fermata dei mezzi pubblici, dove, per 
sapere l‟orario di arrivo degli autobus, non possiamo far altro che visionare la tabella 
affissa, che potrebbe anche mancare, essere deteriorata, o non essere aggiornata. Inoltre, 
per poter eventualmente decidere il percorso, dovremmo avere una cartina che illustri le 
linee degli autobus, ma non possiamo comunque avere informazioni su eventuali ritardi 
e dobbiamo localizzare un rivenditore per acquistare il biglietto. 
Mettiamo il caso che un‟azienda lungimirante metta queste informazioni a 
disposizione dell‟utente su internet. L‟utente dovrebbe collegarsi al sito, con le 
tempistiche ed i costi relativi, ricercare le informazioni circa quella fermata - che spesso 
non vengono pubblicate, in quanto inseriscono solamente l‟elenco delle varie linee -, 
visionare tramite internet i vari percorsi per poi selezionare il rivenditore più vicino. 
Nella realtà ciò è una vera e propria utopia: quanti utenti perderebbero il tempo per la 
ricerca e la navigazione nel sito? E, inoltre, quanti con scarse competenze informatiche 
si cimenterebbero in tale ricerca? 
Applicando la visione da noi proposta, possiamo ipotizzare che il dispositivo 
dell‟utente, avvicinandosi alla fermata, si colleghi con un sistema integrato e che, in 
maniera trasparente, compaia nel dispositivo dell‟utente un pulsante con informazioni 
sulla fermata. Selezionandolo, l‟utente ha accesso a tutte le informazioni utili in quel 
contesto: le linee che transitano da quella fermata, l‟eventuale tempo di attesa per 
l‟arrivo del mezzo, l‟elenco dei rivenditori presenti in zona con mappa per raggiungerli 
e, selezionando la destinazione, può essere informato dei mezzi e degli scambi da 
effettuare per arrivare sul luogo d‟interesse. Tutte queste informazioni sarebbero fruibili 
senza un sovraccarico di lavoro per l‟utente, ma in maniera pratica, istantanea e 
semplice. 
~ 7 ~ 
 
1.3.2 Centro commerciale 
Arrivando al centro commerciale, all‟ingresso nel posteggio, il dispositivo mobile 
visualizza la mappa del posteggio indicando i posti disponibili e guida l‟utente nel 
minor tempo possibile smaltendo code. Una volta entrati, potremmo sfruttare in 
qualsiasi momento la mappa del centro commerciale indicante la nostra posizione per 
visionare l‟elenco negozi, le loro offerte e catalogo. Potremmo ricercare un prodotto ed 
il sistema in tempo reale potrebbe indicarci i negozi che lo commercializzano e le varie 
offerte. In un negozio, dopo aver visto un prodotto, potremmo avvicinare il dispositivo 
mobile che leggendo, ad esempio tramite tag RFID11, visualizzerà caratteristiche e 
disponibilità di magazzino o, ad esempio, in un negozio di scarpe le disponibilità di 
taglie. Inoltre il sistema ci permetterebbe all‟interno dell‟ipermercato di orientarci 
meglio tra i reparti e trovare subito i prodotti d‟interesse. 
1.3.3 Aeroporto 
In un aeroporto, potremmo visualizzare subito la planimetria orientando subito tra i 
negozi e servizi. Potremmo consultare in tempo reale gli orari di volo ed avremmo 
un‟assistenza personalizzata per la partenza: effettuare le operazione di check-in, 
trovare le porte d‟imbarco o in fase di arrivo, deposito bagagli percorso verso l‟uscita. 
1.3.4 Ospedale 
In un ospedale i vantaggi sono molteplici, dal supporto della planimetria per trovare 
subito i reparti ad un sistema per consultare le prenotazioni e la situazione della coda o i 
servizi offerti dalla struttura. 
                                                 
11
 RFID (acronimo di Radio Frequency IDentification - traducibile in Identificazione a radio 
frequenza) è una tecnologia per la identificazione automatica di oggetti, animali o persone. Il sistema si 
basa sulla lettura a distanza di informazioni contenute in un tag RFID usando dei lettori RFID. (9) 
~ 8 ~ 
 
1.3.5 Domotica 
In ambito domotico12, sfruttiamo appieno i vantaggi di questo approccio. Il 
dispositivo permetterà d‟interfacciarsi con l‟ambiente, poter visionare e regolare la 
temperatura della stanza, programmare il forno a microonde o la lavatrice, controllare le 
varie attuazioni presenti nell‟ambiente, selezionare il canale televisivo da vedere e 
diventare un dispositivo d‟input per visualizzare informazioni sul monitor principale. 
1.4 Informazioni dipendenti dal contesto in ambito automotive 
Le informazioni presenti in un veicolo rappresentano un ottimo esempio 
d‟informazioni dipendente dal contesto, solitamente queste informazioni sono 
disponibili all‟utente tramite computer di bordo nei modelli di gamma elevata. Nel 
segmento delle utilitarie le informazioni sono spesso fornite all‟utente tramite display a 
matrice di punti, limitati nella visualizzazione dei dati per via della loro tecnologia e 
senza la possibilità di una buona iterazione o esperienza d‟uso o, a volte, non sono 
fornite affatto. Ma tali informazioni sono comunque disponibili all‟interno del veicolo e 
potrebbero essere fruite dall‟utente tramite il suo dispositivo mobile che supplirebbe alla 
mancanza del computer di bordo. Inoltre, anche nei modelli di punta dove il computer 
di bordo è presente, la grafica e l‟iterazione con l‟utente non sono particolarmente curati 
a causa degli investimenti che le case automobilistiche dovrebbero sostenere per 
un‟applicazione ad-hoc. Ma, soprattutto oggi, i moderni autoveicoli devono cercare 
d‟espandere il dispositivo mobile dell‟utente integrandolo in essi, cosa che già oggi è 
                                                 
12
 La domotica, detta anche (seguendo la definizione inglese) home automation, è la disciplina che si 
occupa di studiare le tecnologie atte a migliorare la qualità della vita nella casa (e più in generale negli 
ambienti antropizzati) grazie all'automazione ed il controllo di processi ripetitivi oppure poco performanti 
e all'integrazione dei sistemi. Il termine "domotica" è difatti un neologismo derivante dalla contrazione 
della parola latina domus (casa, abitazione) unita al sostantivo "automatica" (o, secondo alcuni, ad 
"informatica" o a "robotica"), quindi significa "scienza dell'automazione delle abitazioni". Ha dunque 
come oggetto di studio privilegiato proprio l'automazione della casa. Tutto ciò si ottiene utilizzando 
intensamente elettronica ed informatica. (10) 
~ 9 ~ 
 
parzialmente in atto tramite i sistemi vivavoce BLUETOOTH o il collegamento del 
lettore mp3. Ma il dispositivo mobile è ancora integrato parzialmente sfruttando solo 
alcune delle sue funzioni. Un approccio più lungimirante potrebbe vedere il dispositivo 
mobile come sostituto del computer di bordo. Il dispositivo, una volta in vettura, 
potrebbe essere inserito nella plancia e divenire parte di essa, come se fosse un 
frontalino dell‟autoradio. Una volta inserito l‟autoveicolo lo integrerebbe in maniera 
completa, espandendolo nelle sue capacità, comandi al volante per l‟iterazione, 
integrazione dei servizi telefonici e della rubrica tramite vivavoce, avvisi del calendario, 
condivisione della musica contenuta tramite l‟impianto HI-FI, computer di bordo e 
iterazione con il veicolo tramite la sua interfaccia touch, ricarica della batteria del 
dispositivo e collegamento di antenna per espandere la copertura radio. Questa 
soluzione migliorerebbe notevolmente l‟esperienza d‟uso dell‟utente evitandogli 
configurazioni e inutili ridondanze di dati e sincronizzazioni. Inoltre, permetterebbe alle 
case automobilistiche di eliminare i costi dello sviluppo di computer di bordo e 
interfacce ad-hoc sfruttando la versatilità del dispositivo mobile e rilasciando solamente 
i software per il dispositivo. 
Questa tesi nasce come esempio del possibile sfruttamento della versatilità dei 
dispositivi mobili attuali, pensando al futuro, in un‟ottica d‟integrazione e di 
miglioramento globale dell‟esperienza d‟uso dell‟utente. 
Per tali motivi si è svolto uno studio sull‟architettura del veicolo per sviluppare il 
software necessario a svolgere le funzioni di un moderno computer di bordo. 
Nei primi capitoli saranno presentate le tecnologie presenti all‟interno del veicolo 
sulle quali sono state reperite le informazioni. sarà analizzato il CAN, fieldbus dentro il 
quale circolano le informazioni. In seguito sarà esposta la norma ISO KWP2000 che 
definisce i servizi standard per la diagnosi, che sono stati sfruttati per le attuazioni nel 
veicolo. Infine, sarà presentata la struttura dell‟applicativo sviluppato. Nelle appendici 
sono trattate tematiche strettamente implementative. 
Molti dettagli inerenti il veicolo sono stati volutamente omessi per preservare il 
segreto industriale di FIAT AUTO.