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Sistemi di telemetria integrati GSM - WSN

Milano, 23 aprile 2013

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SOMMARIO

SCENARIO GLOBALE

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Dati di produzioneOre produttive

Eventi (allarmi, blocchi)Raccolta dati

Manuenzione perdiodicaStatistiche

…

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LA SOLUZIONE WIRELESS INTEGRATA

CPU 3GM I/O

Vantaggi• Un solo dispositivo• Nessun software di installazione• Un solo «livello di sviluppo»

MetodoApplicazioni Embedded = Hardware + Applicazione (Firmware)

RisultatiPresupposti per applicazioni dedicate a HMI basate su nuove tecnologie SMART e al «Cloud Computing»

WSN

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HW

DESIGN SOFTWARE

SO driver USB

FW (System Mngr)

driver WSN

Task HMI Task PLC

Pagine grafiche

PLC CFG libreria modem

Logica I/O

Gestione comm.

WSN CTRL USB CTRL

servizio modem

Campo SMS TCP/IP

INTEG

RA

ZIO

NE

SE

MP

LIC

ITÀ

I/O 3G Modem

Logica di controllo

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APPLICAZIONE TIPICA: TELELETTURA

Un sistema accessibile wireless che sia:

• Attivoin grado di acquisire dati e generare autonomamente azioni in base ad una logica programmata

• Indipendentenon legato a vincoli di infrastruttura

• Economicoun unico dispositivo con caratteristiche hardware e software «out-of-the-box»

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COMUNICAZIONE IP WIRELESS - RETI GPRS

Traffico dati Machine-Machineesempio tariffa 50MB/mese per <10€/mese

campionatura per telelettura in continuo:

50MB/mese > 1.200Byte/minuto10.000 I/O digitali al minuto600 I/O analogici 16bit (0-65535)

x1 x2 x10 x30

Giorno 1,6MB 3MB 16MB 48MB

Ora 70KB 140KB 700KB 2,1MB

Minuto 1,2KB 2,5KB 12KB 48KB

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COMUNICAZIONE IP WIRELESS - CONNESSIONE

Traffico TCP/IP

Sempre connesso

Trasmissione in continuo

Device raggiungibile

Connessione controllata

Alto traffico

Dati aggregabili

Tematiche di riferimento

Continuità non garantita

IP dinamico

IP non pubblico

Bidirezionalità

Tematiche di riferimento

Gestione connessione

Connessione da input remoto

Logiche di raggruppamento

Prevalenza modo «client»

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CONFIGURAZIONE CONNESSIONE 3G

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HW

CONTROLLO MODEM VIA SMS

SO driver USB

System Manager

USB CTRL

servizio modem

SMS TCP/IP

3G Modem

No setupNo driverNo codice

Connected!Modem connectedIP Address XX.XX.XX.XX

Disconnected! connectstatusdisconnect

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SERVIZI TCP/IP

Servizi disponibile in modalità modem ONLINE

• FTP ServerSistema operativo

• Web ServerTask collegato a task PLC

• Mail servizio SMTPLibreria task PLC

• Modbus serverLibreria task PLC

• DebuggerTask PLC

• Monitor RemotoTask HMI

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APPLICAZIONE PLC PER GESTIONE SMS

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WSN - CARATTERISTICHE

•Wireless Sensor Networks - Reti di Sensori Wireless

• ZigBee è il protocollo di scambio dati tra sensori wireless• Standard aperto (www.zigbee.org)• Wireless

• 2,4 GHz e 868MHz

• Low Power• Sleep Mode (20uA)• Wake-on-packet

• Diverse topologie di rete• Point-to-point• Star• Mesh

• Profili di funzionamento standard o privati• Home Automation• Smart Energy• Altri

• Distanze dell’ordine di 10-100 m• Possibilità di estendere la distanza (km) con stadi di amplificazione

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WSN - VANTAGGI

• Funzionamento sensori a batteria possibile per anni

• Funzionamento con meccanismi di recupero dell’energia meccanica (energy harvesting)

• Costi contenuti di acquisto ed installazione

• Interoperabilità con dispositivi di produttori diversi grazie ai Profili

• Facilità di installazione grazie alla mancanza di cavi

• Ogni nodo ha capacità di instradare i pacchetti verso nodi vicini (autorouting)

Possibilità di impiego su vaste aree a costi contenuti Funzionalità di ricerca dei nodi nella rete (discovery)

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HW

ESEMPIO DI INTEGRAZIONE

SO driver USB

FW

driver WSN

Task HMI Task PLC

Pagine grafiche

PLC CFG libreria modem

Logica I/O

Gestione comm.

WSN CTRL USB CTRL

servizio modem

Campo SMS TCP/IP

I/O 3G Modem

stack TCP/IP

Logica di controllo

libreria modbus

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INTEGRAZIONE DI PRODOTTI

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Esempio: applicazione per controllo sensori/attuatori

ZigBee project

ZigBee parameters

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SCENARI APPLICATIVI