Sistema monitoraggio bp-MTS869 Sistema Wireless per il monitoraggio di temperatura e spostamenti lineari di facile installazione e prezzo con-tenuto.

FTP Server

INTERNET

Caratteristiche del Sistema bp-MTS869

Frequenza trasmissione: 869 MhertzN° concentratori: 1N° max di sensori gestibili: 100N° misure: infiniteDurata del monitoraggio: da 1sec ad infinitoGenerazione nuovo report: da 1sec ad infinitoMemorizzazione file cvs: su hddMemorizzazione file cvs: su server ftp (richiede

rete internet)Misure sensore: visualizzate a monitor

Il sistema di monitoraggio bp-MTS869 è costitu-ito da:

concentratore bp-TTC869; misuratori bp-TTM869; software bp-MTS monitoring computer , non fornito.

Descrizione del funzionamento Il principio di funzionamento del sistema di monitoraggio si basa sul continuo scambio di dati tra i diversi mi-suratori ed il concentratore, scambio gestito dal pc con l’ausilio del software dedicato. Ad ogni misuratore, in fase di configurazione, gli viene attribuito oltre al suo indirizzo ID l’indirizzo ID del con-centratore a cui è associato; permettendo di creare una rete chiusa con configurazione a stella. In tal modo si ha la possibilità di poter installare nello stesso ambiente uno o più reti di monitoraggio. Ogni misuratore è dotato di una sonda di temperatura digitale del tipo DS18B20 e di un potenziometro lineare. Nel caso specifico è stato utilizzato un trasduttore di spostamento della Gefran tipo PY-2-F-050-SO 1M, ma può essere sostituito con qualsiasi altro similare. Il microprocessore ,che gestisce il misuratore, ad intervalli di tempo prestabilito, si attiva, uscendo dalla condi-zione di basso consumo, per eseguire il ciclo di misure e, una volta creato il pacchetto dati, inviarlo al concen-tratore. Se il pacchetto dati inviato è stato ricevuto correttamente dal concentratore quest’ultimo, per conferma, invia un segnale ACK di corretta ricezione al sensore che lo ha inviato, si illumina il led verde. Nel caso in cui lo scambio dell’ACK non vada a buon fine, il misuratore ripete la procedura di invio del pac-chetto dati per 3 volte (valore di default) , si illumina il led rosso ,dopodiché ritorna in modalità SLEEP e aspet-ta la successiva attivazione. Il software dedicato acquisisce i pacchetti dati e provvede a restituire le seguenti informazioni : - Visualizzazione grafica di tutte le misure in tempo reale. - Monitoraggio del livello di batteria di ogni singolo misuratore. - Monitoraggio allarme dei soli trasduttori potenziometrici mediante colorazione del led raffigurato. - Led Verde = Tutti i valori impostati nel foglio di setup rientrano nelle tolleranze. - Led Rosso = La differenza tra l’ultima misura e la precedente è > del valore impostato - Led Giallo = La differenza tra l’ultima misura e lo zero (1° misura ) è > del valore impostato - Monitoraggio del tempo di acquisizione . - Generare un file csv in cui sono raccolte tutte le misure secondo una formattazione stabilita e memorizzarlo in una directory stabilita su Hdd . esempio c:\report. - Inviare il file generato su un server FTP consultabile da remoto.( necessita internet ).

AMBITI DI APPLICAZIONE

Grazie alla tecnologia wireless utilizzata si riesce a co-prire un vasto raggio d’azione circa 800 metri in campo libero ed otre 5 solai in fabbricati con strutture in ce-mento armato, questo permette l’utilizzo del sistema in ambienti particolarmente ostici e trova largo impiego nel monitoraggio di singole lesioni ma soprattutto di quadri fessurativi complessi, usato anche nel monitoraggio di prove di carico.

COMPONENTI DEL SISTEMA DI MONITORAGGIO Concentratore bp-TTC869 Il concentratore è l’ interfaccia di comunicazione tra i misuratori ed il software installato su computer in sito. Esso è collegato al pc mediante seriale RS232 ed ha un proprio indirizzo ID a cui fanno riferimento tutti i misu-ratori della rete. Il canale radio di ricezione resta sempre attivo in attesa dei dati inviati dai misuratori ad esso associati.

Misuratore bp-TTM869 Il misuratore bp-TTM869 con il suo basso consumo <di 1 microA a 25°C in standby e con i suoi 20 dBm di po-tenza permette di ottenere lunghi periodi di monitoraggio e coprire distanze in campo libero oltre 700 metri e superare ostacoli come 5 solai.

Il misuratore viene fornito con i parametri di fabbrica come da tabella, si rende necessario riconfigurarli per realizzare una corretta rete di monitoraggio.

Il concentratore bp-TTC869 permette di effettuare: - riconoscimento dei misuratori ad esso associati. - trasferimento dati tra computer e misuratori, sia relativi alle misure che alla configurazione.

Il misuratore bp-TTM869 permette di effettuare:

- misura della temperatura espressa in °C . - misura potenziometrica espressa in Volt. - Invio del pacchetto dati, via radio, al concentrato-

re associato ad intervalli di tempo programmato.

Caratteristiche tecniche Protezione IP: 65 Temperatura di esercizio: da 0°C a 60°C Alimentazione: da cavo usb-seriale232 con Ten-sione 3.3V sensibilità ricevitore: -112 dBm potenza di trasmissione: 20 dBm (100mW), programmabi-le Frequenza di trasmissione: 869.2 MHz ( default) program-mabile numero seriale univoco: modificabile solo da produttore

Parametri di fabbrica dei misuratori

- Indirizzo misuratore ID - di default è ID: 7E7E7E7E - Indirizzo concentratore - di default è ID: 7E7E7E7E - Potenza trasmissione - di default è 1dBm - Tempo Attivazione - di default è 15 sec. - Frequenza - 868.2 MHz

Caratteristiche tecniche misuratore “bp-TTM869” Protezione IP: 65 Temperatura di esercizio: da -10°C a 60°C Alimentazione: Batteria ½ AA 3Volt 1200mA o Batteria CR123 3Volt 1500mA Consumo ciclo misura < 0.03 mA durata della batteria: circa 5 anni con misure ogni ora Misura temperatura: da -40°C a 105°C +/- 0.5°C , sonda di temperatura del tipo DS18B20 fornita con cavo da 50 cm. Misura spostamento: può essere collegato qualsiasi potenziometro lineare da 0 a 50mm - risoluzione 0.01mm - Precisione <0.1%FS. Trasduttori lineari potenziometrici utilizzati per i test PY-2-F-050-SO 1M Gefran e HS25 MG4043 della MM. misuratore tensione: 24-Bit, Single-Channel, Ultra-Low-Power, Delta-Sigma ADCs intervallo di misura: 0V - 2500 mV Tensione di riferimento: 2500 mV +/- 2 mV intervallo invio misura: programmabile da 1sec a infinito orologio: interno Frequenze di trasmissione: 868.200 - 870 Mhz multicanale programmabile default 868.2 Mhz secondo Tabella Freq.setup. potenza di trasmissione: 20dBm (100 mW) programmabile da 1 dBm a 20 dBm secondo Tabella Radio Power. sensibilità ricevitore: -112 dBm distanza in linea d’aria: 700 metri distanza in edificio cemento: oltre 5 piani dimensioni: 97 x 50 x 30 peso: 60 grammi circa

Tasti accessibili sul misuratore Pulsante RESET - utilizzato per reset micro oppure per reset di fabbrica Pulsante RESET1 - utilizzato per test led e batteria collegata oppure per reset di fabbrica Pulsante TEST - abilita il ciclo di misura e l’invio del pacchetto dati. Ponticello J39 - alimentazione da batteria Ponticello J43 - alimentazione led ( si consiglia di togliere in fase lavorativa per ri durre i consumi)

RESET Misuratore Il reset permette di ricaricare i valori di fabbrica nel misuratore.

1) Premere e tenere premuto il pulsante RESET1, si accenderà il LED 1 (arancione)

2) Premere e rilasciare il pulsante RESET

3) Rilasciare (dopo circa 3 secondi) il pulsante RESET1

4) Inizieranno una serie di lampeggi di colore verde sul LED1

5) Durante questi lampeggi premere e rilasciare il pulsante RESET1

6) Una serie di lampeggi di colore rosso, indica l’avvenuto caricamento dei parametri di fabbrica.

Configurazione del Misuratore Per la configurazione ci avvaliamo del software bp-MTS config che ci permette tramite il concentratore di ri-cevere ed inviare in modalità AIR to AIR i parametri di settaggio ai misuratori. Oltre alle configurazione il software visualizza nel riquadro in alto a dx l’ ID del sensore, lo stato di carica della batteria, la temperatura del sensore collegato, valore di tensione sul potenziometro collegato espresso in volt ed in Count. E’ consigliabile per i sensori già configurati in precedenza di effettuare un Reset di fabbrica prima di riconfigu-rarli nuovamente. Le operazioni da compiere per la configurazione dei sensori sono semplici ed intuitive. - Accendere misuratore , si effettua inserendo il ponticello J39. - Premere pulsante RESET1, si illumina il led color arancione. - collegare il concentratore al PC.

- Avviare il programma bp-MTS config.

- Selezionare modalità LISTEN

In questa modalità vengono visualizzati nel riquadro All Received data tutti i pacchetti di dati inviati dai singoli misuratori.

Premere Yes a conferma della porta

com. rilevata

Per verificare la nuova configurazione effettuiamo una nuovamente READ del misuratore.

- selezionare modalità READ Digitare in Sensor Address l’ ID del sensore di cui si vuole leggere la configurazione e selezioniamo Send command, al primo Wakeup time (valore di default 15 sec.) nel riquadro ( Read Config Value or set New configura-tion ) comparirà la configurazione del misuratore.

- selezionare modalità WRITE

Nel riquadro ( Read Config Value or set New configu-ration ) inseriamo i nuovi valori da inviare al misura-tore, vedi esempio di configurazione, e selezioniamo Send command. Al primo Wake up time la nuova configurazione verrà

trasmessa. Per verificare l’avvenuto aggiornamento

ritorniamo nella modalità READ.

Esempio di configurazione Gateway da 7E7E7E7E a per il momento lasciamolo a 7E7E7E7E , in seguito ID

fornito dal costruttore, es. 6E020009 (indirizzo univoco) Sensor da 7E7E7E7E a 00000001 Power da 1 dbm a 20dbm ( consultare tabella Radio Power) WakeupTime da 15 sec. a 5 sec. ( da 5 sec. a infinito) Freq. MHz da 868,2 MHz a 869,2 MHz deve essere uguale su tutti i misuratori e concen-tratori,

vedi tabella Freq. e dBm ammessi nei paesi .

- selezionare modalità LISTEN Tutti i campi verranno azzerati. - selezionare modalità READ Verificare in Sensor Address che l’ ID del misuratore sia quello da leggere e seleziona-re Send command. Al primo Wakeup time nel riquadro ( Read Config Value or set New configuration ) comparirà la confi-gurazione del misuratore.

Alla fine di questa operazione abbiamo un misuratore correttamente configurato e pronto ad essere installato.

Dopo la configurazione del misuratore se abbiamo collegato il trasduttore potenziometrico possiamo acqui-sire i valori ADmin e ADmax da inserire in seguito nel file Setup insieme alla lunghezza del poten-ziometro. Acquisizione valori ADmin e ADmax. I valori da rilevare sono riportati nel riquadro in alto a dx Read Sensor Value Per forzare il ciclo di misura a prescindere dal Wake up time possiamo premere il pulsante TEST.

- Acquisizione valore ADmin

- Acquisizione valore ADmax

Portare il cursore nella posizione zero, come

in figura.

Attendere il tempo di wake up time oppure

premere il tasto test.

Il valore letto nella casella ADC (counter) è Il

valore di ADmin.

Portare il cursore nella posizione zero, co-

me in figura.

Attendere il tempo di wake up time oppure

premere il tasto test.

Il valore letto nella casella ADC (counter) è

Il valore di ADmax.

Software bp-MTS monitoring Il programma di gestione bp-MTS monitoring è gestibile solo da computer con sistema operativo windows. L’invio dei dati su server FTP è possibile solo se è disponibile una linea dati. Il sistema permette di: - monitorare misure di temperatura e spostamenti lineari. - graficizzare le misurazioni in tempo reale su monitor. - raggruppare in un unico file cvs le misure eseguite e salvarlo in una cartella predefinita su hdd . - Inviare il file generato su server FTP (richiede internet). Installazione ed avvio programma di monitoraggio Prima dell’installazione del programma dobbiamo effettuare delle operazioni preliminari, descritte nel file Re-adme, ma di seguito riportate: 1) Nella directory principale C:\ creare una cartella denominata “ report “ C:/report .

2) Nella cartella creata C:/report copiare i seguenti file contenuti nella cartella installazione:

Report.xlt, BP_Monitoring.xltx, cmd.ftp, ftptransfer.bat, e SETUP_default.

3) Lanciare il file di setup e seguire le indicazioni per l’installazione del programma. Attualmente il programma viene lanciato dalla cartella di installazione BP_monitoring_rev2.1

4) Collegare il concentratore, in automatico si installerà il driver seriale CP210x USB to UART Bridge, nel caso non avvenisse il driver è disponibile nella cartella drivers.

5) Prima di poter avviare il programma di monitoraggio è necessario compilare il file di setup

- La prima operazione è aprire il file di Setup_default e risalvarlo con il nome del lavoro commissionato. per esempio Setup_test di prova. - Il file di setup contiene tutte le informazioni amministrative e tecniche per effettuare il monitoraggio. - Il file è sudiviso in due sezioni:

- prima sezione, si riportando i dati relativi al lavoro commissionato ed ai tempi di

monitoraggio. la tabella Configurazione prima sezione file setup fa da riferimento.

- seconda sezione, si riportando i nomi attribuiti ai misuratori, i dati tecnici relativi ai sensori utilizzati, le soglie di allarme i valori in count rilevati con potenziometro a min ed a max corsa.

la tabella Configurazione seconda sezione file setup fa da riferimento.

Configurazione prima sezione file setup

Descrizione

Site Napoli Località in cui viene eseguito il lavoro

Work monitoraggio casa rurale identificazione del lavoro

Customer Società monitoraggio Napoli società richiedente il lavoro

Company bp electronics società che effettua il lavoro

Ftp ftp.gpalogger.altervista.org indirizzo dell' ftp

User gpalogger user name dell' ftp

Password ************ password dell'ftp

Directory cd /lavoro1 cartella lavoro creata sull'ftp server

h_totali 3600 ore totali del monitoraggio

m_totali 0 minuti totali del monitoraggio

h_report 24 ore di attesa per la creazione file report

m_report 5 minuti di attesa per la creazione file report

h_misure 12 ore di attesa per l'acquisizione delle misure

m_misure 0 minuti di attesa per l'acquisizione delle misure Alcune considerazioni vanno fatte nel configurare il tempo di attesa per l’acquisizione delle misure. Ore di attesa per l’acquisizione delle misure è un filtro creato per poter filtrare tutte le misure invia-te dal misuratore e prelevare solo quella che interessa al fine di non sovraccaricare il file report. Tutte le misure filtrate restano visualizzate sul monitor.

Configurazione seconda sezione file setup

Nome ID Sensore Lunghezza Fondo Scala

Allarme Batteria

Allarme Zero

Allarme Delta

ADmin Admax ADdelta

Lesione 1 00000001 50 0.5 2.9 0.1 0.05 55 8252053 8251998

Lesione 2 00000002 50 0.5 2.9 0.1 0.05 55 8252053 8251998

Lesione 3 00000003 50 0.5 2.9 0.1 0.05 0 0 0

Lesione 4 00000004 50 0.5 2.9 0.1 0.05 0 0 0

Lesione 5 00000005 50 0.5 2.9 0.1 0.05 0 0 0

Lesione 6 00000006 50 0.5 2.9 0.1 0.05 0 0 0

Lesione 7 00000007 50 0.5 2.9 0.1 0.05 0 0 0

Lesione 8 00000008 50 0.5 2.9 0.1 0.05 0 0 0

Lesione 9 00000009 50 0.5 2.9 0.1 0.05 0 0 0

Lesione 10 00000010 25 0.1 2.9 0.1 0.05 851 210864 210013 Nome: nella colonna nome scriviamo qualsiasi nome per identificare il sensore,in genere Il numero della lesione o altro. ID Sensore: qui è tassativo scrivere l’ ID del sensore , quello attribuitogli in fase ci configurazione. Lunghezza: Si riferisce alla corsa del cursore del sensore. Fondo scala: Si riferisce al fondo scala utilizzato dai visualizzatori, può essere cambiato per apprezzare piccoli spostamenti graficamente. Allarme batteria: Imposta il livello di allarme per batteria scarica. Allarme Zero: Imposta lo spostamento max tra ultima misura e la prima misura effettuata, al superamento della soglia si accende led rosso sul monitor relativo al sensore. Allarme Delta: Imposta lo spostamento max tra ultima misura e la penultima misura effettuata, al superamento della soglia si accende led giallo sul monitor relativo al sensore. AD min.: Valore in count , rilevato come precedentemente descritto. Ad max : Valore in count, rilevato come precedentemente descritto. Ad delta: calcolato in automatico è la differenza tra i due valori. Le misure ADmin e ADmax vanno effettuate per ogni singolo sensore alla prima configurazione o se si sostituisce il trasduttore.

6) Completata l’installazione del programma e compilato il file di setup in tutte le sue parti si può avviare il monitoraggio. Il file di setup configurato come esempio è per 10 trasduttori.

7) Clicchiamo sull’icona BP_Monitoring_rev2.1 si avvia il programma

Premere Yes per confermare la

porta selezionata.

Nella cartella che si è aperta, seleziona-re il file Setup_test di prova che ab-biamo generato precedentemente e premere OK. Attendere alcuni instanti che il file si ca-richi e comparirà la prossima scherma-ta.

In questa schermata si chiede se effet-

tuare o saltare il test FTP.

Selezionando OK ,

procediamo al test di connessione del l’

FTP alla fine visualizziamo la schermata

di lato con il risultato del test.

Selezionando Cancel ,

per annullare il test FTP nella scher-

mata visualizzata premiamo OK per

confermare l’annullamento.

Sia alla fine del test FTP che

all’annullamento dello stesso visua-

lizzeremo la schermata di lato con

caricato il primo dato Work Time ,

premiamo Next

Caricato il dato New report time,

premiamo Next.

Caricato il dato Measure time,

premiamo Next.

Con questa schermata la configurazione

del programma è terminata. Si passa ora

a descrivere il funzionamento dello stes-

so.

Accendiamo i tutti i misuratori della rete

ed attendiamo l’invio delle misure.

I dati inviati da ogni singolo misuratore vengono memorizzati nella tabella in basso, quando tutti i campi sono comple-tati significa che tutti i misuratori sono stati letti ed il programma avvia automaticamente l’ acquisizione ed il conteg-gio del tempo. Per avviarlo prima che tutti i sensori siano stati letti premere il pulsante START.

In questa fase poiché non vi erano 10 misuratori accesi ma solo 1 è sta-to premuto il pulsante di START per avviare il programma.

.

Nella pagina , Dati, vengono visualizzati i valori di setup dei misuratori, l’ultimo valore misurato, il Delta (scostamento tra l’ultima misura e la prima, nella colonna Zero) il valore minimo e massimo misurato. Indicazione interessante è il tempo rimanente per la conclusione del monitoraggio ed il tempo rima-nente per creazione del nuovo file di report.

Nelle pagine, Pag_1 e successive, vengono visualizzati graficamente i valori misurati.

In questa pagina è possibile visualizzare graficamente i valori misurati, l’intervallo di tempo è il tempo dichia-rato nel file di setup come h_misure o m_misure.

- Led Verde = Tutti i valori impostati nel foglio di setup rientrano nelle tolleranze.

- Led Rosso = La differenza tra l’ultima misura e la precedente è > del valore impostato

- Led Giallo = La differenza tra l’ultima misura e lo zero (1° misura ) è > del valore impostato

Il programma oltre alla rappresentazione grafica e numerica delle misure, crea e salva ad intervalli di tempo h_report o m_report definiti nel file Setup un file Monitor__2017-03-19_013051 contenenti le misure nella cartella report pre-cedentemente creata. nel file report generato sono troviamo tre tabelle : - Tabella 1 - riferimenti relativi al lavoro da eseguire. - Tabella 2 - valori inseriti nel file di setup configurazione, valori rilevati alla prima acquisizione. - Tabella 3 - valori delle misure acquisite da ogni singolo misuratore.

La terza tabella è la più importante in quanto sono riportati i dati del monitoraggio, oltre alle indicazioni relative ai misuratori, data, ora, misura lineare, misura temperatura abbiamo introdotto la misura della batteria ed il delta, valore che ci da una indicazione immediata dello spostamento rispetto allo zero.

Il kit di base del sistema di monitoraggio bp-MTS869” è composto da:

- n°1 concentratore bp-TTC869 - n°1 misuratore bp-TTM869 - programma bp-MTS monitoring - opzionale su richiesta: - n°1 potenziometro lineare PY -2-F-050-SO 1M Gefran (si possono usare anche altri modelli di trasduttori potenziometrici con caratteristiche simili). Il costo è da definire per il kit base. Costo del misuratore è da definire Costo del potenziometro da definire

Procedura acquisizione valori ADmin e ADmax e verifica valori intermedi Con la seguente procedura si vuole tracciare la curva di linearità del potenziometro a determinate posizioni del cursore. I valori acquisiti precedentemente, ADmin e ADmax e la lunghezza del cursore determinano la riso-luzione del più piccolo spostamento del cursore. Per realizzare le misure di linearità ci avvaliamo di un supporto per fissare il potenziometro in modo da poter far scorrere il cursore liberamente. Per realizzare la curva di linearità procediamo nel seguente modo:

Tabella Radio Power

Code Power Radio Out

0 -3 ( dBm )

1 2 ( dBm )

2 5 ( dBm )

3 8 ( dBm )

4 11 ( dBm )

5 14 ( dBm )

6 17 ( dBm )

7 20 ( dBm )

Frequenza e dBm

Posizioniamo il cursore al fondo scala, acquisiamo il valore in volt e lo riportiamo nel modulo verifi-ca linearità potenziometro al corrispettivo valore lineare di 50 mm.

Spostiamo il cursore inserendo un spessore calibrato di 25 mm acquisiamo il valore in volt e lo ripor-tiamo nel modulo verifica linearità potenziometro al corrispettivo valore lineare di 25 mm.

Spostiamo il cursore inserendo un secondo spessore calibrato di 25 mm acquisiamo il valore in volt e lo riportiamo nel modulo verifica linearità potenziometro al corrispettivo valore lineare di 0 mm.

Disponendo di spessori calibrati più piccoli esempio 10 mm o minori si effettuano più misure per realizzare una curva di linearità più accurata.

Esempio di rapportodi linearità di un potenziometro con corsa di 50mm ad intervalli di 2.5 mm.