MONITORAGGIO ACQUEDOTTO MANUALE UTENTE · Manuale utente a cura di Joel Daricou, Erik Ussin,...

MONITORAGGIO ACQUEDOTTO

MANUALE UTENTE

Comune di Saint-Marcel

I.S.I.T.I.P Verres

Manuale utente

a cura di Joel Daricou, Erik Ussin, Jessica Carpino Pag. 2

SOMMARIO

OBIETTIVO ......................................................................................................................................................... 3

SCHEMA GENERALE E DESCRIZIONE DEL FUNZIONAMENTO ............................................................................ 4

INSTALLAZIONE .................................................................................................................................................. 5

Installazione sensore ..................................................................................................................................... 5

Collegamento Sensore-Arduino .................................................................................................................... 5

Collegamento circuito livello batteria ........................................................................................................... 6

Alimentazione ARDUINO ............................................................................................................................... 6

CONFIGURAZIONE ............................................................................................................................................. 6

PARAMETRI .................................................................................................................................................... 6

IMPOSTAZIONE PARAMETRI .......................................................................................................................... 8

Impostazione tramite pagina di configurazione ........................................................................................ 8

Impostazione tramite SMS ........................................................................................................................ 8

Suggerimento per l’impostazione del parametro Offset .......................................................................... 9

VERIFICA FUNZIONAMENTO ............................................................................................................................ 11

RIAVVIO DEL SISTEMA ..................................................................................................................................... 11

ACQUISIZIONE E VISUALIZZAZIONE DATI ........................................................................................................ 11

Acquisizione tramite cellulare ..................................................................................................................... 11

Visualizzazione tramite web ........................................................................................................................ 12

COMPONENTI .................................................................................................................................................. 12

SENSORE ...................................................................................................................................................... 12

ARDUINO ..................................................................................................................................................... 12

Manuale utente


OBIETTIVO

Progettare e realizzare un sistema hardware e software in grado di:

Monitorare il livello della vasca principale dell'acquedotto comunale di Saint-Marcel. I dati saranno

disponibili su un sito internet creato ad hoc ( http://www.stmarcel.org)

Nel caso in cui il livello della vasca risulti inferiore ad una soglia prefissata il sistema invierà messaggi

di allarme tramite sms ed e-mail ai numeri memorizzati nel database (configurabile dal sito)

Utilizzare sistemi affidabili ma di costo contenuto

http://www.stmarcel.org/

Manuale utente


SCHEMA GENERALE E DESCRIZIONE DEL FUNZIONAMENTO

Come si vede dallo schema, all’interno della vasca dell’acquedotto sono presenti:

Un sensore ad ultrasuoni in grado di fornire la distanza tra sé e il livello dell’acqua. E’ stato scelto un

sensore ad ultrasuoni in quanto è di facile installazione e non essendo a contatto con l’acqua fornisce

la massima garanzia dal punto di vista igienico.

Una scheda elettronica ARDUINO UNO rev.3 con a bordo un microcontrollore che adeguatamente

programmato è in grado di gestire il sensore, elaborare i dati ed inviarli via Internet al server web.

Per il collegamento alla rete GSM e GPRS necessario per l’invio/ricezione di SMS e per il collegamento

Internet è stata installata sull’Arduino lo Shield GSM.

Una batteria a 12V per l’alimentazione. Essendo questo progetto nato anche come studio di fattibilità

e con l’obiettivo di contenere i costi, per il momento viene utilizzato questo sistema di alimentazione.

Una volta verificati i consumi reali si potrà optare per una soluzione diversa.

L’Arduino, ad intervalli regolari (la cui durata è data dal parametro di configurazione “Frequenza di

campionamento”) interroga il sensore per conoscere il livello dell’acqua.

Sempre ad intervalli regolari (la cui durata è data dal parametro di configurazione “Frequenza di invio”)

l’Arduino invia i dati al server. I dati comprendono il Livello dell’acqua e la quantità di carica della batteria.

Nel caso in cui si verifica un allarme e non fosse possibile connettersi al server, l’Arduino invia direttamente

l’SMS di allarme.

Manuale utente


Il server web ha il compito di:

Permettere all’utente di impostare e inviare i parametri di configurazione del sistema

Ricevere i dati dall’Arduino e memorizzarli in un data base

Avvisare l’utente tramite SMS e/o email in caso di allarme

Fornire un accesso ai dati via web

L’utente può impostare i parametri di funzionamento del sistema e accedere ai dati utilizzando il cellulare o

collegandosi via internet al server.

Per conoscere i dati disponibili in base al tipo di apparato utilizzato consultare le sezioni “Impostazioni

Parametri” e “Acquisizione e visualizzazione dei dati”.

INSTALLAZIONE

INSTALLAZIONE SENSORE Il sensore va montato ad una distanza di almeno 30 cm dal livello massimo che raggiungerà l’acqua,

in pratica coincide con il livello di "troppopieno" della vasca e deve essere montato

perpendicolarmente rispetto al livello dell’acqua.

COLLEGAMENTO SENSORE-ARDUINO Il sensore va collegato all'Arduino seguendo lo schema riportato nella seguente tabella.

Sensore Arduino

Alimentazione Rosso (+) Pin 4

Nero (-) Gnd

Abilitazione Bianco Pin 6

Seriale Giallo Pin 10

Manuale utente


COLLEGAMENTO CIRCUITO LIVELLO BATTERIA Il circuito per il controllo del livello della batteria va collegato seguendo lo schema riportato nella

seguente tabella.

Marrone 12V

Bianco-Marrone Gnd

Arancione Pin A0 dell’Arduino

ALIMENTAZIONE ARDUINO

Tensioni di alimentazione: 12Vdc – 1A

Consumo medio 50 mA (variabile in base alla frequenza di campionamento del sensore e dell'invio

dati)

CONFIGURAZIONE

PARAMETRI

Affinché il sistema funzioni correttamente è necessario impostare i parametri di configurazione.

La tabella seguente contiene l’elenco dei parametri e il loro significato.

Parametro Significato

Offset E’ la distanza del sensore rispetto al livello di

“troppo pieno” della vasca. Il valore deve essere

espresso in millimetri.

Frequenza di invio dati E’ l’intervallo di tempo tra un invio dei dati al server

e il successivo. Il valore deve essere espresso in

minuti.

Frequenza di campionamento E’ l’intervallo di tempo tra una misurazione del

livello e la successiva. Il valore deve essere espresso

in secondi.

Manuale utente


Soglia di allarme E’ il livello sotto il quale il sistema invierà un segnale

di allarme. Il valore deve essere espresso in

millimetri.

Altezza vasca E’ la distanza tra il livello di “troppo pieno” della

vasca e la condotta di uscita. Il valore deve essere

espresso in millimetri.

Manuale utente


IMPOSTAZIONE PARAMETRI

I parametri possono essere impostati dalla pagina di configurazione sul web oppure inviando singoli sms al

numero della SIM installata alla vasca.

Pur avendo la possibilità di utilizzare entrambi i sistemi si consiglia di impostare i parametri via web.

Impostazione tramite pagina di configurazione

Portarsi sulla pagina di configurazione. Apparirà la seguente tabella.

Nella parte in alto a sinistra è possibile impostare i nuovi parametri. Inserire il nuovo/i valore/i per il

parametro/i che si desidera impostare e cliccare su Invia configurazione. Se non si inserisce un nuovo

valore rimarrà impostato il valore attuale.

Impostazione tramite SMS Per impostare i parametri via SMS inviare un messaggio che inizia con il carattere # seguito dalla

lettera che identifica il parametro e da quattro cifre che rappresentano il valore da impostare.

Parametro Messaggio da inviare

Offset #C0000

Manuale utente


Ad esempio per impostare il valore di 45 millimetri

inviare: #C0045

Frequenza di invio dati #D0000

Ad esempio per impostare il valore di 30 minuti

inviare: #D0030

Frequenza di campionamento #E0000

Ad esempio per impostare il valore di 10 minuti

inviare: #E0600

Soglia di allarme #F0000

Ad esempio per impostare il valore di 1 metro

inviare: #F1000

Altezza vasca #G0000

Ad esempio per impostare il valore di 1 metro e

mezzo inviare: #G1500

Suggerimento per l’impostazione del parametro Offset

Per impostare l’offset conviene agire nel seguente modo:

1) Dopo aver installato fisicamente il sensore ed effettuato tutti i collegamenti avviare il sistema

fornendogli l’alimentazione.

2) Attendere un paio di minuti e poi inviare il seguente SMS: #B

3) Il sistema risponderà con un SMS che conterrà la distanza tra il sensore e il livello dell’acqua

(hoff in figura).

4) Misurare la distanza tra il livello dell’acqua e il livello di troppo pieno (htp in figura)

5) Da questi due valori ricavare la distanza tra il sensore e il livello di troppo pieno.

6) Inviare il valore così calcolato utilizzando gli SMS o dalla pagina di configurazione.

Manuale utente


Manuale utente


VERIFICA FUNZIONAMENTO

Il sensore funziona correttamente se si accende il LED VERDE ogni volta che viene acquisita

una misura (la durata del periodo viene stabilita dal parametro frequenza di campionamento).

L'arduino ogni periodo di tempo invia dei dati al server (la durata del periodo viene stabilita dal

parametro frequenza di invio).

RIAVVIO DEL SISTEMA

Nel caso in cui il sistema dovesse bloccarsi è necessario provvedere al suo riavvio.

Per riavviare il sistema:

1. Staccare l'alimentazione

2. Attendere per almeno 20 secondi

3. Alimentare nuovamente il sistema

ACQUISIZIONE E VISUALIZZAZIONE DATI

ACQUISIZIONE TRAMITE CELLULARE Tramite cellulare è possibile conoscere la distanza misurata dal sensore e il livello dell’acqua nella vasca.

Per conoscere Istruzioni

Livello 1. Inviare un messaggio contenente: #A

2. Attendere il messaggio di risposta

Distanza 1. Inviare un messaggio contenente: #B

2. Attendere il messaggio di risposta

Manuale utente


VISUALIZZAZIONE TRAMITE WEB Tutti i dati acquisiti vengono inviati via internet e memorizzati sul server web. Per accedere ai dati è

sufficiente disporre di un collegamento ad Internet, ed utilizzare un browser (Chrome, Mozilla, Internet

Explorer,…) per collegarsi al sito.

La navigazione dovrebbe essere sufficientemente intuitiva e tale da non richiedere ulteriori informazioni.

COMPONENTI

In questa sezione vengono mostrati i componenti utilizzati.

SENSORE

Il sensore utilizzato è prodotto dalla MaxBotix inc.

Codice: MB7369 HRXL-MaxSonar®-WR™

ARDUINO

La versione di Arduino utilizzata è: ARDUINO UNO rev.3

Per il collegamento Internet e l’invio e ricezione SMS,

sull’Arduino è montata la: Arduino GSM Shield.

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