INTERFACCIA DI SENSORI

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1 + - INTERFACCIA DI ENORI Loop 4-20 ma 0-5 V ITEMA DI MIURA + - mc RETE ITEMA DI MIURA IEEE1451(TED) R 485 CANbus, ProfiBus, WorldFIP Ethernet TCP/IP + - mc Connettività senza fili

2 ITEMI WIRELE e ENORI WIRELE ALIM CPU CPU INFO CPU INFO istemi wireless Robot, mezzi mobili, PC Grande flusso dati ensori non wireless ensori wireless Limitato flusso dati Problema dell alimentazione Telerilevamento, domotica Applicazioni industriali???

3 ENORI WIRELE IN AMBIENTE INDUTRIALE Vantaggi wireless Assenza cablaggi: riduzione costo e manutenzione Impiego in aree pericolose calabilità della rete senza pesanti interventi ituazione ideale Uso di protocolli di comunicazione standard Interfacciabilità con Internet Basso consumo: ricavare energia fi power harvesting risparmiare energia fi algoritmi speciali ituazione odierna Radiocomandi, sistemi ottici, reti proprietarie Bisogno di gateway verso Internet Basso consumo: batterie, celle solari

4 ENORE WIRELE ENORE µc MODULO ITEMA DI MIURA ENORE WIRELE Punti chiave Consumo Distanza operativa Velocità di trasferimento Interfaccia verso Internet

5 WIRELE GLOBALE e WIRELE LOCALE mart sensor Wireless Globale Vasta area geografica Infrastrutture pubbliche Costo di trasmissione atelliti, telefoni, metereologia Wireless Locale Ambiente delimitato Consumo ridotto, affidabilità Costo di sistema Domotica, PC portatili, aree pericolose

6 WIRELE GLOBALE: GM RETE FIA RETE MOBILE Network ubystem ( N ) Base tation ystem (B) BT BT BT IM card tazione mobile ensore Caratteristiche Modulazione GMK (Gaussian Filtered Minimum hift Keying) banda primaria MHz + bande secondarie 1.8 GHz Multiplazione di tempo e di frequenza, territorio diviso in celle 124 canali da 200 khz con time-slot da ms Controllo errore con codifiche convoluzionali e bit interlaving effettivo bit rate 9.6 kbit/s

7 M: hort Message ervice M Modem Modem cambio dati binari a 9.6 kbit/s (GPR 170 kbit/s) Nessun limite su volume traffico, migliore costo per bit Tempo per negoziare la connessione Adatto per sensori che scambiano molti dati M cambio di brevi messaggi di testo Fino a 1120 bit fi 160 caratteri con codifica a 7 bit Adatto per sensori che scambiano pochi dati Interfaccia operatore integrata Adatto per standard IEEE

8 WIRELE LOCALE Tecnologie disponibili IRDA : trasmissione a infrarosso. Banda IM (Industrial, cientific & Medicine) a 2.4GHz Domotica : es. HomeRF Bluetooth : semplice per dispositivi vicini Ethernet Wireless : veloce, alto consumo Banda libera a 433MHz oluzioni proprietarie IEEE : wireless Ethernet IEEE : Bluetooth

9 WIRELE LOCALE: WIRELE ETHERNET IEEE VERIONI anno Banda Velocità trasmissiva Distanza (ambiente chiuso) Modulazione b (1999) 2,4 GHz 11 Mbit/s 50 m D a (2000) 5 GHz 54 Mbit/s 20 m OFDM g (prossimo) 2,4 GHz 54 Mbit/s 50 m OFDM Organizzazione della rete locale a. Divisione in celle (Basic ervice et B) con Access Point (AP) e gestione passaggio tra celle b. oluzione semplice: Reti Ad Hoc con solo stazioni senza Access Point a a b b Cifratura dati upporto stack internet Applicazioni con grande flusso dati (telecamere) D Direct equence pread pectrum OFDM Orthogonal Frequency Division Modulation

10 WIRELE LOCALE: BLUETOOTH (IEEE ) Caratteristiche Banda 2.4GHz con modulazione 2FK, basso consumo, range limitato Frequency hopping su 79 canali Accesso con slot temporale di 625ms con un massimo di 2871 bit per slot a b c Master lave Organizzazione della rete a. Piconet con un solo slave b. Piconet multislave c. catternet Applicazioni disponibili Moduli di conversione per sensori 4-20mA o 0-5V (Wilcoxon Research) Moduli con ingressi e uscite analogici (Orceana ensor) Moduli RX-TX con supporto TED (Crossbow)

11 vs. BLUETOOTH A U D I O APPLICAZIONE TCP/IP RFCOMM BNEP L2CAP HCI LINK MANAGER BAEBAND RADIO TCP IP L2C MAC PHY Bluetooth Bluetooth: grandi aspettative e dinamismo introduzione protocolli di emulazione rallentamento del flusso dati Wireless Ethernet: estensione naturale verso protocolli diffusi

12 ENORI WIRELE: CONCLUIONI Velocità di trasmissione Tempo di latenza/risposta Distanza operativa Consumo GM 9600 bit/s 3-5 s illimitata 900 mw tx 270 mw st.by b 11 Mbit/s 8 ms 40 m 1600 mw 800 mw (Bluetooth) 90 kbit/s 65 ms 8 m 500 mw tx 300 mw st.by RF 433MHz 260 bit/s 50 ms 8 m 200 mw tx 150 mw st.by Costo 230 (195 ) 150 (100 ) 65 (50 ) 15 Costi e consumi di fatto incoraggiano soluzioni proprietarie Diffusione portatili e palmari può cambiare la situazione Bluetooth può competere con soluzioni proprietarie Ethernet Wireless più adatto per trasduttori complessi GM+M ottimo per sensori lontani e direttamente interfacciati all operatore