UN ARCHITETTURA PER L INTERNET CALIBRATION Nuove opportunità di taratura e di diagnostica a distanza della strumentazione

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1 Workshop sulle sulle Telemisure --Bologna, febbraio UN ARCHITETTURA PER L INTERNET CALIBRATION Nuove opportunità di taratura e di diagnostica a distanza della strumentazione Alessio Franco Marco Alberto Dipartimento di Elettronica - Politecnico di Torino 1

2 Workshop sulle sulle Telemisure --Bologna, febbraio La rete Internet e le le misurazioni La La rete Internet ha ha favorito lo lo sviluppo di di innumerevoli servizi: posta elettronica commercio elettronico remote-banking Nel campo della misurazione, Internet ha ha introdotto la la possibilità di di controllare a distanza la la strumentazione di di misura, anche grazie alla crescente disponibilità di di dispositivi con interfaccia di di rete, dando origine, tra tra l altro, a: a: laboratori didattici ad ad accesso remoto sistemi di di misurazione distribuiti 2

3 Workshop sulle sulle Telemisure --Bologna, febbraio La rete Internet e l attività di taratura Solo di di recente Internet è stata impiegata come supporto all attività di di taratura della strumentazione di di misura, secondo tre tre diverse filosofie: soluzioni la la gestione in in qualità della strumentazione (ad esempio e-calibration e Global Quality Services )) soluzioni basate sulla suvisione a distanza del processo di di taratura (ad esempio tramite videoconferenza) soluzioni basate sul controllo a distanza dei campioni e del dispositivo in in taratura 3

4 Workshop sulle sulle Telemisure --Bologna, febbraio La rete Internet e l attività di taratura Controllo a distanza dei campioni e del dispositivo in in taratura: INTERNET CALIBRATION Servizio sviluppato presso il Politecnico di Torino che prevede: invio di un campione viaggiatore presso la sede del cliente collegamento via Internet tra un PC presso il laboratorio di taratura ed un PC presso la sede del cliente controllo remoto del campione e del dispositivo in taratura l esecuzione automatica del processo di taratura acquisizione remota ed elaborazione on-line dei risultati di taratura 4

5 Workshop sulle sulle Telemisure --Bologna, febbraio Internet : schema di base Controllati da PC-CAL attraverso PC-cliente Dispositivo in taratura Richiede un applicazione client-server sulla rete Internet 5

6 Workshop sulle sulle Telemisure --Bologna, febbraio Internet-calibration: vantaggi della taratura in situ Non è richiesta la la movimentazione del dispositivo in in taratura non è necessario prevedere procedure la la verifica dell effetto del trasporto Viaggia solo un un campione e non è richiesto un un tecnico specializzato presso la la sede del cliente drastica riduzione dei costi Il Il tempo di di fuori servizio è limitato alla durata della taratura 6

7 Workshop sulle sulle Telemisure --Bologna, febbraio Internet-calibration: cosa deve essere garantito Robustezza e affidabilità del campione viaggiatore verifica di di taratura del campione prima del trasporto verso il il cliente e dopo il il ritorno al al laboratorio Riservatezza dell informazione sulla rete Internet cifratura dei dati scambiati tra traclient e server Autenticazione dell identità di diclient e server impiego di di certificati elettronici firmati da da una Certification Authority (CA) fidata 7

8 Workshop sulle sulle Telemisure --Bologna, febbraio L applicazione client-server sviluppata in in linguaggio Java Impiegano la classe Java SSLSocket, che mette l utilizzo del protocollo SSL: fase di handshake: client e server autenticati mediante verifica dei loro certificati (X.509v1) fase di comunicazione: cifratura dei messaggi scambiati tra client e server (TLSv1) I requisiti di riservatezza e autenticazione sono soddisfatti 8

9 Workshop sulle sulle Telemisure --Bologna, febbraio L applicazione client-server sviluppata in in linguaggio Java Moduli l accesso ai dispositivi hardware Java Native Interface DLL accedere al driver che mette di colloquiare con il dispositivo in taratura Applicazione sviluppata con Java Communication API la comunicazione con l interfaccia RS-232 9

10 L applicazione client-server sviluppata in in linguaggio Java Elenco di istruzioni che codificano una particolare procedura di taratura: istruzioni all oatore presso la sede del cliente istruzioni al campione viaggiatore istruzioni al dispositivo in taratura 10

11 L applicazione client-server sviluppata in in linguaggio Java 11

12 L applicazione client-server sviluppata in in linguaggio Java 12

13 Servizio Internet-: i i passi oativi Fase preliminare Rilascio dei certificati elettronici al al cliente ed ed al al laboratorio di di taratura da da parte di di una CA Specializzazione del software la la taratura di di un un particolare dispositivo Verifica di di taratura del campione viaggiatore e suo invio al al cliente (la (la prima volta è inviata anche l applicazione client) Fase oativa Connessione Internet sicura tra traclient e server Esecuzione a distanza della procedura di di taratura 13

14 Internet : le le applicazioni sviluppate Taratura di di schede di di acquisizione dati a fronte di di un un calibratore di di tensione: il il progetto ARGO Servizio destinato prevalentemente alle aziende Campione viaggiatore sviluppato ad hoc Taratura di di ponti RLC a fronte di di un un calibratore di di impedenza (in (in collaborazione con IEN) Taratura di di calibratori multifunzione a fronte di dimultimetri numerali (in (in fase di di sviluppo con IEN) Servizi destinati prevalentemente ai ai Centri SIT Impiego di campioni viaggiatori commerciali 14

15 Internet-calibration schede di acquisizione dati Connessioni di misura Software fornito dal laboratorio di taratura Non è richiesta la la rimozione della scheda dal PC taratura eseguita in in condizioni oative dal punto di di vista software e hardware (driver, tematura, rumore,...)...) Componente standard dei PC Dispositivo in taratura 15

16 Internet-calibration schede di acquisizione dati Il Il progetto ARGO Generatore programmabile di di tensione + multimetro numerale (DMM) che funge da da campione di di riferimento Dispositivo gestito da damicrocontrollore in in grado di di colloquiare con il il PC Cliente e con il il DMM attraverso due interfacce seriali RS-232 Due uscite indipendenti di di tensione nel campo ( ) V Possibilità di di tarare schede di di acquisizione dati fino a bit bit di di accuratezza (16 bit bit di di risoluzione) Scheda di di commutazione in in uscita collegare le le due uscite ai ai canali attivi della scheda di di acquisizione in in taratura 16

17 Internet-calibration schede di acquisizione dati Il Il progetto ARGO Gestisce il funzionamento del campione viaggiatore Campione di riferimento Indirizza le uscite al DMM ed alla scheda in taratura 17

18 Internet-calibration schede di acquisizione dati Il Il progetto ARGO: gestione remota del processo di di taratura 18

19 Internet-calibration schede di acquisizione dati Il Il progetto ARGO: gestione remota del processo di di taratura 19

20 Internet-calibration schede di acquisizione dati Il Il progetto ARGO Collegamento verso il DMM Costo Dispositivo a microcontrollore: 100 EURO Multimetro numerale: 1000 EURO Collegamento verso la scheda di acquisizione Collegamenti RS-232 verso il DMM ed il PC Cliente 20

21 Internet-calibration schede di acquisizione dati ARGO II. L evoluzione Obiettivo: eliminazione del DMM e riduzione dei costi Generatore programmabile di di tensione a bassa deriva termica e temporale con comportamento da da campione riferibile Dispositivo gestito da damicrocontrollore Possibilità di di esecuzione di di messa in in punto automatica e memorizzazione delle costanti di di taratura circa punti Prestazioni metrologiche attese analoghe alla prima versione (attualmente in in fase di di verifica simentale) 21

22 Internet-calibration schede di acquisizione dati ARGO II: II: la la fase di di messa in in punto Misure del DMM memorizzate nella E 2 PROM del µc 22

23 Internet-calibration schede di acquisizione dati ARGO II: II: gestione remota del processo di di taratura 23

24 Internet-calibration schede di acquisizione dati ARGO II: II: gestione remota del processo di di taratura 24

25 Internet-calibration schede di acquisizione dati ARGO II: II: il il campione viaggiatore Costo ridotto a circa 250 EURO 25

26 Internet-calibration schede di acquisizione dati ARGO III: il il futuro Obiettivo: sistema ad ad alta flessibilità con interfaccia di di rete Dispositivo gestito da da scheda PC-104 compatibile Calibratore di di tensione continua e alternata (stessa filosofia di di Argo II) II) controllabile direttamente via Internet Possibilità di di taratura automatica di di strumenti stand-alone programmabili Procedura automatica di di messa in in punto senza limitazione riguardo al al numero di di punti di di prova (risultati salvati su su file) 26

27 Internet-calibration schede di acquisizione dati ARGO III: particolare del campione viaggiatore Costo previsto circa 500 EURO 27

28 RISERVA 1 28

29 La La catena di di riferibilità attuale Internet-calibration ponti RLC e quella attuabile grazie al 29

30 Internet-calibration ponti RLC Dispositivo commerciale che necessita di caratterizzazione metrologica (prestazioni non completamente specificate) Applicazione client specializzata la comunicazione con il driver della scheda IEEE

31 RISERVA 2 31

32 Servizio Internet-: i i passi oativi Fase preliminare Certificazione del cliente e del laboratorio di di taratura Cliente Specializzazione del software la la taratura di di una Generazione particolare di scheda una coppia di di acquisizione di chiavi pubblica/privata Richiesta Verifica certificato di di taratura elettronico del campione ad una Certification viaggiante (DMM) Authority (CA) Rilascio Invio al del cliente campione del certificato viaggiante elettronico e dell applicazione firmato con la client chiave privata (solo della la la prima CA volta) al al cliente Fase oativa mette di autenticare la propria identità presso il server Rilascio Connessione al cliente Internet del certificato sicura elettronico tra traclient della e server CA mette di verificare l identità del server Taratura della scheda di di acquisizione 32

33 Servizio Internet-: i i passi oativi Fase preliminare Certificazione del cliente e del laboratorio di di taratura Laboratorio Specializzazione di taratura... del procedura softwareanaloga la la taratura (stessa di CA) di una Generazione particolare di scheda una coppia di di acquisizione di chiavi pubblica/privata Richiesta Verifica certificato di di taratura elettronico del campione ad una Certification viaggiante (DMM) Authority (CA) Rilascio Invio al del laboratorio campione del viaggiante certificato e elettronico dell applicazione firmato con client la chiave (solo privata la la prima della volta) CA al al cliente Fase oativa mette di autenticare la propria identità presso il client Rilascio Connessione al laboratorio Internet del certificato sicura tra elettronico traclient e della server CA mette di verificare l identità del client Taratura della scheda di di acquisizione 33

34 Servizio Internet-: i i passi oativi Fase preliminare Certificazione del cliente e del laboratorio di di taratura Specializzazione del software la la taratura di di una particolare scheda di di acquisizione Applicazione Verifica client di di taratura del campione viaggiante (DMM) Sviluppo Invio della campione Java Native viaggiante Interfacee DLL dell applicazione l accesso al client driver nativo (solo della la la prima scheda volta) di acquisizione al al cliente Applicazione Fase oativa server Sviluppo Connessione del file dei Internet comandi sicura che codifica tra traclient la procedura e server di taratura (controllo di taratura + eventuale messa in punto) Taratura della scheda di di acquisizione 34

35 Fase finale Servizio Internet-: i i passi oativi Ritorno del campione viaggiante al al laboratorio di di taratura Verifica di di taratura del campione viaggiante (DMM) Rilascio ed ed invio al al cliente del certificato di di taratura della scheda di di acquisizione 35

36 Fase finale Servizio Internet-: i i passi oativi Ritorno del campione viaggiante al al laboratorio di di taratura Verifica di di taratura del campione viaggiante (DMM) Rilascio ed ed invio al al cliente del certificato di di taratura della scheda di di acquisizione la validità del certificato di taratura è garantita fino a quando la configurazione hardware e software del PC che ospita la scheda rimane inalterata 36