La t ecnologia WSN La piattaforma NI WSN Ambiente di programmazione Real Time (NI LabVIEW):

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1 La programmazione grafica di Reti di Sensori Wireless (Wireless Sensor Networks - WSN) in ambito industriale Massimiliano Banfi - Systems Engineers Manager - National Instruments Italy

2 La t ecnologia WSN La piattaforma NI WSN Ambiente di programmazione Real Time (NI LabVIEW): Processamento dati locale Salvataggio dati Comunicazione con bus di campo indust riali Servizi web integrati Referenze applicat ive Domande

3 Cablaggi e costi ridotti Elimina le problemat iche di collegament o e semplifica i cablaggi Nuove opportunità in nuovi mercati

4 Efficienza energetica Smart grid e monitoraggio linee elettriche Monitoraggio ambientale Emissioni CO 2, cambiamenti climatici Monitoraggio strutturale Ponti, infrastrutture e monitoraggio civile Misure in ambito industriale Monitoraggio a bordo macchina in ambienti ostili

5 Wireless Sensor Network: bassi consumi ed affidabilità Bassi consumi: Fino a 3 anni di vita con 4 batterie stilo AA Affidabilità: Protocollo NI-WSN e Mesh routing Wireless Sensor Network: Misure remot e senza fili

6 I benefici della soluzione NI Wireless Piattaforma LabVIEW Piattaforma integrata per la misura Acesso remoto ai dati con il servizio secure web services In grado di comunicare con prodotti wireless terze parti Vasta gamma di misure Partner tecnologico leader Connessione a quasi tutti i sensori disponibili Possibilità di scelta tra ampiezza di banda e bassi consumi Misure accurate Wireless con la tecnologia di misura NI Sensori con intelligenza programmabile con NI LabVIEW Acquisizione forme d onda grazie a NI signal streaming

7 Architettura Wireless Sensor Network

8 Sistema operativo Real Time Processore 533MHz, 2GB di memoria a bordo Radio 2.4 GHz Web/ Ftp server integrati Doppia porta Ethernet, USB e Seriale

9 Nodi di misura Wireless Sensor Network Caratteristiche principali 2.4 GHz IEEE radio Portata in campo aperto fino a 150 m Oltre 3 anni di vita con 4 batterie stilo AA Opzionale alimentazione 9-30 VDC Configurabili in modalità mesh router 4 Linee digitali I/O configurabili per nodo Temperatura di lavoro da -40 a 70 ºC 50 grms shock e 5 g vibrazioni Node AI DIO Sample Interval Sample Rate Resolutio n (bits) Features NI WSN-3202 Analog Input Node second 60 samples/ min 16 Sensor power: 20 12V Input Ranges: ±10 V, ±5 V, ±2 V, ±0.5 V NI WSN-3212 Thermocouple Input Node seconds 30 samples/ min 24 Supports types J, K, R, S, T, N, B, E

10 Ambient e di sviluppo grafico ad elevat a produt t ivit à per t ecnici ed ingegneri API Hardware integrate Target differenti: Windows, Linux, RT, Mac, etc.. Librerie di analisi del sengale e matematiche Interfaccia utente personalizzabile Astrazione tecnologica Approccio di programmazione grafica

11 Architettura di sistema WSN: Software NI LabVIEW LabVIEW Real-Time WSN Gateway LabVIEW per Windows Database Servers Worldwid e Web Wireless Enabled Smart Objects NI-WSN: Configurazione e programmazione dragand-drop Nodi di misura WSN LabVIEW database connectivity LabVIEW Web Services LabVIEW DSC: Allarmi ed eventi LabVIEW WSN: Node-level programming

12 Connettività NI WSN verso qualsiasi tipo di bus INDUSTRIALE e PLC

13

14 Il VI viene scaricato come Web Service Creazione di un XML Utilizzo nell applicazione Smartphone

15 Integrazione con prodotti WSN di terze parti NI WSN NI PAC

16 Sistema di monitoraggio per una miniera di carbone Sistema di monitoraggio per: Qualità dell aria, temperatura, umidità, et c Protezione dei minatori da elementi pericolosi + di 60 nodi utilizzati Costi di cablaggio ed implementazione nettamente ridotti

17 Monitoraggio macchine industriali trattamento metalli Come vengono utilizzati: Monitoraggio del sistema di fonderia dell alluminio (manutenzione predittiva) Nodi WSN analogici per il monitoraggio dell anodo nel processo di fusione Nel tempo, al passaggio di correnti elevate attraverso l anodo, parte di esso decade. L uscita può essere correlata al tempo di vita rimanente dell anodo/ macchina Ambiente fortemente esposto a interferenze elettromagnetiche