UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTE
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ED ARCHITETTURA
TESI DI LAUREA TRIENNALE
Studio e realizzazione di un drifter
costiero con comunicazione GSM per
il progetto TOSCA
Laureando:
Diego DERGANZ
Relatore:
Prof. Ing. Sergio CARRATO
Anno Accademico 2011-2012
Correlatore:
Martina TOGNON
Introduzione (1)
I drifter sono piccole boe dotate di:
Telemetria
 Localizzazione satellitare
 Eventuale sensoristica

Scopo:
 Monitoraggio ad alta
risoluzione delle correnti
marine superficiali
Introduzione (2)
Cosa si vuole realizzare?
 Drifter modulare, economico, facile utilizzo e
recuperabile da utilizzare in ambito costiero.
Caratteristiche:
 Alta definizione della traiettoria percorsa
 Misura di temperatura e altri sensori opzionali
 Invio dei dati alla centrale via GSM
 Autonomia di circa 20 giorni
 Recuperabile e riutilizzabile
Struttura meccanica
Struttura tubolare stagna,
dotata di 4 vele sommerse
e 4 boe che garantiscono il
galleggiamento.
ISOLAMENTO
DALL’ACQUA
Nel quale viene inserito il
pacco batterie e il
contenitore dell’elettronica
che ne fa da tappo.
MANTENERE IL BARICENTRO BASSO
Struttura hardware
STEP-DOWN
da 6 a 40 V
BUCK-BOOST
Nome
Vnom
Tolleranza
Imax
+3,6V
3,76 V
50 mV
2A
+5V
5,1 V
100 mV
100 mA
+24V
24,2 V
0,5 V
100 mA
Realizzazione hardware
La scheda elettronica è stata sviluppata su due stampati.
CONVERTITORE
A/D
MODULO
TELEFONICO
MC55i
GPS
SWITCH
SERIALE
PC
STEP-DOWN
INGRESSO
BATTERIA
MICROCONTROLLORE
R8C/2B
Sensore di temperatura
CONVERTITORE A/D A 24 BIT
TENSIONE DI RIFERIMENTO 2,5V
GENERATORE
DI CORRENTE
COSTANTE 100 µA
SEGNALI SPI E
DI CONTROLLO
Software
Lettura periodica GPS
 Memorizzazione dati
dei sensori ad intervallo
programmabile
 Invio SMS alla stazione
centrale ad intervallo
programmabile

Inizializzazione periferiche
UART
SPI
SPI
SPI
UART
I 2C
UART
Lettura GPS
Stringhe in formato NMEA standard (seriale 9600 baud, 8 bit, N, 1 stop)
NOME
ESEMPIO
DESCRIZIONE
Message ID
$GPRMC
Intestazione frase RMC
UTC Time
161229.487
Ora in formato hhmmss.ss
Status
A
A: dato valido, V: dato non valido
Latitude
3723.2475
Latitudine ddmm.mmmm
N/S Indicator
N
N: nord, S: sud
Longitude
12158.3416
Longitudine dddmm.mmmm
E/W Indicator
W
E: est, W: ovest
Speed Over Ground
0.13
Velocità espressa in knots
Course Over Ground
309.62
Angolo in gradi rispetto al nord magnetico
Date
120598
Data ddmmyy
Mode
Checksum
<CR><LF>
*10
Fine della frase
Invio dati via SMS
Messaggio di stato inviato alla stazione centrale
Es. “00001276;356497043947694;SGPRMC;150704.000,A,4542.6503,N,01345.7605,
E,0.23,311.17,051112,,,A*6B;20.058;20;8.71;0;13;0;I TIM;22.3;*46”
VALORE
DESCRIZIONE
00001276
Seriale del dispositivo, memorizzato nella flash interna
356497043947694
Codice IMEI del modulo telefonico
SGPRMC… A*6B
Stringa RMC del modulo GPS
20.058
Temperatura SST in °C
20
Temperatura del modulo telefonico
8.71
Tensione della batteria per il calcolo dell’autonomia residua
0
Presenza acqua (0: non presente; 1: presente)
13
Valore RSSI del modulo telefonico
0
Roaming (0: operatore locale; 1: diverso operatore)
I TIM
Nome della rete telefonica associata
22.3
Percentuale di utilizzo della memoria interna
*46
Valore di controllo per verificare la correttezza del messaggio
Risultati sul campo
I test sul campo hanno evidenziato:
Problemi di tenuta
 Necessità di sapere se nella boa è entrata acqua

Miglioramenti:
Uso di passacavi IP68
 Guarnizione siliconica sul passacavo e O-ring
 Test di tenuta esaustivi

Conclusioni
I successivi test sono stati superati positivamente,
garantendo una autonomia di 15 giorni in mare.
La configurazione così ottenuta, sia elettronica che
hardware, è da considerarsi definitiva.