Procedure standardizzate per la raccolta
dei dati nelle stazioni di misura
D.Andreuccetti, M.Bini, L.Pieri e S.Priori
IFAC-CNR, Firenze
Progetto MIUR 5% “Salvaguardia dell’uomo…” – 2o Convegno Nazionale, Firenze, 2003
Il progetto della rete di
monitoraggio
• Il progetto della rete di monitoraggio coinvolge
numerose aziende private ed istituzioni pubbliche di
ricerca.
• L’obbiettivo è quello di realizzare una rete di
monitoraggio con caratteristiche innovative.
• In linea di massima, le aziende hanno la responsabilità
della realizzazione delle singole parti, mentre agli enti di
ricerca è affidato il compito di dare supporto a queste
realizzazioni e fare in modo che le singole parti (attuali e
future) possano integrarsi e dialogare correttamente tra
di loro.
Progetto MIUR 5% “Salvaguardia dell’uomo…” – 2o Convegno Nazionale, Firenze, 2003
Il progetto della rete di
monitoraggio
• Fin dall’inizio, sono stati fissati alcuni requisiti
che potremmo definire “strategici”:
–
–
–
–
Accuratezza
Affidabilità
Modularità
Economicità
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Modularità
• A livello di rete
• Di configurazione
• Di sviluppo
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Modularità a livello di rete
In qualunque
momento deve
essere possibile
inserire, spostare
o rimuovere dalla
rete nuove
stazioni
periferiche.
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Modularità di configurazione
• L’utente finale deve avere la possibilità di
configurare le stazioni di misura in modo da
ottimizzare gli investimenti necessari a
rispondere alle sue reali esigenze.
Acquistare ed installare solo i canali di misura
desiderati.
Utilizzare la tecnica di telecomunicazione più
opportuna.
Utilizzare la fonte di alimentazione più vantaggiosa.
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Modularità di sviluppo: finalità
• Rendere agevole l’aggiornamento della rete, considerato
anche che in futuro nuove tipologie di sorgenti
ambientali di campi elettromagnetici potrebbero
richiedere differenti strumentazioni e/o procedure di
sorveglianza fisica.
• Dare a chiunque la possibilità di sviluppare ed inserire
nelle stazioni che stiamo progettando, nuovi tipi di
dispositivi di misura, pensati per risolvere in modo più
brillante i problemi oggi noti o per affrontare
rilevamenti di cui potrebbe emergere l’esigenza domani.
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Schema di principio
della stazione di misura
IF1
CH.1
CH.2
CH.3
UNITÀ DI
GOVERNO
LOCALE
IF3
IF2
(TLC)
Verso la centrale
di archiviiazione
e controllo
TERMINALE
OPERATORE
LOCALE
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Modularità di configurazione
e di sviluppo
• Nelle stazioni di misura, la modularità di
configurazione e di sviluppo si raggiunge anche
attraverso l’uso di registri di configurazione
facilmente modificabili via software.
– Un registro di configurazione propriamente detto, che
contiene le informazioni sulle caratteristiche tecniche degli
apparati di misura presenti nella stazione e descrive quindi il
tipo di misure che la stazione è in grado di eseguire.
– Un registro di predisposizione, che descrive invece le
procedure di misura effettivamente affidate alla stazione
stessa: quali misure eseguire (tra quelle rese possibili dalla
strumentazione) e con quale cadenza temporale.
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Modularità di sviluppo
• La modularità di sviluppo si raggiunge anche
attraverso la definizione di interfacce
standardizzate per il collegamento tra i vari
subassiemi che costituiscono una stazione di
misura.
• Possono essere identificate varie interfacce,
alcune delle quali così critiche ai fini della
modularità da rendere opportuna una
standardizzazione coordinata a livello generale.
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Interfacce principali della
stazione di misura
IF1
CH.1
CH.2
CH.3
UNITÀ DI
GOVERNO
LOCALE
IF3
IF2
(TLC)
Verso la centrale
di archiviiazione
e controllo
TERMINALE
OPERATORE
LOCALE
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Interfaccia 1: schema generale
CH-1
S
IF1
M
UGL
CH-2
S
M
IF1
CH-3
S
M
IF1
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Interfaccia 1: aspetto hardware
• Collegamento di tipo bus seriale asincrono (vantaggi: semplicità
del cablaggio e della gestione della comunicazione).
• Topologia di tipo master-slave, con una unità master (UGL) e
numerose unità slave (dispositivi di misura). Non vi sono scambi
diretti di messaggi tra le unità slave e queste non comunicano mai
col master di loro iniziativa, ma solo in risposta ai comandi
ricevuti.
• Conformità allo standard RS-485:
– disponibilità di componentistica di supporto;
– immunità alle interferenze;
– affidabilità.
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Interfaccia 1: bus RS-485
RS-485
RS-485
IN
RX
EN
OUT
TX
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Interfaccia 1: struttura dei
comandi
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Interfaccia 1: elenco dei comandi
Comando
Descrizione
Dispositivi interessati
A
B
Regolazione dell’attenuazione
Misuratori
Selezione della larghezza di banda
Misuratori a C.F.
D
E
Esecuzione di un controllo diagnostico Tutti
Passaggio alla condizione di risparmio
energetico
Possibilmente tutti
F
H
Selezione della frequenza di sintonia
Misuratori a C.F.
Richiesta della stringa di
identificazione
Tutti
I
Lettura delle impostazioni correnti
Tutti
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Interfaccia 1: segue elenco dei
comandi
Comando
Descrizione
Dispositivi
interessati
L
M
P
Lettura dell’ultima misura effettuata
Misuratori
Inizio del ciclo di misura
Misuratori
Selezione della polarizzazione X-Y-Z
Sensori triassiali
R
S
Inizializzazione (reset)
Tutti
Disponibilità di un nuovo dato
misurato e non ancora letto
Misuratori
V
Acquisizione del numero di versione
del protocollo riconosciuto
Tutti
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Interfaccia 1: struttura delle
risposte
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Un esempio di ipotetico ciclo di
misura
• Riferito ad una stazione dotata dei dispositivi
seguenti.
– Indirizzo 01: misuratore isotropo di campo magnetico
a 50 Hz a rivelazione diretta
– Indirizzo 02: ricevitore multibanda a conversione di
frequenza
– Indirizzo 03: sensore triassiale di campo elettrico a
larga banda, la cui uscita RF è collegata al ricevitore
di cui al punto precedente
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Un
esempio
di
ipotetico
ciclo di
misura
Progetto MIUR 5% “Salvaguardia dell’uomo…” – 2o Convegno Nazionale, Firenze, 2003
Sviluppi in corso e futuri
• Realizzazione di una attrezzatura di verifica
che permetta il collaudo dell’UGL senza disporre
dei canali di misura, il cui funzionamento viene
emulato da un PC connesso al bus IF1 per mezzo
di un adattatore RS232 – RS485.
• Standardizzazione delle altre interfacce presenti
nella stazione di misura
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