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STRUMENTI WIRELESS
speciale
Aprile 2018
Automazione e Strumentazione
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nelle smart city. Dispon-
gono di potenti funziona-
lità di routing, swtiching
e sicurezza con tecnologie
VPN e IPSec. Ma an-
che di tecnologie Wi-Fi,
LTE, GPS, PoE, MQTT,
riproduzione video, sin-
cronizzazione clock e
storage di massa.
Acquisizione dati e datalogger
Se l’obiettivo è il
cable replacement
o la
tra-
missione punto-punto
, la soluzione ottimale
può essere un semplice accoppiamento wire-
less con tecnologie Bluetooth, ZigBee, Wusb o
proprietarie che ritroviamo nelle applicazioni di
acquisizione dati
wireless dove sono utilizzati
anche altri standard.
L’acquisizione dati wireless vede inoltre una cre-
scente diffusione di datalogger professionali e
sistemi di monitoraggio remoti caratterizzati da
costi ridotti e facilità di installazione e uso: dispo-
sitivi dedicati alla misura e alla registrazione di
grandezze fisiche e chimiche (ad esempio tempe-
ratura, umidità, pressione, velocità dell’aria, luce,
ph, conducibilità e molte altre).
Fanno parte di questa categoria
schede plug-in
o di
comunicazione seriale, sistemi che utilizzano
PC
come sorgente di registrazione
dei dati in tempo
reale,
software di virtualizzazione
e calcolo, ma
soprattutto
strumenti stand-alone
in grado di leg-
gere diversi tipi di segnali
elettrici nonché memoriz-
zare i dati. I datalogger
remoti hanno una memo-
ria interna o estraibile per
registrare i parametri delle
sonde e un software per lo
scarico, l’analisi e l’espor-
tazione dei dati. Dal punto
di vista della comunica-
zione la
trasmissione dati,
allarmi e file di log viene
infatti abitualmente gesti-
ta via email / SMS su rete 2G/3G/4G indirizzata
verso client, host remoti, app e piattaforme Cloud.
Lato campo, le doti di
compattezza
e
basso con-
sumo
fanno sì che tali dispositivi possano moni-
torare e registrare con continuità input di processo
analogici, discreti e fieldbus.
Smart sensor e WSN
Oggi, dalla visione alle comunicazioni M2M, i
sensori wireless rivestono un ruolo importante
nell’espansione dell’Industria 4.0, soprattutto in
relazione ai nuovi metodi di ottimizzazione, au-
toconfigurazione, autodiagnosi, supporto intelli-
gente agli operatori.
Un importante fattore di successo per questi
dispositivi è il
basso consumo energetico
. Del
resto il funzionamento wireless di sensori e attua-
tori in rete (
WSN, Wireless Sensor Network
) si
accompagna non solo all’assenza di collegamenti
fisici, ma anche all’assenza della rete di alimen-
tazione. A questo scopo i dispositivi wireless
sono dotati di sistema di alimentazione a batte-
ria, algoritmi per l’allungamento della vita delle
batterie dei sensori, duty cycle molto minore di
1, tecniche di cattura dell’energia di tipo ‘energy
harvesting’, architetture Mesh.
I fattori tecnologici alla base dello sviluppo di
WSN e WSAN (Wireless Sensor Actuator Net-
work) sono la miniaturizzazione dei componenti
elettronici e degli apparati, i bassi consumi elettrici
e l’introduzione di standard interoperabili per l’in-
dustria di processo quali
WirelessHart
,
Isa SP100
e
WIA
-
PA
(Wireless networks for Industrial Auto-
mation - Process Automation
)
. Oltretutto i sensori
wireless rappresentano la soluzione ottimale per
acquisire dati in prossimità di pozzi, vasche, serba-
toi, sorgenti e piping distribuiti su vaste aree, dove
è assente la rete di alimentazione elettrica.
L’impiego di reti e sensori wireless è in costante
aumento per la sostituzione di cablaggi e nell’in-
stallazione di micro-sensori usati per monitorare
impianti civili e industriali.
Apparati di telemisura, teleassistenza
e telecontrollo
Nell’industria, nel settore energetico e nelle utili-
ties, le reti wireless prevedono l’impiego di sistemi
RTU
(Remote Terminal Unit) che contribuiscono
a migliorare l’efficienza della produzione, il moni-
toraggio delle emissioni ambientali, la gestione
tempestiva di allarmi e la raccolta di informazioni.
Gli apparati RTU possono inviare dati ai centri di
IOT Gateway
Wireless Sensor Network