Luglio/Agosto 2013
Q
Automazione e Strumentazione
INDUSTRIAL WIRELESS
speciale
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L’AVVENTO DEL WIRELESS NELL’INDUSTRIA CAMBIA IL MODO DI MONITORARE E PRODURRE
Diverse dinamiche tecnologiche e applicative
– su tutte la diffusione di Ethernet a livello
industriale – hanno favorito l’uso di apparati
wireless basati su Wi-Fi e altri protocolli.
Wireless industriale
Soluzioni e prospettive
Esistono ormai numerose tecnologie in radio-
frequenza consolidate. Grazie all’elevato livello
di integrazione dei componenti, alle tecniche di
modulazione sempre più sofisticate e alla lenta
ma persistente riduzione delle “barriere all’ado-
zione” da parte degli utenti, i sistemi wireless
sono protagonisti anche in campo industriale.
Molte tecnologie wireless sono legate a infra-
strutture e applicazioni specifiche. Le tecno-
logie Wi-Fi sono invece legate a infrastrutture
compatibili con gli standard IEEE 802.11, cioè
gli standard di fatto delle Wireless Lan. Sono
inoltre compatibili con lo scambio dati operato
da architetture web e TCP-IP. Il risultato è che
un’ampia offerta del mercato delle connessioni
è ormai rappresentata dagli apparati di rete
wireless.
Apparati di rete
La maggior parte delle soluzioni WLan indu-
striali impiegano
access point, gateway,
adattatori, ripetitori e bridge
secondo gli
standard Ieee 802.11a/b/g/n. Tali apparati pos-
sono gestire collegamenti punto-punto, punto-
multipunto e tunnel VPN tramite web. Per la
connessione in rete dispongono solitamente di
porte Ethernet 10/100 BaseT, supportano tra-
smissioni half e full duplex, includono mecca-
nismi di sicurezza conformi allo standard IEEE
802.11, la crittografia dei dati tramite WPA
(WiFi Protected Access), AES (Advanced
Encryption Standard) e WEP (Wired Equiva-
lent Privacy). Per diagnostica e configurazione,
prevedono di solito supporti come SNMP (Sim-
ple Network Management Protocol), Telnet,
CLI (Command Line Interface).
L’aspetto interessante della tecnologia Wi-Fi
è la disponibilità di una notevole ampiezza di
banda, con un bit rate massimo da
54 Mbps
(per Ieee 802.11g) a
150 Mbps
(per Ieee
802.11n). Tipiche applicazioni Wi-Fi si ritro-
vano nei sistemi di
acquisizione e misura
basati su Pc dove i collegamenti su fili sono dif-
ficoltosi e costosi. I dispositivi di acquisizione
Wi-Fi combinano la tecnologia wireless Ieee
802.11 e la comunicazione Ethernet, dirigono
la connettività dei sensori e la flessibilità del
software per il monitoraggio remoto dei segnali
acquisiti.
Un sistema Wi-Fi è normalmente configurato
secondo una
topologia a stella
con un access
point centrale e client fino a 100 metri dall’ac-
cess point (senza uso di ripetitori). Le instal-
lazioni Wi-Fi standard supportano ripetitori
o router per aumentare la distanza e possono
essere configurati con topologia cluster o ad
albero.
Reti di sensori
Il funzionamento wireless di
sensori e attua-
tori
si accompagna non solo all’assenza di col-
legamenti fisici, ma anche all’assenza della rete
di alimentazione. A questo scopo i dispositivi
wireless sono dotati di
sistema di alimenta-
zione autonoma a batteria
, algoritmi per l’al-
lungamento della vita delle batterie dei sensori,
duty cycle molto minore di 1 e tecniche di cat-
tura dell’energia di tipo “
energy harvesting
”.
A ciò si aggiungono modalità di funzionamento
energy saving, presenza di un “coordinatore”
(interlocutore remoto del sensore) che sceglie
il canale di comunicazinoe e rimane in ascolto,
Armando Martin
