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Istituto Superiore Mario Boella – SPS Award 2012

Dalla rivista:
Automazione Oggi

 
Pubblicato il 6 luglio 2012

La famiglia di protocolli Ieee 802.11, più comunemente conosciuta come WiFi, ha portato negli ultimi dieci anni a una rivoluzione nel mondo delle comunicazioni wireless consumer a medio raggio. Oggi in ambito industriale esistono diversi prodotti basati su questi standard. L’applicazione più diffusa in questo settore è quella del cable-replacement per applicazioni senza requisiti di latenza e in cui la perdita di un messaggio non risulti critica. Solo in pochi casi il WiFi viene utilizzato per applicazioni diverse.

Il protocollo di accesso al mezzo utilizzato da WiFi è chiamato Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (Csma/CA) e ha il grosso vantaggio di rendere molto semplici e robuste le operazioni di invio dei dati. Questo però non permette di avere nessuna assicurazione sul tempo di trasmissione dei pacchetti.

Tradizionalmente negli ambienti industriali c’è una certa diffidenza verso le soluzioni wireless che vengono spesso scartate perché sembrano non garantire un’affidabilità di comunicazione paragonabile a quella dei cavi. Ciò nonostante la possibilità di costruire nuove macchine e realizzare nuove tipologie di soluzioni, grazie all’assenza di cavi, le rende molto interessanti. Una spinta ulteriore verso l’utilizzo del wireless è dato dalla diffusione dei sistemi Ethernet che trovano la loro naturale estensione verso il WiFi.

Per superare questi limiti è necessario cambiare approccio sia per quanto riguarda l’accesso al mezzo (che deve essere basato sulla divisione di tempo) sia per la gestione topologica che non può più essere a stella (non gestisco ridondanza e mobilità) ma deve essere basata su un approccio distribuito.

Questo lavoro analizza l’applicabilità di un protocollo specificatamente creato per l’ambito Intelligent Transportation System (ITS), all’ambito industriale. MS-Aloha (www.ms-aloha.eu) è un protocollo per comunicazioni veicolari completamente distribuito, scalabile e compatibile con il livello fisico definito dagli standard Ieee 802.11. Anche in questo tipo di applicazioni la latenza è un requisito critico (si pensi, ad esempio, a un segnale che deve comunicare l’arresto improvviso di un veicolo) che deve essere preso in considerazione.

I primi risultati simulativi mostrano che, in uno scenario di interrogazione di 16 nodi in 2 ms, MS-Aloha ha delle buon prestazioni (grazie al suo approccio Tdma e al buon coordinamento distribuito dei nodi) mentre Csma/CA, pur riuscendo a trasmettere i dati, fatica a rispettare lo stringente vincolo di tempo imposto dallo scenario.

Istituto Superiore Mario Boella: www.ismb.it

Note
Questo lavoro è parzialmente finanziato all’interno del progetto Faros “Framework Automazione Real-time Open Source” (Regione Piemonte - Polo della Meccatronica).
Questo lavoro è parzialmente finanziato all’interno del progetto PRIN2009 “Reti ibride di nuova generazione per applicazioni di misura ed automazione industriale – Caratterizzazione e misure di prestazioni wired/wireless” del Miur.

Foto: Daniele Brevi dell’Istituto Superiore Mario Boella ritira l’SPS Award 2012

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