ITGE960074A1 - Rete globale di telecomunicazione, monitoraggio e telesegnalazione. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE del brevetto per invenzione industriale avente per titolo : "Rete globale di telecomunicazióne, monitoraggio e telesegnalazione" appartenente, nelle percentuali specificate,

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda; una rete di telecomunicazione, ed in particolare riguarda una rete di telecomunicazione, monitoraggio e telesegnalazione.

Si è da tempo affermata la necessità di sviluppare dei sistemi che . garantiscano ai cittadini un tempestivo intervento in risposta alle esigenze di emergenza più comuni, vale a dire emergenze sanitarie, di ordine pubblico o legate ad eventi accidentali quali incendi od allagamenti Inoltre è sempre più pressante la richiesta di una più efficiente gestione dei trasporti pubblici, della circolazione privata, ed in generale di una migliore accessibilità ai servizi di base da parte sia dei cittadini che dei visitatori delle nostre città.

Con le moderne tecnologie è diventato finalmente accessibile ciò che in passato risultava puramente teorico, vale a dire pensare di poter fornire gli agglomerati urbani di maggiore entità, e via via tutto il territorio, di una rete di telecomunicazione che sia in grado di assolvere a gran parte delle necessità soprà esposte. Un notevole problema restava comunque nella difficoltà reale di inserire, nella complessa struttura delle città, una rete di tale capacità e tale capillarità da soddisfare appieno tali bisogni, senza andare incontro a spese enormi ed altrettanto enormi lavori di adattamento,

Nella domanda di brevetto No. 'T096A000183 è descritto un sistema di segnalazione, che supera la difficoltà di costituire una rete di comunicazione utilizzando, in modo per così dire ".parassita", la rete preesistente di illuminazione urbana e le relative linee elettriche, la trasmissione dei dati avviene in modo praticamente unidirezionale, se si eccettua la possibilità di confermai dell1avvenuta trasmissione da parte del trasmettitore portatile. La trasmissione dei dati sulla rete elettrica dagli elementi periferici, situati su ciascun punto luce della rete di illuminazione, alle icentraline di ricezione, disposte nelle cabine dii distribuzione dell'energia elettrica ai singoli lampioni, avviene utilizzando metodi di trasmissione ad onde convogliate, vale a dire, ad esempio, delle frequenze modulate su di una portante.

Un sistema così concepito presenta tuttavia alcuni inconvenienti. In primo luogo, non esiste una concreta possibilità di comunicazione tra la rete e l'utente in possesso del dispositivo remoto, quindi l'utente, al di là di un semplice segnale di ricevuto messaggio, non sa come ed in quanto tempo sarà evasa la sua richiesta; inoltre non è stato prevista la possibilità di fornire; informazioni all'utente attraverso la rete, al |di là delle situazioni di emergenza. In secondo luogo, L'utilizzazione di una trasmissione dei dati sulla rete mediante onde convogliate presenta delle difficoltà pratiche di applicazione piuttosto notevoli.

Infatti, il segnale emesso deve essere di una certa potenza per ottenere un risultato apprezzabile, vi è rischio di disturbi quali battimenti con sistemi del tipo di trasmissioni AM o in filodiffusione, con la necessità quindi di verifica, per ogni cavo utilizzato, della banda passante e della possibile interferenza con altri segnali. Inoltre, la velocità di trasmissione e di ricezione dei dati tra i terminali periferici e le centraline di ricezione è piuttosto l’imitata.

Nella domanda di brevetto RM96A000116 è descritto un sistema per la trasmissione di dati che sfrutta anch'esso la rete per l illuminazione stradale; tale sistema però non prevede l'adozione di terminali mobili, ed è articolato su tre livelli, ovvero livello di supervisione, livello di controllo e livello delle stazioni su campo. La trasmissione de dati tra le unità periferiche ed il livello di controllo avviene mediante emissione di toni non modulati, la quale cosa consénte un flusso di dati di dimensioni maggiori rispetto al sistema precedentemente descritto. Tuttavia tale comunicazione è basata sul presupposto che ciascun elemento periferico della rete comunichi a turno con la centralina, negando quindi la possibilità di reazione a più chiamate simultanee. Inoltre ciascun elemento periferico invia con il suo messaggio il suo codice identificativo, con un: conseguente consumo di caratteri disponibili.

Scopo della presente invenzione jè fornire una rete di comunicazione che sia in grado di superare gli inconvenienti sopra descritti, consentendo una comunicazione bidirezionale tra terminale mobile e rete, ed al contempo fornendo detta rete di un sistema di trasmissione dei dati che risenta in modo minore di possibili interferenze e che, con più ridotte potenze impiegate, consenta un maggiore flusso di dati lungo la rete.

Oggetto della presente invenzione è pertanto una rete di telecomunicazione, monitoraggio e telesegnalazione, caratterizzata dal fatto che detta rete comprende:

una pluralità di terminali ricevitori trasmettitori mobili;

- una pluralità di elementi captatorji, ciascuno in grado di accoppiarsi con detti, terminali mobili, ogni captatore essendo disposto in Icorrispondenza di un punto luce dell'impianto di illuminazione pubblica, collegato a detto impianto e provvisto di mezzi per la trasmissione e la ricezione attraverso le linee di detto impianto di illuminazione pubblica; e

- una pluralità di unità di controllo collegate a detto impianto di illuminazione, in grado di accoppiarsi con detti elementi captatori, essendo ciascuna unità di controllo disposta in una cabina di distribuzione di detto impianto di illuminazione, ed essendo collegata |con il gruppo di captatori disposti sui punti luce collegati a detta cabina, ciascuna unita di controllo essendo provvista di mezzi di trasmissione e ricezione dei dati con e da una centrale operativa.

Ulteriori vantaggi e caratteristiche risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di una forma esecutiva iella presente invenzione eseguita, a scopo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, in cui :

la figura 1 è una vista schematica in prospettiva di una rete di telecomunicazione secondo la presente invenzione; ,

la figura 2 è un diagramma schematico che illustra un elemento captatore della rete secondo l'invenzione;

la figura 3 e un diagramma schematico che illustra una unità di controllo della rete secondo l 'invenzione; e

la figura 4 è un diagramma raffigurante un periodo di oscillazione della tensione della rete di illuminazione pubblica.

In figura 1 è illustrata una rete di telecomunicazione secondo la presente invenzione ; con 1 è designato 1 terminale mobile ricevente e trasmittente. Tale terminale 1 comprende una unità di elaborazione 101, un gruppo trasmettitore 201 ed un gruppo ricevitore. Detto terminale è in condizione di comunicare con l'elemento captatore 2 disposto sul palo 10 del lampione 10 le collegato al cavo 21 che alimenta la lampada 12 del lampione 10, e che è a sua volta collegato alla linea 20 dell'impianto di illuminazione urbana. Come è noto, in un impianto di illuminazione urbana, per un dato numero di punti luce è prevista una cabina di derivazione che ne controlla l'alimentazione. In figura, nella cabina 30 di derivazione è inserita, in parallelo all'interruttore. 31 della cabina medesima, l'unità di controllo 3, collegata tramite i mezzi di collegamento 41, di seguito meglio illustrati e descritti, alla centrale operativa 40.

In figura 2 è illustrato jun diagramma raffigurante schematicamente un elemento captatore 2 della rete dell'invenzione. Esso comprende una unità di elaborazione 102 provvista di un alimentatore 112 collegato mediante) il conduttore 122 al cavo 21 del lampione 10. All'elaboratore 102 è collegata l'interfaccia radio 202, cui sono collegati il gruppo trasmittente 212 ed il gruppo ricevente 222 rispettivamente provvisti delle antenne 232 e 242. Analogamente, è collegato all'elaboratore 102 il modulatore-demodulatore di toni 302 a cui sono collegati il trasmettitore 312 ed il ricevitore 322 che sono a loro volta collegati tramite i rispettivi conduttori 332 e 342 al conduttore 122 accoppiato al cavo 21 del lampione 10.

In figura 3 è illustrato un diagramma raffigurante una unità di controllo 3 della rete dell'invenzione. Detta unità comprende un elaboratore 103 collegato alla linea 20 dell'impianto di illuminazione stradale tramite un alimentatore 113. All'elaboratore 103 è collegato un dispositivo di elaborazione digitale del segnale 203 il cui scopo sarà più oltre illustrato, cui sono collegati i gruppi trasmittente 213 e ricevente 223; entrambi i gruppi sono infine collegati alla linea 20. All'elaboratore è inoltre collegato il parzializzatore di tensione 303, il cui funzionamento sarà di seguito spiegato. Da ultimo, l'elaboratore prevede un collegamento con una interfaccia 403 di comunicazione con i mezzi di collegamento 41 per il collegamento con la centrale operativa 40.

In figura 4 infine è illustrata in diagramma la sinusoide che rappresenta 1'oscillazione della tensione della rete di illuminazione pubblica. In ascissa il grafico ha valori di tempo in secondi ed in ordinata valori di tensione. Come si può vedere il grafico è suddiviso in 10 sottoperiodi, di cui due sottoperiodi 23 più ampi in corrispondenza dei valori massimo e minimo della singolo oscillazione e 8 sottoperiodi uguali fra loro.

Il funzionamento della rete di comunicazione secondo l'invenzione apparirà evidente da quanto segue. Il terminale mobile 1 illustrato in figura 1 consente all'utente 50 l'invio di un segnale 401 tramite la sua unità tramittente.201, contenente la richiesta di soccorso ed altri eventuali dati elaborati o memorizzati nell'elaboratore 101 del terminale 1. Il segnale può essere ricevuto dall'elemento captatore 2 posto sul palo 11 del lampione 10. Il captatore 2 a questo punto, rilevato il segnale 401, lo invierà all'unità di controllo 3

Nei dispositivi noti del tipo descritto, il trasferimento dei dati dalla unità periferica, analoga al captatore dell'invenzione·, alla rete di comunicazione avviene con l'uso di sistemi di trasmissione ad onde convogliale , i quali presentano i già citati inconvenienti. Nella rete secondo l'invenzione tale trasferimento viene eseguito con un sistema che affronta il problema in un modo del tutto diverso ed innovativo. Il presupposto di partenza è fondato Isul fatto che tutti i singoli captatori sono collegati alla rete e sincronizzati sulla frequenza di rete, ovvero 50 Hz. L'onda quindi presenta 50 periodi nello spazio di un secondo, ovvero 20 millisecondi (msec) per periodo. I mezzi di modulazione del segnale 302 dei captatori suddividono ulteriomentè I il periodo (vedere figura 4) in dieci sottoperiodi, dei quali i due periodi 23 più ampi in corrjispondenza del massimo e del minimo dell'oscillazione non sono presi in considerazione. Rimangono lin questo modo otto sottoperiodi 24 da 1.5 msec l'uno. Il singolo captatore invia, in ciascuno dei sottoperiodi un tono, emesso in un intervallo compreso ad esempio tra i 2 ed i 4 KHz e caratteristico del singolo captatore, laddove la presenza del tono indica che è stato inviato un bit di segnale a livello logico 1, essendo quindi inviabile nello spazio di 20 msec, ovvero un periodo completo di oscillazione della tensione di alimentazione della rete, un segnale contenenti 8 bit di dati, vale a dire un carattere (byte). Quindi in un solo secondo il captatore è in grado di trasmettere 50 bytes di dati .

I diversi captatori presentano ciascuno un tono caratteristico di emissione, e la differenza di frequenza di emissione tra captatori contigui è tipicamente nell 1ordine dei 20 Hz, valore estremamente p,iccolo ma tuttavia ampiamente sufficiente dato che la larghezza di banda del tono è praticamente nulla. Quest 'ultima caratteristica fa sì che questo tipo di trasmissione di dati sia difficilmente soggetto ad interferenze.

L'unità di controllo, per .poter discriminare tra i diversi messaggi inviati dai differenti captatori ad essa collegati (ad esempio 100 captatori per una stessa unità di controllo) deve disporre del dispositivo di elaborazione digitale del segnale (DSP=Digital Signal Processing). Posta come distanza in frequenza tra captatore e captatore quella di 20 Hz sopra citata, il DSP deve discriminare i diversi segnali su di una banda complessiva di 2 KHz. Vantaggiosamente, il riconoscimento di ciascun c da parte dell’unità di controllo può avvenire in questo modo attraverso il suo tono di emiss ione, con un significativo risparmio di caratteri, dato che non deve essere inviato detta unità alcun identificativo. Un ulteriore vantaggio della trasmissione di dati mediante toni frequenze negli intervalli sopra citati, e quello di impiegare una potenza estremamente contenuta su tutta la rete,

Il dato acquisito dall’unità di controllo, e contenente le informazioni di posizionamento del terminale chiamante nonché relative al tipo di servizio richesto, viene quindi avviato, tramite opportuni mezzi di collegamento, quali ad esempio una trasmissione effettuata con l'ausilio di un satellite od un collegamento via fibre ottiche, alla centrale operativa, dove il dato sarà raccolto e decodificato dalla quale verrà inviata la risposta alla richiesta dell 'utenza

Un ulteriore problema per una rete di comunicazione che si avvalga delle linee dell'impianto di illuminazione stradale è dato dal fatto che, durante il giorno i ioni sono spenti, e non è desiderabile mantenerli accesi sia per il notevole dispendio di energia elettrica che ne deriverebbe, che per l’impossibilità di effettuare le normali manutenzioni L'unità di controllo 3 comprende un dispositivo parzializzatore di tensione 303 che ha il compito, quando l'interruttore 31 della cabina 30 viene aperto, di erogare, sul tratto di linea 20 collegata ai diversi lampioni, una tensione bassa, nell'ordine dai 40 ai 50 V, in corrente alternata a 50 Hz, in modo da garantire sia l'alimentazione che la trasmissione dei captatori disposti sui lampioni Alla successiva chiusura dell'interruttore 31, il parzializzatore 303 risulterà automaticamente escluso .

La rete di telecomunicazione in questo modo concepita consente all’utente di ricevere informazioni e trasmettere informazioni mediante la medesima; al contempo, grazie ai sistema di trasmissione utilizzato nella comunicazione tra captatori ed unità di controllo, il jflusso di dati è molto più grande di quello ottenibile con i sistemi noti, a fronte di una migliorIe praticità di impiego e di minori possibilità di disturbo del segnale .

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Rete di telecomunicazione, monitoraggio e telesegnalazione, caratterizzata dal fatto che detta rete comprende: una pluralità di terminali ricevitori trasmettitori mobili; - una pluralità di elementi captatori, ciascuno in grado di accoppiarsi con detti terminali mobili, ogni captatore essendo disposto in 'corrispondenza di un punto luce dell'impianto di |illuminazione pubblica, collegato a detto impianto |e provvisto di mezzi per la trasmissione e la ricezione attraverso le linee di detto impianto di ìilluminazione pubblica; e - una pluralità di unità di controllo collegate a detto impianto di illuminazione, in grado di accoppiarsi con detti elementi captatori, essendo ciascuna unita di controllo disposta, in una cabina di distribuzione di detto |impianto di illuminazione, ed essendo collegata con il gruppo di captatori disposti sui punti luce collegati a detta cabina, ciascuna unità di controllo essendo provvista di mezzi di trasmissione ejricezione dei dati con una centrale operativa.
2. 2. Rete secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che ciascuno di detti elementi captatori comprende: uri elaboratore provvisto di mezzi di alimentazione collegati alla linea di alimentazione di detto impianto di illuminazione; mezzi di ricezione e di trasmissione del segnale con detto terminale mollile; mezzi di trasmissione e di ricezione del segnale con detta unità di controllo, collegati a detta linea di alimentazione dell'impianto ed a detto elaboratore tramite mezzi per la modulazione e la demodulazione di detto segnale.
3. 3. Rete secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detti! mezzi per la modulazione di detto segnale comprendono: mezzi per la suddivisione di ciascun periodo dell'oscillazione della corrente della linea di alimentazione dell'impianto di illuminazione .pubblica in dieci sottoperiodi, dei quali due, in corrispondenza dei valori massimo e minimo di detta oscillazione non vengono presi in considerazione, ijrestanti otto sottoperiodi essendo corrispondenti ad otto bit di un carattere del dato da trasmettere; mezzi per l'emissione di un tono di frequenza compresa tra 500 e 5000 Hz per ogni bit a livello logico uguale a 1, essendo la differenza in frequenza tra i toni di due captatori contigui compresa tra 20 e 50 Hz.
4. 4. Rete secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzata dal fatto che ciascuna di dette unità di controllo comprende: un elaboratore collegato tramite un alimentatore a detta linea di alimentazione di detto impianto di jilluminazione pubblica: un trasmettitore ed un ricevitore collegati a detta linea di alimentazione e collegati a detto elaboratore tramite un dispositivo di elaborazione digitale del segnale
5. 5. Rete secondo la rivendicazione 4, in cui detto dispositivo di elaborazione digitale del segnale comprende mezzi per discriminare, in una banda di frequenza da 1 a 2 kHz, i toni emessi da ciascuno dei captatori collegati a detta unità di controllo.
6. 6. Rete secondo una , qualunque delle rivendicazioni precedenti da 1 a 5, caratterizzata dal fatto che ciascuna di dette unità di controllo è inserita, nella cabina di derivazione di detto impianto di illuminazione, in parallelo ai mezzi interruttori che controllano l'accensione dei punti luce collegati a detta cabina, ed è provvista di un dispositivo parzializzatore di tensione che, ogni qualvolta i mezzi interruttori vengono aperti, consente l'erogazione ai punti luce di bassa tensione, nell'ordine dai 40 ai 50 V, alla medesima frequenza della tensione di rete, detto parzializzatore essendo automaticamente escluso dal circuito quando i mezzi interruttori vengono chiusi.
7. 7, Rete secondo una qualunque delle rivendicazioni da 3 a 6, in cui detti toni sono emessi preferibilmente in un intervallo di frequenza tra 2000 e 4000 Hz.
8. 8. Rete secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti da 3 a 7, in cui la differenza di frequenza dei toni di due captatori contigui è preferibilmente 20 Hz.