ITMI20100168A1 - Dispositivo elettronico di regolazione per un apparato portatile di generazione di energia elettrica, del tipo a celle polimeriche a combustibile - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

SISTEMA DOMOTÃŒCO E SCADA PER IMPIANTI IN EDIFICI E A BORDO DI MEZZI MOBILI

Il CAMPO DELLA TECNICA A CUI L’INVENZIONE FA RIFERIMENTO à ̈ definito dai seguenti termini di uso comune:

1. Sistema Domotico e di Sicurezza (anti incendio - allagamento - fughe di gas anti intrusione, anti furto)

2. SCADA industriale (General Purpose) e Sistema di monitoraggio/controllo Consumi energia acqua 3. Sistema integrato di telecomunicazione (fornisce servizi evoluti all’utente finale utilizzando l insieme di differenti tecniche di telecomunicazione)

4. Sistema Domotico/SCADA che può essere utilizzato a bordo di mezzi di trasporto e imbarcazioni 5. Sistema per Guida o Teleguida di mezzi mobili (ovvero ausilio alla guida o “pilota automatico†)

STATO DELLA TECNICA PREESISTENTE: non sembra esistere un sistema “General Purpose†(ovvero non specializzato) che possa essere compatibile con tutti i sopra indicati campi di applicazione.

PROBLEMA TECNICO

I costi attuali della Domotica sono spesso proibitivi e quindi non accessibili a tutti a causa di un alto numero di componenti normalmente impiegati per realizzare un pur piccolo impianto, una installazione generalmente complessa, una concomitante elevata attenzione all’estetica (punti luce e interruttori) più che alla efficacia e alla qualità delle funzionalità offerte dai sistemi in commercio.

Nella casa moderna si mescolano in modo talvolta imprevedibile diverse richieste:

a. Necessità di Sicurezza (anti incendio - allagamento - fughe di gas.. anti intrusione, anti furto) b. Richiesta di Confort e Benessere offerto dall’Automazione di diversi impianti domestici c. Richiesta di infrastrutture di comunicazione per concentrare e de-localizzare/remotizzare le funzioni di controllo dei vari sottosistemi portandole dove l’utente ne ha bisogno contemporaneamente riducendo, per quanto possibile, il cablaggio necessario per l’installazione d. Richiesta di Automazione del controllo ovvero riduzione fino ad annullamento delle azioni periodicamente eseguite dall’utente per mantenere sotto controllo la casa e i suoi sottosistemi

Le risposte del mercato a queste richieste sono generalmente parziali e specializzate per sottosistema (ad esempio controllo del riscaldamento invernale e rinfrescamento estivo)

Non viene mai considerata una integrazione degli impianti “industriali†presenti nell’edificio come la centrale termica con altri impianti di Sicurezza, monitoraggio e controllo consumi energetici e Sistemi Domotici negando in tal modo possibili economie di scala. Questo porta inoltre a reinstallare per ciascun impianto le infrastrutture di comunicazione e i cablaggi ad esso necessari con notevoli sprechi e duplicazioni.

Mezzi di trasporto terrestri e imbarcazioni sono spesso assimilabili e paragonabili alla moderna abitazione (basta pensare a camper e panfili) e potrebbero quindi utilmente beneficiare delle stesse funzioni Domotiche, di Sicurezza e SCADA ottenibili negli edifìci con varianti relative alla loro localizzazione (ad esempio posizione e velocità ottenibili tramite GPS). Gli scenari applicativi sono moltissimi e includono ausili alla guida del mezzo mobile.

SOLUZIONE PROPOSTA

La soluzione preposta consiste nell’impiego di SDS (Sistema Domotico e SCADA), un nuovo modo di progettare le soluzioni ai problemi esposti e contemporaneamente un nuovo prodotto industriale completamente modulare. SDS à ̈ un "Supervisory Control And Data Acquisition System" (SCADA) General Purpose che utilizza una architettura ridondata e tollerante guasti, à ̈ quindi una infrastruttura adeguata a ospitare e gestire sia Sottosistemi di Sicurezza sia Sottosistemi che possano subire guasti senza compromettere la sicurezza di persone e cose. SDS à ̈ costituito da un insieme di Centraline di monitoraggio e controllo connesse a bus o ad anello e in modalità wireless con architettura di rete totalmente o parzialmente ridondata (vedi Disegni). La Centralina Master, dotata di GPS, gestisce la rete e si connette al Computer di Controllo (PC LOCALE o REMOTO). Centralina Master e Ausiliaria gestiscono inoltre un numero variabile di porte seriali e di canali I/O configurabili per connessione via cavo di sensori e attuatoli.

Le centraline Slave (wireless) vengono connesse alle Ausiliarie o alla Master in modo punto - punto o punto - multi punto permettendo configurazioni ridondate e sono dotate di canali di I/O configurabili. In maggior dettaglio larchitettura di SDS consente di “ospitare†le funzionalità di diversi Sottosistemi:

1. consente di connettere sensori ed attuatori appartenenti a Sottosistemi diversi ad una qualsiasi sua centralina minimizzando in tal modo il cablaggio necessario non più somma dei cablaggi dei singoli Sottosistemi Ospitati; consente inoltre di centralizzare l’elaborazione dei dati del generico Sottosistema Ospitato

2. permette per il singolo Sottosistema Ospitato di esprimere algoritmi (con parametri configurabili) che gestiscano attivazioni degli attuatori in relazione a quanto misurato dai sensori indipendentemente dalle Centraline a cui sono connessi. L’utente può definire Γ algoritmo e configurarne i parametri interagendo con il SW di controllo del sistema (su PC). L’utente può anche e attivare/disattivare parti dell’algoritmo se previsto

3. permette il controllo LOCALE di tutti i Sottosistemi Ospitati, ovvero dall’interno o in vicinanza deirimpianto (Domotico o SCADA), tramite Locai Control Computer (o smartphone) e il controllo REMOTO (ad esempio da un’ altra città) tramite Remote Control Computer (o smartphone) attraverso la rete GSM/UMTS o Telefono Satellitare e tramite protocollo proprietario via SMS o via Internet

4. prevede che il singolo Sottosistema Ospitato possa effettuare acquisizioni da sensori e comandi ad attuatori che siano temporizzati

5. l’applicazione di controllo di SDS à ̈ dotata di un Sistema Esperto pilotato dai dati acquisiti che utilizza la logica Fuzzy (Data Driven Fuzzy Expert System). Esso consente di automatizzare parzialmente o totalmente il controllo di tutti i Sottosistemi Ospitati (sostituire le azioni dell’utente). Se l’utente non desidera un funzionamento totalmente automatico à ̈ possibile configurare il Sistema Esperto in modo che sottoponga ad approvazione ogni singola azione o gruppi di azioni generate.

Se l’utente autorizza l’azione questa viene eseguita, se non autorizza, la mancata esecuzione provoca un “ricalcolo†delle azioni consigliate e proposte all’approvazione coinvolgendo in tal modo l’utente che viene soltanto coadiuvato dall’azione del Sistema Esperto. E’ possibile Attivare/Disattivare il Sistema Esperto, definire ed editare le regole nel Data Base che ne caratterizzano il comportamento. Esistono naturalmente dei modelli di Data Base predefiniti fomiti con il prodotto.

6. consente di acquisire informazioni geografiche (posizione, velocità ..del mezzo mobile ) e di tempo tramite GPS integrato nella sua architettura (Centraline Master).

Seguono esempi di Campi di Applicazione e Scenari Applicativi di SDS che identificano ma non limitano il suo possibile utilizzo.

a) Nel genenco EDIFICIO integrazione funzionale sullo stessa rete di SDS (Fig. 2 o 3bis) della gestione di:

• Sottosistemi Domotici

• Allarmi antintrusione/antifurto

• Sotosistemi di Sicurezza (Antincendio - Anti allagamento - Controllo fughe di gas..)

<â– >Sottosistemi di controllo vari (ad esempio gestione Centrale Termica di edificio, Sistema di Contabilizzazione Consumi Energetici e Acqua)

b) A bordo di IMBARCAZIONI o di MEZZI DI TRASPORTO TERRESTRI:

• Applicazioni Domotiche e di controllo di apparati di bordo

• Controllo trasporto merci preziose/pericolose/deperibili

• Applicazioni SCADA per Monitoraggio Ambientale e Controllo del Territorio

Il ricevitore GPS di cui sono dotate le Centraline Master fornisce su richiesta da parte del Computer di Controllo (Locale o Remoto) informazioni geografiche ad esempio di posizione e velocità del mezzo mobile terrestre o imbarcazione e permette di controllare uno o più Sottosistemi Ospitati da SDS in funzione di queste informazioni secondo regole (Data Driven Fuzzy Expert System), con l’aiuto di algoritmi o con l’ausilio di mappe geografiche o m tempi prefissati.

Ad esempio à ̈ possibile:

- Acquisire dati meteorologici, ambientali, geologici, di inquinamento in funzione della posizione del veicolo (ad esempio su un percorso effettuare misure ogni N Km percorsi o ogni T minuti oppure entro determinate aree in cui il mezzo transita oppure a distanza d con dmin < d < dmax da determinate aree o punti con coordinate prefissate)

- Guidare (da computer di controllo locale) o Teleguidare (da computer di controllo remoto) il mezzo mobile (ad esempio una imbarcazione) su un percorso prefissato e comandare azioni e/o acquisizioni di dati da sensori in funzione di posizione e velocità del mezzo ad esempio rilievi oceanografici in mare. Ovviamente in questo caso il veicolo necessita di sorveglianza umana e presa in carico dei comandi per la guida da parte del personale di bordo in caso di necessità/pericolo quindi va inteso come un “pilota automaticoâ€

- Teleguidare (da computer di controllo remoto) un trattore in un campo comandando determinate operazioni (ad esempio mietitura) in funzione della sua posizione

- Verificare se l imbarcazione à ̈ ormeggiata in porto in condizioni di sicurezza ovvero, tramite lettura del GPS di cui sono dotate le Centraline Master, verificare se l’ancora “ara il fondo marino†e in funzione di questo mettere in atto azioni correttive (gettare una seconda ancora con comando a motore se possibile, avvertire il proprietario del mezzo e/o la Capitaneria di porto tramite SMS ..).

DESCRIZIONE DEI DISEGNI

I disegni di Fig. 1, 2 e 3 mostrano esempi di architetture possibili a seconda del grado di sicurezza e protezione di cui rimpianto ha bisogno.

La Fig. 1 mostra una architettura non ridondata tipicamente dedicata ad ospitare sottosistemi non di sicurezza.

Locai Control Computer o Remote Control Computer non sono attivi contemporaneamente ovvero imo solo di essi ha il controllo di SDS ad un determinato istante di tempo ed eseguono entrambi lo stesso SW Applicativo.

La Fig. 2 mostra una architettura completamente ridondata e quindi dedicata principalmente alla gestione di Sottosistemi di Sicurezza-La connessione RS232 tra le Centraline Nominali e Ridondate serve per creare percorsi alternativi in caso di tagli (vedi esempio in Fig. 2. bis).

La riconfigurazione della rete in conseguenza di tagli o guasti à ̈ gestita dal SW Applicativo del Computer di Controllo di SDS. Ciascuna Centralina à ̈ periodicamente interrogata e quando risulta non accessibile (nessuna risposta) il Computer di Controllo di SDS invia comandi per riconfigurare la rete che dipendono da quali Centraline risultano non accessibili.

La connessione Ethernet TCP/LP dei Locai Control Computer ridondati di Fig. 2, 3, 2 bis, 3 bis viene utilizzata dai computer scambiando periodicamente un messaggio tipo "I am alive†. Quando viene a mancare la ricezione di tale messaggio da parte di uno dei 2 Computer quello attivo prende il controllo del bus. Ovviamente la connessione Ethernet TCP/IP tra i Locai Control Computer ridondati à ̈ a sua volta ridondata (doppia) per evitare che la rottura di un cavo determini una condizione di deadlock del Sistema. Le Fig. 3 e 3 bis realizzano invece una architettura mista (parzialmente ridondata) che consente di alloggiare Sottosistemi di Sicurezza (purché sensori e attuatori siano ridondati e connessi a centraline ridondate come MIN e M2N di Fig. 3 e SlaN SlaRdi Fig. 3 bis) e non di Sicurezza (connessi ad una sola centralina Ausiliaria o Slave). Questa architettura rappresenta una ottimizzazione di costo rispetto alla Fig.2.

Se SDS Ã ̈ utilizzato a bordo di veicoli o imbarcazioni le centraline Master sono dotate di modulo GPS.

NOMENCLATURA E DETTAGLI

< M/A/S>,<n(a-z)>, <N/R>

M centralina Master, A centralina Ausiliaria, S centralina Slave (wireless)

n numero progressivo della centralina,

a-z lettera che identifica la generica centralina Slave abbinata alla stessa centralina Master o Ausiliaria N Nominai, R Redundant

I bus ο anello à ̈ RS 485 o Ethernet TCP/IP, le connessioni tra le centraline Ausiliarie e Master Nominali e Ridondate di Fig.2 sono RS232, il collegamento centralina Master - Modem GSM/UMTS o satellitare à ̈ RS232, il collegamento centralina Master - Computer di Controllo Locale di SDS à ̈ RS232, il collegamento tra i 2 computer di Fig. 2 e 3 à ̈ Ethernet TCP/IP.

Caratteristiche delle Centraline Master e Ausiliarie sono:

• connessione a dorsale RS 485 multi-drop o Ethernet con trasporto alimentazione

• I/O digitale, I/O analogico e I/F seriali in numero variabile secondo le effettive necessità dellimpianto

• Adattatore di interfaccia per connessioni wireless CDMA a stella mono o bidirezionali verso Centraline Slave secondo necessità dell’impianto

• ricevitore GPS presente per impiego su mezzi mobili (tipicamente 1 o 2 Centraline per bus sono dotate di GPS)

• multiplazione della Porta Seriale di Comando verso M Porte Seriali di Espansione

• 2 microcontrollori: uno principale per la gestione della Centralina, uno ausiliario dedicato alla comunicazione wireless e espansione I/O entrambi dotati di memoria non volatile

• SW di gestione che interpreta ed esegue un insieme di comandi ricevuti dal Computer di Controllo per comunicazione, riconfigurazione rete a Bus/Anello, funzioni IO, interfacce seriali, lettura GPS, gestione Centraline Slave (wireless)

Caratteristiche delle Centraline Slave sono:

■ I/O digitale, I/O analogico e I/F seriali in numero variabile secondo le effettive necessità dell’impianto

• Adattatore di interfaccia per connessioni wireless CDMA a stella mono o bidirezionali verso Centraline Master/Ausiliarie secondo necessità dellimpianto

• 1 o 2 microcontrollori: uno principale dedicato alla comunicazione wireless e gestione I/O, uno ausiliario per espansione I/O entrambi dotati di memoria non volatile

• SW che interpreta ed esegue un insieme di comandi ricevuti dalla Centralina Master o Ausiliaria per gestione I/O

Ogni centralina à ̈ “General Purpose†per costruzione e special izzab ile per configurazione, ogni canale à ̈ in generale configuratale come Digital Input (DI), Digital Output (DO), Analog Input (AI), Analog Output (AO) con alcune limitazioni ed à ̈ connettibile a qualsiasi sensore/attuatore. Questo principio à ̈ conservato nei limiti del possibile e della tecnologia utilizzata (microcontrollori) infatti le centraline di una stessa tipologia (ad esempio Ausiliarie) sono il più possibile uguali tra loro come hardware anche se parti di esse possono essere montate o non montate in funzione delle necessità di utilizzo nell’ Impianto

FUNZIONI GESTITE DAL SW DEL COMPUTER DI CONTROLLO DI SDS

FUNZIONI DI GESTIONE DELL’ HW

Commutazione LOCALE/REMOTO, comunicazione via Modem o seriale con Centralina Master

Gestione Telecomando Bluetooth/WiFi, Riconfigurazione Rete per guasti (funziona solo se la rete à ̈ ridondata)

FUNZIONI DI GESTIONE MMI

Visualizzazione Grafica/Fotografica ambienti e icone Sensori Attuatoli (visualizzazione divisa per Ambiente e per Sottosistema Ospitato)

Funzioni di interazione con il Sistema Esperto: liste azioni consigliate/azioni eseguite in modo automatico, attivazione disattivazione moduli del Sistema Esperto per singolo Sottosistema Ospitato, commutazione funzionamento Manuale /Automatico

Gestione GPS, Mappe e controlli Temporizzati, visualizzazione riferimenti su mappe terrestri (solo se il Computer di Controllo à ̈ connesso ad Internet)

FUNZIONI DI CONFIGURAZIONE

Sono gestite Offline e comprendono:

Configurazione della Rete

Configurazione dell’I/O divisa per Sottosistema Ospitato e degli Algoritmi/Tabelle di conversione dati Sensori/Attuatori

Configurazione degli Algoritmi di Sottosistema divisa per Sottosistema Ospitato

Configurazione del Sistema Esperto divisa in 2 livelli: Rule Base dell’intero Sistema SDS, insieme delle Rule Base dei Sottosistemi Ospitati

Configurazione del Sistema Esperto . Data Base Algoritmi Fuzzy

DETTAGLIO DI UN MODO DI ATTUAZIONE DELL’INVENZIONE

• Sistema Domotico e di Sicurezza (anti incendio - allagamento - fughe di gas.. anti intrusione, anti furto)

Occorre utilizzare l architettura di Fig. 2 o 3 a seconda del numero e tipo di Sottosistemi di Sicurezza Ospitati da SDS (installati). Se questi ultimi sono pochi ma molto distribuiti à ̈ possibile utilizzare l architettura di Fig. 3 bis limitando la ridondanza delle centraline Ausiliarie e Slave soltanto a dove sono effettivamente connessi sensori e attuatori ridondati di Sicurezza (ad es. le centraline A5, S5a ed A8 non sono più accessibili in caso di 3 tagli e non sono ridondate quindi non possono essere utilizzate da Sottosistemi di Sicurezza).

Supponendo quindi di usare l’architettura di Fig. 3 bis il doppio anello dovrà transitare in ogni stanza dell’ appartamento o villa dove dovranno essere posizionate 2 centraline (ad es. A1N e A1R di Fig. 3 bis) a cui si attesteranno le connessioni via cavo di Sensori e Attuatori più vicini ad esse e appartenenti a tutti i Sottosistemi Ospitati. 1 Sottosistemi di Sicurezza saranno ridondati anche a livello di singolo sensore/attuatore quindi i sensori Nominali andranno connessi alla centralina A 1N, quelli ridondati alla AIR I sensori e attuatori dei Sottosistemi non di Sicurezza potranno essere connessi ad una qualsiasi centralina (la più vicina avente canali di I/O disponibili).

In caso di difficoltà di connessione via cavo o di connessioni troppo lunghe saranno impiegate Centraline Slave, ridondate se connesse a Sottosistemi di Sicurezza. Se in una stanza o ambiente non esistono Sensori/Attuatori appartenenti a Sottosistemi di Sicurezza à ̈ possibile posizionare una sola centralina connessa ad imo qualsiasi dei 2 anelli (ad es. A5) o anche soltanto una o più centraline Slave riducendo cosi il cablaggio della rete. Le connessioni wireless e via cavo vanno bilanciate in funzione della disposizione dei locali e della facilità di installazione ottimizzando i costi (l impiego di centraline wireless aumenta i costi dell’impianto e quindi questo deve essere compensato da risparmi nella installazione e nel cablaggio). A livello SW occorrerà inserire dati di configurazione per la rete (gestione della riconfigurazione automatica in caso di guasti), inserire dati di associazione Sensori e Attuatori a canali e centraline. Per ciascun tipo di sensore/attuatore presente nell’ impianto occorrerà una associazione ad algoritmo e/o tabella di conversione (conversione misure in unità ingegneristiche, linearizzazione curve sensori ..). In fine sarà necessario associare Sensori e Attuatori agli Algoritmi di gestione specifici di ciascun Sottosistema.

A completamento la configurazione MMI (una finestra o vista x ogni ambiente, e filtro dei dispositivi e icone visibili per Sottosistema Ospitato). In fine creazione Rule Base del Sistema Esperto. Il GPS in questo caso non viene usato e può non essere montato nelle Centraline Master.

UTILIZZO IN AMBITO INDUSTRIALE SDS può essere utilizzato come uno SCADA General Purpose beneficiando del controllo Remoto descritto in precedenza. Ad esempio il sistema può essere utilizzato, con protezioni IP, Pannelli Solari per

Γ alimentazione e sensori adeguati, per monitorare parametri ambientali in zone inaccessibili (movimenti frame, inquinamento ambientale, parametri di zone sismiche). Può essere utilizzato in modo più classico per il controllo di impianti industriali comprendenti sottosistemi diversi ad esempio per la gestione di un impianto automatico di produzione e confezionamento di prodotti alimentari. In tale impiego SDS ottimizza il cablaggio e il controllo in modo integrato dei diversi Sottosistemi Ospitati (ad es. imbottigliatrice, etichetatrice..). In questo caso, se servono tempi di risposta rapidi tra acquisizione dato da sensore e ativazione comando su attuai ore, occorre prevedere un PC di controllo Locale obbligatoriamente presente. Il controllo remoto può essere fatto tramite il Software Open Source VNC. Il dialogo tra SDS e centraline a microprocessore per il controllo di parti meccaniche può utilizzare le interfacce seriali delle centraline Master e Ausiliarie. Per il resto la configurazione à ̈ simile al punto precedente.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1. Insieme di caratteristiche essenziali di SDS di seguito listate che ne permettono una efficace realizzazione: a. Modularità ed Espandibilità del Sistema realizzata attraverso la connessione di un numero variabile di Centraline Master, Ausiliarie e Slave facilitata da una Funzione di Commutazione delle comunicazioni seriali (vedi figure 1 ,2,3,2bis e 3 bis) b. Topologia di rete a singolo/doppio bus/anello, controllo del bus/anello tipo Master/Slave eventualmente Multi Master, Rete Secondaria Wireless a Stella (opzionale) per ciascuna centralina del bus/anello con connessioni mono/bidirezionali punto punto o punto multi punto c. Controllo del sistema LOCALE (da computer di controllo direttamente connesso con la Centralina Master via cavo) o REMOTO (da computer di controllo connesso con la Centralina Master attraverso la rete GSM/UMTS o Telefono Satellitare e tramite protocollo proprietario via SMS o via Internet) d. Telecomando di SDS in modalità Locale (vicino a SDS) tramite smartphone connesso via Bluetooth o WiFi al Computer di Controllo Locale o in Remoto (per esempio da un’altra città) tramite smartphone connesso attraverso la rete GSM/UMTS via SMS o via Internet e. Architettura SW che realizza un controllo del Sistema centralizzato, la gestione del generico Sottosistema Ospitato à ̈ configurabile nel SW del Computer di Controllo f. Il SW applicativo del Computer di Controllo di SDS à ̈ dotato di un Sistema Esperto pilotato dai dati acquisiti che utilizza la Fuzzy Logic. I Data Base di regole à ̈ configurato per realizzare il Supporto Decisionale Utente o il Controllo Automatico di SDS se autorizzato dall’utente g. SDS consente per il singolo Sottosistema Ospitato di effettuare acquisizioni da sensori e comandi ad attuatori che siano Temporizzati, che siano in relazione a Informazioni Geografiche (posizione, velocità ..) acquisite dal GPS di cui sono dotate le Centraline Master attraverso lapplicazione di regole del Sistema Esperto Fuzzy e/o di Algoritmi 2. La Funzione di Commutazione utilizzata nelle Centraline Master e Ausiliarie di SDS permette di instradare comandi seriali da Porta di Comando a una di M Porte Espansione (M à ̈ un parametro di configurazione) come pure instradare risposte da Porta Espansione indirizzata a Porta di Comando. Essa permette di realizzare con un basso costo finizioni diverse di SDS tra cui: le connessioni seriali tra Centraline Nominai e Redundant (esempio AxN - AxR e MIN - M1R di Fig. 2) usate per la riconfigurazione dinamica della rete in seguito a guasti, la commutazione Locale Remoto della Centralina Master, l’interfacciamento verso computer o altre reti, la gestione di Dispositivi Intelligenti esterni tramite interfaccia seriale 3. Caratteristiche della Topologia di rete di SDS: • La Topologia di rete viene configurata a seconda delle necessità dell’impianto e può essere a singolo/doppio bus/anello, non ridondata, parzialmente ridondata, totalmente ridondata. Il Bus/anello ha le seguenti caratteristiche: RS 485 multidrop a 2 or 4 fili o Ethernet TCP/1P, Controllo del bus/anello tipo Master/Slave con più Master di cui uno solo à ̈ attivo, Trasferibilità del Controllo da una centralina Master Nominai (attiva) ad una centralina Master Redundant (riserva ativa) appartenente al pool di centraline Master connesse. In caso di inattività della centralina Master Nominai il controllo del bus/anello passa alla centralina Master Redundant (riserva attiva) a priorità più alta allo scadere del timeout (programmabile) di inattività. Le figure mostrano vari esempi: architettura non ridondata ad anello (Fig. 1), totalmente ridondata a doppio anello (Fig. 2 e 2 bis), parzialmente ridondata a doppio anello (Fig. 3 bis), parzialmente ridondata a singolo anello (Fig. 3). Nelle figure non à ̈ illustrata la configurazione a bus che può essere usata per risparmiare cablaggio o quando ci siano difficoltà di posa dello stesso dovute a ostacoli. Esiste anche la possibilità di ridondanza tripla con triplo bus/ring. Per applicazioni semplici il doppio anello di Fig. 2 potrebbe anche scomparire riducendosi la rete alla coppia di centraline Master connesse tramite interfaccia seriale, 2 Modem, 2 Centraline Slave 2 PC di controllo connessi da doppia LAN. Nel caso non serva una configurazione ridondata (ovvero i sottosistemi ospitati non siano di Sicurezza) può bastare 1 centralina Master, 1 Modem e Centraline Slave opzionali singolo PC di controllo. Gli esempi sopra esposti danno una misura della configurabilità e versatilità della topologia di rete di SDS. • La riconfigurazione della rete in conseguenza di tagli o guasti à ̈ gestita dal SW Applicativo del Computer di Controllo di SDS. Ciascuna Centralina à ̈ periodicamente interrogata e quando risulta non accessibile (nessuna risposta) il Computer di Controllo di SDS invia comandi di riconfigurazione della rete che dipendono da quali Centraline risultano non accessibili (ad esempio in Fig. 2 bis le connessioni A1N-A1R e A128N-A128R vengono attivate per rendere accessibile A128R isolata dai 2 tagli sull’anello ridondato). • Ciascuna Centralina Master o Ausiliaria può connettersi in modalità wireless ad un numero variabile di centraline Slave per acquisizione dati da sensori e invio comandi agli attuatoti. Le Centraline Slave sono connesse e associate in modo dinamico (indirizzo) ad una o più Centraline Ausìliarie e/o Master creando configurazioni di rete wireless punto punto o punto multi punto estremamente flessibili e utili per creare ridondanze (per la generica Centralina Slave il dato acquisito à ̈ inviato a tutti i punti di connessione mentre un comando valido può essere ricevuto da un qualsiasi punto di connessione). Utilizzando la tecnologia CDMA à ̈ possibile collegare Centraline Slave ad una Centralina Master o Ausiliaria in modo esclusivo oppure creare ridondanze facendo in modo che una stessa Centralina Slave sia connessa a due o più Centraline Ausiliarie (es. Nominale Ridondata) o alle Centraline Master (es. Nominale Ridondata). 4. Il controllo di SDS à ̈ LOCALE (da computer di controllo direttamente connesso con la Centralina Master via cavo) o REMOTO (da computer di controllo connesso con la Centralina Master attraverso la rete GSM/UMTS o Telefono Satellitare e tramite protocollo proprietario via SMS o via Internet). Il controllo di SDS à ̈ centralizzato. La transizione LOCALE/REMOTO, se abilitata à ̈ eseguita con protocollo dedicato. Soltanto uno dei due Computer di Controllo (quello Locale o quello Remoto) gestisce SDS ad un determinato istante di tempo. 5. Telecomando di SDS in Locale (vicino ad SDS) tramite smartphone connesso via Bluetooth o WiFi al Computer di Controllo o in Remoto (per esempio da un’altra città) via web. Applicazione SW di Controllo di SDS caricabile su server web e accessibile tramite internet browser permettendo in tal modo il controllo dell’ intero sistema Sistema tramite I-phone Smartphone., o un qualsiasi computer connesso ad internet tramite browser evitando di dover installare SW su di essi ed imporre limitazioni basate sulla loro potenza di calcolo (cloud computing di un sistema Domotico o SCADA). 6. Architettura SW che realizza un controllo centralizzato di SDS. L’associazione dei sensori e degli attuatori facenti p arte del generico Sottosistema Ospitato à ̈ realizzata nella configurazione del SW del Computer di Controllo. Sensori ed attuatori possono essere connessi a molti e diversi canali appartenenti a diverse Centraline via cavo o wireless. Le funzioni che mettono in relazione sensori ed attuatori del generico Sottosistema Ospitato sono definite nella configurazione del SW del Computer di Controllo. In generale nessuna Centralina à ̈ dedicata esclusivamente ad uno dei Sotosistemi Ospitati ma anzi l’intera gestione del generico Sottosistema Ospitato à ̈ configurabile nel SW del Computer di Controllo. Utilizzando l’architettura SW descritta in concomitanza ad una topologia di rete a doppio (triplo) bus/anello (es Fig. 2 e 2 bis), uno o più Sottosistemi Ospitati possono essere ridondati. In tal caso la ridondanza deve essere rispecchiata sia a livello di sensori e attuatori del Sottosistema Ospitato che nelle connessioni alle Centraline (Nominali Ridondate). 7. Il SW applicativo del Computer di Controllo di SDS à ̈ dotato di un Sistema Esperto pilotato dai dati acquisiti che utilizza la Fuzzy Logic (Data Driven Fuzzy Expeit System). Il Data Base di regole à ̈ configurato per realizzare il Supporto Decisionale Utente o il Controllo Automatico del Sistema se autorizzato dall’utente. Gli Scenari Applicativi sono implementati nel Data Base di regole e negli Algoritmi. Se l’utente non desidera un funzionamento totalmente automatico à ̈ possibile configurare il Sistema Esperto in modo che sottoponga ad approvazione dell’utente ogni singola azione o gruppo di azioni generate. Se l’utente autorizza l’azione viene eseguita, in alternativa il Sistema Esperto “ricalcola†le azioni consigliate da proporre all’approvazione coinvolgendo in tal modo l’utente che viene coadiuvato e aiutato dall’azione del Sistema Esperto. 8. Quando à ̈ configurato per l’utilizzo su veicoli o imbarcazioni SDS consente per il singolo Sottosistema Ospitato di effettuare acquisizioni da sensori e comandi ad attuatori • che siano temporizzati • che siano in relazione a Informazioni Geografiche acquisite dal GPS di cui sono dotate le Centraline Master (posizione, velocità ..) atraverso l’applicazione di regole del Sistema Esperto Fuzzy (ad esempio “se la tua velocità di crociera à ̈ alta†ove “alta†corrisponde ad un range di velocità, “se ti fermi spesso†ove “spesso†significa un numero di fermate del veicolo > soglia prefissata in un intervallo di tempo prefissato ... ) e/o di Algoritmi (velocità media, accelerazione istantanea massima ... consumi di carburante stimati) e/o seguendo mappe (ad esempio rilievi oceanografici che vanno effettuati solo in vicinanza di determinate coordinate di una mappa terrestre) Questo permette di configurare SDS • per ospitare e gestire Sottosistemi che abbiano funzioni di acquisizione dati e controllo attuatori in relazione al percorso del mezzo mobile (ad es. acquisizione dati di inquinamento ambiente, rilievi geologici, climatici ..) e/o al movimento dello stesso (ad es. allanne imbarcazione ormeggiata con ancora che “ara il fondo marino†) • ospitare e gestire Sottosistemi che insieme realizzino finizioni di ausilio alla Guida e/o Teleguida del mezzo mobile e/o di gestione di Sottosistemi di bordo. 9. In SDS le Centraline Slave (wireless) sono utilizzabili anche come Telecomandi Utente di un Sottosistema Ospitato (es. telecomandi HVAC).