ITRM20120371A1

ITRM20120371A1 - COMMUNICATION AND CONTROL METHOD AND RELATIVE SYSTEM.

Info

Publication number: ITRM20120371A1
Application number: IT000371A
Authority: IT
Inventors: Melchiorre Danilo Abrignani; Cengiz Gezer; Roberto Verdone
Original assignee: Univ Bologna Alma Mater; Smail S P A
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2012-07-31
Publication date: 2014-02-01

Description

Metodo di comunicazione e controllo e relativo sistema. Method of communication and control and related system.

La presente invenzione riguarda un metodo di comunicazione e controllo e relativo sistema. The present invention relates to a communication and control method and related system.

Più dettagliatamente l'invenzione concerne un metodo di comunicazione e controllo, e relativo sistema, per una rete i cui nodi possono, anche temporaneamente, essere non raggiungibili e o cambiare la propria posizione, particolarmente adatto per la gestione di infrastrutture urbane, sia pubbliche, sia private. More in detail, the invention concerns a communication and control method, and relative system, for a network whose nodes may, even temporarily, be unreachable and or change their position, particularly suitable for the management of urban infrastructures, both public and private.

Nel seguito la descrizione sarà rivolta principalmente al controllo di infrastrutture di illuminazione urbana, ma è ben evidente come la stessa non debba essere considerata limitata a questo impiego specifico. In the following the description will be mainly addressed to the control of urban lighting infrastructures, but it is very clear that it should not be considered limited to this specific use.

Più dettagliatamente l'invenzione concerne un metodo del tipo detto, studiato e realizzato in particolare per la gestione dello scambio wireless di segnali elettrici tra nodi elettrici appartenenti ad una rete di telecomunicazione, in cui ciascun nodo è fissato in corrispondenza di strutture presenti nel tessuto urbano, ma che può essere usato per qualsiasi configurazione, di cui sia necessario gestire uno scambio di segnali elettrici in modalità wireless. More in detail, the invention relates to a method of the above type, studied and implemented in particular for the management of the wireless exchange of electrical signals between electrical nodes belonging to a telecommunication network, in which each node is fixed in correspondence with structures present in the urban fabric. , but which can be used for any configuration, where it is necessary to manage an exchange of electrical signals wirelessly.

Nel seguito, la descrizione sarà rivolta all'infrastruttura urbana ma è ben evidente come la stessa non debba essere considerata limitata a questo impiego specifico. In the following, the description will be addressed to the urban infrastructure but it is clear that it should not be considered limited to this specific use.

Com'è ben noto, attualmente i dispositivi di comunicazione wireless possono essere posizionati secondo una topologia a stella, topologia ad albero o topologia magliata, anche detta mesh. As is well known, currently wireless communication devices can be positioned according to a star topology, tree topology or mesh topology, also called mesh.

In una generica topologia di rete, il singolo nodo è un elemento della rete connotato da specifiche funzionalità mentre un ramo è l'elemento di connessione tra due nodi della rete. In a generic network topology, the single node is an element of the network characterized by specific functions while a branch is the connecting element between two network nodes.

Questo tipo di infrastruttura è decentralizzata in quanto non ci sono server centrali e per questo è adattabile e resistente, dal momento che ogni nodo deve trasmettere un segnale al massimo fino al nodo successivo. I nodi fungono da ripetitori per trasmettere il segnale inviato in broadcast dai nodi più vicini ai nodi equivalenti, anche detti peers, che sono troppo distanti per essere raggiunti direttamente. This type of infrastructure is decentralized as there are no central servers and is therefore adaptable and resistant, since each node must transmit a signal up to the next node at the most. The nodes act as repeaters to transmit the signal sent in broadcast by the nodes closest to the equivalent nodes, also called peers, which are too distant to be reached directly.

Questo consente di utilizzare la rete per coprire grandi distanze, soprattutto in presenza di terreni scomposti. This allows you to use the net to cover large distances, especially in the presence of broken ground.

In particolare, nelle reti mesh ogni nodo è connesso a molti altri nodi e se un nodo viene meno alla rete, a causa di problemi hardware o di altro genere, i nodi vicini cercano altri percorsi per trasmettere il segnale interiacciandosi con altri nodi. In particular, in mesh networks each node is connected to many other nodes and if a node fails to the network, due to hardware or other problems, the neighboring nodes look for other paths to transmit the signal by interlocking with other nodes.

Un esempio di topologie mesh è descritto nel brevetto statunitense US7817063, in cui sono presenti un metodo ed un sistema che implementa il metodo per controllare una rete di tipo mesh in cui i nodi sono collocati su lampade urbane, su dispositivi di controllo del traffico, su indicatori elettrici, su parchimetri ed altro. An example of mesh topologies is described in the United States patent US7817063, in which there is a method and a system that implements the method for controlling a mesh type network in which the nodes are located on urban lamps, on traffic control devices, on electric indicators, on parking meters and more.

La comunicazione dei dati tra un processore centrale ed un singolo nodo avviene mediante invio di un segnale di inizializzazione dei nodi da parte del processore centrale, una risposta dei singoli nodi mediante invio di dati al processore, archiviazione di questi dati, azione/controllo degli elementi urbani sui quali sono posizionati i nodi e successiva cancellazione dei dati precedentemente archiviati. Data communication between a central processor and a single node takes place by sending an initialization signal of the nodes by the central processor, a response by the individual nodes by sending data to the processor, archiving of these data, action / control of the elements urban areas on which the nodes are located and subsequent deletion of the previously stored data.

Altre reti wireless di comunicazione di dati all'interno di una rete con topologia mesh sono noti per il controllo di altri tipi di infrastrutture. Other wireless data communication networks within a mesh topology network are known to control other types of infrastructure.

Un problema lasciato irrisolto dalla tecnica nota riguarda il controllo della topologia di rete ad intervalli regolari di tempo. A problem left unsolved by the known art concerns the control of the network topology at regular time intervals.

Ossia, nelle topologie di tipo mesh i nodi appartenenti alla rete si organizzano autonomamente in caso di malfunzionamento di un nodo vicino. Tuttavia, non è possibile prevedere il percorso di riorganizzazione e soprattutto il tempo che la rete impiegherà per riorganizzarsi. That is, in mesh type topologies, the nodes belonging to the network organize themselves autonomously in the event of a malfunction of a neighboring node. However, it is not possible to predict the reorganization process and especially the time that the network will take to reorganize.

Questo causa la possibile formazione di percorsi chiusi di comunicazione detti anche loop. This causes the possible formation of closed communication paths also called loops.

Inoltre, ulteriore svantaggio è 1'inaffidabilità del sistema dovuta al tempo incognito con il quale la rete riesce a riorganizzarsi a fronte di una inefficienza legata ad un nodo. Moreover, a further disadvantage is the unreliability of the system due to the unknown time with which the network manages to reorganize itself in the face of an inefficiency linked to a node.

Alla luce di quanto sopra, è, pertanto, scopo della presente invenzione quello di realizzare un metodo di comunicazione ed un sistema che superi i problemi lasciati irrisolti dalla tecnica nota. In light of the above, it is therefore an object of the present invention to provide a communication method and a system that overcomes the problems left unresolved by the known art.

Uno scopo della presente invenzione è quello di implementare un metodo ed un sistema in grado di controllare la topologia dell'intera rete secondo intervalli di tempo prestabiliti. An object of the present invention is to implement a method and a system capable of controlling the topology of the entire network according to predetermined time intervals.

Un altro scopo dell'invenzione è quello di realizzare un metodo ed un sistema in grado di far riorganizzare la rete in modo efficiente senza la formazione di loop rispettando un numero prestabilito di passaggi da un nodo ad un altro. Another object of the invention is to provide a method and a system capable of reorganizing the network efficiently without the formation of loops, respecting a predetermined number of passages from one node to another.

Forma pertanto oggetto specifico della presente invenzione un metodo di comunicazione e controllo comprendente le fasi di fornire una unità centrale di controllo atta a ricevere e trasmettere segnali; fornire una pluralità di unità periferiche, ciascuna atta a ricevere e trasmettere segnali da e verso detta unità centrale di controllo e detta pluralità di unità periferiche adiacenti, detti segnali essendo di un primo tipo generale, destinati a dette unità periferiche e di un secondo tipo specifico, per la trasmissione di comandi diretti a una o più specifiche unità periferiche, detto metodo prevedendo l'esecuzione di un ciclo di fasi operative, in cui la trasmissione e la ricezione di detti segnali di tipo generale e di tipo specifico tra dette unità centrale di controllo e dette unità periferiche avviene secondo collegamenti aventi topologie di rete ad albero che si formano in ciascun ciclo di fasi operative per il ciclo di fasi operative successivo, e ciascuna fase di detto ciclo di fasi operative è eseguita in un rispettivo intervallo di tempo prestabilito. Therefore, the specific object of the present invention is a communication and control method comprising the steps of providing a central control unit suitable for receiving and transmitting signals; providing a plurality of peripheral units, each suitable for receiving and transmitting signals to and from said central control unit and said plurality of adjacent peripheral units, said signals being of a first general type, intended for said peripheral units and of a second specific type , for the transmission of direct commands to one or more specific peripheral units, said method providing for the execution of a cycle of operating phases, in which the transmission and reception of said signals of a general type and of a specific type between said central control and said peripheral units takes place according to connections having tree network topologies which are formed in each cycle of operating phases for the subsequent cycle of operating phases, and each phase of said cycle of operating phases is performed in a respective predetermined time interval.

Ulteriormente detto metodo può comprendere una fase di sincronizzazione, in cui detta unità centrale di controllo trasmette alle unità periferiche un segnale di tipo generale, per 1'inizializzazione di detto ciclo di fasi operative; una fase di trasmissione di comandi, in cui detta unità centrale di controllo trasmette un segnale di tipo specifico a una o più di dette unità periferiche attraverso una topologia di rete ad albero iniziale; una fase di formazione di una successiva topologia di rete ad albero per il collegamento tra detta unità centrale di controllo e detta pluralità di unità periferiche e una fase di trasmissione dati, in cui detta pluralità di unità periferiche trasmette segnali di tipo specifico a detta unità centrale di controllo, attraverso detta topologia di rete ad albero iniziale, detti segnali specifici comprendendo dati relativi a detta topologia di rete ad albero successiva. Furthermore, said method can comprise a synchronization step, in which said central control unit transmits a signal of a general type to the peripheral units, for the initialisation of said cycle of operating steps; a step of transmitting commands, in which said central control unit transmits a signal of a specific type to one or more of said peripheral units through an initial tree network topology; a step of forming a subsequent tree network topology for the connection between said central control unit and said plurality of peripheral units and a data transmission step, in which said plurality of peripheral units transmits signals of a specific type to said central unit control, through said initial tree network topology, said specific signals comprising data relating to said subsequent tree network topology.

È ulteriore oggetto dell'invenzione, un metodo che può comprendere ulteriormente la fase di fornire una pluralità di dispositivi ausiliari remoti, fissabili o mobili, atti ad essere collegati anche temporaneamente a detta unità centrale di controllo e/o ad una o più di dette unità periferiche. A further object of the invention is a method which may further comprise the step of providing a plurality of remote auxiliary devices, which can be fixed or mobile, able to be connected, even temporarily, to said central control unit and / or to one or more of said units. peripherals.

Ancora secondo l'invenzione, detta fase di sincronizzazione può comprendere le sottofasi secondo le quali detta unità centrale di controllo trasmette un segnale di sincronizzazione di tipo generale, che indica l'istante di inizio e/o la durata di un nuovo ciclo di fasi operative; dette unità periferiche interrompono la fase di trasmissione dati del precedente ciclo di fasi operative e ciascuna unità periferica che riceve detto segnale di sincronizzazione lo trasmette, a sua volta, alle altre unità periferiche così che detto segnale generale di sincronizzazione raggiunga detta pluralità di unità periferiche. Still according to the invention, said synchronization phase can comprise the sub-phases according to which said central control unit transmits a synchronization signal of a general type, which indicates the start instant and / or the duration of a new cycle of operating phases. ; said peripheral units interrupt the data transmission phase of the previous cycle of operating steps and each peripheral unit which receives said synchronization signal transmits it, in turn, to the other peripheral units so that said general synchronization signal reaches said plurality of peripheral units.

Ulteriormente secondo l'invenzione, detta fase di trasmissione può comprendere le sottofasi secondo le quali detta unità centrale di controllo può trasmettere mediante un opportuno protocollo di indirizzamento uno o più segnali di tipo specifico per una o più unità periferiche e ciascuna di dette unità periferiche trasmette detti segnali specifici ad un'altra unità periferica, secondo detta topologia di rete ad albero iniziale. Furthermore, according to the invention, said transmission phase can comprise the sub-phases according to which said central control unit can transmit by means of an appropriate addressing protocol one or more signals of a specific type for one or more peripheral units and each of said peripheral units transmits said specific signals to another peripheral unit, according to said initial tree network topology.

Ancora secondo l'invenzione, detto metodo può comprendere le fasi ulteriori secondo le quali detta unità centrale di controllo trasmette, mediante un opportuno protocollo di indirizzamento, uno o più segnali di tipo specifico per uno o più di detti dispositivi ausiliari, ciascuna di dette unità periferiche trasmette detti segnali specifici, secondo detta topologia di rete ad albero iniziale, ad uno o più di detti dispositivi ausiliari e detti dispositivi ausiliari trasmettono detti segnali specifici a dette unità periferiche. Still according to the invention, said method can comprise the further steps according to which said central control unit transmits, by means of an appropriate addressing protocol, one or more signals of a specific type for one or more of said auxiliary devices, each of said units peripheral devices transmits said specific signals, according to said initial tree network topology, to one or more of said auxiliary devices and said auxiliary devices transmit said specific signals to said peripheral units.

Ulteriormente secondo l'invenzione, detto metodo può comprendere le seguenti sottofasi di fornire uno o più attuatori installati in dette unità periferiche e detti uno o più segnali specifici trasmessi da detta unità centrale di controllo comprendono istruzioni a detti attuatori. Further according to the invention, said method can comprise the following sub-phases of providing one or more actuators installed in said peripheral units and said one or more specific signals transmitted by said central control unit comprise instructions to said actuators.

Ancora secondo l'invenzione, detta fase di formazione di una successiva topologia di rete ad albero può comprendere le seguenti sottofasi secondo le quali detta unità centrale di controllo trasmette un segnale di tipo generale a dette unità periferiche per la formazione di una successiva topologia di rete ad albero, in cui è stabilito il grado di profondità massima della rete formata da detta pluralità di unità periferiche, ciascuna di dette unità periferiche trasmette un segnale che la identifica, per richiedere informazioni dalle unità periferiche che lo ricevono e ciascuna di dette unità periferiche, in base ai segnali ricevuti, seleziona quella con cui ha il miglior collegamento. Still according to the invention, said phase of formation of a subsequent tree network topology can comprise the following sub-phases according to which said central control unit transmits a signal of a general type to said peripheral units for the formation of a subsequent network topology tree, in which the degree of maximum depth of the network formed by said plurality of peripheral units is established, each of said peripheral units transmits a signal which identifies it, to request information from the peripheral units that receive it and each of said peripheral units, based on the received signals, select the one with which it has the best connection.

Ancora secondo l'invenzione, detta fase di trasmissione dati può comprendere le seguenti sottofasi secondo le quali detta pluralità di unità periferiche e/o detti dispositivi ausiliari trasmettono i dati relativi alla successiva topologia di rete ad albero realizzata in detta fase di formazione di detta successiva topologia di rete ad albero, detta successiva topologia di rete ad albero essendo diversa dalla topologia iniziale del ciclo precedente. Still according to the invention, said data transmission phase can comprise the following sub-phases according to which said plurality of peripheral units and / or said auxiliary devices transmit the data relating to the subsequent tree network topology realized in said formation phase of said subsequent tree network topology, called subsequent tree network topology being different from the initial topology of the previous cycle.

Ulteriormente secondo l'invenzione, detto metodo può comprendere le seguenti fasi ulteriori di fornire uno o più sensori installati in dette unità periferiche e dette unità periferiche trasmettono i dati rilevati da detti sensori e da detti dispositivi ausiliari a detta unità centrale di controllo. Further according to the invention, said method can comprise the following further steps of providing one or more sensors installed in said peripheral units and said peripheral units transmit the data detected by said sensors and said auxiliary devices to said central control unit.

Ancora secondo l'invenzione, detto metodo può comprendere le fasi di installare ciascuna di dette unità periferiche su un rispettivo lampione, installare detti sensori di ciascuna unità periferica in prossimità di una rispettiva lampada di detto lampione per rilevarne al luminosità, collegare detti attuatori di ciascuna unità periferica ad una lampada di detto lampione per regolarne il livello di luminosità. Still according to the invention, said method can comprise the steps of installing each of said peripheral units on a respective street lamp, installing said sensors of each peripheral unit in proximity to a respective lamp of said street lamp to detect its brightness, connecting said actuators of each peripheral unit to a lamp of said street lamp to adjust its brightness level.

Ulteriormente secondo l'invenzione, detto metodo può comprendere la fase ulteriore di prevedere un subintervallo temporale di sicurezza, al termine di detta fase di trasmissione di comandi e/o di detta fase di trasmissione dati, che tiene conto di eventuali ritardi di ricezione del segnale trasmesso in detta fasi di trasmissione dei comandi e/o detta fase di trasmissione dei dati da parte di detta pluralità di unità periferiche. Furthermore, according to the invention, said method can comprise the further step of providing a safety time sub-interval, at the end of said command transmission step and / or said data transmission step, which takes into account any signal reception delays. transmitted in said command transmission step and / or said data transmission step by said plurality of peripheral units.

Forma ulteriore oggetto della presente invenzione un sistema di comunicazione e controllo comprendente una unità centrale di controllo atta a ricevere e trasmettere segnali, e una pluralità di unità periferiche, ciascuna atta a ricevere e trasmettere segnali da e verso detta unità centrale di controllo e dette unità periferiche adiacenti in cui detta unità centrale di controllo e dette unità periferiche adiacenti sono configurate in modo da eseguire il metodo di comunicazione e controllo sopra definito. A further object of the present invention is a communication and control system comprising a central control unit suitable for receiving and transmitting signals, and a plurality of peripheral units, each suitable for receiving and transmitting signals to and from said central control unit and said units. adjacent peripheral units in which said central control unit and said adjacent peripheral units are configured so as to perform the communication and control method defined above.

Ancora secondo l'invenzione il sistema può comprendere una pluralità di dispositivi ausiliari collegabili a detta unità centrale di controllo e dette unità periferiche. Still according to the invention, the system can comprise a plurality of auxiliary devices connectable to said central control unit and said peripheral units.

Ulteriormente secondo l'invenzione, detta pluralità di dispositivi ausiliari può interrompere il proprio funzionamento per un intervallo di tempo prestabilito, per riaccendersi successivamente e trasmettere la sua posizione e i dati rilevati, e per ricevere le istruzioni dalla rete di detta pluralità di unità periferiche in cui è inserito, e ciascuno di detti dispositivi ausiliari può acquisire la funzionalità di detta pluralità di unità periferiche, nel caso di applicazioni che richiedono una durata di funzionamento di detta pluralità di dispositivi ausiliari pari alla durata di due cicli di funzionamento . Furthermore, according to the invention, said plurality of auxiliary devices can interrupt its operation for a predetermined time interval, to subsequently turn on again and transmit its position and the detected data, and to receive instructions from the network of said plurality of peripheral units in which is inserted, and each of said auxiliary devices can acquire the functionality of said plurality of peripheral units, in the case of applications requiring an operating duration of said plurality of auxiliary devices equal to the duration of two operating cycles.

Sempre secondo l'invenzione, ciascuna di dette unità periferiche può comprendere mezzi di elaborazione, come un processore programmabile e simili, un ricetrasmettitore, collegato a detti mezzi di elaborazione e provvisto di un'antenna, uno o più attuatori e uno o più sensori, e ciascuna di dette unità periferiche può essere installata su un rispettivo lampione, detti sensori essendo disposti in prossimità di una rispettiva lampada di detto lampione per rilevarne al luminosità, e detti attuatori essendo collegati ad una lampada di detto lampione per regolarne il livello di luminosità. Always according to the invention, each of said peripheral units can comprise processing means, such as a programmable processor and the like, a transceiver, connected to said processing means and provided with an antenna, one or more actuators and one or more sensors, and each of said peripheral units can be installed on a respective lamp post, said sensors being arranged in proximity to a respective lamp of said lamp post to detect its brightness, and said actuators being connected to a lamp of said lamp post to adjust its brightness level.

La presente invenzione verrà ora descritta a titolo illustrativo ma non limitativo, secondo le sue preferite forme di realizzazione, con particolare riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui: la figura 1 mostra una vista schematica del sistema di comunicazione e controllo secondo la presente invenzione; The present invention will now be described for illustrative but not limitative purposes, according to its preferred embodiments, with particular reference to the figures of the attached drawings, in which: Figure 1 shows a schematic view of the communication and control system according to the present invention ;

la figura 2 mostra un lampione sul quale è installata una unità periferica; figure 2 shows a street lamp on which a peripheral unit is installed;

la figura 3 mostra uno schema di unità periferica secondo la presente invenzione; figure 3 shows a peripheral unit scheme according to the present invention;

la figura 4 mostra uno schema a blocchi temporale in cui è mostrato un ciclo di funzionamento del metodo di comunicazione e controllo secondo l'invenzione; Figure 4 shows a time block diagram in which an operating cycle of the communication and control method according to the invention is shown;

la figura 5 mostra uno schema funzionale del sistema comunicazione e controllo secondo la presente invenzione nella fase di sincronizzazione; figure 5 shows a functional diagram of the communication and control system according to the present invention in the synchronization phase;

la figura 6 mostra uno schema funzionale del sistema comunicazione e controllo secondo la presente invenzione nella fase di trasmissione dei comandi; figure 6 shows a functional diagram of the communication and control system according to the present invention in the step of transmitting the commands;

la figura 7 mostra uno schema funzionale del sistema comunicazione e controllo secondo la presente invenzione nella fase di formazione della topologia di rete; figure 7 shows a functional diagram of the communication and control system according to the present invention in the phase of formation of the network topology;

la figura 8 mostra un esempio di topologia di rete ad albero formato in un ciclo di funzionamento del sistema di comunicazione e controllo secondo la presente invenzione; e Figure 8 shows an example of a tree network topology formed in an operating cycle of the communication and control system according to the present invention; And

la figura 9 mostra uno schema funzionale del sistema comunicazione e controllo secondo la presente invenzione nella fase di trasmissione delle rilevazioni. figure 9 shows a functional diagram of the communication and control system according to the present invention in the phase of transmission of the detections.

Nelle varie figure le parti simili verranno indicate con gli stessi riferimenti numerici. In the various figures similar parts will be indicated with the same numerical references.

Come verrà diffusamente descritto di seguito, il sistema secondo l'invenzione è di tipo multi servizio, in quanto è in grado di comunicare in modo wireless con unità e dispositivi, sia interni che esterni ad una rete, che assolvono funzioni molto diverse tra loro. As will be described in detail below, the system according to the invention is of the multi-service type, as it is able to communicate wirelessly with units and devices, both internal and external to a network, which perform very different functions.

Inoltre, il controllo della rete è di tipo centralizzato in quanto affidato esclusivamente ad una unità centrale di controllo di coordinamento. Detto sistema è installabile in un tipico contesto urbano comprendente elementi necessari alla vivibilità dello stesso, quali lampioni per l'illuminazione stradale, panchine, cabine telefoniche, contenitori di rifiuti, semafori e simili. Furthermore, the control of the network is centralized as it is entrusted exclusively to a central coordination control unit. Said system can be installed in a typical urban context comprising elements necessary for its livability, such as street lamps for street lighting, benches, telephone booths, waste containers, traffic lights and the like.

Facendo riferimento alle figure 1 - 3 si osserva un sistema 1 di comunicazione e controllo secondo la presente invenzione. Detta figura 1 mostra, in particolare delle strade 2 e dei lampioni 3', 3", ..., 3<n>per l'illuminazione stradale. With reference to Figures 1 - 3, a communication and control system 1 according to the present invention is observed. Said figure 1 shows, in particular the streets 2 and the street lamps 3 ', 3 ", ..., 3 <n> for street lighting.

Il sistema 1 comprende una unità centrale di controllo 4, collocata in una struttura fisica all'interno della zona urbana, una pluralità 5 di unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>, collocate, come mostrato in figura 2, su detti lampioni 3, in particolare su un rispettivo palo 32 e preferibilmente distanziata di un metro dalla sommità del lampione 3, in cui è collocata la lampada 31. Tali lampioni 3 sono generalmente disposti a circa 25 metri l'uno dall'altro, lungo le strade 2 per garantirne l'illuminazione. The system 1 comprises a central control unit 4, located in a physical structure within the urban area, a plurality 5 of peripheral units 5 ', 5 ", ..., 5 <n>, located, as shown in the figure 2, on said lampposts 3, in particular on a respective pole 32 and preferably at a distance of one meter from the top of the lamppost 3, in which the lamp 31 is placed. These lampposts 3 are generally arranged at about 25 meters from each other , along the 2 roads to ensure their illumination.

Il sistema 1 comprende ulteriormente una pluralità 6 di dispositivi ausiliari 6', 6", ..., 6<m>, di cui, nella figura 1, ne è mostrato solo uno, in grado di sfruttare le unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>per instradare un suo pacchetto di informazioni verso detta unità centrale di controllo 4. The system 1 further comprises a plurality 6 of auxiliary devices 6 ', 6 ", ..., 6 <m>, of which, in figure 1, only one is shown, capable of exploiting the peripheral units 5', 5 ", ..., 5 <n> to route one of its information packets towards said central control unit 4.

In questa forma realizzativa, uno dei dispositivi di detta pluralità 6 di dispositivi ausiliari 6', 6'', ..., 6<m>può essere fornita da una municipalità urbana ad un singolo cittadino in modo da poter usufruire della connessione alla rete R per inviare o ricevere dati. In this embodiment, one of the devices of said plurality 6 of auxiliary devices 6 ', 6' ', ..., 6 <m> can be provided by an urban municipality to a single citizen so as to be able to use the connection to the network R to send or receive data.

Detta unità centrale di controllo 4 comprende un modulo ricetrasmettitore, un microprocessore e un'antenna di trasmissione (non mostrati in figura) . Detta unità centrale di controllo 4 è connessa per mezzo di una interfaccia seriale ad un elaboratore esterno (non mostrato in figura), che svolge la funzione di accesso o gateway verso la rete internet mediante, ad esempio, un modem 3G. Said central control unit 4 comprises a transceiver module, a microprocessor and a transmission antenna (not shown in the figure). Said central control unit 4 is connected by means of a serial interface to an external computer (not shown in the figure), which performs the function of access or gateway to the Internet network by means of, for example, a 3G modem.

Come mostrato in figura 3, ciascuna unità periferica 5', 5", ..., 5<n>comprende un primo modulo 5a, provvisto di un ricetrasmettitore 51, un'antenna 52, un microprocessore programmabile (non mostrato nelle figure), sensori 53 e attuatori 54. As shown in Figure 3, each peripheral unit 5 ', 5 ", ..., 5 <n> comprises a first module 5a, provided with a transceiver 51, an antenna 52, a programmable microprocessor (not shown in the figures), sensors 53 and actuators 54.

Detto primo modulo 5a è collegato ad un secondo modulo 5b, comprendente, a sua volta, ulteriori sensori 53 e attuatori 54. I sensori 53 possono essere di diverso tipo, ad esempio ottici e acustici. Gli attuatori 54 possono essere di diverso tipo, ad esempio relè, interruttori e simili. In genere, ciascuna unità periferica 5', 5", ..., 5<n>, in questo specifico caso del tipo collocato su lampioni 3, è equipaggiata con due sensori 53 di luminosità, un sensore di corrente e un dimmer . Said first module 5a is connected to a second module 5b, comprising, in turn, further sensors 53 and actuators 54. The sensors 53 can be of different types, for example optical and acoustic. The actuators 54 can be of different types, for example relays, switches and the like. Generally, each peripheral unit 5 ', 5 ", ..., 5 <n>, in this specific case of the type placed on street lamps 3, is equipped with two brightness sensors 53, a current sensor and a dimmer.

I dispositivi ausiliari 6', 6", 6<m>esterni possono essere posizionati in un punto fisso o essere mobili all'interno della rete R composta da detta unità centrale di controllo 4 e da dette unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>. Come meglio descritto nel seguito, ciascun dispositivo ausiliario 6', 6", ..., 6<m>è sostanzialmente un ricetrasmettitore e si comporta in modo differente, in base alla funzione da assolvere. Detti dispositivi ausiliari 6', 6", ..., 6<m>sono programmabili mediante una connessione USB ad un computer e sono dotati di una batteria di alimentazione e preferibilmente di una modalità di funzionamento ben nota nella tecnica, secondo la quale il dispositivo si spegne andando in modalità "sleep" per un intervallo di tempo prestabilito dell'ordine di alcune decine di secondi, per riaccendersi successivamente, individuare la sua posizione e trasmettere i dati rilevati, nonché per ricevere le istruzioni dalla rete R di unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>in cui è inserito, come verrà descritto in dettaglio successivamente. The external auxiliary devices 6 ', 6 ", 6 <m> can be positioned in a fixed point or be mobile within the network R composed of said central control unit 4 and said peripheral units 5', 5",. .., 5 <n>. As better described below, each auxiliary device 6 ', 6 ", ..., 6 <m> is substantially a transceiver and behaves differently, according to the function to be performed. Said auxiliary devices 6', 6", ..., 6 <m> are programmable by means of a USB connection to a computer and are equipped with a power supply battery and preferably with an operating mode well known in the art, according to which the device switches off going into "sleep" mode for a predetermined time interval of the order of a few tens of seconds, to subsequently turn on again, identify its position and transmit the detected data, as well as to receive instructions from the network R of peripheral units 5 ', 5 ", ..., 5 <n> in which it is inserted, as will be described in detail later.

II funzionamento del sistema 1 di comunicazione e controllo sopra descritto si svolge nel modo seguente. The operation of the communication and control system 1 described above takes place as follows.

La figura 4, congiuntamente alle figure 5-9, mostrano il susseguirsi delle diverse fasi di funzionamento del sistema 1 oggetto della presente invenzione . Figure 4, together with Figures 5-9, show the succession of the various operating phases of the system 1 object of the present invention.

In particolare, il sistema 1 prevede quattro principali fasi di funzionamento, che si ripetono ciclicamente, nelle quali viene coordinato il funzionamento della unità centrale di controllo 4, delle unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>, e degli eventuali dispositivi ausiliari 6', 6", ..., 6<m>. In particular, the system 1 provides for four main operating phases, which are repeated cyclically, in which the operation of the central control unit 4, of the peripheral units 5 ', 5 ", ..., 5 <n>, and of any auxiliary devices 6 ', 6 ", ..., 6 <m>.

Inoltre, in dette fasi principali sono trasmessi due tipi distinti di segnali: Furthermore, two distinct types of signals are transmitted in said main phases:

- segnali generici o di broadcast, che consistono in segnali inviati dall'unità centrale di controllo 4 verso tutte le unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>, e i dispositivi ausiliari 6', 6", ..., 6<m>presenti nella rete R. In genere, le unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>ricevono il segnale generico o di broadcast dall'unità centrale di controllo 4 e lo reinoltrano a loro volta all'unità centrale di controllo 4 mediante salti progressivi ad esempio da una unità 5' a quella attigua 5'' funzionando da ripetitori; - generic or broadcast signals, which consist of signals sent by the central control unit 4 towards all the peripheral units 5 ', 5 ", ..., 5 <n>, and the auxiliary devices 6', 6", .. ., 6 <m> present in the network R. Generally, the peripheral units 5 ', 5 ", ..., 5 <n> receive the generic or broadcast signal from the central control unit 4 and forward it to them turned to the central control unit 4 by means of progressive jumps, for example from one unit 5 'to the adjacent unit 5' ', operating as repeaters;

- segnali specifici o di unicast, che sono trasmessi tra le unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>, della rete. In genere, l'unità centrale di controllo 4 trasmette comandi specifici ad una unità periferica 5', 5", ..., 5<n>del sistema 1. Un esempio di tale comando, come si vedrà meglio nel seguito, può consistere in una regolazione del livello di illuminazione erogata dalla lampada 31 del lampione 3. - specific or unicast signals, which are transmitted between the peripheral units 5 ', 5 ", ..., 5 <n>, of the network. Generally, the central control unit 4 transmits specific commands to a peripheral unit 5 ', 5 ", ..., 5 <n> of system 1. An example of this command, as will be seen better in the following, may consist in an adjustment of the level of illumination supplied by the lamp 31 of the lamp post 3.

La prima fase di funzionamento, come mostrato in figura 5, è la fase di sincronizzazione. L'unità centrale di controllo 4 trasmette, nell'istante convenzionale T0, un segnale generale di broadcast di sincronizzazione, che indica l'istante di inizio di un ciclo di funzionamento, i.e. un segnale di clock. Inoltre, detta unità centrale di controllo 4 trasmette alcuni comandi generali destinati a tutte le unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>della rete R del sistema 1. Ad esempio, può definire la durata del ciclo di funzionamento che sta iniziando, che può essere comunicata a tutta la rete R solo durante la prima fase di sincronizzazione. In genere, il ciclo di funzionamento utilizzato è preferibilmente dell'ordine dei 30-60 secondi. The first phase of operation, as shown in figure 5, is the synchronization phase. The central control unit 4 transmits, at the conventional instant T0, a general synchronization broadcast signal, which indicates the instant of start of an operating cycle, i.e. a clock signal. Furthermore, said central control unit 4 transmits some general commands intended for all peripheral units 5 ', 5 ", ..., 5 <n> of network R of system 1. For example, it can define the duration of the operating cycle which is starting, which can be communicated to the whole network R only during the first synchronization phase Generally, the operating cycle used is preferably of the order of 30-60 seconds.

La potenza di trasmissione dell'unità centrale di controllo 4 è generalmente non sufficiente a raggiungere tutte le unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>. The transmission power of the central control unit 4 is generally not sufficient to reach all the peripheral units 5 ', 5 ", ..., 5 <n>.

Le unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>che ricevono il segnale di sincronizzazione come segnale generico, come anticipato sopra, lo reinoltrano verso le altre unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>, sempre come segnale generico. La trasmissione del medesimo segnale generico trasmesso da detta unità centrale di controllo 4 da parte di ciascuna di dette unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>, i.e. la ripetizione di detto segnale di sincronizzazione, permette di evitare che l'unità periferica 5', 5", ..., 5<n>, che risulta momentaneamente schermata, ad esempio da un veicolo, un camion o simili, possa non ricevere il segnale generico di sincronizzazione da detta unità centrale di controllo 4. The peripheral units 5 ', 5 ", ..., 5 <n> which receive the synchronization signal as a generic signal, as mentioned above, forward it to the other peripheral units 5', 5", ..., 5 < n>, always as a generic signal. The transmission of the same generic signal transmitted by said central control unit 4 by each of said peripheral units 5 ', 5 ", ..., 5 <n>, i.e. the repetition of said synchronization signal, allows to avoid that the peripheral unit 5 ', 5 ", ..., 5 <n>, which is momentarily shielded, for example by a vehicle, a truck or the like, may not receive the generic synchronization signal from said central control unit 4 .

Detta fase di sincronizzazione ha la durata di un primo intervallo di tempo, T0-Ti, che può essere regolata. Detto primo intervallo di tempo, in ogni caso, è tale da tenere conto del ritardo con cui ciascuna unità periferica 5', 5", ..., 5<n>riceverà il segnale generale o di broadcast trasmesso da detta unità centrale di controllo 4. In detta fase di sincronizzazione, salvo il caso in cui sia il primo ciclo di funzionamento del sistema 1, le unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>interrompono la successiva quarta fase di acquisizione dati, che sarà meglio descritta nel seguito. Said synchronization phase has the duration of a first time interval, T0-Ti, which can be adjusted. Said first time interval, in any case, is such as to take into account the delay with which each peripheral unit 5 ', 5 ", ..., 5 <n> will receive the general or broadcast signal transmitted by said central control unit 4. In said synchronization phase, except in the case in which it is the first operating cycle of system 1, the peripheral units 5 ', 5 ", ..., 5 <n> interrupt the subsequent fourth data acquisition phase, which it will be better described below.

La seconda fase, come mostrato in figura 6, è la fase di trasmissione dei comandi in cui l'unità centrale di controllo 4 trasmette comandi verso alcune specifiche unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>(i.e. ad un numero di unità periferiche minore o uguale a n) con segnali specifici o unicast, e/o verso uno o più specifici dispositivi ausiliari 6', 6", ..., 6<m>, mediante un opportuno protocollo di indirizzamento. The second phase, as shown in figure 6, is the command transmission phase in which the central control unit 4 transmits commands to some specific peripheral units 5 ', 5 ", ..., 5 <n> (i.e. to a number of peripheral units less than or equal to n) with specific or unicast signals, and / or towards one or more specific auxiliary devices 6 ', 6 ", ..., 6 <m>, by means of an appropriate addressing protocol.

Le unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>destinatarie ricevono il rispettivo comando direttamente dall'unità centrale di controllo 4 o, eventualmente, attraverso altre unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>oppure altri dispositivi ausiliari 6', 6", ..., 6<m>. The receiving peripheral units 5 ', 5 ", ..., 5 <n> receive the respective command directly from the central control unit 4 or, possibly, through other peripheral units 5', 5", ..., 5 < n> or other auxiliary devices 6 ', 6 ", ..., 6 <m>.

Tutte le unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>presenti nel sistema 1 sono in grado di instradare i segnali che ricevono come segnali specifici e non diretti a loro, verso le unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>destinatarie (nella figura raffigurate più scure) o i dispositivi ausiliari 6', 6", ..., 6<m>destinatari. All the peripheral units 5 ', 5 ", ..., 5 <n> present in system 1 are able to route the signals they receive as specific signals and not directed to them, towards the peripheral units 5', 5", ..., 5 <n> recipients (shown darker in the figure) or auxiliary devices 6 ', 6 ", ..., 6 <m> recipients.

I dispositivi ausiliari 6 possono essere provvisti della suindicata funzione di instradamento dei segnali specifici o unicast , contribuendo a migliorare l'affidabilità complessiva della rete R. La propagazione di tali segnali si basa su una rete di comunicazione avente una topologia ad albero, la cui formazione sarà descritta nel seguito e che per ogni ciclo deriva da quella formata nel ciclo precedente. The auxiliary devices 6 can be provided with the aforementioned routing function of specific or unicast signals, helping to improve the overall reliability of the network R. The propagation of these signals is based on a communication network having a tree topology, the formation of which will be described below and that for each cycle it derives from the one formed in the previous cycle.

Come descritto sopra, detti dispositivi ausiliari 6', 6", ..., 6<m>hanno una modalità di funzionamento di tipo c.d. "sleep", in cui si interrompe il proprio funzionamento. In particolare, l'intervallo in cui i dispositivi ausiliari 6', 6", ..., 6<m>restano accesi è funzione del tipo di applicazione da implementare. Per applicazioni che richiedono un tempo di accensione avente una durata pari ad almeno due volte la durata di un intero ciclo di funzionamento, i dispositivi ausiliari 6', 6", ..., 6<m>possono comportarsi come le unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>ed accedere a tutte le fasi del ciclo di funzionamento. As described above, said auxiliary devices 6 ', 6 ", ..., 6 <m> have an operating mode of the so-called" sleep "type, in which their operation is interrupted. In particular, the interval in which the auxiliary devices 6 ', 6 ", ..., 6 <m> remain on depending on the type of application to be implemented. For applications that require an ignition time having a duration equal to at least twice the duration of an entire operating cycle, the auxiliary devices 6 ', 6 ", ..., 6 <m> can behave like the peripheral units 5' , 5 ", ..., 5 <n> and access all phases of the operating cycle.

Per applicazioni che richiedono un tempo di accensione avente una durata pari alla durata di un ciclo di funzionamento, detti dispositivi ausiliari 6', 6", ..., 6<m>partecipano realizzazione della topologia di rete ad albero. For applications that require an ignition time having a duration equal to the duration of an operating cycle, said auxiliary devices 6 ', 6 ", ..., 6 <m> participate in the realization of the tree network topology.

In applicazioni per le quali non è richiesta una funzione attiva da parte dei dispositivi ausiliari 6', 6", ..., 6<m>, questi operano in modo asincrono ed indipendente rispetto al ciclo imposto alla rete R l'unità centrale di controllo 4. In applications for which an active function is not required by the auxiliary devices 6 ', 6 ", ..., 6 <m>, these operate asynchronously and independently from the cycle imposed on the network R the central unit control 4.

Quando l'utilizzatore attiva uno dei dispositivi ausiliari 6', 6", ..., 6<m>, questo invia un segnale di tipo specifico o unicast alla pluralità 5 di unità periferiche al fine di conoscere lo stato della rete R. Le singole unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>inviano dei segnali di risposta di tipo specifico al dispositivo ausiliario 6', 6", ..., 6<m>il quale seleziona il "miglior vicino" in base al livello di potenza del segnale ricevuto. Tipicamente, in ambiente esterno, il "miglior vicino" risulta essere l'unità periferica 5', 5", ..., 5<n>che si trova a minor distanza. When the user activates one of the auxiliary devices 6 ', 6 ", ..., 6 <m>, this sends a signal of a specific or unicast type to the plurality 5 of peripheral units in order to know the status of the network R. single peripheral units 5 ', 5 ", ..., 5 <n> send specific type of response signals to the auxiliary device 6', 6", ..., 6 <m> which selects the "best neighbor" based on the strength level of the received signal Typically, in an external environment, the "best neighbor" is the peripheral unit 5 ', 5 ", ..., 5 <n> which is located at the shortest distance.

Il dispositivo ausiliario 6', 6", ..., 6<m>invia quindi i suoi segnali di tipo specifico al "miglior vicino" selezionato, scelto tra le singole unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>, il quale si occupa di inviare il segnale ricevuto verso l'unità centrale di controllo 4 . The auxiliary device 6 ', 6 ", ..., 6 <m> then sends its signals of a specific type to the" best neighbor "selected, chosen from the single peripheral units 5', 5", ..., 5 < n>, which is responsible for sending the received signal to the central control unit 4.

La posizione dei dispositivi ausiliari 6', 6", ..., 6<m>è determinabile sia sulla base della conoscenza della rete in quanto è nota a priori la posizione della pluralità 5 delle unità periferiche, sia dai segnali di tipo specifico inviati dai dispositivi ausiliari 6', 6", ..., 6<m>all'unità centrale di controllo 4. The position of the auxiliary devices 6 ', 6 ", ..., 6 <m> can be determined both on the basis of knowledge of the network as the position of the plurality 5 of the peripheral units is known a priori, and from the specific signals sent from the auxiliary devices 6 ', 6 ", ..., 6 <m> to the central control unit 4.

Per ricevere segnali di tipo specifico, è necessario che detti dispositivi ausiliari 6', 6", ..., 6<m>restino accesi per un tempo sufficiente a rendere nota la loro posizione nella rete R all'unità centrale di controllo 4. In order to receive signals of a specific type, it is necessary that said auxiliary devices 6 ', 6 ", ..., 6 <m> remain on for a time sufficient to make their position in the network R known to the central control unit 4.

Il metodo di collegamento alla rete R da parte dei dispositivi ausiliari 6', 6", ..., 6<m>risulta essere particolarmente performante in tutte le applicazioni che richiedono uno stato attivo del dispositivo 6', 6 ..., 6<m>molto ridotto, consentendo così di aumentare la vita utile dello stesso poiché alimentato a batterie. The method of connection to the R network by the auxiliary devices 6 ', 6 ", ..., 6 <m> is particularly efficient in all applications that require an active status of the device 6', 6 ..., 6 <m> very small, thus allowing to increase the useful life of the same as it is powered by batteries.

La durata della fase di "sleep" può avere una durata anche di diverse ore in tutte le applicazioni che permettono un invio sporadico di informazioni, ad esempio l'invio della lettura dei contatori del gas e/o corrente elettrica. The duration of the "sleep" phase can have a duration of several hours in all applications that allow sporadic sending of information, for example sending the reading of gas and / or electricity meters.

Detti segnali specifici o unicast trasmessi in detta fase di trasmissione dei comandi comprendono comandi riguardanti le specifiche applicazioni per cui sono programmati gli attuatori 54. Said specific or unicast signals transmitted in said command transmission step comprise commands concerning the specific applications for which the actuators 54 are programmed.

Un tipico comando può concernere, nel caso della rete applicata alla gestione di una infrastruttura di illuminazione urbana, la regolazione dell'illuminazione di un lampione 3, in base ad un criterio predefinibile mediante detta unità centrale di controllo 4. A typical command may concern, in the case of the network applied to the management of an urban lighting infrastructure, the regulation of the lighting of a street lamp 3, on the basis of a criterion that can be predefined by means of said central control unit 4.

Detta fase di trasmissione dei comandi ha la durata di un secondo intervallo di tempo tra l'istante Ti e l'istante T2. Said step of transmission of the commands has the duration of a second interval of time between the instant Ti and the instant T2.

La terza fase del ciclo di funzionamento, come mostrato in figura 7, è la fase della formazione di una nuova topologia della rete. In detta fase, l'unità centrale di controllo 4 trasmette un segnale di tipo generale o broadcast per la formazione della topologia della rete R. Ogni volta che l'unità centrale di controllo 4 trasmette tale tipo di segnale, impone alle unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>presenti nel sistema 1 di ricreare la rete di comunicazione, che è un albero formato dai rami di connessione, mediante un rilevamento dei nodi più vicini funzionanti. La comunicazione di tale informazione, proprio di ciascuna unità periferica 5', 5", 5<n>, avviene in modo autonomo. In particolare, ciascuna delle unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>ricerca il "miglior vicino", i.e. l'unità periferica 5', 5", ..., 5<n>che assicura il migliore collegamento con l'unità centrale di controllo 4. Tale fase avviene mediante l'emissione da parte di ciascuna di dette unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>di un segnale che la identifica, per richiedere informazioni da chi lo riceve. Secondo le risposte ricevute, ciascuna unità periferica seleziona, in base tipicamente alla potenza del segnale ricevuto, quella che assicura il miglior collegamento con l'unità centrale di controllo 4. The third phase of the operating cycle, as shown in Figure 7, is the phase of forming a new network topology. In said phase, the central control unit 4 transmits a general or broadcast type signal for the formation of the network topology R. Each time the central control unit 4 transmits this type of signal, it forces the peripheral units 5 ' , 5 ", ..., 5 <n> present in system 1 to recreate the communication network, which is a tree formed by the connection branches, by detecting the nearest functioning nodes. each peripheral unit 5 ', 5 ", 5 <n> takes place independently. In particular, each of the peripheral units 5 ', 5 ", ..., 5 <n> searches for the" best neighbor ", i.e. the peripheral unit 5', 5", ..., 5 <n> which ensures the better connection with the central control unit 4. This phase occurs through the emission by each of said peripheral units 5 ', 5 ", ..., 5 <n> of a signal that identifies it, to request information According to the responses received, each peripheral unit selects, typically on the basis of the received signal strength, the one that ensures the best connection with the central control unit 4.

Tale fase permette di ottenere una rete di comunicazione affidabile, in quanto vengono prese in considerazione eventuali variazioni nello scenario di propagazione, cambiando la modalità con cui ciascuna unità periferica 5', 5", ..., 5<n>rileva le altre rispetto al ciclo precedente. This phase allows to obtain a reliable communication network, as any variations in the propagation scenario are taken into consideration, changing the way in which each peripheral unit 5 ', 5 ", ..., 5 <n> detects the others with respect to to the previous cycle.

È possibile configurare la profondità massima della topologia di rete ad albero, i.e. il numero massimo di "salti" che un segnale deve compiere per arrivare all'unità centrale di controllo 4. Questo procedimento permette di monitorare e conoscere in anticipo i ritardi massimi con cui si trasferiscono le informazioni all'interno della rete R, fornendo anche una elevata qualità di servizio in termini temporali oltre che di affidabilità nel trasferimento dell 'informazioni . You can configure the maximum depth of the tree network topology, i.e. the maximum number of "jumps" that a signal must make to reach the central control unit 4. This procedure allows you to monitor and know in advance the maximum delays with which information is transferred within the network R, also providing a high quality of service in terms of time as well as reliability in the transfer of information.

Tale fase di formazione della topologia di rete ha una durata di un intervallo di tempo tra T2e T3. This phase of formation of the network topology has a duration of a time interval between T2 and T3.

La figura 8 mostra un esempio di topologia di rete ad albero formata in un ciclo di funzionamento del sistema di comunicazione e controllo 1 secondo la presente invenzione. Figure 8 shows an example of tree network topology formed in an operating cycle of the communication and control system 1 according to the present invention.

La quarta fase di funzionamento, come mostrato in figura 9, è la fase di trasmissione dei dati all'unità centrale di controllo 4, in cui le unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>e i dispositivi ausiliari 6', 6", ..., 6<m>trasmettono le informazioni relative alla topologia di rete ad albero realizzata nella fase precedente, i.e. indica l'unità ausiliaria con il collegamento più affidabile, in cui la rete R si è auto-configurata, così da rendere nota all'unità centrale di controllo 4 l'intera topologia. In tal modo, l'unità centrale di controllo 4 potrà sfruttare la topologia della rete formatasi, nel ciclo di funzionamento successivo per inviare i comandi specifici o unicast alle unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>nella successiva seconda fase di trasmissione dei comandi. The fourth operating phase, as shown in figure 9, is the data transmission phase to the central control unit 4, in which the peripheral units 5 ', 5 ", ..., 5 <n> and the auxiliary devices 6 ', 6 ", ..., 6 <m> transmit the information relating to the tree network topology created in the previous phase, i.e. indicates the auxiliary unit with the most reliable connection, in which the network R has self-configured, so as to make the entire topology known to the central control unit 4. In this way, the central control unit 4 will be able to take advantage of the network topology formed, in the next operating cycle, to send the specific or unicast commands to the peripheral units 5 ', 5 ", ..., 5 <n> in the next second phase of transmission of commands.

Inoltre, in detta fase di trasmissione dati, dette unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>trasmettono le informazioni ricevute dai sensori 53 e dai dispositivi ausiliari 6', 6", ..., 6<m>all'unità centrale di controllo 4 che le rileva e le elabora secondo opportuni criteri programmabili . Furthermore, in said data transmission phase, said peripheral units 5 ', 5 ", ..., 5 <n> transmit the information received from the sensors 53 and from the auxiliary devices 6', 6", ..., 6 <m > to the central control unit 4 which detects and processes them according to suitable programmable criteria.

La quarta fase ha la durata di un terzo intervallo di tempo, T3-T4, che può essere, anche in questo caso, regolata . The fourth phase has the duration of a third time interval, T3-T4, which can also be adjusted in this case.

Si consideri che, relativamente all'intero ciclo di funzionamento, preferibilmente, prima degli istanti di tempo T2e T4, è previsto un sub-intervallo temporale di sicurezza, detto anche tempo di guardia, per tenere conto di eventuali ritardi di ricezione del segnale trasmesso in detta fase di sincronizzazione da parte delle unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>. Consider that, with regard to the entire operating cycle, preferably, before the time instants T2 and T4, a safety time sub-interval, also called guard time, is provided to take into account any delays in reception of the signal transmitted in said synchronization step by the peripheral units 5 ', 5 ", ..., 5 <n>.

L'intero ciclo di funzionamento ha una durata preferibilmente di 60 secondi ed il numero massimo di salti compiuti dalle unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>per raggiungere quelle adiacenti è tipicamente compreso nell'intervallo 3 - 10. The entire operating cycle has a duration preferably of 60 seconds and the maximum number of jumps performed by the peripheral units 5 ', 5 ", ..., 5 <n> to reach the adjacent ones is typically included in the interval 3 - 10 .

Detto sistema 1, avendo una connessione internet, è in grado di ricevere informazioni da unità remote che possono essere inviate nella rete R selettivamente ad una o più unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>o ad uno o più dispositivo ausiliario 6', 6", ..., 6<m>. Said system 1, having an internet connection, is able to receive information from remote units which can be sent in the network R selectively to one or more peripheral units 5 ', 5 ", ..., 5 <n> or to one or more plus auxiliary device 6 ', 6 ", ..., 6 <m>.

Come è possibile comprendere, il sistema di comunicazione e controllo 1 secondo l'invenzione può essere applicato in molti altri modi. As can be understood, the communication and control system 1 according to the invention can be applied in many other ways.

Ad esempio, si consideri l'applicazione mostrata nelle figure 1, in cui le unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>sono installate sui lampioni 3', 3", ..., 3<n>, ed è previsto un singolo dispositivo ausiliario 6', 6", ..., 6<m>, portabile da un utente come una persona anziana o malata, che si desidera che non si allontani oltre una certa distanza da un punto prestabilito, come la propria abitazione. For example, consider the application shown in figure 1, in which the peripheral units 5 ', 5 ", ..., 5 <n> are installed on the lamp posts 3', 3", ..., 3 <n> , and a single auxiliary device 6 ', 6 ", ..., 6 <m> is provided, which can be worn by a user such as an elderly or sick person, who does not want it to move beyond a certain distance from a predetermined point, like your home.

Durante la prima fase di sincronizzazione, si ha l'inizio di un nuovo ciclo di funzionamento sia per le unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>, sia per i dispositivi ausiliari 6', 6", ..., 6<m>, e la ripetizione del segnale di sincronizzazione da parte di dette unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>e detto dispositivo ausiliario 6', 6", ..., 6<m>, per la rilevazione del "miglior vicino", a seguito della ricezione del miglior segnale ricevuto, che da un ciclo all'altro può variare, come detto sopra causa, ad esempio, del posizionamento di un camion in prossimità ad uno specifico lampione 3. In tale fase, le unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>prossime al dispositivo ausiliario 6', 6", ..., 6<m>, lo rilevano. During the first synchronization phase, a new operating cycle begins both for the peripheral units 5 ', 5 ", ..., 5 <n>, and for the auxiliary devices 6', 6",. .., 6 <m>, and the repetition of the synchronization signal by said peripheral units 5 ', 5 ", ..., 5 <n> and said auxiliary device 6', 6", ..., 6 <m>, for the detection of the "best neighbor", following the reception of the best signal received, which from one cycle to another may vary, as mentioned above due, for example, to the positioning of a truck in proximity to a specific lamp post 3. In this phase, the peripheral units 5 ', 5 ", ..., 5 <n> close to the auxiliary device 6', 6", ..., 6 <m>, detect it.

Nella seconda fase di trasmissione dei comandi, detta unità centrale di controllo 4 trasmette, a seguito dell'analisi dei dati acquisiti nella quarta fase di trasmissione delle rilevazioni del precedente ciclo di funzionamento, ad alcune unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>comandi per gli attuatori 54, i.e. per aumentare o diminuire la luminosità della lampada 31. In the second phase of transmission of the commands, said central control unit 4 transmits, following the analysis of the data acquired in the fourth transmission phase of the measurements of the previous operating cycle, to some peripheral units 5 ', 5 ", ... , 5 <n> commands for actuators 54, i.e. to increase or decrease the brightness of the lamp 31.

Nella terza fase della formazione della topologia si crea una nuova topologia di rete ad albero, che tiene conto dell'elezione, per ciascuna unità periferica 5', 5", ..., 5<n>dell'unità periferica 5', 5", ..., 5<n>vicina con il miglior collegamento. In the third phase of the formation of the topology, a new tree network topology is created, which takes into account the selection, for each peripheral unit 5 ', 5 ", ..., 5 <n> of the peripheral unit 5', 5 ", ..., 5 <n> neighbor with the best connection.

Nella quarta fase di invio dei segnali, le unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>trasmettono all'unità centrale di controllo 4 le rilevazioni dei sensori 53 di cui sono dotate, e la specifica unità periferica 5', 5", ..., 5<n>prossima a detto dispositivo ausiliario 6', 6", ..., 6<m>, trasmette la posizione di detto dispositivo ausiliario 6. Se detto dispositivo ausiliario 6', 6", ..., 6<m>fosse fuori dal raggio spaziale prestabilito, il che può corrispondere all'evento in cui la persona anziana o malata si è allontanata troppo dalla propria abitazione, allora, l'unità centrale di controllo 4 attiva una procedura di allarme (dei parenti stretti della persona anziana interessata) . Inoltre, detta unità centrale di controllo 4 può anche trasmettere una istruzione direttamente al dispositivo ausiliario 6', 6", ..., 6<m>nel successivo ciclo di funzionamento, e precisamente nella fase di trasmissione dei comandi e per mezzo della topologia della rete ad albero realizzata. In the fourth phase of sending the signals, the peripheral units 5 ', 5 ", ..., 5 <n> transmit to the central control unit 4 the readings of the sensors 53 with which they are equipped, and the specific peripheral unit 5' , 5 ", ..., 5 <n> next to said auxiliary device 6 ', 6", ..., 6 <m>, transmits the position of said auxiliary device 6. If said auxiliary device 6', 6 " , ..., 6 <m> were out of the predetermined spatial range, which may correspond to the event in which the elderly or sick person has moved too far from their home, then, the central control unit 4 activates a procedure alarm (of close relatives of the elderly person concerned). Furthermore, said central control unit 4 can also transmit an instruction directly to the auxiliary device 6 ', 6 ", ..., 6 <m> in the subsequent operating cycle, and precisely in the command transmission phase and by means of the topology of the tree network created.

In un ambiente urbano, non essendo possibile gestire tutti i lampioni utilizzando un'unica rete, l'intera città dovrebbe essere divisa in più sottoreti. Ogni sottorete sarà gestita da una unità centrale di controllo 4 propria. In genere una unità centrale di controllo 4 è in grado di gestire reti composte da circa 200 unità periferiche 5', 5", ..., 5<n>. In an urban environment, since it is not possible to manage all the street lamps using a single network, the whole city should be divided into several subnets. Each subnet will be managed by its own central control unit 4. Generally a central control unit 4 is able to manage networks made up of about 200 peripheral units 5 ', 5 ", ..., 5 <n>.

Un vantaggio della presente invenzione è rappresentato dal fatto che il sistema può essere installato su reti urbane esistenti. An advantage of the present invention is represented by the fact that the system can be installed on existing urban networks.

Ulteriore vantaggio della presente invenzione è l'elevata affidabilità temporale nella trasmissione delle informazioni che rende minima la probabilità che una trasmissione tra parti del sistema possa fallire. L'affidabilità nella trasmissione è garantita, in particolare, dal fatto che la fase di creazione della topologia della rete avviene subito prima dell'invio dei dati raccolti. A further advantage of the present invention is the high temporal reliability in the transmission of information which minimizes the probability that a transmission between parts of the system may fail. Reliability in transmission is guaranteed, in particular, by the fact that the phase of creation of the network topology takes place immediately before sending the collected data.

Il sistema risulta essere molto efficiente in tutte quelle applicazioni che tollerano tempi per il trasferimento delle informazioni nell'ordine delle decine di secondi ma che impongono delle specifiche in termini di affidabilità e ritardo massimo consentito. The system is very efficient in all those applications that tolerate information transfer times in the order of tens of seconds but which impose specifications in terms of reliability and maximum allowed delay.

Un ulteriore vantaggio della presente invenzione è il fatto che la rete si auto-organizza e si adegua ai cambiamenti introdotti nello scenario propagativo con frequenza pari al ciclo di funzionamento. A further advantage of the present invention is the fact that the network organizes itself and adapts to the changes introduced in the propagation scenario with a frequency equal to the operating cycle.

Ulteriori forme di realizzazione del sistema 1 possono prevedere l'applicazione di dispositivi ausiliari 6', 6", ..., 6<m>a raccoglitori di rifiuti, dotati di sensori atti alla rilevazione del grado di riempimento degli stessi, così da comunicare quando il raccoglitore deve essere svuotato. Further embodiments of the system 1 can provide for the application of auxiliary devices 6 ', 6 ", ..., 6 <m> to waste collectors, equipped with sensors suitable for detecting the degree of filling of the same, so as to communicate when the collector needs to be emptied.

La presente invenzione è stata descritta a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo le sue forme preferite di realizzazione, ma è da intendersi che variazioni e/o modifiche potranno essere apportate dagli esperti del ramo senza per questo uscire dal relativo ambito di protezione, come definito dalle rivendicazioni allegate. The present invention has been described for illustrative, but not limitative purposes, according to its preferred embodiments, but it is to be understood that variations and / or modifications may be made by those skilled in the art without thereby departing from the relative scope of protection, such as defined by the attached claims.

Claims

CLAIMS 1. Method of communication and control comprising the following steps: providing a central control unit (4) adapted to receive and transmit signals; And providing a plurality (5) of peripheral units, each adapted to receive and transmit signals to and from said central control unit (4) and said plurality (5) of adjacent peripheral units; said signals being of a first general type, intended for said peripheral units (5 ', 5 ", ..., 5 <n>), and of a second specific type, for the transmission of direct commands to one or more specific units peripherals (5 ', 5 ", ..., 5 <n>); said method providing for the execution of a cycle of operating phases, in which the transmission and reception of said signals of a general type and of a specific type between said central control unit (4) and said peripheral units (5 ', 5 ", ..., 5 <n>) takes place according to links having tree network topologies that are formed in each cycle of operating phases for the subsequent cycle of operating phases, and each phase of said cycle of operating phases is performed in a respective interval of set time.

2. Method according to claim 1, characterized in that said operating steps comprise the following steps: (A) a synchronization step, in which said central control unit (4) transmits to the peripheral units (5 ', 5 ", ..., 5 <n>) a signal of a general type, for the initialisation of said cycle of operational phases; (B) a command transmission step, in which said central control unit (4) transmits a signal of a specific type to one or more of said peripheral units (5 ', 5 ", ..., 5 <n>) , through an initial tree network topology; (C) a step of forming a subsequent tree network topology for the connection between said central control unit (4) and said plurality (5) of peripheral units; And (D) a data transmission step, in which said plurality (5) of peripheral units transmits signals of a specific type to said central control unit (4), through said initial tree network topology, said specific signals comprising data relating to called next tree network topology.

3. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that it further comprises the following step: - providing a plurality (6) of remote auxiliary devices, which can be fixed or mobile, able to be connected even temporarily to said central control unit (4) and / or to one or more of said peripheral units (5 ', 5 ",. .., 5 <n>).

Method according to any one of claims 2 or 3, characterized in that said synchronization step (A) comprises the following sub-steps: - said central control unit (4) transmits a synchronization signal of a general type, which indicates the instant of start and / or the duration of a new cycle of operating phases; said peripheral units (5 ', 5 ", ..., 5 <n>) interrupt the data transmission phase (D) of the previous cycle of operating phases; and - each peripheral unit (5 ', 5 ", ..., 5 <n>) which receives said synchronization signal transmits it, in turn, to the other peripheral units (5', 5", ..., 5 < n>), so that said general synchronization signal reaches said plurality (5) of peripheral units.

Method according to any one of claims 2 - 4, characterized in that said transmission phase (B) comprises the following sub-phases: - said central control unit (4) transmits by means of an appropriate addressing protocol one or more signals of a specific type for one or more peripheral units (5 ', 5 ", ..., 5 <n>); and - each of said peripheral units (5 ', 5 ", ..., 5 <n>) transmits said specific signals to another peripheral unit (5', 5", ..., 5 <n>), according to called initial tree network topology.

6. Method according to claim 5, when dependent on claim 3, characterized in that it comprises the following further steps: - said central control unit (4) transmits by means of an appropriate addressing protocol one or more signals of a specific type for one or more of said auxiliary devices (6 ', 6 ", ..., 6 <m>); - each of said peripheral units (5 ', 5 ", ..., 5 <n>) transmits said specific signals, according to said initial tree network topology, to one or more of said auxiliary devices (6', 6" , ..., 6 <m>); And said auxiliary devices (6 ', 6 ", ..., 6 <m>) transmit said specific signals to said peripheral units (5', 5", ..., 5 <n>).

7. Method according to any one of claims 5 or 6, characterized in that it comprises the following sub-phases: - provide one or more actuators (54) installed in said peripheral units (5 ', 5 ", ..., 5 <n>); and - said one or more specific signals transmitted by said central control unit (4) comprise instructions to said actuators (54).

Method according to any one of claims 2 - 7, characterized in that said step (C) of forming a subsequent tree network topology comprises the following sub-steps: - said central control unit (4) transmits a signal of a general type to said peripheral units (5 ', 5 ", ..., 5 <n>) for the formation of a subsequent tree network topology, in which established the degree of maximum depth of the network formed by said plurality (5) of peripheral units; - each of said peripheral units (5 ', 5 ", ..., 5 <n>) transmits a signal that identifies it, to request information from the peripheral units (5', 5", ..., 5 <n> ) who receive it; And - each of said peripheral units (5 ', 5 ", ..., 5 <n>), on the basis of the received signals, selects the one with which it has the best connection.

Method according to any one of claims 2 - 8, characterized in that said data transmission step (D) comprises the following sub-steps: - said plurality (5) of peripheral units and / or said auxiliary devices (6 ', 6 ", ..., 6 <m>) transmit the data relating to the subsequent tree network topology realized in said step (C) of formation of said subsequent tree network topology, said subsequent tree network topology being different from the initial topology of the previous cycle.

10. Method according to claim 9, characterized in that it comprises the following further steps: - provide one or more sensors (53) installed in said peripheral units (5 ', 5 ", ..., 5 <n>); and said peripheral units (5 ', 5 ", ..., 5 <n>) transmit the data detected by said sensors (53) and by said auxiliary devices (6', 6", ..., 6 <m>) to said central control unit (4).

11. Method according to claim 10, when dependent on claim 7, characterized in that it comprises the steps of: - install each of said peripheral units (5 ', 5 ", ..., 5 <n>) on a respective lamp post (3', 3", ..., 3 <n>); - installing said sensors (53) of each peripheral unit (5 ', 5 ", ..., 5 <n>) in proximity to a respective lamp (31) of said lamp post (3) to detect its brightness; - connecting said actuators (54) of each peripheral unit (5 ', 5 ", ..., 5 <n>) to a lamp (31) of said lamp post (3) to adjust its brightness level.

Method according to any one of claims 2-11, characterized in that it comprises the following further step: - provide a safety time sub-interval, at the end of said step (B) of transmission of commands and / or of said step (D) of data transmission, which takes into account any delays in receiving the signal transmitted in said steps ( B) and / or (D) by said plurality (5) of peripheral units.

13. A communication and control system (1) comprising a central control unit (4) suitable for receiving and transmitting signals, e a plurality (5) of peripheral units, each adapted to receive and transmit signals to and from said central control unit (4) and said adjacent peripheral units (5 ', 5 ", ..., 5 <n>), characterized since said central control unit (4) and said adjacent peripheral units (5 ', 5 ", ..., 5 <n>) are configured in such a way as to carry out the communication and control method according to any one of the preceding claims 1 -12.

System (1) according to claim 13, characterized in that it comprises a plurality (6) of auxiliary devices connectable to said central control unit (4) and said peripheral units (5 ', 5 ", ..., 5 <n>).

System (1) according to claim 14 characterized from the fact that said plurality (6) of auxiliary devices interrupts its operation for a predetermined time interval, to turn on again and transmit its position and the detected data, and to receive instructions from the network of said plurality (5) of peripheral units in which it is inserted, and from the fact that each of said auxiliary devices (6 ', 6 ", ..., 6 <m>) acquires the functionality of said plurality (5) of peripheral units, in the case of applications requiring an operating duration of said plurality (6) of auxiliary devices equal to the duration of two operating cycles.

System (1) according to any one of claims 13-15, characterized in that each of said peripheral units (5 ', 5 ", ..., 5 <n>) comprises processing means, such as a programmable processor and the like, a transceiver (51), connected to said processing means and equipped with an antenna (52), one or more actuators (54) and one or more sensors (53), and by the fact that each of said peripheral units (5 ', 5 ", 5 <n>) is installed on a respective lamp post (3', 3", 3 <n>), said sensors (53) being arranged in proximity to a respective lamp (31) of said lamp post (3) to detect its brightness, and said actuators (54) being connected to a lamp (31) of said lamp post (3) to adjust its brightness level.