WIRELESS SENSOR NETWORKS
H&S, negli ultimi dieci anni, ha sviluppato applicazioni di gestione e controllo di reti di sensori applicati all’ambito ospedaliero e alla criogenia.
In ambito ospedaliero/diagnostico, le misure effettuate dai sensori sono centralizzate per lunghi percorsi, questo porta un abbassamento rilevante della flessibilità della rete.
La presenza di diverse tipologie di collegamenti e l’adesione di costruttori diversi a diversi standard moltiplica la necessità di cablaggi richiedendo bus simili ma aderenti a standard diversi nello stesso ambiente.
A tutto questo va aggiunto il problema enorme di realizzare cablaggi in aggiunta a sistemi esistenti in ambienti medici operativi o addirittura sterili, il che rende in sostanza impossibile aggiungere sensori ad un ambiente di questa tipologia.
Il costo dell’installazione e la possibilità di estendere la rete in futuro, sono due punti deboli delle reti cablate di sensori ai quali però si aggiunge un terzo grande problema di praticità di sistemi cablati intorno al paziente che rendono lo spazio operativo di medici e infermieri difficile e poco accessibile.
Per una serie di ragioni quindi si pensa che i sistemi wireless di sensori siano preferibili a sistemi cablati in molti casi e in particolare in ambienti medici e ospedalieri.
Il protocollo ZigBee definito nello standard IEEE 802.15.4, descrive i livelli fisico PHY e il sottolivello MAC dello stack ISO-OSI.
La peculiarità di ZigBee è di realizzare pienamente le esigenze delle reti di sensori sia per nodi alimentati da rete che per nodi alimentati a batteria.
Il nodo coordinatore della rete è tipicamente alimentato dalla rete ed è sempre attivo.
Gli altri nodi permangono in uno stato di basso consumo fino a quando non c’è necessità di trasmissione di dati.
Quindi, se la quantità di dati da comunicare è limitata, è possibile mantenere il nodo in uno stato di basso consumo per lunghi periodi.
La trasmissione periodica di piccole quantità di dati è una tipica caratteristica di una rete di sensori.
Un’altra caratteristica del protocollo Zigbee che lo rende particolarmente adatto all’impiego in reti di sensori è la capacità di “agganciare” la rete e di trasmettere in tempi brevissimi, e di molto inferiori a tutti gli altri protocolli wireless fino ad oggi conosciuti.
H&S ha sviluppato una soluzione completa basata sullo standard Zigbee che comprende coordinatori e nodi “End device” che cooperano a realizzare una rete wireless di sensori alimentati e/o automi.
I moduli coordinatori offrono poi un’interfaccia standard Modbus attraverso la quale si possono raccogliere i dati concentrati sul coordinatore e renderli disponibili ad un livello superiore tipo PLC o PC Supervisore con uno scada a bordo.
I nodi coordinatori possono quindi essere raggiunti via bus 485 via linea seriale o via ethernet.
La disponibilità di un’interfaccia standard come il Modbus permette anche l’integrazione della soluzione wireless all’interno di soluzioni pre-esistenti e magari wired.