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20 Ottobre 2010 Gestione dell'acquisizione dati per un nodo sensore  wireless Pagina  FASE DI SPERIMENTAZIONE 1/2
20 Ottobre 2010 Gestione dell'acquisizione dati per un nodo sensore  wireless Pagina  FASE DI SPERIMENTAZIONE 2/2
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  1. 1. GESTIONE DELL'ACQUISIZIONE DATI PER UN NODO SENSORE WIRELESS Candidato Francesco Maria Gargaro Matricola n. 1015210 Relatore Prof. Paolo Di Giamberardino ANNO ACCADEMICO 2009/2010 CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE
  2. 2. 20 Ottobre 2010 Gestione dell'acquisizione dati per un nodo sensore wireless Pagina INTRODUZIONE E SCOPO DEL PROGETTO Le reti di sensori wireless (WSN) hanno la finalità di osservare, controllare e misurare, attraverso appositi dispositivi, specifiche aree da monitorare; per questo motivo nasce la necessità di progettare e realizzare sistemi di monitoraggio affidabili Lo scopo del progetto in esame è di portare a termine la gestione dell' acquisizione dati di un nodo sensore wireless , elemento standard di una WSN
  3. 3. 20 Ottobre 2010 Gestione dell'acquisizione dati per un nodo sensore wireless Pagina I SENSOR NODE I nodi sensore sono apparecchi a bassa potenza, multifunzionali e capaci di comunicare tra loro; sono formati da componenti in grado di rilevare grandezze fisiche, di elaborare dati e trasmetterli Il microcontrollore Il trasmettitore-ricevitore La memoria esterna I sensori
  4. 4. 20 Ottobre 2010 Gestione dell'acquisizione dati per un nodo sensore wireless Pagina L'HARDWARE Il nodo sensore, nel progetto, è costituito da una scheda elettronica in grado di leggere, controllare ed interpretare le informazioni dei sensori collegati misurandone le grandezze in ingresso I componenti principali: Una porta seriale con standard RS-232 Il microcontrollore dsPIC33FJ64GP802
  5. 5. 20 Ottobre 2010 Gestione dell'acquisizione dati per un nodo sensore wireless Pagina Il dsPIC33FJ64GP802 Il dsPic33FJ64GP802 è un microcontrollore prodotto dalla Microchip Technology Inc. Processore digitale da 16 bit , con 40 MIPS di rendimento Oscillatore interno a 7.37 MHz 14+14 pin, di cui 21 linee I/O 1-A/D 10x12-bit @ 500 KHz, o 10x 10 bit @ 1.1 MHz Range di voltaggio da 3 a 3.6 (V)
  6. 6. 20 Ottobre 2010 Gestione dell'acquisizione dati per un nodo sensore wireless Pagina I SENSORI NEL PROGETTO Sulla scheda utilizzata si è deciso di usare un sensore che acquisisce un segnale analogico - una solar cell che restituisce una determinata tensione - ed un sensore digitale "simulato" da un pulsante Solar cell RU2420 Il pulsante
  7. 7. 20 Ottobre 2010 Gestione dell'acquisizione dati per un nodo sensore wireless Pagina AMBIENTE DI SVILUPPO Per l'implementazione del firmware si è deciso di utilizzare MPLAB IDE, un ambiente di lavoro e debug , della Microchip Tecnology Inc. Il codice è stato “inserito” nel dsPIC tramite il programmatore PICKit2 Il software scelto per la ricezione è il classico HyperTerminal di Windows
  8. 8. 20 Ottobre 2010 Gestione dell'acquisizione dati per un nodo sensore wireless Pagina LA FUNZIONE PPS La funzione Peripheral Pin Select permette l'allocazione fisica di una determinata periferica sul pin desiderato L'operazione di unlock-lock della funzione PPS /* Unlock port remapping */ asm volatile ("mov #OSCCON,w1 n" "mov #0x45, w2 n" "mov #0x57, w3 n" "mov.b w2,[w1] n" "mov.b w3,[w1] n" "bclr OSCCON, #6"); RPOR1bits.RP2R = UART1_TX_PIN; //Output (TX) /* Lock peripheral remapping */ asm volatile ("mov #OSCCON,w1 n" "mov #0x46, w2 n" "mov #0x57, w3 n" "mov.b w2,[w1] n" "mov.b w3,[w1] n" "bset OSCCON, #6");
  9. 9. 20 Ottobre 2010 Gestione dell'acquisizione dati per un nodo sensore wireless Pagina CONFIGURAZIONE ADC La conversione analogico-digitale, necessaria per l'acquisizione della tensione della solar cell, necessita della configurazione dei registri Frequenza di campionamento a 1.1 MHz con 10 bit di risoluzione void initAdc1(void){ . . //Settaggio del pin di ingresso all'ADC allo start up AD1CHS0bits.CH0SA = 9; Stato_Lettura_ADC=STATO_AN9; . . }
  10. 10. 20 Ottobre 2010 Gestione dell'acquisizione dati per un nodo sensore wireless Pagina LA FUNZIONE PER L'INVIO DEI DATI 1/2 Per effettuare un'acquisizione contemporanea delle informazioni all'atto dell' implementazione del firmware è stata “creata” una macchina a stati: letto uno stato, che rappresenta un ingresso, si passa al successivo Terminata la lettura dell'ultimo ingresso analogico nell'ultimo stato si procede alla lettura degli ingressi digitali
  11. 11. 20 Ottobre 2010 Gestione dell'acquisizione dati per un nodo sensore wireless Pagina LA FUNZIONE PER L'INVIO DEI DATI 2/2 La “realizzazione” dell'automa è stato implementato nella funzione ProcessADCSamples(int * AdcBuffer) che gestisce l'invio dei dati analogici e digitali raccolti void ProcessADCSamples(int * AdcBuffer){ . . switch (Stato_Lettura_ADC){ case (STATO_AN9){ for(i=0; i<NUMSAMP; i++){ value += AdcBuffer[i]; } value = value/NUMSAMP; tensione = value*0.003; sprintf(temp4,&quot;V09:%.2f &quot;,tensione); /*In temp4 c'è la stringa con il valore da inviare*/ Stato_Lettura_ADC=STATO_AN10; /* Prossimo stato di lettura*/ AD1CHS0bits.CH0SA = 10; /* Prossimo ingresso da campionare*/ . . break; /*Si procede ripete il codice apportano le opportune modifiche fino all'ultimo ingresso da campionare: il 12*/ } // Fine dello switch
  12. 12. 20 Ottobre 2010 Gestione dell'acquisizione dati per un nodo sensore wireless Pagina FASE DI SPERIMENTAZIONE 1/2
  13. 13. 20 Ottobre 2010 Gestione dell'acquisizione dati per un nodo sensore wireless Pagina FASE DI SPERIMENTAZIONE 2/2
  14. 14. 20 Ottobre 2010 Gestione dell'acquisizione dati per un nodo sensore wireless Pagina CONCLUSIONI Obiettivo: Gestire l'acquisizione dati analogici e digitali per un nodo sensore wireless Difficoltà incontrate: Implementare il firmware per il dsPic33FJ Risultati ottenuti: Un firmware fedele alle specifiche, robusto e riadattabile
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