Che cos’è un Wireless Sensor Network?


Nell’ambito dei sistemi di trasmissione di dati wireless, la cosiddetta Wireless Sensor Network (WSN) occupa una posizione centrale: rappresenta un sistema di sensori portatili che possiedono una specifica elettronica di misurazione e un trasmettitore radio. E’ presente un ricevitore che interpreta il segnale radio e procede con la conversione del segnale wireless in un’uscita desiderata, che può essere segnale USB, Ethernet o una corrente analogica. In questo modo, si può procedere con la condivisione di dati all’interno di una rete di computer.

 

La scelta di un sensore wireless e i parametri da considerare


Nel momento in cui si sceglie il tipo di sensore wireless maggiormente indicato per rispondere alle proprie richieste e necessità, si deve prestare attenzione a diversi fattori.

Il tempo di risposta e la precisione sono importanti: buona parte dei sensori wireless sono accurati come i loro gemelli cablati, ma la trasmissione delle letture non avviene in tempo reale per mantenere la carica della batteria. Nel caso in cui sia richiesta una misurazione istantanea, è necessario analizzare e valutare il tipo di strumento di misura wireless in quanto si possono trovare alcuni modelli che non sono in grado di offrire il tempo di risposta desiderato. Il tipo di misura costituisce un aspetto essenziale e si deve comprendere cosa deve essere misurato; i trasmettitori wireless che includono la misurazione e il controllo di processo senza fili svolgono un’azione unica. La progettazione dei sensori avviene sulla base di alcuni fattori specifici come la pressione, il flusso e la temperatura.

 

La frequenza di trasmissione radio è importante quando si deve individuare il sensore di cui si ha bisogno; in questo caso, le leggi possono cambiare da un paese ad un altro in relazione alle specifiche di riserva di spettro wireless per l’uso senza licenze. Ad esempio, in Europa i prodotti wireless operano a 868MHz o 2,4GHz (WiFi) e gli utenti non hanno bisogno di una concessione radio per operare a queste frequenze. Infine, si deve osservare la gamma di sensori, la quale può variare in modo notevole: alcuni sensori possono trasmettere dati ad un ricevitore che si trova a qualche chilometro di distanza, altri sono realizzati per le applicazioni interne al coperto e a corto raggio fino a cento metri. La gamma di un segnale wireless è limitata dagli ostacoli che possono essere presenti lungo il percorso, per esempio attraverso i muri, i macchinari e le strutture la potenza del segnale è ridotta e la capacità di trasmissione diminuisce.




I principali vantaggi dell’utilizzo di un sensore wireless


I sensori wireless presentano alcuni vantaggi che non devono essere sottovalutati. Rendono possibile un monitoraggio conveniente e facile, in quanto i sensori possono essere impiegati in una rete che offre all’operatore la possibilità di controllare le varie postazioni da un’unica stazione; alcuni dispositivi possiedono una propria pagina web che consente di rendere disponibili i dati in tempo reale e in ogni posizione del mondo. La tecnologia wireless determina una riduzione dei costi del monitoraggio e del processo di una fabbrica poiché non richiede la presenza di prolunghe, cavi, condotte e altri accessori. La loro installazione non presenta particolari difficoltà, possono essere impiegati in luoghi a cui è difficile accedere a causa di condizioni estreme come il pH, la temperatura e la pressione. E’ possibile ottenere i dati in zone in cui l’elemento da misurare è in rotazione o in movimento, permette di monitorare i processi in aree pericolose e di inviare i dati da una distanza di sicurezza.

 

I ricevitori portatili e i trasmettitori senza fili


Si possono individuare altri dispositivi wireless oltre ai sensori: si tratta dei ricevitori portatili e dei trasmettitori senza fili. Il primo gruppo è costituito da strumenti che si occupano della ricezione e dell’interpretazione di dati wireless: il ricevitore “legge” un segnale radio e lo converte in un’uscita desiderata, come per esempio un’uscita analogica, Ethernet o la chiusura del contatto. Il secondo gruppo comprende una serie di trasmettitori che accettano in ingresso una tensione o corrente standard, oppure utilizzano sensori come PT100, termocoppie o misuratori di portata per la misurazione di una proprietà particolare in un processo e la trasmissione di dati attraverso segnali radio ad un ricevitore.