Si è da poco conclusa la partecipazione di Innovactive a SMAU Milano 2011. In questa occasione la nostra società ha presentato due differenti progetti basati su .NET Micro Framework presso altrettanti stand.

Presso la stand di Microarea ed in collaborazione con Proximo, Innovactive ha presentato il dispositivo già in mostra a SMAU Padova 2011, dedicato alla acquisizione dei dati di produzione, in fiera provenienti da un “simulatore” di impianto (realizzato interamente con Lego) che nel caso specifico è costituito da una linea scorrevole infinita sulla quale vengono rilevati e riconosciuti diversi “blocchetti” in base al loro colore.

Il fine ultimo del dispositivo è quello di comunicare i dati che provengono dalla linea, come il conteggio dei pezzi buoni, di seconda scelta e scarti o rilevati da una serie di operazioni “utente”, quali la lettura di badge RFID identificativi o la scansione di codici a barre relativi ad esempio a specifiche fasi di lavorazione riportate in un programma di lavoro, ad un servizio HTTP/REST/JSON esposto appositamente dal software per il controllo di produzione James, sviluppato da Proximo.

Il device presentato comprende la scheda a microcontrollore, un display alfanumerico (pilotato tramite un controller I2C prodotto da ByVac, un lettore RFID seriale prodotto da SeeedStudio, un traslatore di livelli RS-232/TTL prodotto da SureElectronics, un modulo con sensore CMOS prodotto dalla stessa Sure, una scheda ethernet DFRobot basata sul chip WizNET 5100, una scheda a Relay (per l’attivazione del motore del simulatore di linea di produzione) ed una coppia di fotocellule, più un po’ di led diagnostici.

Il firmware che equipaggia il dispositivo comunica periodicamente a James i conteggi effettuati per ciascun colore, l’accesso da parte di un operatore tramite badge RFID e le letture dei codici relativi alle fasi di lavoro, mentre riceve da parte di James dei “comandi” che si riflettono sulla diagnostica (messaggi sul display e stato dei led di allarme) e sullo stato del motore del simulatore di linea (fermo o in moto).

Innovactive era inoltre presente presso lo stand Intrac, società del gruppo Arneg, con un progetto dedicato all’implementazione della parte embedded di un nuovo banco cassa per “Self Checkout”. Il progetto è stato sviluppato in partnership con Cocai, che ha sviluppato il software di front-end e l’integrazione con i dispositivi di pagamento. Le informazioni divulgabili sul prodotto sono al momento abbastanza limitate, ma con ogni probabilità sarà possibile vedere in opera il dispositivo sul campo molto presto.

Grazie alla ospitalità dei “cugini” marchigiani della Proximo, Innovactive è presente a SMAU con un dispositivo, basato sulla scheda FEZ-Panda prodotta da GHI, dedicato alla acquisizione dei dati di produzione provenienti da un “simulatore” di impianto (realizzato interamente con Lego) che nel caso specifico è costituito da una linea scorrevole infinita sulla quale vengono rilevati e riconosciuti diversi “blocchetti” in base al loro colore.

Il fine ultimo del dispositivo è quello di comunicare i dati che provengono dalla linea, come il conteggio dei pezzi buoni, di seconda scelta e scarti, ad es. o rilevati da una serie di operazioni “utente”, quali la lettura di badge RFID identificativi o la scansione di codici a barre relativi ad esempio a specifiche fasi di lavorazione riportate in un programma di lavoro, ad un servizio http/rest/json esposto appositamente dal favoloso software per il controllo della produzione, James, sviluppato da Proximo.

Il device, come potete vedere dalle foto scattate stamattina presso lo stand Proximo (all’interno di quello Microarea), comprende la scheda a microcontrollore, un display alfanumerico (pilotato tramite un controller I2C prodotto da ByVac, un lettore RFID seriale prodotto da SeeedStudio, un traslatore di livelli RS-232/TTL prodotto da SureElectronics, un modulo con sensore CMOS prodotto dalla stessa Sure, una scheda ethernet DFRobot basata sul chip WizNET 5100, una scheda a Relay (per l’attivazione del motore del simulatore di linea di produzione) ed una coppia di fotocellule, più un po’ di led diagnostici.

Il firmware che equipaggia il dispositivo comunica periodicamente a James i conteggi effettuati per ciascun colore, l’accesso da parte di un operatore tramite badge RFID e le letture dei codici relativi alle fasi di lavoro, mentre riceve da parte di James dei “comandi” che si riflettono sulla diagnostica (messaggi sul display e stato dei led di allarme) e sullo stato del motore del simulatore di linea (fermo o in moto).

Innovactive è una società specializzata nello sviluppo di progetti compositi software/firmware/hardware, ossia in cui sia prevista l’interazione tra servizi software e dispositivi embedded in grado di interagire con il mondo fisico.

Realtà Business

L’attività principale del Cliente consiste nella gestione di un insieme di impianti adibiti all’estrazione di diversi tipi di materiali finalizzati all’utilizzo nell’ambito dei processi di costruzione di edifici e strade. Poiché ciascuna cava è tipicamente presidiata da pochi addetti (spesso solo da uno) per di più coinvolti nelle operazioni di carico alla guida di macchine da movimento terra, l’accesso alle cave da parte dei mezzi avviene tramite un ingresso che deve essere il più possibile automatizzato pur garantendo al contempo una completa tracciabilità dei movimenti di ingresso/uscita, sulla base dei quali vengono prodotti diversi documenti contabili, cartacei e telematici, quali il D.D.T. relativo al materiale prelevato.

Situazione Tecnica

Ciascun mezzo viene identificato da un badge, consegnato all’autista all’inizio del turno di lavoro, che identifica univocamente il cliente finale che acquista e preleva il materiale. L’infrastruttura presente nella cava è limitata ad un “gabbiotto” in cui è presente un PC collegato alla rete aziendale del cliente e ad un sistema di sbarre, posizionate all’ingresso e all’uscita della cava stessa, raggiunte solamente da un cablaggio per l’alimentazione a 220V.

La soluzione

E’ stato realizzato un sistema di controllo accessi costituito da tre differenti dispositivi embedded:

BOX Ingresso

Collocato all’ingresso della cava, contiene al proprio interno una scheda a microcontrollore che pilota un lettore RFID per la acquisizione delle identificazioni da parte degli autisti dei mezzi e coordina l’azione di due sbarre e di quattro fotocellule per realizzare la procedura di l’ingabbiamento che assicura l’ingresso di un unico mezzo alla volta, indispensabile al fine della corretta generazione dei movimenti contabili. Il BOX comunica con il PC che genera i movimenti contabili mediante un collegamento wireless basato su protocollo ZigBee/Mesh. Il sistema di comunicazione prevede un protocollo di handshaking applicativo ed un caching locale dei badge ed una ritrasmissione periodica utile nel caso in cui il servizio in ascolto sul PC non sia attivo o raggiungibile al momento dell’ingresso di un mezzo.

BOX Uscita

Identico in tutto e per tutto al dispositivo collocato all’ingresso, è configurato in maniera differente solamente per quanto riguarda la gestione del varco, costituito da una sola sbarra e da due fotocellule.

BOX PC

Questo dispositivo è costituito da un modulo radio in grado di ricevere la comunicazioni wireless da parte dei BOX collocati all’ingresso e all’uscita della cava. Prevede il collegamento ad un PC tramite porta USB. A bordo del PC è in esecuzione un servizio che raccoglie, processa e memorizza i messaggi relativi alle procedure di ingresso e di uscita. Oltre ai dati relativi al flusso dei mezzi, il dispositivo raccoglie anche i dati di telemetria quali temperatura, umidità e livello del segnale relativi ai BOX di ingresso e di uscita, utili per tenere sotto controllo i parametri che possono influenzare la continuità di servizio del sistema. Grazie alle funzionalità Mesh del protocollo ZigBee, è possibile realizzare una comunicazione tra PC e dispositivi remoti anche se questi non sono direttamente raggiungibili per problemi di portata del segnale radio, in quanto ogni nodo della rete wireless può fare da ripetitore nei confronti degli altri. Questo consente inoltre di introdurre dei nodi che hanno solamente funzionalità di “routing”, in grado di conferire alla rete capacità di reinstradare il traffico nel caso di interruzione temporanea o permanente nel funzionamento di alcuni nodi.

Benefici

Con la soluzione illustrata, il cliente ha messo in opera un sistema completo ed autonomo di controllo accessi ai numerosi impianti gestiti, ad un costo molto inferiore rispetto al sistema precedentemente adottato.

Prodotti utilizzati

Per i tre dispositivi BOX è stata utilizzata una scheda a microcontrollore FEZ-Panda prodotta da GHI Electronics, il cui firmware è stato sviluppato utilizzando Microsoft .NET Micro Framework 4.1 e relativo SDK per Visual Studio 2010.

Per la comunicazione wireless sono stati utilizzati moduli XBee PRO prodotti da DIGI/Maxstream, con firmware ZigBee/API.

Per la lettura dei tag RFID sono stati utilizzati dei moduli TRW-300.

Per l’acquisizione dei dati relativi al flusso dei mezzi è stato sviluppato un servizio che utilizza il .NET Framework 4 e Microsoft SQL Server.