Studio e realizzazione di un Studio e realizzazione di un drifter costiero con drifter costiero con

comunicazione GSM per il comunicazione GSM per il progetto TOSCAprogetto TOSCA

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTEDIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ED ARCHITETTURATESI DI LAUREA TRIENNALE

Laureando: Diego DERGANZ

Relatore: Prof. Ing. Sergio CARRATO

Correlatore: Martina TOGNON

Anno Accademico 2011-2012

Introduzione (1)Introduzione (1)

I drifter sono piccole boe dotate di:I drifter sono piccole boe dotate di:

TelemetriaTelemetria Localizzazione satellitareLocalizzazione satellitare Eventuale sensoristicaEventuale sensoristica

Scopo:Scopo: Monitoraggio ad altaMonitoraggio ad altarisoluzione delle correntirisoluzione delle correntimarine superficialimarine superficiali

Introduzione (2)Introduzione (2)

Cosa si vuole realizzare?Cosa si vuole realizzare? Drifter modulare, economico, facile utilizzo e Drifter modulare, economico, facile utilizzo e

recuperabile da utilizzare in recuperabile da utilizzare in ambito costieroambito costiero..

Caratteristiche:Caratteristiche: Alta definizione della traiettoria percorsaAlta definizione della traiettoria percorsa Misura di temperatura e altri sensori Misura di temperatura e altri sensori

opzionaliopzionali Invio dei dati alla centrale via GSMInvio dei dati alla centrale via GSM Autonomia di circa 20 giorniAutonomia di circa 20 giorni Recuperabile e riutilizzabileRecuperabile e riutilizzabile

Struttura meccanicaStruttura meccanica

Struttura tubolare Struttura tubolare stagna, dotata di 4 vele stagna, dotata di 4 vele sommerse e 4 boe che sommerse e 4 boe che garantiscono il garantiscono il galleggiamento.galleggiamento.

Nel quale viene inserito Nel quale viene inserito il pacco batterie e il il pacco batterie e il contenitore contenitore dell’elettronica che ne dell’elettronica che ne fa da tappo.fa da tappo. MANTENERE IL BARICENTRO BASSO

ISOLAMENTODALL’ACQUA

Struttura hardwareStruttura hardwareSTEP-DOWN

BUCK-BOOST

da 6 a 40 V

Nome

Vnom

Tolleranza

Imax

+3,6V

3,76 V

50 mV 2 A

+5V 5,1 V 100 mV 100 mA

+24V 24,2 V

0,5 V 100 mA

Realizzazione hardwareRealizzazione hardware

La scheda elettronica è stata sviluppata su due La scheda elettronica è stata sviluppata su due stampati.stampati.

INGRESSOBATTERIA

SWITCH

STEP-DOWN

MODULOTELEFONICO

MC55i

CONVERTITOREA/D

SERIALEPC

MICROCONTROLLORER8C/2B

GPS

Sensore di temperaturaSensore di temperaturaCONVERTITORE A/D A 24 BIT

TENSIONE DI RIFERIMENTO 2,5V

SEGNALI SPI EDI CONTROLLO

GENERATOREDI CORRENTECOSTANTE 100 µA

SoftwareSoftware

Lettura periodica GPSLettura periodica GPS Memorizzazione datiMemorizzazione datidei sensori ad intervallodei sensori ad intervalloprogrammabileprogrammabile Invio SMS alla stazioneInvio SMS alla stazionecentrale ad intervallocentrale ad intervalloprogrammabileprogrammabile

Inizializzazione perifericheInizializzazione periferiche

UART

UART

UARTSPI

SPI

SPI

I2C

Lettura GPSLettura GPS

Stringhe in formato NMEA standard (seriale 9600 baud, 8 bit, N, 1 stop)NOME ESEMPIO DESCRIZIONE

Message ID $GPRMC Intestazione frase RMC

UTC Time 161229.487 Ora in formato hhmmss.ss

Status A A: dato valido, V: dato non valido

Latitude 3723.2475 Latitudine ddmm.mmmm

N/S Indicator N N: nord, S: sud

Longitude 12158.3416 Longitudine dddmm.mmmm

E/W Indicator W E: est, W: ovest

Speed Over Ground 0.13 Velocità espressa in knots

Course Over Ground 309.62 Angolo in gradi rispetto al nord magnetico

Date 120598 Data ddmmyy

Mode

Checksum *10

<CR><LF> Fine della frase

Invio dati via SMSInvio dati via SMS

Messaggio di stato inviato alla stazione centraleEs.

VALORE DESCRIZIONE

00001276 Seriale del dispositivo, memorizzato nella flash interna

356497043947694 Codice IMEI del modulo telefonico

SGPRMC… A*6B Stringa RMC del modulo GPS

20.058 Temperatura SST in °C

20 Temperatura del modulo telefonico

8.71 Tensione della batteria per il calcolo dell’autonomia residua

0 Presenza acqua (0: non presente; 1: presente)

13 Valore RSSI del modulo telefonico

0 Roaming (0: operatore locale; 1: diverso operatore)

I TIM Nome della rete telefonica associata

22.3 Percentuale di utilizzo della memoria interna

*46 Valore di controllo per verificare la correttezza del messaggio

“00001276;356497043947694;SGPRMC;150704.000,A,4542.6503,N,01345.7605,E,0.23,311.17,051112,,,A*6B;20.058;20;8.71;0;13;0;I TIM;22.3;*46”

Risultati sul campoRisultati sul campo

I test sul campo hanno evidenziato:I test sul campo hanno evidenziato:

Problemi di tenutaProblemi di tenuta Necessità di sapere se nella boa è entrata Necessità di sapere se nella boa è entrata

acquaacqua

Miglioramenti:Miglioramenti:

Uso di passacavi IP68Uso di passacavi IP68 Guarnizione siliconica sul passacavo e O-ringGuarnizione siliconica sul passacavo e O-ring Test di tenuta esaustiviTest di tenuta esaustivi

ConclusioniConclusioni

I successivi test sono stati superati I successivi test sono stati superati positivamente, garantendo una autonomia positivamente, garantendo una autonomia di 15 giorni in mare.di 15 giorni in mare.

La configurazione così ottenuta, sia La configurazione così ottenuta, sia elettronica che hardware, è da considerarsi elettronica che hardware, è da considerarsi definitiva.definitiva.