Il documento descrive il progetto e le prestazioni del prototipo di un sistema “wireless” distribuito di acquisizione di segnali provenienti da sorgenti di vibrazione, caratterizzato da un elevato standard di sincronizzazione, che consente un’analisi temporalmente correlata dei segnali stessi, finalizzata alla diagnostica del macchinario. Esso conclude le attività relative al WP 1.6 (MLST 1.6.2) del Progetto RdS “SENNA”, relativo allo sviluppo e alla sperimentazione di soluzioni basate su sensori “wireless” per applicazioni di monitoraggio e diagnostica “on-line”. L’obiettivo del sistema è correlare temporalmente le informazioni ricevute in modalità “wireless” dai differenti sensori: la precisione dell’analisi dipenderà dalla precisione della sincronizzazione dei sensori, rapportata alla dinamica del fenomeno in esame. Per le problematiche considerate, caratterizzate da fenomeni a bassa frequenza, una accuratezza di sincronizzazione nell’intervallo 10- 50 µs può considerarsi soddisfacente. La struttura di base del sistema (“Sensor Network”) assemblato e provato in laboratorio consiste in un insieme di nodi wireless, ciascuno dei quali acquisisce, attraverso un convertitore A/D, le informazioni provenienti da un accelerometro, e trasmette le sequenze di campioni ad un nodo master che funge da concentratore. Quest’ultimo può elaborare le informazioni ricevute in modo autonomo, o può spedirle, tramite un Access Point, ad un concentratore remoto per successive elaborazioni. Gli aspetti cruciali del sistema sono l’algoritmo di sincronizzazione, la strategia di acquisizione dei dati e la scelta della piattaforma hardware. Il documento descrive le analisi effettuate e le scelte adottate per l’individuazione dell’algoritmo di sincronizzazione (sono stati messi a punto due differenti algoritmi basati sullo standard IEEE802.11) e la sua realizzazione, basata su router di mercato. La progettazione e la realizzazione tengono conto dei problemi effettivi di utilizzo e quindi affrontano anche aspetti come la “fault tolerance”. L’attività svolta ha dimostrato in definitiva la possibilità di realizzare applicazioni distribuite sincrone che operino sulla frequenza di 2,4 GHz, utilizzando componenti di basso costo ed ottenendo risultati soddisfacenti, che rispettano nella sostanza le specifiche fissate in sede di progetto: in particolare è stata ottenuta una precisione di sincronizzazione migliore dei 50 microsecondi posti come obiettivo minimo. Questo risultato permette di realizzare, con la tecnologia oggi disponibile, un sistema wireless di sorveglianza vibrazionale, con sensori temporalmente correlati, in un campo di frequenze che va da 0 a 2 kHz.

L’intera attività relativa al WP 1.6 è stata svolta in stretta collaborazione con il Dipartimento di Ingegneria Informatica e Telecomunicazioni della Facoltà d’Ingegneria dell’Università di Catania.