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1.3 vantaggi di un sistema di telerilevamento

1. FILTRAGGIO CAMPIONAMENTO QUANTIZZAZIONE Segnale campionato 12 bit per campione 8 bit per campione e quantizzato Figura 3 4 Codifica decodifica segnale analogico 3 4 2 Multiplazione In una rete di telecomunicazione il meccanismo della multiplazione permette ad una sola risorsa di essere condivisa da pi utenti In particolare in una rete telefonica i multiplatori consentono il trasporto simultaneo di molte conversazioni su una sola linea fisica di comunicazione 9 49 I mezzi di comunicazione analogici fanno tipicamente uso della multiplazione a divisione di frequenza FDM Frequency Division Multiplexing La FDM suddivide l intervallo di frequenza disponibile tra pi utenti e ciascuno di essi dispone di un canale assegnato per tutto il tempo che gli necessario fig 3 5 Nel caso della voce ogni conversazione viene traslata in una banda distinta avente un ampiezza di circa 4 kHz 3 1 kHz per il segnale vocale e 900 Hz per una banda di protezione che impedisca l interferenza tra i canali Se l ampiezza di banda viene mantenuta costante possibile mantenere l integrit dell informazione I segnali digitali vengono invece multiplati su un mezzo trasmissivo con la tecnica della multiplazione a divisione di tempo TDM Time Division Multiplexing Mentre la FDM fornisce ad ogni utente una parte dello spettro di frequenza per tutto il tempo necessario lo schema TDM gli offre l inte
2. Invio SMS generico fallito Si tentato l invio dell SMS con il modulo GM862 privo di antenna per vedere se il programma si ferma automaticamente 05 01 02 12 11 58 05 01 02 12 11 58 05 01 02 12 11 58 05 01 02 12 12 08 05 01 02 12 12 08 05 01 02 12 12 08 05 01 02 12 12 08 05 01 02 12 12 08 05 01 02 12 12 18 05 01 02 12 12 18 05 01 02 12 12 19 05 01 02 12 12 19 05 01 02 12 12 19 05 01 02 12 12 29 05 01 02 12 12 29 05 01 02 12 12 29 05 01 02 12 12 29 05 01 02 12 12 29 05 01 02 12 12 39 05 01 02 12 12 39 05 01 02 12 12 39 05 01 02 12 12 39 05 01 02 12 12 39 05 01 02 12 12 49 attcsg tcreg cops CSQ 2 99 CREG 0 2 COPS 0 OK attcsg tcreg cops CSQ 2 99 CREG 0 3 COPS 0 OK attcsg tcreg cops CSQ 6 99 CREG 0 3 COPS 0 OK attcsg tcreg cops CSQ 2 99 CREG 0 2 COPS 0 OK attcsg tcreg cops CSQ 2 99 CREG 0 3 COPS 0 283 05 01 02 12 12 49 05 01 02 12 12 49 05 01 02 12 12 49 05 01 02 12 12 49 05 01 02 12 12 59 05 01 02 12 12 59 05 01 02 12 12 59 05 01 02 12 12 59 05 01 02 12 12 59 05 01 02 12 13 09 05 01 02 12 13 09 05 01 02 12 13 09 05 01 02 12 13 09 05 01 02 12 13 09 05 01 02 12 13 19 05 01 02 12 13 19 05 01 02 12 13 19 05 01 02 12 13 19 05 01 02 12 13 20 05 01 02 12 13 30 05 01 02 12 13 30 05 01 02 12 13 30 05 01 02 12 13 30 05 01 02 12 13 30 05 01 02 12 13 40 05 01 02 12 13 40 05 01 02 12 13 40 05 01 02 12 13 40 05 01 02 12
3. 12 2 6 2 Mobile Terminated Il modulo VI PDU to TXT fig 12 28 decodifica l SMS ricevuto in formato PDU nel formato testo Riceve come input l SMS in formato PDU e lo decodifica ottenendo come output il numero telefonico del mittente la data e ora d invio del SMS il messaggio in formato testo e il numero del centro servizi numero del mittente SMS in formato PDU H data ora invio SMS messaggio numero SMSC Figura 12 28 Input output PDU to TXT Si descrivono le differenze rispetto alla struttura della PDU precedente I campi del PDU Mobile Terminated sono i seguenti 2 12 ottetti 1 ottetto 2 12 ottetti 1 ottetto 1 ottetto 7 ottetti 1 ottetti 0 140 ottetti SMSC PDU OA PID DCS SCTS UDL UD type SMSC Identifica il numero del centro servizi che ha effettivamente smistato il messaggio verso il destinatario E a sua volta composto dai seguenti campi LEN FORMAT NUMBER LEN somma del numero di ottetti che compongono il campo NUMBER e FORMAT Il valore deve essere compreso tra un minimo di 2 decimale e 12 decimale FORMAT formato del numero presente nel campo NUMBER 81 formato nazionale es 335123456789 91 formato internazionale es 39335123456789 NUMBER numero del centro servizi con i nibble invertiti Il numero di nibble sempre pari Per completare gli ottetti come carattere di riempimento usato F Per esempio il c
4. La gestione della comunicazione con la porta seriale si in fase di lettura sia in fase di scrittura La gestione dei comandi AT da inviare al modem L analisi delle stringhe di caratteri ricevute dal modem e la coordinazione delle funzioni La gestione degli SMS da inviare La gestione degli SMS ricevuti Funzioni ausiliarie Per comprendere la necessit delle varie funzioni e le loro relazioni meglio spiegare prima come devono essere gestiti i comandi AT da inviare al modem GM862 12 2 2 Esecuzione comandi Per gestire correttamente il modulo telefonico necessario regolamentare l invio delle stringhe di comandi AT verso la porta di comunicazione seriale Ogni comando deve essere inviato solo quando il GM862 ha terminato l esecuzione del comando precedente il modem GSM segnala l evento trasmettendo attraverso la porta seriale RS232 la stringa OK Si allora introdotta fig 12 4 una coda COMANDI di tipo FIFO First In First Out in cui i suoi elementi contengono la successione delle stringhe di comando AT provenienti dai vari processi interni a GESTIONE GM862 che devono essere inviate alla porta seriale del GM862 Per sincronizzare l attivit stata creata la funzione ESTRAI COMANDO fig 12 4 Essa attivata direttamente dalla funzione ANALISI STRINGHE tramite la linea tratteggiata ANALISI STRINGHE esamina tutte le stringhe di caratteri che il modem GM862 invia alla porta RS232 ricono
5. I moderni distributori sono dotati di una elettronica sofisticata che ne gestisce il funzionamento di tutti gli elementi interni Molti di essi offrono delle porte di comunicazione seriale che permettono il rilevamento dell attivit svolta o l impostazione tramite PC dei vari parametri di funzionamento Possono svolgere anche funzioni di autodiagnostica per rilevare eventuali guasti Dato il numero di elementi funzionali i distributori automatici offrono un insieme di protezioni per la salvaguardia dei propri apparati interni tra le protezioni pi comuni si trovano Interruttore di blocco Protezione termica caldaia Protezione gruppo caff Protezione motore macinino Protezione motore pompa Protezione vuoto d acqua Nei distributori di bevande calde il prodotto fornito corrisponde ad un mix dei contenuti dei vari serbatoi infatti si hanno serbatoi per bicchieri zucchero palette e per gli ingredienti delle miscele Alcuni di questi sono usati per pi prodotti mentre altri sono particolari per il tipo di prodotto fornito da notare ad esempio che i bicchieri sono determinanti per il funzionamento del distributore poich il loro esaurimento provoca la mancata erogazione di tutti i prodotti disponibili L elevata temperatura d uscita della miscela richiede l uso di bicchieri che non si deteriorino e allo stesso tempo non modifichino il sapore della bevanda 15 All interno del distributore fig 1 2 do
6. In genere il dispositivo di pagamento si abbina in un secondo tempo al distributore automatico infatti in origine venivano usate solo le monete poi i gettoni ora a questi metodi tradizionali si sono aggiunte le chiavi elettroniche ricaricabili o tessere elettromagnetiche ma si stanno affacciando anche soluzioni che prevedono sistemi di pagamento tramite la telefonia cellulare in particolare usando gli SMS del sistema GSM quindi la scelta dipende principalmente dall utenza cui il distributore andr a servire I dispositivi di pagamento sono alquanto sofisticati e costosi tanto che sono sorte ditte specializzate solo nella fornitura di questi apparati Altri distributori alimentari I distributori di bibite in lattina o bottiglia oppure quelli di snacks fig1 3 sono molto meno complicati dal punto di vista elettromeccanico rispetto ai distributori di bevande calde poich distribuiscono prodotti preconfezionati e quindi non devono eseguire particolari compiti per l erogazione di un prodotto coinvolgendo pi ingredienti In genere sfruttano la gravit e degli scivoli interni per la fuori uscita dei prodotti Questi ultimi in alcuni distributori sono impilati uno sull altro mentre in altri giacciono su piani orizzontali girevoli e si possono prelevare attraverso un apposita finestra in altre macchine tramite delle spirali sono fatti cadere dai piani verso il fondo del distributore per essere poi prelevati In ogni caso poich vendo
7. La finestra in allarme riporta gli identificativi dei distributori che hanno inviato una richiesta di rifornimento o manutenzione E possibile cos individuare subito i distributori che necessitano di un intervento da parte dell operatore mobile in base 246 all identificativo ricevuto si visualizza lo stato del distributore individuando il motivo dell allarme da cui il tipo di intervento necessario Nella finestra in allarme gli identificativi sono riportati in successione secondo il loro ordine d arrivo e possono essere cancellati solo manualmente dall operatore tramite il tasto reset Gli altri indicatori presenti riportano il nome del file in cui archiviare in ordine cronologico i dati inviati dai vari distributori e la data e ora corrente 16 1 2 SMS generici E possibile inviare brevi messaggi di testo SMS che non superino i 160 caratteri verso 1 telefoni cellulari GSM degli operatori mobili o verso un qualsiasi altro apparato in grado di riceverli fig 16 3 Il periodo di validit del SMS modificabile tramite i tasti secondo la modalit Validity Period relativo stabilito dalle norme GSM INVIA SMS v NUMERO DI TELEFONO LUNGHEZZA lt 160 _ E Periodo validit SMS ez COCO Figura 16 3 SMS generici 247 16 1 3 Generale E il riquadro da cui si controlla il funzionamento del sistema relativamente alla totalit delle periferiche fi
8. Timeslot ha durata pari a Ty 125 32 3 9ps In ogni timeslot si trasmettono 8 bit quindi il tempo di bit pari a tp 3 9 us corrispondenti a 78 488 ns Il bit rate ve di un sistema PCM del primo ordine pari a ve numero di canali x capacit di un canale Ve 32 x 64000 2 048 Mbps La multiplazione TDM permette di utilizzare un sistema PCM per trasmettere oltre alla voce digitalizzata anche altri tipi di informazioni ad esempio le informazioni di servizio necessarie affinch una rete operi correttamente e che vanno sotto il nome di segnalazione Un sistema di trasmissione numerico risulta cos molto flessibile e pu essere usato in modo diverso a seconda delle necessit ad esempio esso consente di trasmettere 30 canali fonici PCM e la segnalazione ad essi associata 30 canali fonici PCM ed un canale dati a 64 kbps per la segnalazione 31 canali fonici PCM 31 canali dati a 64 kbps Questa flessibilit fa si che i sistemi PCM TDM siano molto usati nella telefonia digitale nelle trasmissioni TV e trasmissione dati Negli ultimi anni hanno soppiantato i sistemi analogici in quanto sono pi efficaci e tecnologicamente pi 52 avanzati 8 In particolare in ambito GSM i sistemi PCM vengono utilizzati principalmente per realizzare 10 I canali necessari al trasporto della voce digitalizzata tipicamente da verso la rete telefonica fissa PSTN Generici canali a 64 kbps su cui inviare sia le in
9. spenta in questo caso l invio del messaggio viene ripetuto non appena la MS di nuovo raggiungibile 7 2 2 Cell Broadcast Una variante dello Short Message Service che un servizio di tipo punto punto il Cell Broadcast Service Questo servizio consente di inviare in broadcast dei brevi messaggi a tutte le Mobile Station che si trovano in una certa area geografica Si possono ad esempio diffondere informazioni relative alle condizioni meteorologiche in determinate zone 7 3 BEARER SERVICES I bearer services che una PLMN GSM dovrebbe supportare consiste nella possibilita di trasmettere dati nelle seguenti modalit 10 Datiasincroni con velocit da 300 a 9600 bit s Dati sincroni con velocit da 1200 a 9600 bit s Sono poi previsti Accesso sincrono a funzioni PAD Packet Assembly Disassembly per dati e pacchetto con velocit da 300 a 9600 bit s Accesso sincrono a reti a commutazione di pacchetto con velocit da 2400 a 9600 bit s 116 7 4 SERVIZI SUPPLEMENTARI SS In ambito GSM sono stati definiti molti servizi supplementari SS Supplementary Services analoghi a quelli supportati dalla rete ISDN Integrated Services Digital Network Si presentano alcuni di essi classificati dall ETSI European Telecommunication Standard Institute come indicato in seguito 10 Number Identification SS SS relativi all identificazione del numero Comprendono i seguenti tipi di SS CLIP Calling Line
10. sufficiente per il trasferimento della voce Una rete per la trasmissione dati che interconnette esclusivamente elaboratori fondamentalmente deve garantire un trasferimento senza errori e a costi accettabili delle informazioni Il traffico dati molto pi sensibile agli errori rispetto al segnale fonico se infatti pu essere accettabile una conversazione in cui viene persa qualche parola nella trasmissione dati la mancata ricezione di qualche bit pu rendere inutilizzabile tutto il messaggio necessario utilizzare tecniche per la rivelazione e correzione degli errori 10 Il trasferimento dati presenta inoltre le seguenti caratteristiche 9 Insensibilit al ritardo i dati non subiscono alterazioni del loro contenuto informativo se sono soggetti ad un ritardo di rete di alcuni secondi Breve durata la maggior parte del traffico dati intermittente bursty il che vuol dire che la parte significativa dei dati viene trasmessa in un brevissimo intervallo di tempo come nel caso delle applicazioni interattive Poich per il trasferimento dati si punta sull alta velocit tempi di instaurazione lunghi portano ad una rete scarsamente efficiente Utilizzo di una banda ampia i dati possono far uso di tutta la banda disponibile del canale e se ne viene resa disponibile di ulteriore la durata della comunicazione pu essere ridotta 3 3 RETI DI TELECOMUNICAZIONE Una rete di telecomunicazioni un sistema che fornisce
11. 126 8 IL FUTURO DEI SISTEMI RADIOMOBILI Il servizio dati fornito dal sistema GSM basato sulla tecnologia a commutazione di circuito e consente una velocit di trasferimento dati standard di 9 6kbps troppo bassa per molte applicazioni che richiedono elevate velocit di trasmissione La necessit di incrementare questa velocit ha spinto l European Telecommunications Standards Institute ETSI a sviluppare per la rete GSM due sistemi dedicati alla trasmissione dati il primo in ordine di tempo l HSCSD High Speed Circuit Switched Data il secondo il pi noto GPRS General Packet Radio Service 8 1 HSCSD HIGH SPEED CIRCUIT SWITCHED DATA La tecnologia HSCSD basata sulla commutazione di circuito analogamente al GSM ma a differenza del GSM che utilizza un unico time slot sulla portante principale di 900 Mhz o 1800 Mhz PHSCD utilizza quattro time slot contemporaneamente arrivando ad una velocit massima di 57 6 Kbps 21 Il vantaggio che essa ha sul GPRS dato dal fatto che per poterla implementare i network GSM devono procedere solo ad alcuni aggiornamenti a livello di software e non anche a livello hardware con un notevole risparmio sia in termini di denaro che di velocit di aggiornamento Tuttavia nel giugno 2001 solo 28 operatori della GSM Association hanno sviluppato reti HSCSD 22 e vi sono alcuni paesi dove nessun operatore ha mai offerto questo servizio in particolar modo Francia ed Italia Il problema
12. Py Si Nel caso in cui si trattino antenne isotropiche e propagazione libera nello spazio l attenuazione dello spazio libero Asi o attenuazione di percorso pu essere definita dal rapporto espresso in dB tra la potenza irradiata in trasmissione P e la potenza fornita in uscita dall antenna in ricezione P Asi 10l0g Pi Pa Si pu dimostrare che l attenuazione dello spazio libero pu essere espressa come 10 68 As 32 5 20logrf 20logir dB Dove l unit di misura di 4s il dB f espressa in MHz e r in Km La potenza ricevuta varia cos in modo inversamente proporzionale al quadrato della distanza ed al quadrato della frequenza Nel caso dei sistemi radiomobili questa espressione valida solamente nelle immediate vicinanze dell antenna trasmittente In generale si pu dire che l attenuazione varia in modo inversamente proporzionale a 7 e per determinare l attenuazione del percorso si utilizzano modelli pi complessi come quelli di Egli o Okamura 10 4 3 1 La propagazione radio nell ambiente reale 4 3 1 1 Fading Nella realt la propagazione delle onde e m non avviene in un ambiente ideale qual lo spazio libero di conseguenza pu venire influenzata da vari fenomeni dei quali i principali sono 10 Riflessione londa viene riflessa dall ostacolo che pu essere costituito da suolo edifici mezzi di trasporto Rifrazione quando si incontrano variazioni di
13. Si distinguono due tipi di Short Messagge Service Short Message Service Mobile Terminated in cui gli SMS sono inviati dal centro servizi verso la MS Short Message Service Mobile Originated in cui gli SMS sono trasmessi dalla MS verso il centro servizi Lo Short Message Service pu essere utilizzato per applicazioni di vario tipo ad esempio 115 Notificare ad un utente la presenza di un messaggio vocale un fax un telex o della posta elettronica E mail a lui diretto e registrato presso il Service Centre in una apposita casella postale o mailbox Utilizzare la MS per inviare comunicazioni ad un utente anche se in conversazione Introdurre servizi di informazione di vario tipo come traffico meterologia finanza etc Le particolarit dello Short Message Service sono le seguenti I messaggi sono inoltrati sia verso la Mobile Station a riposo che verso MS in conversazione su un canale di controllo La MS deve sempre confermare la ricezione di uno Short Message Dal lato utente i messaggi giunti a destinazione sono memorizzati nel SIM Subscriber Identity Module possono essere visualizzati in un momento successivo al loro arrivo ed eventualmente anche su un altro terminale GSM previa sostituzione dello SIM Il Service Centre viene avvisato dalla rete GSM attraverso una procedura detta di Alerting se risulta impossibile raggiungere la MS a cui indirizzato il messaggio perch ad esempio
14. UNIVERSIT DEGLI STUDI DI UDINE Facolt di Ingegneria Corso di Laurea in Ingegneria delle Tecnologie Industriali ad indirizzo Economico e Organizzativo Dipartimento di Ingegneria Elettrica Gestionale e Meccanica Tesi di Laurea REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA PER IL TELERILEVAMENTO DATI DA UNA RETE DI DISTRIBUZIONE AUTOMATICA TRAMITE IL SISTEMA GSM Relatore Laureando Chiar mo Prof LUCA SELMI ROBERTO LENARDON Correlatori Ing MASSIMILIANO JURCEV Sig GIORGIO LIVEROTTI Anno Accademico 2000 01 INDICE SOMMAR eccriene a i a a 8 1 LA DISTRIBUZIONE AUTOMATICA csscrrrrerscceseeseceeseneseceseeeseeneesecseneesso 9 1 1 GENERALIT SULLA DISTRIBUZIONE AUTOMATICA 9 1 2 LA GESTIONE DI DISTRIBUTORI AUTOMATICI siise essin 10 1 3 VANTAGGI DI UN SISTEMA DI TELERILEVAMENTO ieee 12 1 4 IL DISTRIBUTORE AUTOMATICO cvssvciecrireceereeereeieeeeseesieiz rice nzeneize zioni 13 1 5 STORIA DELLA DISTRIBUZIONE AUTOMATICA IN ITALIA cenn 18 1 6 OBIETTIVO DELLA TESI lc elia ia 20 2 GENERALITA SUL SISTEMA DI TELERILEVAMENTO DATI 23 2 1 IL SISTEMA INFORMATIVO 23 ddl Le injormazioni da lia 25 2 2 COLLEGAMENTO DISTRIBUTORI IMPRESA ccccccciciecierceenierzzenei 26 SE Scelta della rete di telecomunicazione ie 28 2 3 FUNZIONI AGGIUNTIVE c cicci 29 2 4 ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI ccc cicci ciccia 30 5 Laici 30 dt Trasmissione SEPE O parallela iii
15. assistenza di un operatore mobile e si attiva COMPONI MESSAGGIO Analisi elementi fa in modo che lo stesso esaurimento o guasto sia segnalato una volta sola dal suo verificarsi 239 vettore residui Ref TRI gt gt 0 Y Lo 1 booleano variabili globali ve v2 CONCATENA booleano ANALISI ELEMENTI COMPONI MESSAGGIO CODA SMS DA INVIARE Figura 15 8 Verifica guasti ed esaurimenti 15 4 2 Componi MSG Compone il messaggio che deve essere inviato in modalit SMS La stringa completa data da Intestazione Identificativo Flag Ingressi on off serbatoi Essa viene ottenuta concatenando i vari campi presenti Serbatoi I vettori residuo ed erogato vengono intercalati e fusi in un unico vettore i cui elementi sono rispettivamente il primo elemento del vettore erogato il primo elemento del vettore residui il secondo elemento del vettore erogato il secondo elemento del vettore residui e cos via E 1 R1 E2 R2 E 8IR 8 Ogni elemento rappresenta un numero di tre cifre Gli elementi del vettore sono dei numeri ma per essere inviati in una porta seriale devono essere convertiti in stringhe si converte allora il vettore di numeri in un vettore i cui elementi sono delle stringhe infine il vettore stesso deve essere convertito in una stringa ottenendo la successione di caratteri E I
16. famiglia con le seguenti caratteristiche comuni Possono erogare sia prodotti confezionati sia prodotti derivanti da miscele di vari ingredienti bevande calde La selezione dei prodotti avviene tramite pulsanti Il distributore dotato di una porta di comunicazione seriale che per ogni erogazione invia una stringa di caratteri indicante il pulsante premuto Nel caso delle bevande calde gli erogatori distribuiscono i vari ingredienti secondo quantit predeterminate e costanti nel tempo Per ogni serbatoio nota la sua capacit massima Il distributore permette di settare le quantit e il tipo di ingredienti utilizzati per ogni erogazione quindi si pu risalire al numero di erogazioni complessivo all autonomia del serbatoio La sensoristica dei distributori mette a disposizione una serie di contatti di tipo ON OFF che permette di rilevare lo stato di funzionamento dei principali dispositivi elettromeccanici Il dispositivo di pagamento costituito da una gettoniera il cui blocco inibisce la capacit del distributore di erogare un qualsiasi prodotto anche se il distributore regolarmente funzionante La gettoniera attivabile tramite un contatto ON OFF Il distributore di dimensioni maggiori contiene 8 serbatoi dotato di 6 pulsanti per l erogazione dei prodotti e di 6 elementi funzionali da monitorare 10 2 3 Ipotesi La simulazione soggetta alle seguenti ipotesi Si assume che la
17. informazione da trasferire consistono in genere in una intestazione header contenente informazioni quali l indirizzo del destinatario del messaggio spesso si aggiunge anche una coda tail contenente bit di ridondanza Questi ultimi permettono di offrire servizi di qualit superiore a quella della commutazione di circuito implementando per esempio un controllo per la protezione dagli errori di trasmissione Il tutto per aumenta la dimensione dei dati da trasmettere Con la commutazione di messaggio non ce limite alla lunghezza del messaggio da inviare il che significa che i commutatori devono essere predisposti per memorizzare lunghi blocchi di dati la mancanza di limite alla dimensione del messaggio comporta che un singolo messaggio possa legare una linea tra due nodi di commutazione per tempi lunghi rendendo la commutazione di messaggio non adatta al traffico interattivo Questi problemi sono stati superati introducendo la commutazione di pacchetto 13 44 3 3 2 3 Commutazione di pacchetto La commutazione di pacchetto sostanzialmente simile alla commutazione di messaggio solo che le informazioni da trasmettere sono suddivise in blocchi di dati aventi lunghezze prefissate Ad ogni blocco viene anteposta una intestazione e una coda contenete informazioni di controllo L insieme di dati costituiti dalle informazioni da trasmettere intestazione e coda viene denominato pacchetto packet La commutazione di pacchetto fa si
18. invio delle cifre che compongono il numero del chiamato La rete assegna alla MS un canale di traffico TCH e le ordina di sintonizzarsi su esso L MSC VLR oltre a riservare un circuito fonico dal lato BSC inizia l instaurazione della connessione con una centrale di transito della rete PSTN ISDN del chiamato L MSA VIR avvisa la MS che il telefono del chiamato sta squillando alert il che viene segnalato dalla mS all utente tramite la generazione locale dell apposito tono La MS viene avvisata non appena il chiamato risponde connect la MS connette cos la chiamata sul TCH assegnato dando conferma di ci alla rete connect ack Inizia lo scambio di informazioni tra i due utenti Se l utente mobile che da termine alla conversazione la MS emette il messaggio di disconnect che abbatte la conversazione 111 Chiamata verso l utente mobile Supponiamo che una Mobile Station sia chiamata da un utente di una rete fissa ISDN PSTN La sintesi dei passi che porta all instaurazione della connessione la seguente L utente della rete PSTN ISDN compone il numero MSISDN della Mobile Station MS Il numero della MS viene analizzato dalle centrali PSTN ISDN coinvolte le quali devono instradare la chiamata verso 1 MSC avente funzione di Gateway Gateway MSC GMSOC della rete GSM cui appartiene la MS il GMSC riceve tra l altro il numero MSISDN Il GMSC analizzando 1 M
19. possibile fare riferimento a pacchetti trasmessi precedentemente o in seguito Normalmente quando due messaggi sono inviati alla medesima destinazione il primo inviato sar anche il primo ad arrivare tuttavia possibile che il primo inviato possa essere ritardato cos che il secondo arrivi prima Con un servizio orientato alla connessione questo non possibile 3 6 3 1 Qualit del servizio Ogni servizio pu essere caratterizzato da una qualit del servizio Quality of Service QoS e si possono distinguere tre categorie 13 Con riscontro Senza riscontro Richiesta risposta Con riscontro Alcuni servizi sono affidabili nel senso che non perdono mai dei dati Normalmente un servizio affidabile realizzato attraverso un messaggio di avvenuta ricezione riscontro inviato dai destinatari ogni qual volta ricevono un nuovo messaggio in tal modo il mittente si assicura della ricezione dei propri messaggi Il processo di invio del messaggio di avvenuta ricezione introduce dei ritardi che a volte non possono essere tollerati come ad esempio nel traffico di voce digitalizzata In questi casi preferibile un po di rumore sulla linea o sentire una parola poco chiara piuttosto che subire il ritardo necessario per trasmettere il messaggio di avvenuto ricevimento 59 Senza riscontro In alcuni casi si richiede un mezzo per inviare un singolo messaggio che ha alta probabilit di essere ricevuto seppure senza la certezza
20. snack irora 10 gelato mercoled 6 marzo 2002 data ora 001 ilo ng Cheng 11 17 57 n 002 Via Venezia 18 003 via Padova 190 001 via Padova 190 PENTIFICATIVO 001 ect IN ALLARME E fe sto txt HELLO B numero tel mittente 393289188304 data invio 07 01 2002 lora invio 11 03 43 ID trasmesso 001 valori memorizzati in centrale telefono 3285916176 matricola XX123 DZX indirizzo via Padova 190 SINTESI elementi funzionali guasti serbatoi esauriti ucchero messaggio dovuto a Esaurimento lo Guasto bicchieri 4 6 10 zucchero 0 10 ca ffe 8 10 the 8 10 cioccolai 8 10 acqua 3 10 snack 10 a o i Do gelato nomi residuo erogato capacit ripristino nomi stato frigo oK caldaia oK acqua oK rifiuti liquidi OK gruppo cafflOK porta OK gettoniera libera MANUALE T AUTOMATICO reset aggiornamenti nuovo numero frequenza s so INVIA SMS So i BLOCCA GETTONIERA lsBLOCCA Pi AGGIORNAMENTO n 99 stato registrazione csa i fe gistrata home network Network Operatori stato GSM portnumberl baud rate af p600 vi I data bi
21. stato recapitato L SMS COMMAND contiene i comandi che devono essere associati ad un messaggio gi inoltrato mediante SMS SUBMIT I PDU sono scambiati tra telefono e SMSC mediante i canali di controllo ed in particolare durante una chiamata attraverso l SACCH Slow Associated Control Channel e in fase di standby attraverso 1 SDDCH Stand alone Dedicated Control Channel Questo permette di ricevere ed inviare messaggi brevi anche quando i terminali sono in conversazione L SMS PP Point to Point un protocollo senza connessione connectionless perch il teminale trasmittente e quello ricevente non vengono collegati fisicamente come avviene durante una chiamata il tempo che intercorre tra la trasmissione del messaggio da un terminale mobile e la ricezione da parte di un altro terminale non fisso ed tipicamente pi lungo rispetto ai servizi trasmissivi che usano la commutazione di circuito L invio di un messaggio tra telefono e SMSC indipendentemente dalla direzione impiega un tempo da 3 a 5 secondi La spedizione di un messaggio da un telefono ad un altro il concatenamento di due operazioni di trasmissione e il ritardo complessivo varia in media dai 6 ai 10 secondi In pratica per il ritardo pu essere notevolmente superiore anche di varie ore infatti i messaggi SMS vengono trasmessi attraverso i canali di controllo e la velocit di trasferimento throughput dei messaggi viene notevolmente influenzata dal traff
22. un canale comune di controllo suddiviso in tre tipi di canali o Canale PCH Paging Channel serve alla stazione base per inviare il messaggio di paging ricerca della MS alla stazione mobile 109 o Canale RACH Random Access Channel serve alla MS per inviare una richiesta di un servizio o di una chiamata alla stazione radio base o Canale AGCH Access Grant Channel serve alla stazione base per inviare una risposta alla richiesta della MS fatta tramite canale RACH Canale DCCH Dedicated CCH un canale di controllo dedicato alla segnalazione sulle connessioni che si svolgono sul canale di traffico TCH Esso si suddivide in tre canali logici o Canale SACCH Slow Associated Control Channel serve per l invio di segnalazione durante la conversazione per la gestione della trama ed il controllo della potenza RF della MS o Canale FACCH Fast Asssociated Control Channel serve ad aiutare il canale SACCH il quale risulta lento per attivare la procedura di hand off o Canale SDCCH Stand alone Dedicated Control Channel serve per lo scambio dei messaggi tra la MS e la stazione radio base durante la fase di inizializzazione di una chiamata e durante l attesa per la connessione 6 2 PRINCIPALI FASI DI COLLEGAMENTO In modo riassuntivo si riportano le fasi pi importanti che caratterizzano le operazioni di collegamento nel sistema cellulare GSM 900 10 Accensione di una MS 110 La MS controlla tutti i 124
23. 13 2 1 Stato distributore All interno di STATO DISTRIBUTORE fig 13 9 si procede in modo simile a quanto avviene in SU FILE Dalla stringa contenente i campi telefono data ora messaggio tramite DIVISIONE CAMPI si riconoscono e separano i vari campi flag ingressi on off serbatoi I campi separati sono trasferiti alle opportune funzioni di decodifica dove vengono integrati con i dati statici Dalla stringa si estrae tramite DECODIFICA DATA ORA TEL la data l ora di invio e il numero di telefono del mittente Il tutto viene visualizzato nelle apposite tabelle presenti nella interfaccia grafica STRINGA DIVISIONE CAMPI DECODIFICA DATA ORAITEL DECODIFICA FLAG DECODIFICA CORRE ON OFF DATI STATICI rs DISTRIBUTORE INDICATORI STATO DISTRIBUTORE Figura 13 9 Flusso dati in STATO DISTRIBUTORE 226 13 3 DECODIFICHE Decodifica Flag Distingue il motivo dell invio del messaggio il campo flag composto da una stringa di due caratteri ASCII rappresentanti un numero codificato in esadecimale La stringa di caratteri viene convertita da numero esadecimale in numero binario rappresentato da un byte del quale si prende il primo elemento In base al suo valore 1 oppure 0 si riconosce se il messaggio stato inviato in modo autonomo dall unit remota oppure come risposta ad una richiesta da parte della centrale In dipendenza del valore ricevuto si associa un messaggio da visualizzare ne
24. 4 1 2 LA GESTIONE DI DISTRIBUTORI AUTOMATICI Consideriamo il caso di un impresa operante nel settore alimentare della distribuzione automatica che in base alle esigenze del cliente individua il parco macchine provvede all installazione dei distributori automatici fornendo i servizi di normale rifornimento delle apparecchiature e i servizi di assistenza tecnica in caso di malfunzionamento La redditivit dell impresa strettamente legata all efficienza dei distributori quindi l obiettivo consiste nel mantenerli continuamente in funzione con una sufficiente scorta dei prodotti che possono erogare Per poter raggiungere l obiettivo necessario organizzare delle visite periodiche in tutti i distributori per verificarne lo stato di funzionamento rifornirli ed effettuare le operazioni di manutenzione ordinaria ed eventualmente straordinaria Una caratteristica fondamentale della distribuzione automatica l avere un parco macchine sparso in modo disomogeneo nel territorio Ogni unit viene trattata come un magazzino indipendente che lavora in modo autonomo ma isolato Il lavorare in modo autonomo ma isolato da un lato garantisce la disponibilit della distribuzione dei prodotti secondo le necessit del cliente ma dall altro comporta che il gestore non in grado di sapere se il distributore sta facendo il suo dovere o se per un qualsiasi motivo si trova fuori servizio Da colloqui effettuati in particolare presso la
25. FRIULMATIC distribuzione automatica alimenti e bevande sita in provincia di Udine risultato che molte imprese che si occupano del vending nate come societ artigianali con pochi distributori si sono evolute raggiungendo un parco macchine di diverse migliaia di unit collocate anche a notevole distanza dalla sede aziendale La FRULMATIC gestisce ad esempio 5000 unit e il suo raggio d azione spazia in tutte e quattro le province della regione L espansione delle zone industriali uffici ecc ha infatti portato ad una notevole estensione delle zone su cui poter collocare i distributori non sono rare le imprese che operano in diverse regioni tramite pi filiali Le imprese per gestire i distributori hanno alle loro dipendenze degli operatori mobili ognuno di essi dispone di un veicolo fornito dalla stessa azienda per raggiungere le sedi dove si trovano 1 distributori ed dotato di un telefono portatile per comunicare con la sede dell impresa Il territorio in cui si trovano i distributori viene diviso in zone e ciascuna di esse affidata ad un operatore mobile Nel caso della FRIULMATIC per ogni operatore il numero di vending machine assegnate varia mediamente tra le 40 e le 100 unit 10 In generale la pianificazione delle visite effettuata tramite programmi gestionali dedicati a livello centrale ad ogni operatore mobile assegnato un piano di lavoro variabile di settimana in settimana ma rigido
26. La SMS MO consente all utente del network di inviare messaggi di testo fino a 160 caratteri ad un altro terminale GSM ad un fax o ad un indirizzo di posta elettronica su internet 119 In Italia tutti i gestori di rete GSM forniscono il servizio SMS MO 7 5 4 Il Centro Messaggi SMSC Il Centro servizio Messaggi SMSC Short Message Service Centre una macchina di tipo store and forward memorizza ed invia che accetta messaggi da diverse fonti modem altri terminali digitali altri SMSC internet e li mantiene in memoria fino a quando non riesce a recapitarli ai destinatari 31 Il tempo massimo in cui i messaggi verranno tenuti in memoria se lo SMSC non in grado di recapitarli immediatamente come nei casi in cui il terminale ricevente spento o fuori campo dipende dal gestore di rete ma pu anche essere pre programmato come uno speciale parametro al momento dell invio del messaggio stesso ed inoltre pu assumere valori inferiori ad un ora fino a qualche settimana Trascorso tale limite i messaggi vengono automaticamente rimossi dallo SMSC e non verranno pi recapitati ai terminali mobili Ogni network ha in genere uno o pi SMSC ad ogni SMSC corrisponde un numero telefonico che programmato sul telefono GSM dell utente consente di inviare messaggi Lo SMSC pu essere collegato agli altri SMSC degli altri gestori di rete GSM in base agli accordi di roaming internazionali stipulati ci consente agli uten
27. LabVIEW permette diverse operazioni con le stringhe ad esempio Ricerca prelievo e sostituzione di caratteri o parti di stringhe all interno di una stringa pi grande Concatenare due o pi stringhe Cancellare dei caratteri da una stringa Confrontare una stringa con una stringa campione Dividere le stringhe 11 4 2 Array Un array dato da elementi e dimensioni gli elementi sono i dati che formano l array Si possono avere array che hanno una o pi dimensioni Gli elementi che costituiscono un array devono essere omogenei tra loro possono essere ad esempio di tipo booleano delle stringhe di caratteri dei numeri ecc 174 Sono pratici per immagazzinare dati generati da cicli dove ad ogni iterazione si produce un elemento dell array Le operazioni possibili con gli array sono diverse alcune ad esempio sono le seguenti Costruzione dell array dati gli elementi Inizializzazione dell array Sostituzione di un elemento Recupero di un elemento Operazioni matematiche di tipo vettoriale 11 4 3 Scrittura su file LabVIEW consente la scrittura o la lettura di dati da o su un file A tal fine mette a disposizione dei moduli VI che permettono Apertura e chiusura di file Lettura e scrittura da o su file Creazione di directory e file secondo uno specifico percorso I moduli VI da usare dipendono dal formato dei dati che si devono acquisire o archiviare e dalle applicazioni che devo
28. Quando su un canale di comunicazione si trasferiscono dati necessario che i sistemi in comunicazione si scambino anche informazioni di controllo ad esempio per correggere errori di trasmissione sulla linea allora si pu usare il termine informazioni per descrivere tutto ci che viene scambiato sulla linea di comunicazione dati segnali di controllo Nella sua estensione pi generale la trasmissione dati si occupa sia del modo col quale questi sono trasmessi sul mezzo fisico di comunicazione sia delle tecniche di controllo della trasmissione della velocit di trasmissione dei dati e del loro formato 7 Tutte le apparecchiature di collegamento a linee di trasmissione dati analogiche o digitali prevedono la connessione del terminale del computer o dell apparecchiatura di rete mediante una interfaccia seriale 6 Per convenzione si denotano come DTE Data Terminal Equipment dispositivi elettronici che possono avere una capacit pi o meno ampia di elaborazione quali ad esempio calcolatori terminali video stazioni di lavoro per ufficio ma anche contatori domestici di consumo progettati per la lettura remota e altro ancora 7 Le apparecchiature di comunicazione quali i modem vengono dette DCE Data Communication Equipment Il collegamento tra DCE e DTE rappresenta una parte del livello fisico del modello OSI Esistono diversi standard che definiscono le caratteristiche elettriche e meccaniche dei cavi e dei connettori la cod
29. SITUAZIONE DISTRIBUTORE 001 numero tel mittente 393289188304 E SINTESI data invio 07 01 2002 elementi funzionali guasti ora invio 11 03 43 ID trasmesso 001 erbatoi esauriti ucchero alori memorizzati in centrale elefono 3285916176 matricola XX123 DZX indirizzo via Padova 190 messaggio dovuto a Esaurimento o Guasto SEE ELEMENTI FUNZONALI nomi residuoerogato capacit ripristino nomi stato bicchieri 4 6 10 6 Trig o OK x zucchero 0 10 10 caldaia OK caffe 8 10 2 the 8 10 acqua OK rifiuti liquidi O K cioccolai 8 10 gruppo caflOK angua 10 porta OK E in inn n E snack 10 N QO Ud AsWN O CI TO DANAAAAA gelato 10 GETTONIERA ettoniera libera _ RN BLOCCA GETTONIERA lSBLOCCA GETTONIERA AGGIORNAMENTO Figura 16 5 Stato distributore Indicatori L indicatore in alto al centro visualizza 1 ID del distributore che si sta attualmente esaminando 249 La finestra posta in alto a sinistra visualizza nelle prime quattro righe i dati relativi al distributore inviati da ogni SMS numero telefonico del distributore automatico data e ora in cui il remoto ha inviato il report l ID che memorizzato nel dispositivo remoto Le righe successive riportano i valori memorizzati in centrale il numero di matricola dato dal costruttore del distributore e l indirizzo in cui si trova Viene ripetuto il numero di telefono per permettere la verifica di eventuali discrepanze tr
30. Se il numero di tentativi supera un valore prestabilito ferma il programma e segnala l errore STATO GSM AT CREG ANALISI STRINGHE CODA COMANDI STOP ESTRAI COMANDO ERRORE At CREG lt mode gt lt stat gt SCRITTURA SU RS 232 LETTURA RS 232 Figura 12 8 Mancanza di registrazione diagramma di flusso Se un evento temporaneo ha causato il mancato invio dello Short Message il GM862 invia la stringa CMS ERROR 41 Gli eventi pi probabili che causano l inabilit temporanea d invio dello Short Message sono in genere causati dal momentaneo abbassamento del segnale radio o 191 dalla perdita della registrazione avvenuta mentre il GM862 tenta l invio dello Short Message dopo la verifica dello stato di registrazione In questo caso si attende un intervallo di time out e si ritenta l invio Per fare questo al diagramma di flusso di fig 12 6 si deve aggiungere la procedura ERRORE 41 Il diagramma di flusso relativo alla gestione della procedura dovuta all errore temporaneo riportata in figura 12 9 Quando ANALISI STRINGHE riconosce la stringa di errore attiva la funzione ERRORE 41 Quest ultima che aveva ricevuto in precedenza la stringa con la richiesta d invio della lt pdu gt A7T CMGS lt l enght gt forza la richiesta d invio al primo posto della coda COMANDI prevaricando cos eventuali comandi giunti nel frattempo attende un certo tempo di time out scaduto il quale abilita la fu
31. Simula il funzionamento del distributore Impostazioni distributore permette la gestione dei parametri del distributore 16 2 2 Distributore Nel riquadro distributore si trovano i seguenti componenti Interfaccia cliente fig 16 10 Simula quanto il cliente vede contiene i pulsanti per la selezione dei prodotti la spia che rappresenta lo stato di funzionamento della gettoniera e quindi se il distributore funzionante o meno THE CIOCCOLATA ACQUA SNACK e1 Fy Ko Figura 16 10 Interfaccia cliente Interno fig 16 11 L interno del distributore accessibile solo all operatore mobile contiene i vari serbatoi gli elementi funzionali e il pulsante rifornimento Ad ogni serbatoio associato un indicatore digitale ed uno grafico che evidenzia la diminuzione delle scorte 256 Gli elementi funzionali sono rappresentati da pulsanti luminosi Il guasto di un elemento simulato premendo il pulsante corrispondente che di colore verde se l elemento regolarmente funzionante rosso se l elemento guasto Essi sono associati alle uscite on off poste nel pannello che simula il collegamento con il dispositivo a microcontrollore fig 16 12 Il pulsante di rifornimento simula il rifornimento del distributore da parte dell operatore mobile riportando i livelli dei serbatoi al loro valore massimo Allo stesso tempo varia lo stato di un uscita on off per segnalare l evento al m
32. do Pa 167 Pd Boek diram ili 168 ilis AVORIO 168 ii SE ina 169 11 2 ESEMPIO DI PROGRAMMA VI sssrin 169 11 3 STRUTTURE DI CONTROLLO iaia ida 173 DEMI uil 174 00 Ida 174 it Mme 174 e PRO lia 175 1 44 Comunicazioni seriali i a 175 o Lea ala eni 176 11 5 VARIABILI LOCALI E GLOBALI 177 11 6 INTEGRAZIONE CON DATA BASE 177 12 DESCRIZIONE COMPLESSIVA DELLA SIMULAZIONE 179 12 1 WTEODUZIONE PRRRPAPIRARIRIBRA O IPRRRRPARE TOO RATIO IRE 179 12 2 GESTIONE GM 862 RR O RANA 182 12 2 1 Architettura del modulo i 182 122 2 Esecuzione comandi iii 183 del Elea 184 lea radica 185 12 2 32 Proced ra nlzarn ainia eiar seient 186 12 2 3 3 2460130111504 E 190 1224 POM 195 12 2 4 1 EAE 11101 ar PRRPRRBRRBRE ARI SOR BRR OR RIETI ERRE ERA 196 e Vella 200 12 2 5 DESCRIZIONE FUNZIONI ciricececececeeiceciceceieiee 201 12 2 5 1 Acquisizione dati dal modulo GM 862 201 12 2 5 1 1 ANSERISTIRONCRE ile 204 122 52 10190 RR RR RR ATRIA 205 122 53 PiesenzaSMiS lcleniaaa 206 12 2 5 4 Senta si RS PA A O TREO 207 PA Iulia 208 12 2 5 6 LIES PRO O 208 VI 4 93 EttoteAL i acli alan 209 12 2 5 8 211 I E E AEE A 209 12 2 5 9 SES PRO RD RE RT 210 Redi lello dai 211 12 2 6 Descrizione del PDU Protocol Data Unit 212 12 2 6 1 E gt 71 PRA RR RR ET ESS 212 12 2 6 2 MOI 219 13 SOFTWARE CENTRALE DI CONTROLLO vssrsrsrrrsrrssereseorioseoso 221 DIE Lalbicccacacaesina 224 0 allea 225 1
33. il set di caratteri notevolmente pi esteso L unicode supporta anche la compressione che viene effettuata mediante la codifica Huffman Concatenated Short Message una caratteristica della fase 2 che permette di concatenare pi messaggi brevi per formare un messaggio pi lungo In questo modo possibile scrivere messaggi fino a 38760 caratteri con codifica a 7 bit oppure 34170 con codifica ad 8 bit possono essere concatenati un massimo di 255 messaggi Parte della capacit di ogni messaggio usata per includere informazioni necessarie al ricevente per riordinare tutti 1 messaggi nella corretta sequenza 7 6 IL SERVIZIO DI TRASMISSIONE DATI Quando il sistema di telefonia cellulare GSM stato introdotto offriva esclusivamente servizi voce ma poich indipendentemente dal servizio richiesto trasmette sul canale radio informazioni in forma numerica o digitale si rivela un buon mezzo per la trasmissione dati Se si devono inviare dati attraverso una linea telefonica tradizionale analogica PSTN Public Switched Telephone Network necessario utilizzare dei dispositivi chiamati modem modulator demodulator Dal lato trasmittente il modem converte i dati in segnali variabili nel tempo modulazione in grado di attraversare la rete telefonica come se si trattasse di una conversazione il segnale ricevuto viene successivamente riconvertito dal modem ricevente in segnale numerico demodulazione Nel caso la trasmissi
34. la simulazione sia utile per la successiva realizzazione del sistema reale necessario separarla in moduli che rappresentino le varie entit che in esso intervengono si allora ritenuto opportuno sviluppare il software del prototipo di una centrale di controllo funzionante su PC realizzando un versione dimostrativa del sistema che per non sia un semplice videogioco ma comprenda elementi reali come il terminale d accesso al canale di comunicazione con la sua complessit di gestione Cos facendo il lavoro impiegato per lo sviluppo del modello software pu utilmente servire come base per lo sviluppo di un sistema di telerilevamento dati reale In conclusione si proceduto individuando le caratteristiche di base che il sistema deve avere realizzando poi un modello funzionante su pi PC fig 1 4 che utilizzi il canale di comunicazione che meglio si adatta per l applicazione in esame definendo il software di base per la comunicazione tra i distributori e la centrale e per la gestione dell interfaccia utente della centrale stessa 20 L E Il Il I terminale canale di comunicazione terminale d accesso reale d accesso FEE JEEN SIMULATORE LATO PROTOTIPO DISTRIBUTORE AUTOMATICO CENTRALE DI CONTROLLO Figura 1 4 Il modello da realizzare 21 22 2 GENERALITA SUL SISTEMA DI TELERILEVAMENTO DATI 2 1 IL S
35. nodi 3 6 2 Livelli protocolli e interfacce Un esempio di rete a cinque livelli rappresentato in figura 3 12 In essa i livelli N comunicano attraverso un protocollo di livello N Fra ogni coppia di livelli adiacenti si trova una interfaccia che definisce le operazioni primitive e i servizi che il livello sottostante offre a quello superiore Gli elementi attivi di ogni livello sono in genere chiamati entit entities una entit pu essere software un processo o hardware Le entit che comprendono il corrispondente livello su sistemi differenti sono chiamate entit pari peer entities 13 In realt anche se definito un protocollo di livello N nessun dato viene trasferito direttamente da un livello N all altro ogni livello infatti passa dati e informazioni di controllo al livello sottostante sino a quando si raggiunge il livello 1 sotto il quale si trova il mezzo fisico che effettua la trasmissione Nella figura 3 12 la comunicazione virtuale evidenziata dalle linee tratteggiate e segue un percorso orizzontale mentre quella reale visualizzata da linee continue procede in verticale scendendo tutti i livelli dal pi alto al pi basso dal lato trasmissione mentre procede all inverso dal lato ricezione 57 SISTEMA A SISTEMA B Protocollo di livello 5 Livello5 iueoco e ee sassi oei Livello 5 Interfaccia livelli 4 5 Livello 4 e _ ucscriuzoa Livello 4 Interfaccia livelli 3 4
36. noto solo al momento della visita non raro il caso in cui ci si trovi davanti un macchina fuori servizio anche per motivi banali come l esaurimento dei prodotti Se il fuori servizio originato da un guasto comporta ulteriori contrattempi In genere infatti chi rifornisce il distributore non la stessa persona che si occupa dell assistenza tecnica inoltre poich come detto sopra il guasto pu essere rilevato solo al momento della visita per le riparazioni spesso necessario avere delle parti di ricambio che sono strettamente dipendenti dal modello del distributore Un guasto provoca cos la necessit di una doppia visita cui va aggiunta la mancata vendita e il tempo di fermo macchina non recuperabile Al ritorno in sede i computer palmari degli operatori mobili sono connessi ad una rete locale che ne preleva i dati utilizzandoli per pianificare il successivo piano di visite e per ulteriori applicazioni Nella pianificazione delle visite l incognita maggiore data dal come il distributore si comporta Potrebbe essere soggetto a blocchi improvvisi come pure ad un esaurimento di alcuni prodotti dovuti a imprevisti e temporanei aumenti della domanda da parte del cliente o ad un qualsiasi altro motivo Per tentare di arginare la situazione alcune aziende si sono dotate di un numero verde affinch l utilizzatore segnali eventuali disservizi Il funzionamento del servizio per lasciato alla buona volont del
37. 2 Schema logico di primo livello In entrambi i sottosistemi presente il processo GESTIONE GM862 che pilotando il modem telefonico GM862 si occupa della gestione della rete di telecomunicazione Poich la comunicazione tra i due sottosistemi principali avviene solo tramite SMS il modulo GESTIONE GM862 preleva i messaggi da inviare e i numeri di telefono 180 dei destinatari provenienti dagli altri processi dei rispettivi sottosistemi indipendentemente dal contenuto dei messaggi si occupa della loro formattazione in SMS e dell invio al modulo telefonico e quindi alla rete GSM Il processo GESTIONE GM862 riceve inoltre dal modulo telefonico tutti gli SMS provenienti dalla rete GSM rendendoli disponibili in formato testo per gli altri processi dei rispettivi sottosistemi Per svolgere questi compiti il modulo GESTIONE GM862 comunica con gli altri processi del sistema tramite le code SMS RICEVUTI SMSDA INVIARE Si tratta di code di tipo FIFO First In First Out che contengono secondo il loro ordine d arrivo rispettivamente tutti gli SMS ricevuti dalla rete GSM e tutti i messaggi da inviare verso la rete GSM Nella figura 12 2 gli altri macro processi dell intero sistema sono dal lato del sottosistema centrale GESTIONE TELERILEVAMENTO che coordina tutte le attivit della centrale di controllo del sistema di telerilevamento in funzione degli input ricevuti dall operatore della centrale stessa e dalle periferiche
38. 28 Sito gsmbox com Articolo Nuove funzioni del Servizio SMS visionato il 24 07 01 http it gsmbox com gsm sms info new gsmbox GM 862 Manuale utente Telital Automotive Articolo 8 maggio 2001 Tecnologia HSCSD pi semplice del GPRS ma destinata a morire http www cellulari it html aremagazinedet asp IDsez 6 amp IDarticolo 2096 Articolo 11 giugno 2001 Definitivo tramonto per 1 HSCSD con l arrivo del GPRS http www telefonino net cgi bin news asp n 3958 Articolo 10 settembre 1999 GPRS o HSCSD ore decisive per il GSM http it gsmbox com news mobile_news all 4591 gsmbox Dapartment of Electronic Engineering Universit di Firenze Telematic Lab http telemat det unifi it b00k 2001 gprs Prof Pauletto D Nenna C General Packet Radio System GPRS http guidagprs supereva it The International Engineering Consortium http www iec org Sito GSM world it Introduzione all UMTS http www gsmworld it umts htm Sito UMTS Forum org http www umts forum org what is _umts html 291 29 30 31 292 European Vending Association standards EVA DTS http www eva be standards standards html LabVIEW User Manual Instruments Corporation Edizione 2000 Sito gsmbox com Articolo Il Centro Messaggi SMSC visionato il 24 07 01 http it gsmbox com gsm sms info smsc gsmbox APPENDICE IPROGRAMMI In allegato alla Tesi presente un CD ROM contenente
39. 31 25 2 Modalit di comunicazione iiiiice iii 32 23 4 Modalit di trasmissione iii 33 2 5 4 Laden 34 3 SISTEMI DI COMUNICAZIONE esesesosososcsososososososcsososososososososssososssssssssss 37 3 1 SEGNALI ANALOGICI SEGNALI NUMERICI o on 37 3 2 CARATTERISTICHE TRASMISSIONE VOCE DATI 38 3 3 RETI DI TELECOMUNICAZIONE cccciicirerieeieniereziezie 39 33 1 Struttura di una rete di telecomunicazione iii 40 Lil Pellio 41 3 3 1 2 Funzioni di una rete di telecomunicazione ieri 42 3 3 2 LA COMMUTAZIONE 43 3 3 2 1 Commutazione di circuito ala 43 3 3 2 2 Commutazione di messaggio ssessseessssresseessesrssressesrrsseessesers 44 SA Commutazione di pacchelig urina 45 3 4 SISTEMI DI TRASMISSIONE ae eonna o aera aeaa Eara a r iS E AIEEE 46 3 4 1 Trasmissione digitale di segnali analogici i 46 3 4 1 1 Codifica PCM uuuiiiiicicicizeeee erre ci ceci e eee reni ci ceci ce ee ecereciciniee 46 3 4 2 i aaa 49 SARI Late TOM aiar 51 3 5 LAZIONE lla 53 3 5 1 Modulazioni numeriche 54 3 6 RETI PER LA TRASMISSIONE DATI 55 3 6 1 Architetture a velli c ca 56 3 6 2 Livelli protocolli e MMEO O eccnssrreneiie n aa 37 3 6 3 E a E RE EAE EE E E IS0T 58 ell Vea 59 3 6 4 Il modello di riferimento OSI ii 60 364 1 Sistemi iatettedi ele 61 3041 Leelee aaa e i 62 3 6
40. 4 3 Trasmissione dati nel modello OSI rece re eeeeeeeeeeeneneneni 63 4 SISTEMI RADIOMOBILI c sesssosissssssssoososssssssssscosssssssssssssssssssssessssssssssssss 65 A1 EVOLUZIONE occain E N Ea Seea eaii aieeaii 65 4 2 CARATTERISTICHE GENERALI 67 4 3 LA TRASMISSIONE RADIO cccccccrcic cirie einer 67 4 3 1 La propagazione radio nell ambiente reale 69 ASLI Place 69 4 513 Pateren eoram e ai i 70 4 4 L ACCESSO AL CANALE RADIO c ccccrciriiiciereeeeezeeiere cirie 70 4 4 1 FDMA Frequency Division Multiple Access 71 4 4 2 TDMA Time Division Multiple Access iii 72 4 4 3 CDMA Code Division Multiple Actes 74 4 5 LATEONCACRIMABI aaa 74 4 5 GESTIONE DELLA MOBILIT iii 77 4 7 ILSISTEMA GSM ssesesssesresssiekrkna oknak a o kaba o naan A naaa AA anaa a 78 4 7 1 CETO 78 4 7 2 Lara tene generali iii 79 4 7 3 Comparazione tra sistema radiomobile analogico TACS e digitale illa 81 5 ARCHITETTURA DEL SISTEMA GSM esscsssssssscsscccsssssesscecocosssssssesosss 85 5 1 STRUTTURA DEL SISTEMA GSM 85 5 2 AREE DEFINITE NEL GSM cLci iii 87 5 9 MS MORILE STATION alla 89 Li SIM Subscriber Identity Module 93 5 4 BSS BASE STATION SUB SYSTEM ciciciiiiiieeeereee eee 94 5 4 1 BTS Base Transceiver Station M iii 96 5 4 2 BSC Base Station Controller ui 98 5 5 NSS NETWORK SWITCHING
41. Base Station Identity Code il quale viene irradiato e costituisce il codice colore color code che permette ad una MS di distinguere tra le differenti BTS che essa in grado di ricevere 5 3 MS MOBILE STATION La Mobile Station rappresenta il terminale mobile con il quale un utente pu accedere alla rete GSM e usufruire dei servizi offerti da essa Da un punto di vista funzionale una MS costiuita da una opportuna combinazione dei seguenti elementi fig 5 3 Mobile Termination MT Terminal Equipment TE Terminal Adapter TA 10 89 TA Terminal Adapter Gee i MS Mobile Station TE 1 MT 1 MT Mobile Termination R i TE Terminal Equipment S interfaccia S ISDN i i R Interfaccia non ISDN i I I I I TE 2 MT 2 I I I Figura 5 3 Configurazione di riferimento per la MS Mobile Termination MT l elemento che supporta le funzioni relative alla gestione del canale radio alla rice trasmissione delle informazioni via radio alla codifica decodifica della fonia alla gestione della mobilit etc A seconda delle possibilit di interfacciamento con altri apparati si distinguono tre tipi di MT MT 0 non supporta interfacce verso terminali esterni MT 1 supporta un interfaccia verso apparati ISDN nota come interfaccia S MT 2 supporta un interfaccia verso apparati di tipo non ISDN nota come interfaccia R Ne sono esempi le interfacce definite dalle raccomandazioni CCIT
42. E F E il SE Random Number 0 1 e Figura 11 3 Block diagram con fili e ciclo while Il codice nel block diagram ora completo e si pu far eseguire il programma Nel front panel si ha cos la situazione rappresentata in figura 11 4 172 rafico NUMERI CASUALI Plot0 Vj i Figura 11 4 Il programma in esecuzione 11 3 STRUTTURE DI CONTROLLO LabVIEW mette a disposizione delle strutture di controllo atte a indicare la sequenza delle operazioni da applicare per l esecuzione di un algoritmo In LabVIEW l esecuzione di un programma procede secondo l ordine in cui i dati raggiungono i terminali di un oggetto posto sul block diagram Un oggetto presente nel block diagram pu avere uno o pi terminali di ingresso da cui devono affluire i dati per permettere all oggetto di eseguire la sua funzione quando in tutti i terminali ci sono i dati necessari l oggetto in questione produce un output Questo permette cos di operare in multitask cio da un unica sorgente di dati si possono far funzionare pi processi contemporaneamente Con le strutture di controllo possibile regolare il flusso di dati attraverso i fili facendo in modo di coordinare la sequenza delle operazioni secondo gli scopi previsti dall algoritmo In LabVIEW le strutture di controllo sono delle rappresentazioni grafiche la cui funzione identica a quelle presenti nei linguaggi di programmazione basati su linee di testo Le strutt
43. I 3 OK 14 OK I5 OK poich si modificato l ID si hanno i valori del residuo ed erogato ma poich in centrale non sono memorizzati valori relativamente alle capacit nomi dei serbatoi e nomi degli elementi funzionali gli altri campi rimangono vuoti CENTRALE modifica ID 18 03 2002 20 41 33 headerNEWID003 3357755016 CENTRALE aggiornamento automatico 18 03 2002 20 42 56 headerRICH 3280113321 18 03 2002 20 42 56 headerRICH 3357755016 18 03 2002 20 42 56 headerRICH 3687690145 274 MICROCONTROLLORE Riceve il nuovo ID 18 03 2002 20 43 34 39335475640F 18 03 2002 Ore 20 37 29 headerNEWID003 Riceve SMS richiesta aggiornamento automatico 18 03 2002 20 44 05 39335475640F 18 03 2002 Ore 20 39 24 headerRICH Invio SMS REPORT 18 03 2002 20 44 05 header003FE00FF 4 6911928196 4010 1 9 335475640 CENTRALE report d attivit SMS RICEVUTO IL 18 03 2002 ALLE ORE 20 44 19 dati mittente numero telefonico 393357755016 data invio 18 03 2002 ora invio 20 39 46 ID trasmesso 003 messaggio dovuto a Richiesta da centrale valori memorizzati in centrale telefono 3357755016 matricola XX123 DZX indirizzo via Padova 190 stato gettoniera gettoniera libera NOMI RESIDUO EROGATO CAPACITA RIPRISTINO Serbatoio_0 bicchier 6 4 10 4 Serbatoio_1 zucchero 1 9 10 9 Serbatoio_2 caffe 9 1 10 1 Serbatoio_3 the 8 2 10 2 Serbatoio_4 cioccola 9 1 10 1 Serbatoio_5 acqua 4 6 10 6 Serbatoio_6 snack 10 0 10 0 Serbatoio_7 gelato 9 1
44. ISERVIZI OFFERTI DALLA RETE GSM 7 1 CLASSIFICAZIONE DEI SERVIZI La definizione che l ETSI European Telecommunication Standard Institute d dei servizi di telecomunicazione supportati da una rete GSM la seguente sono le possibilit di comunicazione che i gestori di rete mettono a disposizione degli utenti I servizi di telecomunicazione vengono suddivisi nelle seguenti due categorie fig 7 1 10 Teleservices teleservizi Forniscono una capacit di comunicazione completa tra utenti in quanto comprendono anche le funzioni relative agli apparati utilizzati per comunicare Bearer services servizi di trasporto o servizi portanti Forniscono la capacit di trasmettere segnali quindi informazioni tra punti di accesso ai servizi stessi Eventuali reti Rete di Tae di transito destinazione AS i Bearer Services Punto di accesso al servizio 1 interfaccia S 2 interfaccia R MS mea MT Eventuali reti Rete di LEO ME MT TA di transito destinazione SIR E MS L gt gt MTO Teleservices Cosi L Punto di accesso al servizio 3 MS Mobile Station MT Mobile Termination PLMN Public Land Mobile Network TE Terminal Equipment TA Terminal Adapter Figura 7 1 Concetti di Bearer Services e Teleservices In generale i servizi supportati da una PLMN GSM sono forniti in cooperazione con altre reti 113 Nella configurazione di riferimento di una
45. Identification Presentation consiste nel fornire al chiamato prima della risposta il numero del chiamante CLIR Calling Line Identification Restriction permette al chiamante di inibire l invio del proprio numero al chiamato CoLP Connected Line Identification Presentation consiste nel fornire al chiamante durante la fase di connessione della chiamata il numero della persona con la quale si connessi CoLR Connected Line Identificator restriction permette al chiamato di inibire l invio del proprio numero al chiamante durante una connessione Call Offering SS SS relativi ad offerte di chiamata Comprendono essenzialmente i servizi di trasferimento di chiamata call forwarding come ad esempio i seguenti CFU Call Forwarding Unconditional permette di trasferire tutte le chiamate dirette al proprio numero di telefono MSISDN ad un altro numero di telefono CFB Call Forwarding on mobile subscriber Busy permette di trasferire le chiamate dirette al numero di telefono di un utente ad un altro numero di telefono nel caso in cui l utente risulti occupato CFNRy Call Forwarding on No Reply permette di trasferire le chiamate dirette al numero di telefono di un utente ad un altro numero di telefono nel caso che l utente non risponda CFNRc Call Forwarding on mobile subscriber Not Reachable permette di trasferire le chiamate dirette al numero di telefono di un utente ad un altro numero di telefon
46. La trasmissione del messaggio avviene tramite il comando AT CMGS lt lenght gt lt CR gt che deve essere inviato alla porta seriale Il GM862 risponde al comando trasmettendo il prompt gt per indicare che pu essere inviata la lt pdu gt Una volta inviati i caratteri che compongono la lt pdu gt si deve inviare il carattere lt CTRL Z gt ASCII 26 perch la lt pdu gt venga accettata e il comando posto in esecuzione inviando ESC ASCII 27 si termina l inserimento della lt pdu gt senza eseguire il comando Se l invio dello Short Message ha successo il GM862 risponde con l indicazione CMGS lt mr gt dove lt mr gt indica il numero di identificazione del messaggio Message Reference necessario aspettare la stringa CMGS lt mr gt o una qualsiasi indicazione di errore prima dell invio di comandi che interagiscono con la SIM Costruita la lt pdu gt la sequenza di stringhe tra il software di comunicazione e il GM862 la seguente le stringhe che il software di comunicazione invia al modem GM862 sono sottolineate 185 AT CMGS 18 lt CR gt gt 0011000781214365F70000AA05E8329BFD06 lt CTRL Z gt CMGS 00 OK Dove 0011000781214365F70000AA05E8329BFD06 la lt pdu gt COSTRUZIONE PDU RICHIESTA INSERIMENTO v s c ATTESA gt INSERIMENTO PDU FINE PDU INSERIRE ASCII 26 ATTESA CMGS lt MR gt SMS INVIATO ALLA RETE GSM Figura 12 5 Procedura base invi
47. Mobile Station MS fig 7 2 in cui la MS definita come un opportuna combinazione di TE Terminal Equipment TA Terminal Adapter e MT Mobile Termination sono definiti i tre punti di accesso ai servizi di telecomunicazione MTO I MS Mobile Station TE 1 MT 1 MT Mobile Termination R l TE Terminal Equipment TA Terminal Adapter S interfaccia S ISDN I i i R Interfaccia non ISDN I i I I i i I Figura 7 2 Configurazione di riferimento per la MS Punti di accesso 1 e 2 per l accesso ai Bearer Services vedi fig 7 1 sono i punti in cui un utente pu accedere ai servizi di trasporto di informazioni Bearer Services supportati dalla rete Questi punti di accesso sono perci posti sull inerfaccia tra un TE Terminal Equipment o un TA Terminal Adapter ed una MT Mobile Termination ed in particolare il punto di accesso 1 posto sull interfaccia S TE1 MTI1 o TA MTI 1 il punto di accesso 2 posto sull inerfaccia R TE2 TA oTE2 MT2 La terminologia Bearer Service racchiude tutte quelle funzioni di basso livello che consentono di trasportare segnali elettrici tra i punti di accesso stessi escludendo quindi le funzioni di alto livello dei terminali utilizzati per accedere ai servizi stessi Punto di accesso 3 per l accesso a Teleservices posto sull interfaccia tra utente e terminale Il Teleservices comprende tutte le funzioni incluse quelle dei terminali che perme
48. Pulsante 4 Pulsante_5 Figura 15 3 Matrice caratteristiche distributore Il flusso dei dati all interno di GESTIONE EROGAZIONI rappresentato in figura 15 4 RICERCA PULSANTE CARATTERISTICHE DISTRIBUTORE PRELIEVO RIGA RICERCA INTESTAZIONE CODA EROGAZIONI AGGIORNAMENTO RESIDUI AGGIORNAMENTO EROGATO Figura 15 4 Flusso dati in gestione erogazioni Il processo preleva la prima stringa di caratteri dalla CODA EROGAZIONI Il formato delle stringhe di interesse inviate dal distributore noto ed il formato il seguente PULSANTE FEND dove i simboli rappresentano i caratteri che codificano il pulsante premuto Poich il distributore potrebbe inviare stringhe diverse relativamente ad altre informazioni si effettua il riconoscimento della stringa ricercando in essa l intestazione PULSANTE Se il riconoscimento non ha successo la stringa viene scartata e dalla coda erogazioni si preleva la successiva altrimenti si preleva il messaggio corrispondente alla codifica del pulsante e lo si invia a RICERCA PULSANTE che dalla matrice delle caratteristiche preleva la colonna con le 236 codifiche dei pulsanti che costituisce un vettore RICERCA PULSANTE effettua un confronto tra la codifica ricevuta e gli elementi del vettore Poich ad ogni elemento del vettore corrisponde un indice in base alla posizione che la codifica occupa nel vettore si ottiene la riga che il pulsante pre
49. RICEVUTI CODA SMS DA INVIARE GESTIONE TELERILEVAMENTO CONTROLLI INDICATORI Figura 13 1 GESTIONE TELERILEVAMENTO UTENTE Il flusso dei dati in GESTIONE TELERILEVAMENTO rappresentato in figura 13 2 dove i principali processi presenti sono Ricezione SMS Situazione distributore Gestione dati statici Gestione Comandi All interno di GESTIONE TELERILEVAMENTO la funzione RICEZIONE SMS preleva gli SMS dalla coda SMS RICEVUTI nella quale GESTIONE GM862 inserisce per ogni SMS ricevuto delle stringhe costituite da pi campi opportunamente separati e con i seguenti contenuti numero di telefono mittente data e ora d invio dell SMS messaggio contenuto nell SMS in formato testo RICEZIONE SMS esegue la decodifica per individuare se 1 SMS contiene informazioni d allarme ed in tal caso inserisce l ID contenuto nel messaggio nella finestra ALLARMI a questo livello che si deve segnalare in modo automatico un eventuale allarme poich per questa fase passano tutti gli SMS ricevuti mentre ai 221 livelli superiori vedi SITUAZIONE DISTRIBUTORE l SMS viene semplicemente letto dall utente e mantenuto in memoria fino al successivo aggiornamento ma non noto il momento in cui esso verr visionato Il messaggio una volta decodificato e integrato con i dati statici memorizzati in centrale inserito nel file di archivio contenente i vari report d attivit inoltre RICEZIONE SMS agg
50. T mentre il suo inverso 7 esprime la frequenza del segnale dalla quale si pu risalire alla frequenza di cifra F che determina il numero di cifre binarie trasmesse per unit di tempo e si misura in bit s 11 L interpretazione dei bit pu essere effettuata confrontando l ampiezza del segnale ricevuto con una soglia di riferimento se questa supera la soglia si considera ricevuto un 1 se il segnale sotto la soglia si considera ricevuto uno 0 10 Nei sistemi digitali non ha importanza conservare la forma esatta del segnale quanto evitare che rumore e distorsioni modifichino la forma di un impulso causando un errato riconoscimento del bit trasmesso In un sistema digitale il parametro principale con il quale si valuta la qualit del segnale ricevuto il Bit Error Rate BER ed cos definito Numero di bit errati BER Numero totale di bit trasmesi Ad un segnale che si evolve nel tempo sia esso digitale o analogico pu essere associata tramite il teorema di Fourier una rappresentazione nel dominio delle frequenze detta spettro del segnale che evidenzia tutte le frequenze dei segnali elementari che lo compongono In definitiva un segnale occupa un certo campo di frequenze e si definisce larghezza di banda B la differenza tra la frequenza massima fmax la frequenza minima fmin presente nel segnale considerato Br fmax fmin Generalmente i segnali analogici occupano uno spettro limitato nella frequenza mentre
51. accedere alla rete Vi sono sei diversi tipi di System Information ed i principali parametri in essi contenuti sono i seguenti identit della cella CI Cell Identity identit dell area di localizzazione LAI Location Area Identity massima potenza di trasmissione su un canale di controllo minimo livello del segnale ricevuto richiesto per poter accedere alla rete ecc Irradiare i messaggi di paging diretti alle MS chiamate e ricevere le richieste di accesso alla rete inviate dalle MS inoltrandole alle unit funzionali competenti Effettuare la codifica di canale la cifratura delle informazioni utente ecc Multiplare le informazioni da inviare su una data portante radio Una portante radio viene utilizzata a divisione di tempo mediante la tecnica TDMA definendo una trama di otto timeslot che realizzano otto canali fisici Modulare demodulare i segnali da inviare ricevere via radio eseguendo anche il frequency hopping se attivato Effettuare le misure di qualit sui canali di segnalazione dedicati e di traffico attivi nell up link cio la trasmissione dal terminale mobile verso la stazione radio base MS gt BTS ricevere le misure di qualit effettuate dalla MS down link cio la trasmissione dalla stazione radio base verso l unit mobile BTS gt MS inoltrare queste misure al BSC affinch le elabori e prenda le necessarie decisioni handover controllo della potenza del mobile ecc Implem
52. alla BTS ad intervalli di tempo regolari e su un apposito canale logico di controllo i risultati delle proprie misure La BTS poi invia al BSC tutte queste misure e questi parametri assieme alle condizioni operative correnti della MS Il BSC riceve il tutto lo analizza e forma una lista delle preferenze rank list delle BTS in grado di servire la MS questa procedura viene spesso denominata Locating La procedura di Locating consente al BSC sia di decidere quando il caso di effettuare un handover sia di determinare velocemente qual la BTS migliore verso cui compiere l handover Se la BTS che in un certo momento sta servendo una MS non si trova pi nelle condizioni migliori allora i parametri che definiscono la qualit della connessione RXLEV RXQUAL scendono al di sotto di una soglia di accettabilit prefissata Il BSC deve perci effettuare un handover e tramite la lista di preferenza in grado di sapere subito qual la BTS che pu servire meglio la MS questa BTS quella che risulta la prima della lista Gestione degli Handover interni al BSS Quando una MS passa da una cella ad un altra cella entrambe controllate dallo stesso BSC quest ultimo comanda l effettuazione dell handover senza coinvolgere altri elementi della rete Infatti in base ai risultati dell elaborazione delle misure effettuate dalle BTS e dalla MS Locating il BSC determina qual la BTS che pu servire meglio la MS O
53. che il bit RICH FAIL viene settato a 0 Modifica del numero cui indirizzare gli SMS Dalla stringa ricevuta si estrae il nuovo numero telefonico della centrale e lo si forza nella variabile contenente il numero attuale della centrale 242 Modifica identificativo ID del dispositivo remoto Si procede in modo analogo al caso precedente solo che si modifica la variabile locale associata a quella contenente l identificativo del dispositivo remoto Blocco gettoniera Si modifica direttamente il valore della variabile globale booleana corrispondente all ON OFF associato alla gettoniera ponendola in TRUE Sblocco gettoniera Si modifica direttamente il valore della variabile globale booleana corrispondente all ON OFF associato alla gettoniera ponendola in FALSE 243 244 16 FRONT PANEL 16 1 LA CENTRALE DI CONTROLLO L interfaccia grafica che il sistema offre all utente visualizzata nella figura 16 1 ed x DATI DISTRIBUTORI ci che appare nel monitor del PC della centrale D 001 3285916176 x123 Dzx f via Padova 190 inserisci visualizza cancella fio bicchieri Figo 10 zucchero caldaia 10 caffe acqua 10 the i liquidi I _ rifiuti liquidi T Tm igruppo caff 10
54. che nessun utente possa monopolizzare una linea di trasmissione molto a lungo 13 Il frazionare il messaggio in pacchetti consente inoltre la possibilit di trasmissione in pipeline non appena terminata la trasmissione del primo pacchetto sul primo canale si pu iniziare ad inoltrarlo sul secondo canale mentre sul primo canale in transito il secondo pacchetto Questo corrisponde a ridurre al minimo il tempo necessario all intero messaggio per attraversare un nodo di commutazione visto che nel funzionamento store and forward si prevede che il messaggio venga ricevuto per intero prima di iniziare la trasmissione sul canale successivo Queste ragioni rendono le reti a commutazione di pacchetto adatte alla gestione del traffico interattivo Lo svantaggio della commutazione di pacchetto consiste nella necessit di aumentare le informazioni di controllo da trasmettere causa l aggiunta delle intestazioni e code per ogni pacchetto Il collegamento tra utenti logico pi che fisico dal momento che i canali colleganti i vari nodi non sono riservati ad una specifica connessione da estremo ad estremo possono essere condivisi da pi connessioni logiche In tal modo la commutazione di pacchetto ottimizza l uso delle risorse di rete consentendo ad un elevato numero di applicazioni di usare gli stessi mezzi trasmissivi in modo che i canali fisici non siano mai liberi eccettuato il caso di assenza totale del traffico La commutazione di pac
55. cliente e se si pu avere un riscontro nel caso di piccole utenze molto pi raro dove il flusso di persone maggiore come nei luoghi pubblici Spesso per avviene che anche se la chiamata tempestiva l operatore mobile non pu farvi fronte poich impegnato a seguire il suo piano settimanale di visite che lo 11 pu portare in luoghi da cui fisicamente impossibile recarsi nel distributore che ha bisogno di assistenza compatibilmente con l orario di lavoro Il metodo comunque non consente di determinare il vero motivo del disservizio La pianificazione delle visite ai distributori automatici potrebbe essere resa pi efficiente conoscendo la situazione attuale dello stato dei distributori Una conoscenza sufficientemente aggiornata dello stato dell intero parco macchine permetterebbe l organizzazione delle visite di giorno in giorno anzich l obbligo di seguire un unico piano rigido per tutta la settimana consentendo di intervenire subito nelle zone in cui i livelli delle scorte sono pi bassi o si sono verificati dei guasti Il servizio di erogazione sarebbe cos continuativo verso il cliente portando automaticamente ad una maggior redditivit del distributore stesso Le imprese interpellate hanno stimato che con un sistema per la telemetria dei distributori automatici si potrebbe ottenere nell arco di un anno un incremento delle consumazioni superiore al 10 1 3 VANTAGGI DI UN SISTEMA DI TELERILEVAMEN
56. codificatore PCM risulta cos pari a 48 ve 8000 x 8 64 Kbps Nel passato la compressione veniva effettuata prima della codifica tramite un compressore analogico che prevedeva un codificatore a 8 bit Attualmente si preferisce operare direttamente sul segnale digitale si effettua prima una quantizzazione uniforme con successiva codifica a 12 bit per campione il segnale cos ottenuto poi compresso tramite un compressore digitale che riduce a 8 i bit per campione utilizzando una quantizzazione non uniforme 10 Dal lato ricezione il segnale subisce le seguenti operazioni che lo riportano dal formato digitale a quello analogico Espansione Questa operazione traduce il codice a 8 bit con quantizzazione non uniforme in un codice a 12 bit con quantizzazione uniforme Decodifica I singoli campioni sono ricostruiti a partire dalle sequenze di codice ricevute In uscita dal decodificatore si ottiene cos un segnale campionato e quantizzato Filtraggio di ricostruzione A partire dal segnale campionato ottenuto dalla decodifica possibile ricostruire il segnale analogico utilizzando un filtro Tutte queste operazioni sia in ricezione sia in trasmissione sono effettuate da un dispositivo chiamato CODEC Codificatore Decodificatore fig 3 4 Segnale campionato 12 bit per campione 8 bit per campione 8000 campioni s quantizzazione uniforme quantizzazione non uniforme CODIFICA COMPRESSIONE I Segnale analogico
57. con l utente Una volta impostato il front panel necessario inserire il codice che permetta poi il funzionamento del programma Quando si inseriscono degli oggetti all interno del front panel essi hanno automaticamente anche una loro rappresentazione nel block diagram che diversa a seconda dell oggetto rappresentato Ad esempio i controlli o indicatori di tipo booleano sono di colore verde Un indicatore si differenzia da un controllo perch ha lo spessore del bordo meno marcato fig 11 2 170 Untitled 1 Diagram Figura 11 2 Block diagram con stop e grafico I due terminali presenti nel block diagram corrispondono al pulsante di stop e al grafico che deve visualizzare l andamento dei numeri casuali E possibile spostare a piacimento la posizione in cui si trovano i terminali anche nel block diagram Dalla function palette disponibile nel block diagram si cerca se presente una funzione che genera automaticamente i numeri casuali questa funzione esiste ed rappresentata simbolicamente da dei dadi da gioco Tramite il mouse si preleva la funzione dalla function palette e la si trasferisce nel block diagram Per poter eseguire il programma in modo continuo necessario introdurre una struttura di controllo in questo caso si utilizza una struttura che implementa un ciclo di tipo while Il ciclo while rappresentato mediante un rettangolo con gli spigoli arrotondati figura nella stessa figura pe
58. dati equivale alla norma americana EIA RS232 C Electronics Industries Association Le raccomandazioni V 24 e V 28 fissano le caratteristiche fisiche ed elettriche degli apparati di trasmissione dati per velocit di trasmissione inferiori a 20 Kbps La connessione fisica tra DTE e DCE si realizza tramite un cavo di breve lunghezza max 15m ai cui estremi si trova un connettore normalizzato dall ISO International Standard Organizzation generalmente esso dotato di 25 pin e detto Cannon tipo D la normativa lo prevede di tipo femmina sul DCE e di tipo maschio sul DTE normalmente per per il collegamento DTE DCE viene utilizzato solo un ridotto numero dei pin perci le dimensioni del connettore si possono ridurre a 9 pin fig 9 3 I segnali di controllo si considerano allo stato di lavoro ON stato logico 0 quando la tensione tra 3V 15V rispetto alla massa mentre si considerano allo stato di riposo OFF stato logico 1 se la tensione compresa tra 3V 15V rispetto alla massa L intervallo delle tensioni compreso tra 3V e 3V si considera come transizione tra stato ON e stato OFF 137 Pin ignal Em Data Set Read 2 Fisceived Data Request to Send EE 9 Pin ignal i Data Carrier Detect Transmitted Data 4 Data Terminal Read 5 Signal Ground Figura 9 3 RS 232C riferita ad un DCE lear to Send Fina Indicator Le specifiche definiscono tra l altro quali circuiti sono connessi a ciascun piedino e
59. dei valori inseriti per ultimi Se la modifica riguarda PID il sistema lo interpreter come un nuovo distributore Cancellazione Per cancellare un distributore si deve inserire il suo ID e successivamente premere cancella La rimozione dei dati far si che il sistema non consideri pi il distributore e quindi non invier pi le richieste di aggiornamento in modo automatico e il suo ID non comparir nel riquadro elenco distributori 16 1 7 Generalit dei distributori Raggruppa in un unica schermata fig 16 8 tutti i distributori inseriti e i dati associati ad essi 253 formata da un insieme di tabelle una per ogni categoria di dati In ogni tabella la prima colonna riguarda l identificativo ID del distributore mentre nelle successive ci sono i valori dei dati corrispondenti possibile inserire o modificare direttamente in questo riquadro i dati relativi ai distributori generalit distributori ID telefono ID nomi_elementi ID telefono E E E _ 14 1_5 3285916176 rifiuti liquidi gruppo caff 3285916176 i rifiuti liquidi gruppo caff porta 3280113321 rifiuti liquidi gruppo caff porta ID matricola ID nomi_serbatoi matricola s_0 S_1 s 2 s 3 s 4 S indirizzi via cividale 124 via Padova 194 via Roma 118 Figura 16 8 Generalit distributori 254 16 2 IL DISTRIBUTORE AUTOMATICO 16 2 1 Descrizione Il modulo
60. di telefono MSISDN non consente di determinare direttamente la posizione di una MS nel sistema GSM viene associato ad ogni utente mobile mobile subscriber un identificativo denominato 103 IMSI International Mobile Subscriber Identity che costituisce una specie di puntatore per la ricerca dei dati di utente all interno dei database HLR e VLR Una PLMN GSM riconosce cos un proprio utente tramite l IMSI ad esso associato Grazie all IMSI la rete in grado di recuperare tutte le informazioni necessarie servizi sottoscritti localizzazione ecc per fornire all utente tassandoli i propri servizi L HLR memorizza sia 1 MSISDN che l IMSI e quindi in grado di recuperare i dati di utente una volta fornitogli 1 MSISDN Dal lato utente invece 1 MSISDN ed l IMSI sono memorizzati nel SIM Quando si chiama una Mobile Station digitandone il numero di telefono l informazione che un MSC Mobile services Switching Centre pu ricavare dall analisi di questo numero non la localizzazione dell utente ma qual PHLR a cui vanno richieste le informazioni relative all utente Riassumendo l HLR di un gestore memorizza per ogni suo utente informazioni permanenti e informazioni dinamiche queste ultime variano nel tempo e devono essere aggiornate in tempo reale Informazioni di tipo permanente L IMSI che identifica univocamente l abbonato all interno di una qualunque rete GSM e che contenuto anch
61. e se funziona o meno tramite delle frasi come ok oppure guasto Una tabella che riporta le generalit del distributore costituita dall indirizzo il numero di matricola la data e l ora cui si riferiscono le informazioni delle precedenti tabelle Nome serbatoio Residuo Erogato Capacit ripristino stato Generalit distributore Indirizzo del distributore Numero di matricola Data ora Identificativo ID Figura 10 4 Formato di rappresentazione dei dati 10 3 4 Relazioni tra i sottosistemi Il sistema di telerilevamento scomponibile nei seguenti sottosistemi principali fig 10 5 Sottosistema remoto o periferico Rete GSM Sottosistema centrale SOTTOSISTEMA SOTTOSISTEMA REMOTO CENTRALE Figura 10 5 Sottosistemi principali 154 Sottosistema remoto Il sottosistema remoto a diretto contatto con il distributore automatico tramite il dispositivo a microcontrollore rileva le consumazioni effettuate e aggiorna a livello locale la situazione delle scorte e al momento opportuno comunica questi valori alla centrale L operatore mobile tramite un pulsante situato nel distributore automatico segnala al dispositivo a microcontrollore quando ha effettuato il rifornimento in modo che quest ultimo possa aggiornare il nuovo livello delle scorte disponibili Il dispositivo a microcontrollore monitorizza lo stato degl
62. esadecimale e diventa 4C poi lo si invia al GM862 in forma di due caratteri in questo caso 4 e C Il PDU si differenzia a seconda che si invii l SMS dal GM862 verso la rete GSM Mobile Originated oppure l SMS sia ricevuto dalla rete GSM Mobile Terminated Per tale motivo sono stati sviluppati due appositi moduli VI incaricati di codificare il messaggio di testo in formato PDU e di decodificare 1 SMS ricevuto in formato testo denominati rispettivamente CREA PDU PDU to TXT Si descrive il PDU presentando prima il caso Mobile Originated e successivamente si evidenzieranno solo le differenze rispetto al caso Mobile Terminated 12 2 6 1 Mobile Originated Il modulo VI Crea PDU fig 12 27 converte il messaggio di testo da inviare nel formato PDU riceve come input il messaggio da inviare il numero di telefono del destinatario il periodo di validit del SMS e restituisce come output la lunghezza della PDU e l SMS in formato PDU 212 Messaggio Numero del destinatario SMS in formato PDU Validity Period CREA PDU PDU lenght Figura 12 27 Input output Crea PDU per l introduzione del Validity Period a sua volta stato sviluppato un altro modulo VI I campi che la compongono sono i seguenti 1 12 ottetti 1 ottetto l ottetto 2 12 ottetti 1 ottetto 1 ottetto 0 1 7 ottetti 1 ottetto 0 140 ottetti SMSC PDU MR DA PID DCS VP UDL UD type SMSC indirizzo S
63. fig 12 16 una di esse stringa completa viene processata ed eliminata mentre nell altra sono aggiunte eventuali intestazioni oppure si attende il completamento della lettura fino al ricevimento del carattere lt CR gt rimandandola verso LETTURA RS232 che rileva i nuovi byte provenienti dalla lettura della porta seriale e li accoda a quanto precedentemente letto stringa con eventuali intestazioni fittizie o incompleta LEGGI RS232 stringa incompleta ANALISI STRINGHE stringa completa Figura 12 16 Acquisizione dati dal GM862 203 12 2 5 1 1 ANALISI STRINGHE La funzione memorizza tutte le intestazioni d interesse sia quelle date proprie del GM862 sia quelle fittizie in un vettore di cui ogni elemento costituisce un intestazione Poich non noto l ordine in cui le stringhe si presentano per evitare di perdere informazioni necessario effettuare una ricerca delle intestazioni su tutte le parole chiave memorizzate man mano che una intestazione riconosciuta essa viene eliminata Per fare questo implementa un ciclo in cui ad ogni iterazione verifica se c una corrispondenza tra la stringa ricevuta ed un elemento del vettore intestazioni solo dopo aver verificato un eventuale corrispondenza con tutte le intestazioni memorizzate la stringa viene eliminata Ad ogni intestazione memorizzata corrispondono una o pi istruzioni che possono essere l acquisizione dei dati successivi all intestazione del
64. i programmi di quanto precedentemente esposto Per il loro funzionamento necessario aver installato una versione di LabVIEW 5 o superiore 293
65. i segnali di tipo digitale sono definiti dal punto di vista spettrale a banda larga 8 questo perch sussiste il seguente risultato notevole segnali pi rapidamente variabili nel tempo occupano bande pi estese 12 La banda passante di un canale di trasmissione l intervallo di frequenza che pu essere usato in quel canale senza che questo crei distorsioni apprezzabili infatti tutti i mezzi di trasmissione abbattono le componenti di Fourier presenti nel segnale da trasmettere di quantit diverse introducendo cos una distorsione Di solito le ampiezze sono trasmesse intatte in una ben determinata banda di frequenze mentre al di fuori di tale range sono fortemente attenuate 13 3 2 CARATTERISTICHE TRASMISSIONE VOCE DATI La trasmissione della voce e dei dati richiedono caratteristiche diverse infatti si ha che una chiamata telefonica presenta in genere le seguenti particolarit 9 Sensibilit al ritardo le pause durante la conversazione hanno anch esse un contenuto informativo pertanto la rete non pu aggiungere o rimuovere periodi di silenzio 38 Lunga durata le chiamate telefoniche hanno solitamente una durata relativamente lunga se paragonata al tempo necessario per la loro instaurazione infatti mentre quest ultima richiede un periodo variabile dai 3 agli 11 secondi la conversazione si protrae mediamente per un tempo compreso tra i 5 e 7 minuti Requisiti di banda stretta una banda di 3 1 kHz
66. il loro significato La gestione del colloquio affidata al DTE Data Terminal Equipment che inizia il dialogo ponendo in condizione ON il circuito posto sul piedino 4 detto Data Terminal Ready DTR fig 9 4 in questo modo il DTE comunica al DCE ad esso associato che acceso e pronto a trasmettere A questo punto il DCE associato sollecitato dal precedente segnale risponde con il circuito posto nel pin 6 Data Set Ready DSR comunicando a sua volta al DTE che pronto a trasmettere La fase di inizializzazione descritta deve essere ripetuta dal lato remoto della linea di collegamento tra i rispettivi DCE e DTE Quando il DTE e il DCE sono pronti a trasmettere dati i rispettivi circuiti DTR e DSR si troveranno nello stato ON Le apparecchiature sono cos potenzialmente in grado di trasmettere e ricevere le informazioni il DTE che ha i dati da trasmettere pone il circuito posto sul pin 7 Request To Send RTS in posizione ON abilitando in questo modo il modem all invio della portante la quale sar ricevuta e riconosciuta dal DCE ricevente tramite il circuito posto nel pin 1 Data Carrier Detect DCD che segnala al DCE associato che ci sono dei dati da ricevere Successivamente il DCE trasmittente informa del regolare avvio della portante tramite il circuito posto nel pin 8 Clear To Send CTS per tutto il tempo nel quale il DTE o il DCE sono pronti a ricevere dati le linee RTS o CTS si trovano nello stato ON Al termine di que
67. il supporto fisico per la realizzazione di servizi relativi al trasferimento a distanza delle informazioni I servizi possono essere di tipo unidirezionale o bidirezionale in relazione alla direzione del flusso di informazione ad esempio servizi di tipo unidirezionale sono la radiodiffusione audio o televisiva dove l informazione distribuita da una sorgente verso chiunque disponga di un opportuno apparato ricevitore ma il ricevente non pu inviare informazioni Il servizio telefonico offre invece un servizio bidirezionale perch permette a tutti gli utenti di interconnettersi fra loro potendo ricevere e inviare informazioni Tra le caratteristiche fondamentali di una rete di telecomunicazioni si trovano la sua estensione geografica e la sua capillarit Quest ultima pu essere intesa sia come la possibilit data agli utenti di accedere alla rete stessa da un qualsiasi punto interno all area dove essa si estende come nel caso del servizio di telefonia radiomobile sia come numerosit dei suoi utenti 12 39 Le reti devono offrire prestazioni diverse in base al servizio svolto ad esempio il servizio telefonico richiede un colloquio in tempo reale tra gli utenti si distingue allora tra servizi di tipo Isocrono quando si devono mantenere in ricezione le stesse relazioni temporali con cui i messaggi sono prodotti dalla sorgente Asincrono non isocroni quando il traffico non ha bisogno di riferimenti temporali precisi e
68. impossibile raggiungere questo traguardo Si cos arrivati ad IMT 2000 International Mobile Communication sigla che indica l insieme dei nuovi standard di comunicazione Di fatto formato da una famiglia di sistemi tra cui l UMTS le principali caratteristiche dello standard IMT 2000 consistono in 26 Copertura mondiale Supporto per la trasmissione dati sia a commutazione di circuito sia a commutazione di pacchetto 129 Velocita di trasmissione fino a 2 Mbps in dipendenza della velocit dell apparato mobile Elevata efficienza dello spettro 8 3 1 UMTS Il sistema UMTS Universal Mobile Telecommunications System sviluppato dal Third Generation Partnership Project 3GPP una joint venture tra diversi organismi internazionali di standardizzazione tra i quali ETSI Europa Association of Radio Industries and Business Telecommunication Tecnology Committee ATIB TTC Giappone American National Standard Institute ANSI T 1 USA Telecommunications Tecnology Association TTA Corea del Sud e Chinese Wireless Telecommunication Standard CWTS Cina 26 Le innovative scelte tecniche adottate permetteranno di accedere a tutta una serie di servizi fino ad oggi impensabili e con prestazioni sempre pi simili a quelli messe a disposizione dai sistemi fissi L introduzione del sistema UMTS avverr in fasi successive caratterizzate da un progressivo aumento delle funzionalit L obiettivo di fornire se
69. le modulazioni di tipo digitale in quanto un sistema digitale presenta numerosi vantaggi rispetto ad un sistema analogico alcuni dei quali sono Maggiore immunita al rumore Possibilit di rivelare e correggere gli errori Possibilit di crittografare le informazioni inviate Capacit di utilizzare le stesse strutture per trasmettere informazioni di natura diversa Si presentano brevemente le caratteristiche delle principali modulazioni numeriche 3 5 1 Modulazioni numeriche Le modulazioni numeriche permettono di trasmettere un segnale modulante digitale su un canale analogico sono utilizzate nelle trasmissione nei sistemi cellulari nei ponti radio nei collegamenti via satellite e si possono suddividere nelle seguenti categorie Modulazioni di ampiezza ASK Amplitude Shift Keying Modulazioni di frequenza FSK Frequency Shif Keying Modulazioni di fase PSK Phase Shift Keyng ASK Il segnale digitale che contiene l informazione modula una portante sinusoidale facendone variare l ampiezza in modo che all uno logico corrisponda la portante stessa mentre allo zero logico corrisponde l assenza di portante fig 3 8 una modulazione molto sensibile al rumore i i 14901 DATI HUMEREK I SEGNALE MODULAITE AAANAAAA SEGIALE PORTANTE dr AVAT af SEGIALE MODULATO ASK Figura 3 8 Modulazione ASK 54 FSK Si hanno due segnali portanti a frequenze diverse associate ai due valori logici binar
70. messaggio di testo o con un codice numerico che permette di esaminare l esito del comando oppure la realizzazione del software di comunicazione da inserire all interno del DTE per la gestione automatica del modem Un modem Hayes compatibile dispone di due stati o modi ben definiti Stato di comando Stato di comunicazione Stato di comando Il modem si dispone nel modo comando subito dopo l accensione e in tale stato i caratteri forniti dal DTE sono interpretati come comandi I comandi inviati permettono ad esempio di verificare o modificare la configurazione esistente effettuare la procedura di connessione inviare SMS nel caso di modem GSM memorizzare e richiamare numeri telefonici ecc 135 Stato comunicazione Una volta stabilita la connessione con il dispositivo remoto il modem entra nel modo comunicazione In questo stato tutti i caratteri spediti dal DTE al modem sono trasmessi al corrispondente remoto parallelamente il modem si predispone alla ricezione di eventuali dati trasmessi dal remoto Nel modo comunicazione il modem interpreter come comando solamente il comando di escape poich quando il modem connesso con un dispositivo remoto non interpreta i comandi ma trasmette tutti i caratteri ricevuti dall interfaccia seriale per riportare il modem allo stato comando l utente o il software di comunicazione deve inviare una particolare sequenza ravvicinata di tre caratteri intervallati da un tempo di sicurezz
71. mobili nel senso che essi possono essere chiamati chiamare conversare anche durante i loro spostamenti Facendo riferimento al sistema GSM le procedure che devono essere messe in atto per supportare la mobilit degli utenti sono essenzialmente quelle di roaming location updating paging handover 10 Roaming Indica la possibilit offerta agli utenti la cui stazione mobile sia accesa ed a riposo di spostarsi su tutto il territorio servito dal sistema e di essere comunque sempre rintracciabili per ricevere eventuali chiamate Il sistema deve cos memorizzare in un database la posizione degli utenti ed aggiornare tale dato man mano che essi si spostano A questo scopo il territorio servito viene suddiviso in un certo numero di Location Area LA aree di localizzazione ognuna delle quali ha un proprio identificativo ed il sistema memorizza la posizione di un utente in termini di Location Area in cui egli si trova Location Updating Consiste nella procedura con la quale avviene l aggiornamento della localizzazione di un utente quando egli spostandosi passa da una Location Area ad un altra Per consentire questo in ogni Location Area viene diffusa su un canale di controllo anche l identit della Location Area stessa LAI Location Area Identity la quale viene memorizzata dalla stazione mobile Quando la stazione mobile riceve una LAI diversa da quella memorizzata invia un messaggio al sistema per attivare la procedura di Lo
72. modulo di gestione del modem telefonico che deve gestire il terminale d accesso alla rete GSM Le possibilit di 143 comunicazione sono costituite da una connessione dati o dall utilizzo degli SMS Nel caso si utilizzi una connessione dati il programma di comunicazione deve gestire le seguenti fasi instaurazione della connessione trasferimento dei dati ed infine la chiusura della connessione Si devono inoltre gestire eventi quali una perdita della connessione dovuta ad esempio a cause esterne non prevedibili mentre in atto il trasferimento dei dati il che rende necessaria una ritrasmissione completa del messaggio Altri eventi da gestire sono la oppure chiamata senza risposta oppure su numero occupato Utilizzando gli SMS non si deve gestire una connessione poich operano mediante un protocollo senza connessione il che semplifica il software di gestione della comunicazione per contro il numero di caratteri e quindi di dati inviabili limitato A differenza della connessione dati in cui i primi dati inviati sono i primi ad essere ricevuti nel caso degli SMS pu succedere che l ordine d invio non corrisponda a quello di ricezione Protocollo multipunto Il modulo che pilota il modem telefonico gestisce il colloquio con una periferica alla volta necessario allora introdurre un livello che si occupi della gestione della totalit delle periferiche stabilendo la modalit con cui queste debbano essere contattate Esis
73. o viceversa D A questo causa una distorsione del segnale in uscita La quantizzazione pu essere eseguita come segue Quantizzazione lineare Il passo di quantizzazione AV costante e l errore di quantizzazione massimo sempre lo stesso sia per i campioni forti che per quelli deboli esso ha per un effetto maggiore sui segnali deboli che sono i pi distorti e minore per i segnali forti Si pu dimostrare che per rendere l errore di quantizzazione accettabile anche per i campioni piccoli necessario codificare ogni campione con un numero di bit pari almeno a n 12 bit campione 10 Quantizzazione non lineare o logaritmica Il passo di quantizzazione non costante esso piccolo nell intorno dell origine per segnali deboli mentre diventa sempre pi alto allontanandosi da essa In 47 questo modo si commette un errore di quantizzazione piccolo per segnali di basso livello e grande per i segnali di alto livello 8 ma questi ultimi tollerano meglio gt l errore vO A Segnale analogico da campionare gt tempo Ampiezza Vado 111 11 livelli di T quantizzazione Segnale analogico RR Segna E j campionato slo 1 Passo di Ti J quantizzazione T 1 UE d r p T E sw V rax ll 011 11 Figura 3 3 Campionamento codifica PCM Codifica La codifica del segnale quantizzato consiste nell attribuire un codice binario ad ogni livello quantizzato trasformandolo in una serie di bit La co
74. permettono ad un task di inserire delle stringhe di caratteri una di seguito all altra per essere poi estratte da un altro task nell ordine in cui sono state inserite o nell ordine inverso La coda consiste in un numero variabile di elementi costituiti da stringhe di caratteri con la propriet che in ogni momento volendo estrarne uno a seconda del tipo di coda si deve estrarre necessariamente l ultimo elemento depositato o il primo inserito nel primo caso la coda si dice LIFO Last In First Out mentre nel secondo detta FIFO First In First Out Le code consentono cos il passaggio di una sequenza ordinata di dati sia tra parti dello stesso programma sia tra diversi moduli VI In LabVIEW la gestione delle code comprende diversi moduli base che devono essere opportunamente collegati tra loro e integrati nell applicazione che si intende realizzare Alcuni moduli sono i seguenti Create queue Crea una coda nell applicazione corrente e ne definisce i parametri come ad esempio il massimo numero di elementi che possibile inserire Flush queue Rimuove tutti gli elementi presenti nella coda Insert queue element Permette di inserire un elemento al principio o alla fine della coda Remove queue element Permette di estrarre il primo o l ultimo elemento presente nella coda 176 11 5 VARIABILI LOCALI E GLOBALI In LabVIEW sono presenti due tipologie di variabili le variabili globali e locali Esse permett
75. porta seriale per avere la stringa completa infatti il GM862 pu inviare i byte che compongono le stringhe con un certo ritardo ma il ciclo principale del programma di cui fa parte anche GESTIONE GM862 deve eseguire altri compiti oltre alla lettura della porta seriale e quindi il tempo ad essa dedicato limitato Procedura base Il procedimento base per l acquisizione delle stringhe il seguente ad ogni iterazione il programma verifica se ci sono dei byte da leggere dalla porta seriale e in caso positivo li legge ad ogni byte corrisponde un carattere della stringa La lettura effettuata produce una stringa di caratteri ma non detto che contenga tutto il contenuto informativo necessario memorizzare quanto ricevuto per accodare i byte provenienti da successive letture fino ad ottenere la stringa completa condizione che si raggiunge quando viene prelevato il carattere lt CR gt La stringa cos ottenuta una volta processata pu essere eliminata Per conoscere il significato dei dati ricevuti necessario memorizzare tutte le intestazioni di interesse che costituiscono cos delle parole chiave 201 In base all intestazione ricevuta si incamerano i dati necessari e si attivano le varie funzioni interne a GESTIONE GM862 Casi particolari Per applicare praticamente quanto detto sopra necessario considerare i seguenti casi particolari l 202 E legato alla risposta al comando AT CMGL 4 utilizzato per leg
76. principale dell HSCSD dato proprio dall utilizzo simultaneo dei quattro timeslots rispetto all unico normalmente impiegato nelle chiamate vocali quindi utilizzare la tecnologia HSCSD equivale ad effettuare quattro chiamate contemporaneamente ma gli operatori GSM che hanno problemi di saturazione di rete e che servono un elevato numero di utenti non possono permetterselo Il costo dovrebbe essere quindi quattro volte quello di una chiamata voce prezzo ovviamente inaccettabile 8 2 IL GPRS GENERAL PACKET RADIO SERVICE I piani di sviluppo del sistema GSM prevedevano un graduale passaggio all HSCSD per muoversi successivamente verso il GPRS nell arco di qualche anno per un ritardo nell attuazione delle varie fasi del GSM e soprattutto una forte spinta da parte dei vari gestori di servizi per un sistema di trasmissione a pacchetto hanno modificato i piani originali 23 L arrivo del GPRS ha fatto adottare questo sistema da parte della stragrande maggioranza degli operatori relegando l HSCSD ad un ruolo sempre pi marginale 22 Il GPRS consente un passaggio pi graduale alla terza generazione in quanto si presenta come ponte tra il vecchio sistema GSM 2G e la futura rete UMTS Esso non intende sostituire il GSM ma affiancarlo fornendo un migliore supporto ai dati per poter introdurre nuovi servizi in aggiunta a quelli gi esistenti SMS e WAP 127 Wireless Application Protocol una variante di HTTP adatta ad un contesto m
77. quella effettuata con i tradizionali protocolli perch la dimensione del pacchetto di dati trasmesso viene ottimizzata in funzione delle condizioni del segnale radio che in genere nel link tra un telefono mobile e la stazione radio base sono continuamente variabili Ci significa che se ci sono errori nel pacchetto di dati ricevuto necessario ritrasmettere solo un piccolo pacchetto invece di uno di grosse dimensioni come solitamente avviene con i protocolli usati in una connessione tra modem collegati attraverso una rete pubblica I dati trasmessi in questa modalit potrebbero subire dei ritardi nella trasmissione da un capo all altro del link questo dovuto principalmente al fatto che il protocollo RLP ritrasmette automaticamente senza che l utente se ne accorga i pacchetti errati 7 63 Richiesta del servizio dati Per poter effettuare trasmissione dati con i telefoni GSM necessario possedere una SIM con abilitate le funzionalit dati Le funzionalit dati vanno richieste all apertura di un nuovo contratto oppure va richiesta l estensione ad un contratto gi esistente Al gestore di rete bisogna esplicitamente comunicare quale modalit si desidera venga associata al numero dati Per la maggior parte delle applicazioni la modalit ideale quella 9600 non trasparente 20 All utente il gestore di rete fornir tre numeri telefonici uno per la fonia uno per la modalit dati e uno per la modalit fax 125
78. servizi e commercializzazione I distributori si possono trovare nei luoghi pi svariati uffici scuole industrie ospedali stazioni etc Hanno la capacit di essere operativi per ventiquattro ore al giorno e per tutti i giorni dell anno Non necessitano di personale di presidio quindi per la loro gestione fondamentale la capacit di organizzare gli interventi di rifornimento e manutenzione Il vending alimentare rappresenta un sistema di ristorazione per le aziende completamente automatizzato ben assortito e adatto alla piccola pausa In Italia sono presenti circa 350 mila distributori automatici di cui 200 mila erogano bevande calde 70 mila sono di bevande fredde mentre 35 mila quelli di snack 1 A livello nazionale il settore rappresentato dalla CONFIDA Confederazione Italiana della Distribuzione Automatica essa fissa 1 principi etici ai quali le diverse imprese appartenenti devono attenersi e coordina la gestione delle capacit umane e produttive 2 A livello europeo il settore della distribuzione automatica rappresentato da EVA European Vending Association conta circa 3 2 milioni di distributori e una vendita giornaliera di 10 milioni di prodotti 3 Oltre oceano si trova la NAMA National Automatic Merchandaising Association rappresenta l industria della distribuzione di cibo e bevande negli Stati Uniti in cui il fatturato della distribuzione automatica si aggira attorno ai due miliardi di dollari
79. servizi supplementari ecc Il database denominato HLR Home Location Register o registro per la localizzazione degli utenti Home appartenenti a quel gestore in quanto il database o Register che contiene tra l altro le informazioni necessarie per risalire alla localizzazione degli utenti di un certo gestore Usualmente gli utenti che appartengono ad un certo gestore cio che lo hanno scelto per abbonarsi al GSM vengono indicati come Home subscriber utenti home di quel gestore La rete radiomobile PLMN del gestore presso cui l utente ha sottoscritto 1l abbonamento viene usualmente indicata come la Home PLMN HPLMN di quell utente L HLR di un gestore deve conoscere per ogni suo utente qual l identificativo del VLR presso cui la Mobile Station MS dell utente stesso registrata come visitor Questa informazione di estrema importanza in quanto consente di reperire le informazioni necessarie per instradare una chiamata verso la MS e quindi essa deve essere aggiornata in tempo reale Nel GSM le informazioni correlate con la sottoscrizione di un abbonamento non sono memorizzate permanentemente in una specifica Mobile Station ma sono contenute nel modulo SIM Subscriber Identity Module il quale rimovibile Questo modulo una volta inserito personalizza un qualsiasi terminale mobile GSM con i dati utente contenuti nel SIM stesso Poich per via della mobilit degli utenti il numero
80. si presta meglio a ottenere celle pi grandi ed quindi adatto nelle aree rurali I gestori italiani utilizzano entrambe le bande GSM 900 per la copertura di base GSM o DCS 1800 per le aree urbane La standardizzazione delle procedure ha permesso un internetworking tra le reti GSM e DCS 1800 cos che una SIM card GSM pu essere usata su un telefono DCS 1800 e viceversa Il sistema DCS 1800 utilizza le stesse specifiche del sistema GSM il che significa che i componenti di una rete GSM possono essere usati in reti DCS 1800 Solo i trasmettitori radio e i telefoni palmari necessitano di apposite modifiche Negli Stati Uniti si ha una variante del sistema GSM che opera a 1900 MHz 1850 1910 e 1930 1990 Mhz con una larghezza di banda di 140 MHz per un massimo di 298 portanti e si chiama PCS1900 Personal Communication System Questo sistema continua ad essere GSM compatibile ad esclusione della frequenza di lavoro e della potenza di trasmissione 4 7 3 Comparazione tra sistema radiomobile analogico TACS e digitale GSM 16 Standardizzazione analogico digitale Mancanza di standardizzazione Esistenza di standardizzazione internazionale internazionale Ha fatto si che ogni paese sviluppasse Gli standard internazionali un proprio sistema causando incompatibilit Roaming internazionale mobilit analogico Limitato Il roaming limitato a causa dell insicurezza dei sistemi analogici garantiscono la compatibilit tra i
81. timeslot la stessa frequenza pu essere utilizzata da altri terminali mobili per trasmettere i loro burst questo permette di assegnare una stessa frequenza radio ciclicamente e per tempi prefissati ad un certo numero di utenti fig 4 3 Timeslot Tempo Frequenza BANDA DISPONIBILE gt Figura 4 3 Accesso TDMA Nell accesso TDMA si ha che 72 Un timeslot l intervallo di tempo ciclicamente assegnato per la trasmissione o la ricezione di un burst cio un blocco di bit su una data frequenza Si definisce trama o frame l intervallo di tempo nel quale si trasmettono una volta tutti i timeslot realizzati su una stessa frequenza Anche in questo caso vi sono dei timeslot che realizzano canali di controllo e time slot che realizzano canali fonici o di traffico assegnati agli utenti per la conversazione In generale la trasmissione e la ricezione avvengono in timeslot diversi e su frequenze diverse lo schema operativo tipico che si ripete ciclicamente il seguente Il terminale mobile trasmette un burst nel timeslot assegnato per la trasmissione Il terminale mobile in pausa Il terminale mobile riceve un burst nel timeslot assegnato per la ricezione In un sistema che adotta la tecnica TDMA una stazione mobile deve trasmettere sul canale radio assegnato con una velocit pari alla propria velocit di emissione derivante dalla codifica della voce e dall inserimento delle necessarie inf
82. tramite la funzione AGGIORNA ULTIMI MESSAGGI selezionare e prelevare i dati statici relativi al singolo distributore mediante PRELIEVO DATI STATICI trasferendoli a SU FILE che in base ai vari campi contenuti nella stringa prelevata dalla coda SMS RICEVUTI e pervenuti attraverso RICERCA INTESTAZIONE decodifica 1 SMS archiviandolo nel file eventualmente inserendo 1 ID nell indicatore ALLARME CODA SMS RICEVUTI RICERCA INTESTAZIONE ESTRAI ID PRELIEVO DATI STATICI AGGIORNA ULTIMI MSG ULTIMI MESSAGGI SU FILE DATI STATICI Figura 13 6 Flusso dati in RICEZIONE SMS AGGIORNA ULTIMI MESSAGGI in base all ID ricevuto da ESTRAI ID ricerca una corrispondenza nella prima colonna della tabella ULTIMI MESSAGGI Nel caso positivo nella riga della tabella ULTIMI MESSAGGI corrispondente all ID vengono sostituiti i campi delle restanti colonne in base a quanto passato da RICERCA INTESTAZIONE Se PID non viene rilevato poich RICERCA INTESTAZIONE ha gia verificato che si tratta di un SMS inviato da una periferica appartenente al sistema viene aggiunta una riga corrispondente al nuovo ID 224 13 1 1 Su file Riceve la stringa completa contenuta nella coda SMS RICEVUTI da RICERCA INTESTAZIONE fig 13 7 effettua una divisione dei diversi campi che la compongono riconoscendo i campi flag ingressi on off serbatoi che costituiscono il messaggio inoltre nella stringa iniziale distingue la data l or
83. un gestore Essa comprende tutte le unit funzionali implementate da opportuni apparati e sistemi che consentono ad un gestore di offrire ai propri utenti i servizi del sistema GSM e di effettuare l esercizio l amministrazione e la gestione della rete stessa 10 Una rete radiomobile GSM pu poi essere interconnessa oltre che con le altre PLMN anche con reti fisse di tipo diverso quali la Rete telefonica PSTN Public Switch Telephone Network 87 Rete ISDN Integrated services Digital Network Reti dati a commutazione di pacchetto PSPDN Packet Switched Public Data Network Reti dati a commutazione di circuito CSPDN Circuit Switched Public Data Network Nel sistema GSM vi una suddivisione gerarchica dell area geografica in cui garantito il servizio agli utenti e sono definite le seguenti aree fig 5 2 GSM Service Area PLMN Service Area MSC VLR Service Area MSC VLR Location Area Cella Figura 5 2 Aree nel sistema GSM GSM Service Area E l area servita da tutte le reti GSM di tutte le nazioni che aderiscono al GSM 88 PLMN Service Area l area servita dalla rete radiomobile GSM di un singolo gestore In una nazione vi possono essere una o pi PLMN Service Area a seconda che vi siano uno o pi gestori Ad esempio in Italia vi sono quattro PLMN TIM OMNITEL WIND BLU Ogni PLMN identificata univocamente da un codice di nazione MCC Mobile Country Code e da un cod
84. utilizza per l estrazione dell elemento dalla coda un Sub VI messo a disposizione dall ambiente LabVIEW 12 2 5 6 Estrai SMS La funzione ESTRAI SMS fig 12 22 preleva il primo elemento dalla coda SMS DA INVIARE separa la stringa di caratteri nel messaggio da inviare e nel numero di telefono del destinatario messaggio CODA SMS DA INVIARE gt gt numero destinatario attiva SMS OUT Figura 12 22 Input output ESTRAI SMS Associa i valori a due distinte variabili locali e tramite esse le trasferisce alla funzione SMS_OUT infine attiva la funzione SMS_OUT settandone l apposito flag La funzione utilizza per l estrazione dell elemento dalla coda un Sub VI messo a disposizione dall ambiente LabVIEW La funzione ESTRAI SMS viene abilitata tramite un flag che resettato dalla funzione stessa mentre viene eseguita 208 12 2 5 7 Errore 41 La funzione fig 12 23 riceve da SMS OUT il comando AT CMGS lt lenght gt di richiesta d invio della lt pdu gt tramite una variabile locale lt lenght gt rappresenta la lunghezza della lt pdu gt attiva ESTRAI COMANDO AT CMGL lt lenght gt gt ERRORE 41 attiva SMS OUT Figura 12 23 Input output ERRORE 41 Se l invio dello Short Message non ha successo il GM862 invia la stringa d errore CMS ERROR 41 che non seguita dal carattere lt CR gt quest ultimo viene posto in modo fittizio da ANALISI STRINGHE di conseguenza su
85. 0 0 10 0 Serbatoio_3 the 10 0 10 0 Serbatoio_4 cioccola 10 0 10 0 Serbatoio_5 acqua 10 0 10 0 Serbatoio_6 snack 10 0 10 0 Serbatoio_7 gelato 10 0 10 0 INGRESSO NOME ELEMENTO STATO 10 frigo OK I1 caldaia OK I2 acqua OK 13 rifiuti liquidi OK 14 gruppo caff OK 15 porta OK CENTRALE modifica ID 18 03 2002 20 38 15 headerNEWID004 3357755016 MICROCONTROLLORE Riceve nuovo ID 18 03 2002 20 38 36 39335475640F 18 03 2002 Ore 20 33 55 headerNEWID004 CENTRALE aggiornamento automatico 18 03 2002 20 38 56 headerRICH 3280113321 18 03 2002 20 38 56 headerRICH 3357755016 18 03 2002 20 38 56 headerRICH 3687690145 MICROCONTROLLORE Riceve SMS richiesta aggiornamento automatico 18 03 2002 20 39 34 39335475640F 18 03 2002 Ore 20 34 51 headerRICH Invio SMS REPORT 18 03 2002 20 39 34 header004FE00FF 0 10 0 10 0 10 010 0 10 0 10 010 0 10 335475640 273 CENTRALE report d attivit SMS RICEVUTO IL 18 03 2002 ALLE ORE 20 39 45 dati mittente numero telefonico 393357755016 data invio 18 03 2002 ora invio 20 35 12 ID trasmesso 004 messaggio dovuto a Richiesta da centrale valori memorizzati in centrale telefono matricola indirizzo stato gettoniera gettoniera libera NOMI RESIDUO EROGATO CAPACITA RIPRISTINO Serbatoio_0 10 0 Serbatoio_1 10 0 Serbatoio_2 10 0 Serbatoio_3 10 0 Serbatoio_4 10 0 Serbatoio_5 10 0 Serbatoio_6 10 0 Serbatoio_7 10 0 INGRESSO NOME ELEMENTO STATO 10 OK L1 OK 12 OK
86. 10 1 INGRESSO NOME ELEMENTO STATO 10 frigo OK I1 caldaia OK I2 acqua OK 13 rifiuti liquidi OK 14 gruppo caff OK 15 porta OK 275 MICROCONTROLLORE Invio SMS guasto frigo 18 03 2002 20 45 53 header003FFO1FF 0 60109080904 010 0 9 335475640 CENTRALE report d attivit SMS RICEVUTO IL 18 03 2002 ALLE ORE 20 46 01 dati mittente numero telefonico data invio ora invio ID trasmesso messaggio dovuto a valori memorizzati in centrale telefono matricola indirizzo stato gettoniera 393357755016 18 03 2002 20 41 27 003 Esaurimento o Guasto 3357755016 XX123 DZX via Padova 190 gettoniera libera NOMI RESIDUO EROGATO CAPACITA RIPRISTINO Serbatoio_0 bicchier 6 0 10 4 Serbatoio_1 zucchero 1 0 10 9 Serbatoio_2 caffe 9 0 10 1 Serbatoio_3 the 8 0 10 2 Serbatoio_4 cioccola 9 0 10 1 Serbatoio_5 acqua 4 0 10 6 Serbatoio_6 snack 10 0 10 0 Serbatoio_7 gelato 9 0 10 1 INGRESSO NOME ELEMENTO STATO 10 frigo FAIL I1 caldaia OK I2 acqua OK 13 rifiuti liquidi OK 14 gruppo caff OK I5 porta OK MICROCONTROLLORE guasto caldaia Invio SMS 18 03 2002 20 46 04 header003FF03FF 060109080904010 0 9 335475640 276 CENTRALE report d attivit SMS RICEVUTO IL 18 03 2002 ALLE ORE 20 46 11 dati mittente numero telefonico 393357755016 data invio 18 03 2002 ora invio 20 41 38 ID trasmesso 003 messaggio dovuto a Esaurimento o Guasto valori memorizzati in centrale telefono 3357755016 matri
87. 13 40 05 01 02 12 13 50 05 01 02 12 13 50 05 01 02 12 13 50 05 01 02 12 13 50 05 01 02 12 13 50 05 01 02 12 14 00 05 01 02 12 14 00 05 01 02 12 14 00 05 01 02 12 14 00 05 01 02 12 14 00 05 01 02 12 14 10 05 01 02 12 14 10 05 01 02 12 14 10 05 01 02 12 14 10 05 01 02 12 14 10 05 01 02 12 14 20 05 01 02 12 14 20 05 01 02 12 14 20 05 01 02 12 14 21 284 OK attcsg tcreg cops CSQ 2 99 CREG 0 3 COPS 0 OK attcsg tcreg cops CSQ 2 99 CREG 0 3 COPS 0 OK attcsg tcreg cops CSQ 2 99 CREG 0 2 COPS 0 OK attcsg tcreg cops CSQ 4 99 CREG 0 3 COPS 0 OK attcsg tcreg cops CSQ 4 99 CREG 0 2 COPS 0 OK attcsg tcreg cops CSQ 6 99 CREG 0 3 COPS 0 OK attcsg tcreg cops CSQ 4 99 CREG 0 3 COPS 0 OK attcsg tcreg cops CSQ 4 99 CREG 0 2 COPS 0 OK attcsgq tcreg cops CSQ 8 99 CREG 0 3 COPS 0 OK attcsg tcreg cops CSQ 2 99 05 01 02 12 14 21 05 01 02 12 14 31 05 01 02 12 14 31 05 01 02 12 14 31 05 01 02 12 14 31 05 01 02 12 14 31 05 01 02 12 14 41 05 01 02 12 14 41 05 01 02 12 14 41 05 01 02 12 14 41 05 01 02 12 14 41 05 01 02 12 14 51 05 01 02 12 14 51 05 01 02 12 14 51 05 01 02 12 14 51 05 01 02 12 14 51 05 01 02 12 15 01 05 01 02 12 15 01 05 01 02 12 15 01 05 01 02 12 15 01 05 01 02 12 15 01 05 01 02 12 15 11 05 01 02 12 15 11 05 01 02 12 15 11 05 01 02 12 15 11 05 01 02 12 15 11 PROGRAMMA FERMA
88. 14 Elementi funzionali Nella matrice le righe sono associate ai pulsanti della selezione prodotti mentre le colonne sono associate agli elementi funzionali Selezionando un elemento della matrice si inibisce il funzionamento del pulsante prodotto corrispondente alla riga quando si simula un guasto all elemento funzionale associato alla colonna possibile modificare i nomi corrispondenti agli elementi funzionali 259 Controllo gettoniera fig 16 15 Disabilita il controllo della gettoniera da parte della centrale GETTONIERA GETTONIERA Ten REMOTO MANUALE Figura 16 15 Controllo gettoniera Stringhe comunicazione fig 16 16 Modifica le stringhe usate come intestazione e come fine messaggio inviate quando si preme un pulsante di selezione prodotti Foe fr intestazione cancella coda Figura 16 16 Stringhe di comunicazione Cancella coda Elimina tutte le stringhe eventualmente presenti nel pannello di comunicazione con il modulo a microcontrollore 260 16 3 IL DISPOSITIVO A MICROCONTROLLORE 16 3 1 Descrizione Il front panel con cui si presenta il modulo VI che simula il funzionamento del dispositivo gestito da un microcontrollore il seguente fig 16 17 AT CMGS 70 0011000A8123988138500000003FE872985C96C36031631 116331A412018088403816020500D 048281623010080602 E 5402018089403816020500E048281403810080602E500 CMGS 230 comandiAT 0011000A8123988138500000003FE872
89. 23 39335475640F 18 03 2002 Ore 20 24 42 headerRICH Invio SMS REPORT 18 03 2002 20 29 23 header003FEO00FF 3 5 1001919371982 3 7 335475640 CENTRALE aggiornamento automatico 18 03 2002 20 30 56 headerRICH 3280113321 18 03 2002 20 30 56 headerRICH 3357755016 18 03 2002 20 30 56 headerRICH 3687690145 CENTRALE report d attivit SMS RICEVUTO IL 18 03 2002 ALLE ORE 20 30 58 dati mittente numero telefonico 393357755016 data invio 18 03 2002 ora invio 20 26 24 ID trasmesso 003 messaggio dovuto a Richiesta da centrale valori memorizzati in centrale 269 telefono matricola indirizzo stato gettoniera 3357755016 XX123 DZX via Padova 190 gettoniera libera NOMI RESIDUO EROGATO CAPACITA RIPRISTINO Serbatoio_0 bicchier 5 3 10 5 Serbatoio_1 zucchero 0 10 10 10 Serbatoio_2 caffe 9 1 10 1 Serbatoio_3 the 9 1 10 1 Serbatoio_4 cioccola 7 3 10 3 Serbatoio_5 acqua 9 1 10 1 Serbatoio_6 snack 2 8 10 8 Serbatoio_7 gelato 7 3 10 3 INGRESSO NOME ELEMENTO STATO 10 frigo OK I1 caldaia OK I2 acqua OK 13 rifiuti liquidi OK 14 gruppo caff OK 15 porta OK MICROCONTROLLORE Ricevimento SMS richiesta aggiornamento automatico 18 03 2002 20 31 35 39335475640F 18 03 2002 Ore 20 26 54 headerRICH Invio SMS REPORT 18 03 2002 20 31 35 header003FE00FF 010 010 010 010 010 010 0 10 0 10 335475640 CENTRALE comando blocco gettoniera 18 03 2002 20 31 45 headerGETTBLK 3357755016 CENTRALE report d attivit SMS RI
90. 3 2 SITUAZIONE DISTRIBUTORE cciiiie ieri 225 J321 SORDO a 226 13 3 DECODIFICHE ieioea i TORACE 227 13 4 GESTIONE COMANDI c iii 229 T341 Richiesta di AEON 229 1342 Altri comandi 230 14 SOFTWARE DISTRIBUTORE AUTOMATICO vvsrrrrrrrrereseerioeceso 231 15 SOFTWARE MICROCONTROLLORE vssrsrrrrrsressesresesicsesecenesso 234 15 1 GESTIONE EROGAZIONI ninninianiiien li 235 15 2 RIFORNIMENTO sccviscrirecnereniaeeere ser naak na k kn n na n nS naa EEn eana nnana 237 15 3 COMFICA DELLE VARIABILI GLOBALI ui 237 15 4 RICHIESTA DI ASSISTENZA c csciciiicriereci eresie 238 it Ferfica guasi OOO 239 i LAO lai 240 Diani 241 16 FRONT PANEL 245 16 1 LA CENTRALE DI CONTROLLO ci ccciccicirecere irene 245 o hf Eiencodistitaboti cn nia 246 AI EEE 247 Iii Al La 248 16 1 4 Stato distributore esesesesssesesssesessresesssesesssee 249 CE RR E 251 16 1 6 Dati statici dei distributori eeereseessssesssese 252 16 1 7 Generalit dei distributori 253 16 2 IL DISTRIBUTORE AUTOMATICO cicciiiiecieeeineenieene 255 16 2 1 Descrizione 255 dt E E iaia 256 10 23 Impostazioni del distribulof6 nali 258 16 3 IL DISPOSITIVO A MICROCONTROLLORE essiens 261 Pt DIESONZIONE ire 261 17 PROVE EFFETTUATE ili elia teen 265 1 T 1 SIMULAZIONE DELLA COMUNICAZIONE TRA CENTRALE E DISTRIBUTORE i
91. 3FE872985C96C36031631 116331A412018088403816020500D 048281623010080602 E5402018089403816020500E048281403810080602E 5000 CMGS 230 0011000A8123988138500000003FE872985C96C3 6031631116331A412018088403816020500D 0482 81623010080602E5402018089403816020500E 048 portnumberbaud rate BER csa stato registrazione data bits stop bits registrata home network Abit pew Network Operator parity I W IND 7 PIN no parity READY sdi Figura 16 19 Comunicazione con il GM862 263 264 17 PROVE EFFETTUATE 17 1 SIMULAZIONE DELLA COMUNICAZIONE TRA CENTRALE E DISTRIBUTORE Il funzionamento del sistema di telerilevamento stato sperimentato supponendo di gestire un unico distributore automatico fig 17 1 distributore VI microcontrollore VI centrale VI PC REMOTO PC CENTRALE Figura 17 1 Simulazione della comunicazione tra centrale e distributore Sono state testate le seguenti funzionalit Dal lato della centrale di controllo Aggiornamento in modalit automatica e manuale Protocollo multipunto Blocco sblocco della gettoniera Modifica da remoto dell ID Modifica da remoto del numero di telefono cui le periferiche devono inviare gli SMS di report OO 0 10 0 Dal lato del distributore automatico o Erogazioni dei prodotti o Guasti Come documentazione si riportano le informazioni scambiate in ordine cronologico tra il sottosistema
92. 62 come la lt pdu gt Questo secondo caso comporta l impossibilit di attendere il carattere lt CR gt prima di processare le stringhe ricevute dal GM862 Per evitare che il software si blocchi in attesa del lt CR gt si devono processare tutte le stringhe che vengono di volta in volta lette dalla porta seriale anche se non si ancora rilevato il carattere lt CR gt Una volta rilevato il carattere lt CR gt la stringa pu essere eliminata altrimenti viene mantenuta in memoria Questo richiede nel caso gt l Introduzione di un carattere lt CR gt fittizio per evitare di entrare in un ciclo infinito di attesa del lt CR gt prima di poter eliminare la stringa Sorge cos la covenienza di separare il processo di acquisizione delle stringhe dal processo di analisi del loro contenuto queste attivit sono svolte da due diverse funzioni che per necessitano di una stretta collaborazione Le due funzioni realizzate sono LETTURA RS232 Si occupa della lettura fisica della porta seriale e del trasferimento di quanto ricevuto alla funzione ANALISI STRINGHE ANALISI STRINGHE Esamina le stringhe ricevute acquisisce i dati utili li elabora e attiva le funzioni interne a GESTIONE GM862 Relazioni tra le due funzioni Di volta in volta che LETTURA RS232 riceve dei byte dalla porta seriale li trasferisce ad ANALISI STRINGHE L idea consiste nel far in modo che ad ANALISI STRINGHE arrivino due stringhe di caratteri
93. 9 1 Il modulo telefonico GM 862 Quando connesso con un terminale il GM 862 emula il funzionamento di un modem analogico Per garantire la compatibilit con i programmi di comunicazione esistenti il GM862 implementa un set di comandi AT identici a quelli di un modem analogico con l aggiunta di un set di comandi specifici per l ambiente GSM in accordo con gli standard GSM 07 07 e GSM 07 05 Con il GM 862 sono possibili i seguenti tipi di comunicazione Trasmissione dati fino a 9600 bps sia in modalit trasparente sia in modalit non trasparente Invio e ricezione di chiamate in fonia Invioe ricezione di Short Messages SMS Il dispositivo indicato per applicazioni quali Sistemi di radiolocalizzazione basati su GPS e GSM Terminali POS portatili 133 Telemetria Connessioni wireless tra computer Dispositivi di controllo remoto Sistemi di sicurezza Mobile office Integrazione di sistemi di comunicazione esistenti Trasmissione dati tra mezzi mobili 9 1 1 1 Connessioni Il GM 862 presenta le seguenti interfacce verso l esterno Connettore di servizio sul quale sono presenti i contatti per l alimentazione per l interfaccia seriale per l interfaccia audio e per la SIM card Connettore per l antenna L interfaccia seriale del GM 862 utilizzata come interfaccia per i comandi AT e come interfaccia seriale per la trasmissione di dati e SMS L interfaccia seriale utili
94. 985C96C3 6031631116331A412018088403816020500D 0482 81623010080602E5402018089403816020500E 048 portnumberbaud rate apoo stop bits Alpi stato registrazione registrata home network Network Operator WIND PIN Eee stato GSM 1 E data bits parity NUMERO CENTRALE ID 3289188305 erogato o o ol ot ol ol o ol livelli serbatoi all s 10 apacit serbatoi 10 10S 10l 10S 10 RELAZIONI CONSUMI PULSANTI S codifica p S_0 COMUNICAZIONE DISTRIBUTORE MICROCOTROLLORE Figura 16 17 Front panel dispositivo a microcontrollore Sono rappresentate le tre funzioni principali Comunicazione distributore dispositivo a microcontrollore Aggiornamento dati comunicazione dispositivo a microcontrollore GM862 261 Comunicazione distributore dispositivo a microcontrollore Si trova in basso a destra fig 16 17 il settore in cui il modulo a microcontrollore riceve i dati provenienti dal distributore Le stringe di caratteri inviate dal distributore sono ricevute nella coda dal distributore Gli interruttori on off sono a loro volta attivati dal VI distributore e interpretati Il modulo pu variare solo l interruttore corrispondente allo stato della gettoniera Aggiorn
95. BCF fig 5 7 1 antenna TX 2 antenne RX in diversity COMBINATORE SEPARATORE Figura 5 7 Schema di principio di una BTS Un transceiver TRX l unit che svolge le funzioni necessarie per la rice trasmissione di una portante radio Esso fornisce cos otto canali fisici bidirezionali Per una conversazione si utilizzano due frequenze una per trasmettere ed una per ricevere distanziate tra loro di 45 MHz Da un punto di vista funzionale un TRX pu a sua volta essere fondamentalmente suddiviso nelle seguenti parti Controller scambia la segnalazione con il BSC su un canale di controllo a 64 Kbit s e controlla un TRX Signalling processing esegue l elaborazione digitale in banda base codifica di canale equalizzazione ecc la quale viene effettuata separatamente sugli otto segnali che condividono una portante 97 Trasmettitore svolge funzioni quali modulazione GMSK amplificazione di potenza UP conversion Ricevitore Svolge funzioni quali ricezione in diversit e demodulazione 5 4 2 BSC Base Station Controller Le BTS che compongono un BSS hanno compiti puramente esecutivi quindi vi deve essere un elemento funzionale che ne abbia in carico la gestione Si allora introdotta una unit funzionale dedicata a questo e denominata BSC Base Station Controller le cui principali funzioni sono 10 Controllo e supervisione delle BTS Configurazione di ogni cella tramite l assegnazione dei can
96. BUZIONE AUTOMATICA L oggetto della tesi riguarda le imprese che operano nel settore della distribuzione automatica detto anche vending che si occupano dell installazione manutenzione e rifornimento di distributori automatici o vending machines L idea della tesi trae origine dalla richiesta di una societ che gestisce distributori automatici interessata ad ottenere un sistema che permettesse un controllo remoto dei propri distributori L attivit del vending vista dalla parte del consumatore finale consiste in macchine che distribuiscono in modo automatico prodotti di valore economico ridotto e di piccole dimensioni Il vending diviso in due macro categorie alimentare e non alimentare Alla prima appartengono ad esempio i distributori di bibite fredde calde gelati snack che sono i pi tradizionali ma esistono anche vending machines che erogano spremute d arancia oppure cucinano sul momento pop corn o patatine fritte Nella seconda categoria rientrano distributori automatici di sigarette ricariche telefoniche videocassette fototessera ed altri ancora Il settore della distribuzione automatica non limitato alla sola gestione dei distributori ma coinvolge diverse tipologie di imprese Imprese di fabbricazione di distributori automatici ed accessori per gli stessi Imprese di fabbricazione dei prodotti erogati dai distributori automatici Imprese di gestione di distributori automatici Imprese di
97. CEVUTO IL 18 03 2002 ALLE ORE 20 31 46 dati mittente numero telefonico data invio ora invio ID trasmesso messaggio dovuto a valori memorizzati in centrale telefono matricola 270 393357755016 18 03 2002 20 27 12 003 Richiesta da centrale 3357755016 XX123 DZX indirizzo stato gettoniera via Padova 190 gettoniera libera NOMI RESIDUO EROGATO CAPACITA RIPRISTINO Serbatoio_0 bicchier 10 0 10 0 Serbatoio_1 zucchero 10 0 10 0 Serbatoio_2 caffe 10 0 10 0 Serbatoio_3 the 10 0 10 0 Serbatoio_4 cioccola 10 0 10 0 Serbatoio_5 acqua 10 0 10 0 Serbatoio_6 snack 10 0 10 0 Serbatoio _7 gelato 10 0 10 0 INGRESSO NOME ELEMENTO STATO 10 frigo OK I1 caldaia OK I2 acqua OK 13 rifiuti liquidi OK 14 gruppo caff OK 15 porta OK MICROCONTROLLORE Riceve comando blocco gettoniera 18 03 2002 20 32 08 39335475640F 18 03 2002 Ore 20 27 28 headerGETTBLK Invio SMS risposta al blocco 18 03 2002 20 32 08 header003FF40FF 010 010 010 010 010 010 0 10 0 10 335475640 CENTRALE comando sblocco gettoniera 18 03 2002 20 33 28 headerGETTSBL 3357755016 CENTRALE report d attivit SMS RICEVUTO IL 18 03 2002 ALLE ORE 20 33 52 dati mittente numero telefonico 393357755016 data invio 18 03 2002 ora invio 20 29 08 ID trasmesso 003 messaggio dovuto a Richiesta da centrale valori memorizzati in centrale telefono 3357755016 matricola XX123 DZX indirizzo via Padova 190 stato gettoniera gettonier
98. CH Invio SMS REPORT 18 03 2002 20 50 49 header003FE2BFF 0000030809040 8 0 9 3280113321 PSMS viene inviato verso un altro recapito 3280113321 17 2 INVIO SMS Si sono registrate le stringhe scambiate attraverso la porta seriale tra il modulo GM862 e il PC mentre il modulo CENTRALE VI tenta l invio di un SMS generico Invio SMS generico riuscito dopo 1 verifica registrazione regolare 05 01 02 12 19 41 attcsg creg cops 05 01 02 12 19 41 CSQ 8 99 05 01 02 12 19 41 CREG 0 1 05 01 02 12 19 41 COPS 0 0 I WIND 05 01 02 12 19 41 OK 05 01 02 12 19 41 AT CMGS 19 05 01 02 12 19 41 gt 05 01 02 12 19 41 0011000A81332330474300000005C82293F904 05 01 02 12 19 44 CMGS 52 05 01 02 12 19 44 OK Invio SMS generico riuscito dopo errore 41 05 01 02 12 19 51 at csg creg cops 05 01 02 12 19 51 CSQ 7 99 05 01 02 12 19 51 CREG 0 2 282 05 01 02 12 20 01 05 01 02 12 20 01 05 01 02 12 20 01 05 01 02 12 20 01 05 01 02 12 20 01 05 01 02 12 20 01 05 01 02 12 20 01 05 01 02 12 20 01 05 01 02 12 20 01 05 01 02 12 20 02 05 01 02 12 20 05 05 01 02 12 20 09 05 01 02 12 20 09 05 01 02 12 20 10 05 01 02 12 20 13 05 01 02 12 20 13 05 01 02 12 20 13 COPS 0 OK attcsg tcreg cops CSQ 6 99 CREG 0 1 COPS 0 0 I WIND OK AT CMGS 19 gt 0011000A81332330474300000005C82293F904 CMS ERROR 41 AT CMGS 19 gt 0011000A81332330474300000005C82293F904 CMGS 54 54 OK
99. D impostato dall utente tramite un CONTROLLO SITUAZIONE DISTRIBUTORE preleva il messaggio corrispondente dalla tabella ULTIMI MESSAGGI esegue una decodifica simile a quella eseguita in RICEZIONE SMS solo che l output costituito dai vari indicatori posti sull interfaccia grafica della centrale GESTIONE COMANDI raggruppa le funzioni necessarie al corretto funzionamento del sistema tramite i controlli impostati dall utente gestisce la tempistica per l acquisizione dei dati o la modifica dei parametri di funzionamento del sistema remoto compone quindi gli SMS di comando da inviare alle varie periferiche e li inserisce nella coda SMS DA INVIARE I DATI STATICI delle periferiche sono memorizzati in una serie di tabelle e ogni tipologia di dati ne ha una Si hanno allora le seguenti tabelle Numeri di telefono delle periferiche Matricole delle periferiche Indirizzi delle periferiche Nomi o codici dei prodotti contenuti nei serbatoi Capacit dei serbatoi Nomi o codici degli elementi funzionali monitorati corrispondenti ai contatti ON OFF In tutte le tabelle si ha un numero di righe pari alle periferiche gestite mentre il numero di colonne presenti varia a seconda della tipologia dei dati contenuti In ogni caso la prima colonna riservata agli identificativi ID dei distributori e per tutte le tabelle alla stessa riga corrisponde lo stesso ID Le tabelle relative ai numeri di telefono matricola ed indiriz
100. Data Link Data Link Figura 3 14 Modello OSI di una rete con quattro sistemi 61 3 6 4 2 Livelli ISO OSI 62 Fisico Definisce gli aspetti elettrici riguardanti la trasmissione dei bit lungo il canale di comunicazione Gli aspetti progettuali del livello comprendono in genere interfacce meccaniche elettriche e procedurali e il mezzo di trasmissione fisica che si trova al di sotto del livello fisico 13 Data Link Il livello fisico accetta e trasmette sequenze di bit senza far riferimento al loro significato o alla loro struttura Il livello Data Link struttura i bit da trasmettere in opportune stringhe dette trame frame Un frame normalmente composto da centinaia o migliaia di byte in cui sono definiti degli opportuni campi dove il livello data link del mittente inserisce delle sequenze di bit che contengono informazioni di diverso tipo Il livello Data Link ricevente separa i vari campi e tramite la loro interpretazione permette una corretta ricezione delle informazioni provenienti dal livello 1 Il protocollo di livello 2 standardizzato da ISO stato denominato HDLC High level Data Link Control da esso sono derivati diversi protocolli di linea come quelli della famiglia LAP Link Access Protocol Esempi sono il LAP D utilizzato in ambito ISDN e GSM il LAP B utilizzato in reti X 25 il LAP M utilizzato nei modem Rete Gestisce la rete come un insieme di canali di comunicazione e di nodi nel caso di re
101. ESSOALLARETEGSM iiiiii iii 133 9 Jl ARRE aaa 133 0 AI Lana 134 9112 Nodi 134 9 1 2 EL 4 I I 135 bili Mia 137 9 1 3 Ciara 137 9 2 ACQUISIZIONE DATI DAL DISTRIBUTORE c cc circ cri cieceieceenzenee 139 9 5 ARCHITETTURA DEL SISTEMA 141 9 3 1 RE RA 141 631 1 Sottosistenmartemoto 0 lil 142 9 3 1 2 Sottosistemacentrale cirie recite necetericiciniiizine 142 9 3 2 E RR ESA 143 032 1 Sottosistema centrale ca acli 143 432 2 Sottosistenia remoto Gia cdelaiia 144 10 IL MODELLO PROPOSTO occcssrsereenereeseeeeseoneneenenesezeseo sone eneneneneceso 147 10 1 PaESEnNtTAzZioe alii 147 10 2 SPECIFICHE E IPOTESI DELL APPLICAZIONE SVILUPPATA osier 148 du Pala 148 10 2 2 Caratteristiche della rete di distribuzione 149 OI Dot 149 eva rai 150 10 3 1 Modello ambientale M 150 10 3 2 Modo comportamentale iii 152 0 Rana 153 10 3 4 Relazioni tra i sottosistemi eses eseseresesssesesssene 154 10 4 ACQUISIZIONE DATI DAL DISTRIBUTORE ccccciiiiiecrereceiereienzene 158 10 5 PROTOCOLLO DI COMUNICAZIONE cciiiciiicie cere 160 10 5 1 Tempistica e contenuti del MESsaonio urriaiana 160 10 52 Formaltazione dei messag pi aa 160 10 6 CARATTERISTICHE DELL INTERFACCIA GRAFICA iseeneses 163 11 L AMBIENTE DI SVILUPPO ccsrccsscerccessecececesecisceseenisceseenicesesecceseeno 167 RE AR RR ORRORI 167
102. GSM Il GM 862 permette collegamenti altre che verso altri terminali GSM anche verso la rete telefonica tradizionale PSTN e la rete ISDN anche in chiamata e risposta automatica 20 9 1 2 I linguaggio AT In generale i modem dispongono di un hardware e un software che consente di automatizzare procedure di configurazione connessione e disconnessione memorizzazione dei numeri telefonici gestione della compressione dei dati correzione degli errori ecc 6 Queste funzioni sono controllabili tramite opportuni linguaggi di comandi Il linguaggio pi diffuso il linguaggio Hayes in questo caso si parla di modem Hayes compatibili o di comandi AT dal nome della societ produttrice Hayes Microcomputers Product che per prima ha adottato una serie di comandi che iniziano con la stringa AT ATtention in grado di attivare diverse modalit di funzionamento dei modem Data questa particolarit il linguaggio Hayes noto anche come linguaggio AT La notevole diffusione del linguaggio AT ha fatto si che lo si possa considerare uno standard de facto 6 In origine i comandi AT erano rappresentati dalle lettere dell alfabeto il set era cos limitato a 26 comandi Successivamente sono stati introdotti altri set di comandi AT che si riconoscono in quanto sono preceduti dai simboli amp Il modem riceve i comandi AT dalla porta seriale che lo connette al DTE e dopo ogni comando risponde con un
103. HC Barring of Outgoing International Calls except those directed to the Home PLMN Country permette lo sbarramento delle chiamate internazionali uscenti ad eccezione di quelle dirette verso la nazione in cui posta la propria PLMN Home PLMN BAIC Barring of All Incoming Calls permette lo sbarramento di tutte le chiamate entranti BIC Roam Barring of Incoming Calls when Roaming outside the home PLMN country permette lo sbarramento di tutte le chiamate entranti quando ci si trova al di fuori roaming della propria PLMN 118 Quasi tutti i servizi supplementari SS possono essere in qualche modo controllati dall utente come ad esempio nel caso di SS che implicano uno sbarramento delle chiamate Call barring pu definire una propria password per l accesso al servizio nel caso di SS di Call Forwarding deve fornire il numero di telefono sul quale reinstradare la chiamata 7 5 IL SERVIZIO SHORT MESSAGE SERVICE SMS Il servizio Short Message Service SMS permette di inviare o ricevere brevi messaggi di testo fino a 160 caratteri ad ogni telefono GSM adatto la cui carta SIM sia abilitata dal gestore di rete e se quest ultimo supporta il servizio Nello standard GSM sono specificati due diversi tipi di SMS 17 SMS Point to Point SMS PP SMS cell Broadcast SMS CB Il primo tipo consente di inviare un messaggio di testo da un telefono GSM ad un altro mentre l SMS CB permette di inviare uno o pi m
104. IEW L SQL un linguaggio che permette di inviare e processare insiemi di records in un database Ci sono tre classi di comandi SQL Comandi per definire la struttura del database e controllarne l accesso Comandi per manipolare il contenuto delle tabelle del database Comandi per interrogare o ricercare dati dalle tabelle del database 177 178 12 DESCRIZIONE COMPLESSIVA DELLA SIMULAZIONE 12 1 INTRODUZIONE Nell ambiente di sviluppo LabVIEW 5 sono stati implementati i seguenti moduli software fig 12 1 DISTRIBUTORE VI Simula il funzionamento del distributore automatico MICROCONTROLLORE VI Simula il funzionamento del dispositivo a microcontrollore associato al distributore automatico CENTRALE VI Rappresenta il prototipo della centrale di controllo del sistema di telerilevamento VI VI VI distributore micro controllore centrale di PC REMOTO PC CENTRALE CANALE DI SOTTOSISTEMA REMOTO COMUNICAZIONE SOTTOSISTEMA CENTRALE Figura 12 1 Struttura complessiva della simulazione Nel sottosistema remoto lo scambio dati tra i moduli DISTRIBUTORE VI e MICROCONTROLLORE VI avviene come segue I contatti on off presenti sul distributore automatico reale sono simulati da variabili globali di tipo booleano vedi par 11 5 poich tali variabili possono assumere solo due stati sono adatte a rappresentare eventi che possono assumere
105. ISTEMA INFORMATIVO La funzione richiesta al sistema di telerilevamento consiste nella telemetria dei vari distributori remoti e la segnalazione tempestiva delle situazioni che richiedono l intervento da parte di un operatore mobile fornendo cos le informazioni necessarie per una successiva ottimizzazione della gestione dell intero parco dei distributori automatici Il sistema di telerilevamento costituisce quindi la base di un sistema informativo automatizzato In generale si pu definire un sistema informativo come un insieme di elementi anche molto diversi tra loro che raccolgono elaborano scambiano e archiviano dati con lo scopo di produrre e distribuire le informazioni nel momento e nel luogo adatto alle persone che ne hanno bisogno 5 Quando queste operazioni sono eseguite in modo automatico utilizzando le tecnologie informatiche il sistema informativo si dice sistema informativo automatizzato A seconda delle applicazioni esistono diversi di sistemi automatizzati ma tendono tutti ad avere le seguenti componenti comuni Hardware complesso degli elementi fisici elettronici e non che costituiscono il sistema Software programmi di sistema come sistemi operativi sistemi di basi di dati programmi di controllo di telecomunicazioni oltre ai programmi applicativi che svolgono le funzioni richieste dall utente Persone coloro che fanno funzionare il sistema ne utilizzano gli output e forniscono gli input Dati
106. Identifier viene utilizzato per segnalare allo Short Message Service Centre il tipo di messaggio inviato in modo che possa essere smistato nel modo corretto Per l invio di SMS si usa 00 Hex DCS Data Coding Scheme Il parametro Data Coding Sheme imposta il formato dei dati nel campo UD User Data dati utente Definisce se i dati sono in formato a 7 o 8 bit la tabella di caratteri utilizzata e la classe del messaggio Il campo DCS pu assumere i seguenti valori in esadecimale 00 codifica di default caratteri a 7 bit 0x Riservato altri tipi di codifica lx Ex riservato Fx X un valore bit mapped che definisce il tipo di codifica e classe vedi seguito Nell ultimo caso dove i 4 bit pi importanti sono tutti a 1 F i restanti 4 bit assumono il seguente significato 7 6 5 4 3 2 1 0 0 0 0 1 0 FORMAT CLI CLO FORMAT imposta il formato della codifica dei caratteri presenti nel corpo del messaggio UD 0 codifica a 7 bit l codifica a 8 bit CL 1 CL 0 impostano la classe del messaggio secondo il seguente schema CLI CLO 0 0 Classe 0 visualizzazione immediata 0 1 Classe 1 ME specifico del terminale mobile 1 0 Classe 2 SIM default 1 1 Classe3 TA specifico del terminal adapter Il valore binario ottenuto viene convertito in formato esadecimale per essere immesso come campo DCS della PDU Tutte le reti cellulari sono in gr
107. LA SIM CODA SMS RICEVUTI Figura 12 14 Recupero SMS ricevuti senza notifica LEGGI TUTTI GLI SMS sequenza stringhe Le stringhe che il processo GESTIONE GM862 e il GM862 si scambiano per il recupero degli SMS sono le seguenti le stringhe inviate da GESTIONE GM862 sono sottolineate AT CMPS CPMS SM lt used1 gt lt totall gt SM lt used2 gt lt total2 gt lt OK gt ipotesi used1 gt 0 AT CMGL 4 AT CMGD lt 1 gt AT CMGD lt n gt CMGL lt index gt lt stat gt lt lenght gt lt CR gt lt pdu gt lt CR gt CMGL lt index gt lt stat gt lt lenght gt lt CR gt lt pdu gt lt CR gt lt OK gt lt OK gt lt OK gt n risposte OK dove n il numero di locazioni presenti nella SIM 199 12 2 4 2 Notifica Supponiamo che il GM862 riceva un SMS ed invii la stringa di notifica essa ha il formato seguente CMTI lt mem gt lt index gt quando arriva la notifica si verifica anche se ci sono messaggi non notificati e si cerca di allacciarsi alla procedura precedentemente esposta La funzione LETTURA RS232 trasferisce la stringa di caratteri rappresentante la notifica al processo ANALISI STRINGHE che riconosce l evento dell avvenuta ricezione di un SMS e attiva la funzione PRESENZA SMS fig 12 15 che invia il comando A7 CPMS e da questo punto in poi la procedura la stessa del caso senza notifica LETTURA RS 232 zia CANCELLA SIM A
108. Livello3 tuec _____ steo Livello 3 Interfaccia livelli 2 3 Livello p Livello 2 Interfaccia livelli 1 2 Livella 1 bernese seni Livello 1 Mezzo fisico Figura 3 12 Livelli protocolli e interfacce Un protocollo l insieme di regole che governano il formato e il significato dei blocchi di informazione dei pacchetti o dei messaggi scambiati fra le entit pari di un certo livello Le entit utilizzano 1 protocolli per implementare le definizioni dei propri servizi Esse possono modificare i propri protocolli in futuro ammesso che non cambino i servizi visibili ai propri utenti in questo modo i servizi e i protocolli sono completamente separati 13 3 6 3 Servizi Un Servizio un insieme di primitive operazioni che un livello fornisce al livello superiore Definisce quali operazioni il livello pronto ad eseguire per conto dei propri utenti ma non dice nulla su come tali operazioni siano implementate Un servizio fa parte di una interfaccia tra due livelli il livello inferiore che il fornitore del servizio e il livello superiore il fruitore I livelli possono offrire due diversi tipi di servizi 13 Servizi orientati alla connessione connection oriented service Servizi privi di connessione connection less service I servizi orientati alla connessione sono modellati sul sistema telefonico poich si possono distinguere tre fasi principali 58 Crea
109. M nell SMS e opportunamente decodificata da GESTIONE GM862 headerRICH messaggio ricevuto Invio SMS REPORT 18 03 2002 20 23 30 header003FEO00FF 010 010 010 010 010 010 0 10 0 10 335475640 Dove 18 03 2002 20 23 30 data e ora del PC remoto nella quale la stringa inserita nella coda SMS DA INVIARE header003FEO00FF 010 010 010 010 010 010 010 0 10 335475640 report d attivit inviato dal dispositivo a microcontrollore O O O O CENTRALE header intestazione 003 identificativo ID FE valori del campo flag 00FF valori del campo ingressi on off FF per usi futuri 00 utilizzato 010 010 010 010 010 010 010 0 10 erogato e residuo serbatoio per serbatoio separatore 335475640 numero di telefono del destinatario report d attivit il file di log SMS RICEVUTO IL 18 03 2002 ALLE ORE 20 23 42 dati mittente numero telefonico 393357755016 data invio 18 03 2002 ora invio 20 19 06 ID trasmesso 003 messaggio dovuto a Richiesta da centrale valori memorizzati in centrale telefono 3357755016 matricola XX123 DZX indirizzo via Padova 190 stato gettoniera gettoniera libera 267 NOMI RESIDUO Serbatoio_0 bicchier 10 Serbatoio_1 zucchero 10 Serbatoio_2 caffe 10 Serbatoio_3 the 10 Serbatoio_4 cioccola 10 Serbatoio_5 acqua 10 Serbatoio_6 snack 10 Serbatoio_7 gelato 10 INGRESSO NOME ELEMENTO 10 frigo I1 caldaia 12 acqua 13 rifiuti liquidi 14 gruppo caff I5 porta CEN
110. O 0o N MICROCONTROLLORE Riceve SMS richiesta aggiornamento automatico 18 03 2002 20 47 49 39335475640F 18 03 2002 Ore 20 42 54 headerRICH Invio SMS REPORT 18 03 2002 20 47 49 header003FE2BFF 00001308090428 0 9 335475640 CENTRALE report d attivit SMS RICEVUTO IL 18 03 2002 ALLE ORE 20 48 20 dati mittente numero telefonico 393357755016 data invio 18 03 2002 ora invio 20 43 44 ID trasmesso 003 messaggio dovuto a Richiesta da centrale valori memorizzati in centrale telefono 3357755016 matricola XX123 DZX indirizzo via Padova 190 stato gettoniera gettoniera libera NOMI RESIDUO EROGATO CAPACITA RIPRISTINO Serbatoio_0 bicchier 0 0 10 10 Serbatoio_1 zucchero 0 0 10 10 Serbatoio_2 caffe 3 1 10 7 Serbatoio_3 the 8 0 10 2 Serbatoio_4 cioccola 9 0 10 1 Serbatoio_5 acqua 4 0 10 6 Serbatoio_6 snack 8 2 10 2 Serbatoio_7 gelato 9 0 10 1 INGRESSO NOME ELEMENTO STATO 10 frigo FAIL I1 caldaia FAIL 12 acqua OK 13 rifiuti liquidi FAIL 14 gruppo caff OK 15 porta FAIL CENTRALE modifica numero telefono memorizzato in remoto 18 03 2002 20 48 51 headerNEWNUMBER328011321 3357755016 281 MICROCONTROLLORE Riceve SMS con nuovo numero 18 03 2002 20 49 49 39335475640F 18 03 2002 Ore 20 44 57 headerNEWNUMBER3280113321 CENTRALE aggiornamento manuale 18 03 2002 20 50 03 headerRICH 3280113321 MICROCONTROLLORE Riceve SMS richiesta aggiornamento 18 03 2002 20 50 49 39335475640F 18 03 2002 Ore 20 45 44 headerRI
111. O e e EI IRR erogato DATI STATICI residui DISTRIBUTORE vettore nomi capacit ripristino LLLLILI LI Figura 13 12 Decodifica serbatoi 228 13 4 GESTIONE COMANDI Raggruppa l insieme delle funzioni che comportano l invio di SMS date da Richiesta di invio dei dati attuali aggiornamento Modifica del numero telefonico memorizzato nel sottosistema remoto Blocco e sblocco della gettoniera Modifica del parametro ID Invio SMS generici I comandi sono rappresentati da stringhe di caratteri e memorizzati come elementi in un vettore denominato SMS COMANDI SMS CMD Ogni stringa occupa una posizione nota all interno del vettore 13 4 1 Richiesta di aggiornamento Invia a tutte le periferiche secondo cadenze predefinite l SMS di comando richiedente l invio del report d attivit RICHIESTA DI AGGIORNAMENTO composta dai seguenti processi fig 13 13 TEMPORIZZAZIONE In base alla frequenza impostata dall utente attiva ad intervalli regolari la funzione MULTIPUNTO TEMPORIZZAZIONE gestisce un timer funzione di libreria di LabVIEW che misura il tempo da quando il programma in esecuzione Tramite un controllo si imposta la frequenza di aggiornamento TEMPORIZZAZIONE memorizza il valore del timer corrispondente all ultima attivazione della funzione MULTIPUNTO e sottrae dal valore attuale del timer quello memorizzato Se il valore risultante superiore alla frequenza impostata attiva la funzione mu
112. Per ottenere anche i servizi dati e fax necessario richiederli esplicitamente Con l attivazione di tali servizi il gestore fornir i numeri aggiuntivi Rispetto alla rete PSTN il network GSM limitato dalla capacit della tratta radio che attualmente non consente di superare la velocit di 9 6 kbps sia per la trasmissione dati che per quella fax anche se la capacit complessiva di 22 8 kbps infatti il resto della capacit usato per effettuare la correzione degli errori Un modem analagico per linea PSTN permette velocit decisamente superiori 56 kbit s 7 6 2 Modalit di comunicazione Quando i telefoni GSM effetuano una comunicazione dati questa generalmente di tipo asincrono e pu usare le seguenti modalit 20 124 Modalit trasparente Modalit non trasparente Modalit trasparente Non viene utilizzato nessun tipo di protocollo di controllo e correzione degli errori aggiuntivo su tutto il canale di comunicazione Non ci sono ritardi introdotti sulla trasmissione Con questa modalit la verifica e correzione degli errori deve essere fatta dall applicativo dell utente Modalit non trasparente La correzione degli errori viene effettuata direttamente sul link radio tra telefono mobile e il network GSM tramite un protocollo detto Radio Link Protocol RLP il quale effettua una ritrasmissione dei dati in caso di errori La connessione con RLP pi efficiente e pi affidabile rispetto a
113. RICEVUTI RICERCA INTESTAZIONE MODIFICA RE ID SOMANDI MODIFICA TELEFONO RICERCA COMANDO ZI es 7 ti r lt 1 NS ge I x I I I I I N TELEFONO BLOCCA GETTONIERA CODA SMS DA INVIARE Figura 15 9 Comandi da centrale Nella coda SMS RICEVUTI si trovano tutti gli SMS che il GM8 2 riceve dalla rete GSM quindi anche gli SMS non inviati dalla centrale ma ad esempio dall operatore di rete in broadcast Si richiede allora una ricerca dell intestazione nel SMS ricevuto al fine di ricercare in esso se presente l intestazione HEADER In caso affermativo l SMS inviato dalla centrale e dallo Short Message si preleva la parte successiva all intestazione che contenente il comando da eseguire inviandola a RICERCA COMANDO Se non si riconosce l intestazione l SMS viene scartato e si procede con il prelievo del successivo Le stringhe di caratteri rappresentanti i comandi da eseguire costituiscono un vettore in cui ogni elemento rappresenta una parola chiave e ha un preciso indice in dipendenza della posizione occupata nel vettore Ad ogni indice associato un case che raggruppa le sequenze di istruzioni necessarie ad eseguire il comando richiesto dalla centrale In RICERCA COMANDO si ricerca il comando ricevuto sul vettore COMANDI e si attiva il corrispondente case I case possibili sono i seguenti COMPONI MESSAGGIO E lo stesso di RICHIESTA ASSISTENZA solo
114. R_1E 2R 2 E 8R 8 240 Ingressi ON OFF Si utilizza la stringa proveniente da CODIFICA VARIABILI GLOBALI cui si aggiungono altri due caratteri FF in Hex per eventuali usi futuri Flag Per distinguere se il messaggio stato inviato in seguito ad un allarme e quindi da RICHIESTA DI ASSISTENZA o in seguito ad una richiesta da centrale quindi da COMANDI DA CENTRALE vedi avanti previsto un bit RICH FAIL che viene settato a 1 oppure 0 in dipendenza da quale processo attiva COMPONI MESSAGGIO Il bit Rich Fail viene associato ad altri 7 bit eventualmente disponibili per altri usi futuri in modo da ottenere un unico vettore booleano di lunghezza pari ad 8 bit Il byte cos ottenuto rappresenta un numero binario e viene convertito in una stringa di caratteri esadecimali da cui si ricava la stringa di caratteri ASCII da inviare Intestazione ed ID Sono rappresentate da variabili di tipo stringa all interno di GESTIONE DISTRIBUTORE COMPONI MESSAGGIO concatena i vari campi aggiunge il numero di telefono del destinatario separandolo dal messaggio ed inserisce il tutto nella coda SMS DA INVIARE stringa messaggio numero telefono 15 5 COMANDI DA CENTRALE Il processo COMANDI DA CENTRALE preleva ed interpreta gli SMS ricevuti dal GM862 e trasferiti dal processo GESTIONE GM862 nella coda SMS RICEVUTI Le possibili opzioni che COMANDI DA CENTRALE pu eseguire sono rappresentate in fig 15 9 241 CODA SMS
115. SISDN determina l HLR su cui registrata la MS e gli invia 1 MSISDN e 1 MSRN Mobile Station Roaming Number per richiedere l invio dell informazione necessaria per effettuare l instardamento verso la MS L HLR in base all MSISDN individua 1 IMSI International Mobile Subscriber Identity della MS es il VLR su cui essa temporaneamente registrata L HLR invia un messaggio al VLR per ottenere 1 MSRN assegnato alla MS L HIR riceve l MSRN L HIR fornisce 1 MSRN al GMSC Il GMSC esamina V MSRN ed effettua l instradamento della chiamata verso l MSC VLR che ha temporaneamente in carico la MS L MSC VLR attiva la procedura di paging agendo nel seguente modo o dall IMSI della MS individua la Location Area in cui essa si trova o invia un messaggio Page che ordina ai BSC interessati di comandare il paging nella Location Area in cui si trova la MS I BSC chiedono alle BTS di trasmettere sul canale logico PCH il messaggio di paging diretto alla MS chiamata La MS risponde al messaggio di paging sul canale logico RACH richiedendo un canale dedicato SDCCH su cui effettuare l autenticazione Viene effettuata l autenticazione la cifratura L MSC impegna un circuito fonico verso il BSC interessato La procedura evolve come nel caso di chiamata originata dal mobile e porta alla instaurazione completa della connessione che permette la comunicazione 112 7
116. SUB SYSTEM cccccccicirieceeeeiee eee 101 Sad MSC Mobile services Switching Centre nosene 101 hha VLR Visitor Location REGIO cirie 102 5 5 3 HLR Home Location Meglol F sa cia 103 5 5 4 AnG Authentication iii 104 Soda EIR Equipment Identity RESIer uiia a 105 5 3 6 OSS Operation And Support Sub System iii 106 6 CANALI E PRINCIPALI FASI DI COLLEGAMENTO CENNO 109 ci Canoa 109 6 2 PRINCIPALI FASI DI COLLEGAMENTO cc uccise sei reieerieeeiee 110 7 ISERVIZIOFFERTI DALLA RETE GSM ssesessseceesscceessssecessscceessoceesseo 113 7 1 CLASSIFICAZIONE DEI SERVIZI iii iii 113 ii Ibi 115 Pt Shori Message Service SMS iii 115 La E ART 116 T 39 Diana 116 T SERVIZI SUPPLEMENTARI SS c ccc ciccione 117 T IL SERVIZIO SHORT MESSAGE SERVICE SMS ciiiiiieien 119 Hit N Centro Messaggi DIL 120 ri informazioni tecniche sugli SMS 121 Ta Nuove funzioni del servizio SMS 122 T 6 IL SERVIZIO DI TRASMISSIONE DATI ccciieciii recezione 123 7 6 1 E AO EI A FORO TERE 124 7 6 2 Modalita EINE aaa 124 7 6 3 Richiesta del servizio iaia 125 8 IL FUTURO DEI SISTEMI RADIOMOBILI vssrrrrrrrrrrssesccseseceseeso 127 8 1 HSCSD HIGH SPEED CIRCUIT SWITCHED DATA 127 8 2 IL GPRS GENERAL PACKET RADIO SERVICE cccccrccieceie eine 127 Quo LATERZA GENERAZIONE iii 129 I ento 130 9 STRUTTURA DEL SISTEMA DI TELERILEVAMENTO scvvcscce 133 9 1 ACC
117. Switched Telephone Network In una rete di telecomunicazione che trasporta la fonia non si devono avere ritardi apprezzabili per il segnale che si propaga da utente ad utente questo possibile instaurando un collegamento circuito dedicato ma temporaneo tra ogni coppia di utenti coinvolta nella comunicazione che lo usano in modo esclusivo per l intera durata della comunicazione rendendolo poi disponibile per altri utenti al termine della stessa Una chiamata su una rete a commutazione di circuito evolve in tre fasi Instaurazione della connessione quando un utente desidera comunicare con un altro utente il chiamante deve prima fornire alla rete delle informazioni di servizio ad esempio l indirizzo del chiamato dette segnalazioni che danno luogo all attivazione di un particolare circuito fisico di comunicazione La costruzione del circuito viene poi effettuata dalle centrali di commutazione che a loro volta si scambiano opportune informazioni di segnalazione in relazione al particolare percorso da realizzare in dipendenza delle attuali condizioni di traffico Mantenimento della connessione Una volta instaurato il circuito va mantenuto fino al termine della comunicazione 43 Abbattimento della connessione Al termine della comunicazione la rete rilascia le risorse impegnate nel collegamento rendendole disponibili per realizzare connessioni tra altri utenti La commutazione di circuito si adatta perfettamente al caso
118. T CMGL 4 ANALISI STRINGHE AT CPMS CODA COMANDI Figura 12 15 Recupero SMS caso con notifica 200 12 2 5 DESCRIZIONE FUNZIONI 12 2 5 1 Acquisizione dati dal modulo GM 862 L acquisizione dati dal modulo telefonico GM862 consiste nel ricevere ed interpretare da parte di GESTIONE GM862 le stringhe di caratteri che il modem invia verso la porta di comunicazione seriale Le stringhe di caratteri che il GM862 trasmette possono avvenire in seguito a segnali ricevuti dalla rete GSM o a risposte ai comandi inviati da GESTIONE GM862 Nella realizzazione del software di comunicazione si devono tenere presenti le seguenti caratteristiche I tempi in cui le stringhe di caratteri sono inviate le loro lunghezze e il loro contenuto non sono prevedibili a priori Le stringhe di caratteri trasmesse dal modulo GM862 sono in genere caratterizzate da una intestazione cui seguono i dati di interesse e sono del tipo INTESTAZIONE lt dato_1 gt lt dato_2 gt lt dato_n gt lt CR gt 66 99 L intestazione separata dal corpo del messaggio dal separatore mentre i dati sono separati tra loro da separatori del tipo oppure Il termine della stringa indicato dal carattere ritorno carrello lt CR gt in realt c qualche eccezione che sar discussa nel seguito Le stringhe inviate dal GM862 potrebbero essere non complete nel senso che sono necessarie pi letture della
119. T della ITU T serie V e X come la V 24 V 28 corrispondente alla EIA RS 232C o la X 21 Terminal Equipment TE un terminale di utente costituito da pi apparati collegabile ad una Mobile Termination Pu essere ad esempio un terminale dati DTE Data Terminal Equipment A seconda del tipo di interfaccia che esso presenta si distinguono due tipi di TE TE 1 dotato di una interfaccia ISDN di tipo S TE2 dotato di una interfaccia non ISDN V 24 V 28 X 21 ecc Terminal Adapter TA L utilizzo di una MT 1 che presenta una interfaccia di tipo S con un TE 2 che presenta una interfaccia non ISDN possibile solo con l interposizione di un apposito adattatore noto come Terminal Adapter Riassumendo fig 5 4 da un punto di vista funzonale una MS costituita da una MT Mobile termination e dal TE o TE TA ad essa eventualmente collegati 90 solo fonia MT0 MS per sola fonia Mobile Data Terminal MT0 MS _ gt BTS MS completamente integrata comprendente funzioni di terminale dati Mobile Data Terminal entro l apparato che implementa la MS Ke workstation ISDN per fonia e dati TE1 BTS MS lt gt MS costituita da una MT con interfaccia S MT1 e da un TE con interfaccia S TE1 Il servizio di fonia pu essere offerto attraverso TE 1 i i e DTE non ISDN TE2 BTS MS t in MS costituita da una MT con interfaccia S MT1 e da
120. TO L introduzione di un sistema di telerilevamento dati opportunamente integrato con altri moduli software dedicati alla gestione aziendale porterebbe ad un miglioramento complessivo della redditivit dell impresa ottimizzando sia le fasi direttamente a contatto con i distributori automatici sia tutti gli altri processi di gestione legati ad essi Complessivamente i vantaggi sono riassumibili come segue Rilevamento automatico dei dati Permette il trasferimento in automatico dal generico distributore remoto alla centrale dei dati riguardanti le vendite effettuate i tipi di prodotti venduti relative giacenze riducendo cos le possibilit di errore dovute ad un inserimento manuale dei dati Pianificazione delle visite di controllo La conoscenza in tempo reale nella centrale sullo stato del distributore relativamente alla situazione delle scorte residue e al suo funzionamento elettromeccanico consente la pianificazione delle visite mirate ai distributori che ne hanno necessit permettendo di conoscere a priori i tipi di prodotti e le loro quantit per ripristinare le unit mancanti o eventualmente le corrette parti di ricambio inviando il giusto servizio secondo le esigenze si ottiene da un lato la soddisfazione del cliente e dall altro un risparmio su tempi e costi dovuti a visite non necessarie e l abbattimento delle mancate vendite Pianificazione delle operazioni di manutenzione In ogni macchina alcuni elementi
121. TO AUTOMATICAMENTE FCREG 0 3 COPS 0 OK attcsg tcreg cops CSQ 9 99 CREG 0 3 COPS 0 OK attcsg tcreg cops CSQ 4 99 CREG 0 3 COPS 0 OK attcsg tcreg cops CSQ 12 99 FCREG 0 3 COPS 0 OK attcsg tcreg cops CSQ 12 99 FCREG 0 3 COPS 0 OK attcsg tcreg cops CSQ 11 99 FCREG 0 3 285 286 CONCLUSIONI La diffusione del sistema GSM offre lo spunto per lo sviluppo di applicazioni diverse dalla comunicazione mobile Grazie alla capacit di trasmettere dati e alla copertura completa del territorio il sistema GSM mette a disposizione una rete di telecomunicazione quasi ovunque rendendo cos possibile lo sviluppo di applicazioni prima impossibili a causa della difficolt di effettuare un collegamento a costi accettabili Il lavoro svolto utilizzando la tecnologia GSM ha reso possibile la realizzazione di un modello che fornisce la visione d insieme di un sistema di telerilevamento dati applicato ad una rete di distributori automatici permettendone il controllo a distanza La modalit di comunicazione utilizzata costituita dagli SMS si dimostrata adatta per applicazioni in cui richiesta una risposta tempestiva ma non in tempo reale da parte del sistema di controllo ed in cui il volume di dati da trasferire limitato La trasmissione tramite SMS non richiede la precedente instaurazione di una connessione con il terminale ricevente e qui
122. TRALE aggiornamento manuale MICROCONTROLLORE EROGATO o SP SS SS SS SD _S A ar CAPACITA 18 03 2002 20 24 56 headerRICH 3357755016 Ricevimento SMS richiesta aggiornamento manuale 18 03 2002 20 25 30 39335475640F 18 03 2002 Ore 20 20 49 headerRICH Invio SMS REPORT RIPRISTINO o SP SP SS SS SD SD E ae 18 03 2002 20 25 30 header003FE00FF 2 8 4 6191901019010 0 10 335475640 CENTRALE report d attivit SMS RICEVUTO IL 18 03 2002 ALLE ORE 20 25 42 dati mittente numero telefonico data invio ora invio ID trasmesso messaggio dovuto a valori memorizzati in centrale telefono matricola indirizzo stato gettoniera 268 393357755016 18 03 2002 20 21 09 003 Richiesta da centrale 3357755016 XX123 DZX via Padova 190 gettoniera libera NOMI RESIDUO EROGATO CAPACITA RIPRISTINO Serbatoio_0 bicchier 8 2 10 2 Serbatoio_1 zucchero 6 4 10 4 Serbatoio_2 caffe 9 1 10 1 Serbatoio_3 the 9 1 10 1 Serbatoio_4 cioccola 10 0 10 0 Serbatoio_5 acqua 9 1 10 1 Serbatoio_6 snack 10 0 10 0 Serbatoio_7 gelato 10 0 10 0 INGRESSO NOME ELEMENTO STATO 10 frigo OK I1 caldaia OK I2 acqua OK 13 rifiuti liquidi OK 14 gruppo caff OK 15 porta OK CENTRALE aggiornamento automatico 18 03 2002 20 26 56 headerRICH 3280113321 18 03 2002 20 26 56 headerRICH 3357755016 18 03 2002 20 26 56 headerRICH 3687690145 MICROCONTROLLORE Ricevimento SMS richiesta aggiornamento automatico 18 03 2002 20 29
123. U La funzione INVIA PDU fig 12 26 riceve il messaggio in formato PDU dalla funzione SMS OUT e fa da ponte per il trasferimento della lt pdu gt alla funzione SCRITTURA SU RS232 quando viene attivata da ANALISI STRINGHE lt a gt CY pa Figura 12 26 Input output INVIA PDU La funzione INVIA PDU dotata di un contatore che fa eseguire il corpo della funzione solo alla seconda attivazione da parte di ANALISI STRINGHE vista la particolarit del prompt gt L attivazione della funzione avviene tramite il settaggio di un flag il cui stato viene ripristinato dalla funzione stessa durante l esecuzione 211 12 2 6 Descrizione del PDU Protocol Data Unit Il GM 862 utilizza il formato PDU Protocol Data Unit per l invio la ricezione e la memorizzazione degli SMS In generale il PDU un pacchetto di dati contenente le seguenti informazioni Numero telefonico destinatario mittente Tempo di validit ora d invio Formato dei dati Tipo di protocollo utilizzato Testo inviato ricevuto Questi informazioni sono rappresentate tramite sequenze di ottetti gruppi di 8 bit ognuno dei quali assume se codificato in decimale un valore compreso tra 0 e 255 Gli ottetti devono essere codificati in forma esadecimale e successivamente inviati al GM862 nella loro rappresentazione in formato ASCII Ad esempio se si vuole inviare un ottetto il cui contentuo in forma esadecimale 76 lo si trasforma prima in
124. VI che simula il funzionamento di un distributore automatico da la possibilit di selezionare 6 differenti prodotti tramite dei pulsanti di selezione prodotti e di gestire 8 serbatoi Il front panel si presenta come in figura 16 9 DISTRIBUTORE jicchieri ucche aff h THE 10 10 10 10 cioccolata acqua ac elato od 010x010 Fy ACQUA SNACK 10 10 10 10 GESTO orifero rifiuti liquidi kaldaia ruppo caff ress h20 ortellone ON O UAA IMPOSTAZIONI DISTRIBUTORE RELAZIONI SERBATOI PULSANTI codifica bicchieri Zucchero Fiaccolata gelato 000 GETTONIERA 001 002 003 004 ololololo U U UU U U aja jwn jo olololafala olololniwla olololo alo 005 P_0 P_i P2 P3 Pa P 5 CAPACITA SERBATOI fg NOMI ON OFF eee P_i Figura 16 9 Front panel distributore Si individuano due settori principali Distributore intestazione cancella coda 259
125. a In aggiunta ai comandi precedenti stata introdotta la possibilit di variare dalla centrale il numero di telefono impostato nel remoto e l identificativo associato al distributore Allo scopo sono stati definiti degli SMS di comando che vengono inviati dalla centrale verso le unit remote e sono cos formattati Il formato dei messaggi inviati verso i distributori costituito da due campi Intestazione Comando Intestazione Comando Intestazione la stessa dei messaggi inviati da remoto Comando la stringa di caratteri che specifica al microcontrollore applicato al distributore automatico quale azione deve intraprendere le stringhe possibili sono le seguenti RICH richiesta di invio dei dati attuali aggiornamento NEWNUMBER modifica del numero di telefono cui inviare i messaggi deve essere seguito dal nuovo numero di telefono NEWID modifica identificativo del distributore deve essere seguito dal nuovo ID GETTBLK blocca la gettoniera del distributore GETTSBL sblocca la gettoniera del distributore Riassumendo nel sottosistema remoto il dispositivo a microcontrollore memorizza i seguenti valori 162 Identificativo ID associato al distributore Numero di telefono della centrale Set di stringhe di comandi provenienti dalla centrale Codifica dei pulsanti del distributore Tabella che mette in relazione i pulsanti del distributore con i serbatoi Capacit m
126. a SMS RICEVUTI e dallo Short Message si ottengono il numero di telefono del mittente la data l ora d invio e il messaggio Il processo SMS RICEVUTI fig 12 11 deve decodificare l SMS dal formato PDU al formato testo e cancellare la memoria della SIM una volta prelevati gli SMS SMS PDU SMS TXT gt gt CODA SMS RICEVUTI Figura 12 11 Ingressi uscite processo SMS RICEVUTI L algoritmo utilizzato per il recupero di un messaggio SMS ricevuto segue dalla seguente considerazione non noto quando il GM862 ricever uno Short Message tuttavia il GM862 impostabile con la funzione di notifica in tal caso invia verso la porta RS232 una particolare stringa di caratteri che informa dell avvenuto ricevimento di un SMS Pu per succedere per eventi non prevedibili che il GM862 riceva uno Short Message ma non invii la stringa di notifica L idea allora di utilizzare la funzione di notifica e di aggiungere un controllo periodico della SIM per verificare se sono pervenuti SMS di cui non stata data la notifica fig 12 12 Quando perviene la notifica oppure viene rilevata la presenza di SMS si utilizza un comando AT che permette la lettura completa di tutti gli SMS presenti In seguito dopo averli recuperati si cancellano fisicamente le locazioni di memoria della SIM In questo modo si sicuri che ad una successiva verifica della presenza di SMS nella SIM se sono presenti degli SMS questi no
127. a bloccata 271 NOMI RESIDUO EROGATO CAPACITA RIPRISTINO Serbatoio_0 bicchier 10 0 10 0 Serbatoio _1 zucchero 10 0 10 0 Serbatoio_2 caffe 10 0 10 0 Serbatoio_3 the 10 0 10 0 Serbatoio_4 cioccola 10 0 10 0 Serbatoio_5 acqua 10 0 10 0 Serbatoio_6 snack 10 0 10 0 Serbatoio_7 gelato 10 0 10 0 INGRESSO NOME ELEMENTO STATO 10 frigo OK I1 caldaia OK I2 acqua OK 13 rifiuti liquidi OK 14 gruppo caff OK 15 porta OK MICROCONTROLLORE Riceve comando sblocco gettoniera 18 03 2002 20 34 04 39335475640F 18 03 2002 Ore 20 29 23 headerGETTSBL CENTRALE aggiornamento automatico 18 03 2002 20 34 56 headerRICH 3280113321 18 03 2002 20 34 56 headerRICH 3357755016 18 03 2002 20 34 56 headerRICH 3687690145 MICROCONTROLLORE Riceve SMS richiesta aggiornamento automatico 18 03 2002 20 35 32 39335475640F 18 03 2002 Ore 20 30 51 headerRICH Invio SMS REPORT 18 03 2002 20 35 32 header003FE00FF 010 010 010 010 010 010 0 10 0 10 335475640 CENTRALE report d attivit SMS RICEVUTO IL 18 03 2002 ALLE ORE 20 37 50 dati mittente numero telefonico 393357755016 data invio 18 03 2002 ora invio 20 32 27 272 ID trasmesso 003 messaggio dovuto a Richiesta da centrale valori memorizzati in centrale telefono 3357755016 matricola XX123 DZX indirizzo via Padova 190 stato gettoniera gettoniera libera NOMI RESIDUO EROGATO CAPACITA RIPRISTINO Serbatoio_0 bicchier 10 0 10 0 Serbatoio_1 zucchero 10 0 10 0 Serbatoio_2 caffe 1
128. a commutazione di circuito e di pacchetto saranno molto pi integrate di oggi Servizi UMTS L utente potr utilizzare i servizi offerti tramite un Virtual Home Environment VHE un ambiente virtuale definito per garantire l accesso ai servizi sottoscritti 130 nelle stesse modalit da lui impostate a prescindere dal terminale e dalla rete impiegati come se l abbonato si trovasse nella sua rete originaria anche quando in roaming su un altro operatore L UMTS permetter l integrazione di testo voce video multimedia su terminali mobili permettendo la realizzazione di molteplici servizi alcuni dei quali sono Applicazioni di video conferenza grazie all uso di mini videocamere Applicazioni di video streaming cio la possibilit di ricevere filmati direttamente sul terminale Video Cataloghi commerciali on line Applicazioni di tele medicina Il primo servizio UMTS e stato attivato nel 2001 e sono state concesse oltre 100 licenze ad operatori per sistemi 3G 28 131 132 9 STRUTTURA DEL SISTEMA DI TELERILEVAMENTO 9 1 ACCESSO ALLA RETE GSM 9 1 1 Il modulo telefonico GM 862 Per accedere alla rete GSM si utilizzato il modem GSM GM 862 fig 9 1 prodotto dalla Telit Il GM 862 sia un telefono GSM di fase 2 e classe 4 sia un telefono DCS di classe 2 ed integra al suo interno un adattatore seriale DTA Data Terminal Adapter per la gestione delle funzioni dati fonia SMS 20 Figura
129. a d invio del messaggio e il numero di telefono del mittente e trasferisce il tutto a COMPONI STRINGA Per ogni campo vengono effettuate le varie decodifiche DECODIFICA FLAG DECODIFICA ON OFF DECODIFICA SERBATOI dove si compongono i dati dinamici con quelli statici relativi al particolare distributore I dati ottenuti sono passati a COMPONI STRINGA che li raggruppa formattando la tabella che costituir il report d attivit riducendola poi in stringhe di caratteri per scriverla su di un file tramite una funzione di libreria disponibile in LabVIEW STRINGA DIVISIONE CAMPI Lo DECODIFICA ON OFF COMPONI STRINGA j DATI STATICI DISTRIBUTORE DECODIFICA SERBATOI DECODIFICA FLAG Figura 13 7 Flusso dati in SU FILE 13 2 SITUAZIONE DISTRIBUTORE Il flusso dati in SITUAZIONE DISTRIBUTORE schematizzato dalla figura 13 8 in base al ID impostato dall utente RICERCA ID ricerca nella tabella ULTIMI MESSAGGI la riga contenete l ID prelevandone la colonna contenente 1 SMS Sempre in base all ID si prelevano dai dati statici quelli relativi alla periferica Il tutto viene passato a STATO DISTRIBUTORE che li integra visualizzando i risultati nei vari indicatori presenti nell interfaccia grafica della centrale 225 ULTIMI MSG RICERCA ID PRELIEVO DATI STATICI DATI STATICI Figura 13 8 Flusso dati in SITUAZIONE DISTRIBUTORE STATO DISTRIBUTORE INDICATORI DISTRIBUTORE
130. a definito in un apposito registro questa procedura detta sequenza di escape inoltre la sequenza deve essere preceduta e seguita da un tempo di guardia anch esso definito in un registro in cui non deve essere trasmesso nessun carattere Il carattere di default usato nella sequenza di escape il I comandi AT possono essere forniti al modem sia operando manualmente da un terminale sia mediante l ausilio di un programma di comunicazione e dovranno comunque essere forniti in codice ASCII con modalit e sintassi conformi a quanto descritto dagli standard Hayes In ogni caso qualsiasi comando fornito ad un modem ad eccezione dei comandi A riesegue l ultimo comando ricevuto e della sequenza di escape dovr essere preceduto dal prefisso AT Nel caso non sia rispettata questa regola il comando non verr riconosciuto e quindi non potr essere eseguito Ogni volta che il modem identifica la sequenza AT effettua il riconoscimento automatico della velocit ed il formato di trasmissione usato dal DTE funzione di autobaud consentendo quindi il corretto riconoscimento dei comandi che seguono In termini di sintassi dei comandi un modem riconosce ed esegue pi comandi dati in sequenza sulla stessa riga L ultimo comando deve essere seguito dal codice di ritorno carrello return invio Il formato dei comandi AT il seguente AT lt comando gt lt parametro gt lt parametro gt lt comando gt lt parametro gt lt parametro
131. a una frequenza di 4 minuti per l aggiornamento in automatico e per testare il protocollo multipunto si sono introdotte due ulteriori periferiche fittizie costituite da telefoni cellulari che si limitano a ricevere gli SMS di comando inviati dalla centrale I risultati ottenuti sono i seguenti CENTRALE Aggiornamento automatico invio SMS di comando a tre periferiche 18 03 2002 20 22 56 headerRICH 3280113321 18 03 2002 20 22 56 headerRICH 3357755016 18 03 2002 20 22 56 headerRICH 3687690145 Dove 18 03 2002 20 22 56 data e ora del PC nella quale le stringhe sono inserite nella coda SMS DA INVIARE headerRICH 3280113321 Stringa inserita in coda SMS DA INVIARE dove o headerRICH messaggio SMS di comando dato da intestazione header e parola di comando RICH o 3280113321 numero di telefono del destinatario MICROCONTROLLORE Ricevimento SMS richiesta aggiornamento automatico 18 03 2002 20 23 30 39335475640F 18 03 2002 Ore 20 18 49 headerRICH Dove 18 03 2002 data e ora del PC remoto nella quale la stringa inserita nella coda SMS RICEVUTI 266 39335475640F 18 03 2002 Ore 20 18 49 headerRICH stringa decodificata da GESTIONE GM 862 e inserita nella coda SMS RICEVUTI O O 39335475640F numero di telefono del mittente in questo caso 1l F finale un carattere di riempimento poich il numero di telefono utilizzato di 6 cifre e non 7 18 03 2002 Ore 20 18 49 data e ora inserita dal sistema GS
132. a valori memorizzati in centrale e valori memorizzati a livello remoto telefono ID In un applicazione reale questa funzione sarebbe svolta automaticamente dal software La finestra posta in alto a destra visualizza una sintesi del messaggio ricevuto riportando esclusivamente le anomalie se presenti relative agli elementi funzionali guasti e ai serbatoi esauriti La finestra permette di dare una immediata visione di eventuali necessit d intervento da parte dell operatore mobile Le finestre sottostanti indicano lo stato del distributore relativamente all aggiornamento pi recente disponibile in particolare la finestra di sinistra riporta lo stato dei serbatoi Ogni riga riporta il numero che il sistema associa al serbatoio il codice del prodotto inserito solo se impostato in precedenza i valori delle scorte residue dell erogato parziale a partire dal penultimo aggiornamento ricevuto le capacit di ogni serbatoio se impostate e le unit necessarie per il ripristino dei livelli Una spia segnala la riga con eventuali anomalie La finestra di destra riporta per ogni riga la situazione degli elementi funzionali del distributore Indica il numero dell ingresso on off cui l elemento connesso a livello remoto il nome dell elemento funzionale se impostato e infine il suo stato di funzionamento Un guasto segnalato anche dall accensione di una spia a fianco della riga corrispondente Nel caso non siano presen
133. aborazione a livello locale che oltre ad acquisire i dati fornibili dal distributore li memorizzi per un certo tempo e li organizzi in modo da essere successivamente trasmessi Considerato che il numero dei distributori da gestire elevato per contenere i costi complessivi l elaborazione locale deve essere la pi semplice possibile in modo che i dispositivi e le varie procedure siano adattabili alla maggior parte dei casi Il sistema di telerilevamento inoltre un sistema automatizzato utilizza quindi dispositivi elettronici che agiscono secondo precise regole per il trasporto dei dati o la connessione con il sistema di comunicazione 2 5 LA TRASMISSIONE DATI I sistemi digitali memorizzano i dati mediante un certo numero di cifre binarie Per esempio all interno di un microprocessore questo numero pu essere di 8 16 32 bit I dati che richiedono maggiore precisione di rappresentazione possono essere memorizzati tramite la composizione multipla dei sopraccitati elementi di base Per 30 questo motivo di norma quando si scambiano dati tra due dispositivi diversi si usano multipli degli elementi base di 8 bit In alcuni casi l elemento di 8 bit rappresenta interamente un carattere alfanumerico espresso in codice mentre in altri rappresenta solo un componente di un elemento pi grande In quest ultimo caso il componente di 8 bit viene spesso detto byte mentre in generale ogni gruppo composto da 8 bit viene detto ottetto 7
134. accesso multiplo al canale radio le tecniche di accesso multiplo ai canali sono fondamentalmente tre 10 FDMA Frequency Division Multiple Access accesso multiplo a divisione di frequenza TDMA Time Divisione Multiple Access accesso multiplo a divisione di tempo CDMA Code Division Multiple Access accesso multiplo a divisione di codice 4 4 1 FDMA Frequency Division Multiple Access il metodo di accesso multiplo pi semplice viene adottato nei sistemi radiomobili analogici L intera banda a disposizione viene divisa in un certo numero di bande di canale aventi lunghezza prefissata 25 kHz in Europa 30 kHz negli USA ognuna delle quali centrata su una certa frequenza portante fig 4 2 Alcuni canali radio vengono usati come canali di controllo ed i rimanenti costituiscono i canali fonici Il sistema assegna le risorse radio agli utenti che ne fanno richiesta tramite opportuni canali di controllo con il criterio primo arrivato primo servito Una volta assegnata la frequenza radio utilizzata esclusivamente ad in modo continuo da un singolo utente per cui questo metodo noto anche come SCPC FDMA BANDA PER UN CANALE Frequenza BANDA DISPONIBILE Figura 4 2 Accesso FDMA Le principali caratteristiche dell SCPC FDMA sono le seguenti 10 Una frequenza porta un singolo canale radio fonico o di controllo Per una conversazione sono richieste due frequenze radio una per tr
135. acit di allontanarsi dalle stazioni trasmittenti riceventi BTS della rete continuando ad usufruire del servizio Sempre per il GSM 900 si ha che la MS ha la capacit di variare la potenza di emissione del segnale sul canale radio in modo dinamico su 18 livelli per poter mantenere in ogni istante la potenza di trasmissione ottimale evitando cos di creare interferenze con le celle adiacenti interferenze co canale e riducendo i consumi della MS stessa Una bassa potenza di trasmissione riduce anche la potenziale dannosit delle onde elettromagnetiche nel corpo umano L aumento o la diminuzione della potenza del segnale trasmesso viene comunicata alla MS dalla BSS che monitorizza costantemente la qualit della comunicazione Inoltre durante una normale conversazione la comunicazione in una direzione pu occupare meno del 50 del tempo totale il trasmettitore continuerebbe a codificare e inviare rumore di fondo stata cos introdotta una funzione Voice Activity Detection VAD che verifica o meno la presenza di attivit vocale inibendo la comunicazione quando l utente non parla Questo processo va sotto il nome di trasmissione discontinua DTX Discontinuos Trasmition e permette sia di migliorare il problema dell interferenza co canale sia di ridurre 1 consumi del terminale 92 5 3 1 SIM Subscriber Identity Module Nell ambiente GSM vi una distinzione tra l apparato mobile vero e proprio che svolge tutte le funzioni co
136. ado di accettare il valore 00 per DCS che corrisponde ad un formato per il campo UD User Data di 7 bit alfabeto di default e classe 2 Le reti cellulari GSM potrebbero non ammettere altri valori per DCS e di conseguenza causare un errore durante l invio del messaggio 215 Si usato il valore di default 00 Hex per il campo DCS impostando tale valore o comunque utilizzando la codifica a 7 bit dei caratteri la tabella dei caratteri di default la seguente LSB 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 0 X l e e i s dlo A A a 1I A _ o rT A Q TH Y Xx 0 E l B 2 rjal al il amp gt S C MSB 3 0117 21 13 Rezia 4 i A BI C D E F G HJI IJ K L M NJO S PI Q R S T UI VI WIXI Y Z J I 6 a b c d e f g h i j k l jm jn o 7 p g r s t u v w x y z a hf u VP Validity Period Il campo Validity Period indica allo SMSC per quanto tempo deve ritenere valido il messaggio quindi mantenerlo in coda nel caso in cui il destinatario non sia momentaneamente raggiungibile A seconda di quanto impostato nel PDU type e in particolare nel campo VPF il campo VP pu essere assente oppure avere una lunghezza di 1 o 7 ottetti possibile impostare due tipologie di Validity Period VP relativo Il tempo di validit calcolato relativamente al momento in cui il messag
137. aggiore del numero minimo degli archi necessari a collegare tutti i nodi tramite una struttura ad albero ma minore di quello necessario a connettere direttamente tutti i nodi Stella Tutti i nodi della rete sono collegati ad un nodo principale detto centro stella attraverso il quale transita tutto il traffico della rete compito del nodo principale instaurare i vari collegamenti richiesti un suo eventuale guasto rende per inoperativa tutta la rete 41 La topologia a stella stata la prima configurazione delle reti telefoniche In essa i terminali d utente si collegano in modo stellare alla loro centrale di commutazione utilizzata anche nelle reti su canale radio o via satellite nelle quali i terminali spesso dotati di mobilit colloquiano con una stazione fissa o con il satellite Anello Utilizza un cammino circolare chiuso per collegare tutti i nodi Bus Un unico canale detto bus collega i nodi sia in trasmissione sia in ricezione Tale topologia usata in particolar modo nelle reti locali di calcolatori AA V maglia completamente albero maglia non connessa completamente connessa stella anello bus Figura 3 2 Topologie di rete Con l aumentare dell estensione di una rete varia anche la topologia In generale le reti sono organizzate con una topologia mista le categorie principali sono la topologia gerarchica e la topologia ad interconnessione Una rete con topologia gerarchica strutturata su p
138. ali di traffico e di controllo Gestione del paging il BSC distribuisce alle BTS i messaggi di paging provenienti da un MSC Mobile services Switching Centre e diretti alle MS Mobile Station che devono essere chiamate Il o i BSC e le BTS interessate al paging di una certa MS sono quelle appartenenti alla Location Area in cui si trova la MS stessa Instaurazione e rilascio delle connessioni tra i canali all interfaccia A MSC BSC e A bis BSC BTS Il BTS assegna alle MS i canali fonici e di controllo dedicati da utilizzarsi per accedere alla rete e li connette con i canali PCM da verso 1 MSC Analisi delle misure relative alla qualit delle connessioni foniche sulla tratta radio Locating Il BSC analizza 1 risultati delle misure eseguite da BTS e da MS allo scopo di determinare la qualit delle connessioni radio le misure effettuate sia da BTS per l up link sia da MS per il down link sono o livello di potenza sul canale di traffico utilizzato per la connessione RXLEV o qualit valutata in termini di BER Bit Error Rate sul canale di traffico utilizzato per la connessione RXQUAL La sola BTS valuta anche i seguenti parametri o distanza tra MS e BTS o livelli di interferenza sui canali liberi La MS misura anche il livello di potenza RXLEVNCELL n relativo al canale di controllo usato dalle n BTS circostanti per diffondere il messaggio di System Information 98 La MS invia
139. all MSC In questo modo possibile multipare quattro canali GSM 99 in un canale PCM pi veloce Lo stesso discorso vale nel caso di trasmissione dati da parte dell utente con una velocit massima di 9600 bit s In definitiva un BSC si occupa degli aspetti di gestione delle risorse radio RR Radio Resource management ed a tutti gli effetti un nodo di commutazione Il BSC per non ha tanto il compito di effettuare l instradamento delle chiamate che delegato all MSC quanto quello di instaurare e controllare le connessioni fisiche che tramite le BTS permettono ad una Mobile Station di inviare e ricevere informazioni Il BSC deve comprendere una matrice di commutazione poich quando si verifica un handover cio una MS in conversazione passa da una cella ad un altra necessario effettuare la commutazione della connessione fisica affiche la conversazione possa proseguire tramite la nuova BTS Nel sistema GSM vi un intenso scambio di informazioni di controllo note come segnalazione tra le unit funzionali Per realizzare uno scambio sicuro ed efficiente della segnalazione sono stati definiti dei protocolli tramite i quali si realizza il colloquio tra le diverse unit funzionali Il BSS in particolare costituisce il tramite attraverso il quale si realizza il colloquio tra MSC ed MS Si pu affermare che il BSS interessato a due tipi di informazioni di segnalazione che sono le seguenti Informazioni d
140. amento dati Si trovano figl6 18 i parametri necessari al funzionamento in automatico del dispositivo costituiti dal numero telefonico cui inviare gli SMS l identificativo ID del dispositivo remoto sono modificabili dal VI della centrale Il modulo memorizza i dati fondamentali per la gestione del distributore una copia della tabella relazione consumi serbatoi e le capacit dei serbatoi da inserire manualmente Autonomamente aggiorna i contatori e erogato e livelli serbatoi u 3358303269 001 o o of of of of of 0 _to to t0f to 10 t0f 10 10 capacit serbatoi Figura 16 18 Dati relativi al distributore Comunicazione dispositivo a microcontrollore GM862 Consente di visualizzare fig 16 19 il comportamento del GM 862 La finestra superiore riporta l eco di quanto il modulo VI invia alla porta seriale del PC connessa con il GM862 e quanto viene letto da essa Nella finestra comandi AT data la possibilit di gestire il modem in modo manuale inviando i comandi AT 262 Nella parte inferiore si trovano gli indicatori per il controllo dello stato del GM 862 registrazione con la home network livello del segnale radio Pin e le impostazioni per selezionare la porta seriale del PC e i pulsanti reset per il ripristino delle condizioni iniziali La spia ERRORE segnala se stato impossibile inviare un SMS AT CMGS 70 gt 0011000A812398813850000000
141. anali PCM terrestri tramite i quali il BSC viene connesso ad una centrale di commutazione MSC vera e propria Quest ultima resta cos sollevata dalla gestione di questi dettagli operativi NSS Network Switching Sub system Il NSS comprende l insieme delle unit funzionali centrali di commutazione e database che consentono di gestire la mobilit degli utenti e di effettuare il controllo delle chiamata nonch di supportare i servizi offerti dalla rete Esso composto dai seguenti tipi di unit funzionali 86 MSC Mobile services Switching Centre una centrale di commutazione per i servizi radiomobili che si occupa di tutti gli aspetti inerenti il controllo delle chiamate il supporto dei servizi offerti dalla rete la gestione della mobilit e le funzioni di alto livello relative alla gestione delle risorse radio VLR Visitor Location Register un database normalmente integrato nel MSC che contiene temporaneamente le informazioni di localizzazione ed una copia dei dati di utente di ogni Mobile Station che si trova nell area da esso servita HLR Hone Location Register un database che memorizza permanentemente sia i dati di abbonamento di ogni utente facente capo a un gestore sia le informazioni necessarie per poter individuare il VLR che in un certo momento ha in carico la MS e quindi permetterne la localizzazione Quest ultima informazione deve essere aggiornata in tempo reale qualora un utente a seguito de
142. anze tra i dispositivi sono dell ordine di diversi metri per ragioni di costo e di variabilit nei ritardi di trasmissione sui vari fili si utilizza la trasmissione seriale 2 5 2 Modalit di comunicazione Quando due dispositivi si scambiano informazioni ci sono tre diverse modalit operative che possono essere usate Simplex i dati vengono trasmessi in una sola direzione un dispositivo trasmette l altro solamente riceve Half duplex entrambi i dispositivi possono ricevere dati e trasmetterli ma non possono farlo contemporaneamente Full duplex la comunicazione pu avvenire in entrambe le direzioni contemporaneamente 32 2 5 3 Modalit di trasmissione I dati vengono normalmente trasmessi tra due DTE mediante multipli di elementi di una lunghezza fissata tipicamente 8 bit Nella comunicazione tra due DTE il messaggio completo costituito da una sequenza di tali caratteri Poich ogni carattere trasmesso serialmente bit per bit il DTE ricevente rileva semplicemente un livello di segnale che varia a seconda della configurazione di bit e quindi della sequenza di caratteri che costituisce l intero messaggio Affinch il ricevente possa decodificare e interpretare correttamente la configurazione di bit necessario che esso conosca la velocit di trasmissione dei dati bit rate cio il tempo di trasmissione del singolo bit l inizio e la fine di ciascun elemento byte o carattere ed infine l inizio
143. are L interruttore si apre e chiude con una frequenza pari a f quando l interruttore resta chiuso viene prelevata una porzione del segnale d ingresso La frequenza con la quale prelevare i campioni in modo da permettere in fase di ricezione una successiva ricostruzione senza distorsioni data dal teorema di Shannon che dice qualsiasi forma d onda funzione continua del tempo avente frequenza massima fma risulta completamente determinata quando si 46 prelevano dei campioni con una frequenza fe in istanti t noti e separati da un intervallo di campionamento regolare At solamente se rispettata la condizione fe 2 2f max Grazie al filtro iniziale nota la frequenza massima fmax contenuta nel segnale da cui si ottiene la frequenza di campionamento Il segnale filtrato viene quindi inviato al campionatore il quale fornisce in uscita un segnale costituito da una successione regolare di campioni Questo metodo di campionamento detto modulazione d ampiezza impulsiva PAM Pulse Amplitude Modulation e fornisce un livello analogico corrispondente al valore del segnale in quel momento Nel caso di codifica della voce il filtro limita la banda del segnale vocale che si estende all incirca da 50 Hz a 7 kHz ad una frequenza massima pari a fimax 3400 Hz questo un compromesso tra la qualit del segnale vocale e i costi di realizzazione dei sistemi trasmissivi 10 Nella pratica si utilizza una frequenza di campionamento
144. ariabili Il messaggio da inviare associato al numero di telefono viene inserito nella coda SMS DA INVIARE infine azzera i contatori del erogato parziale COMANDI DA CENTRALE preleva gli SMS ricevuti dalla coda SMS RICEVUTI riconosce ed esegue i comandi che la centrale di controllo del sistema invia tra i quali l invio del SMS di report RIFORNIMENTO aggiorna il valore dei residui quando vengono ripristinati i livelli dei serbatoi nel modulo DISTRIBUTORE VI CODA EROGAZIONI VARIABILI GLOBALI GESTIONE lt RIFORNIMENTO EROGAZIONI RESIDUI EROGATO E CODA SMS RICEVUTI i RICHIESTA DI COMANDI DA ASSISTENZA CENTRALE ID N TELEFONO VG CODIFICATE CODA SMS DA INVIARE Figura 15 2 Flusso dati in GESTIONE DISTRIBUTORE CODIFICA VG 15 1 GESTIONE EROGAZIONI GESTIONE EROGAZIONI contiene una matrice con le caratteristiche del distributore cui il microcontrollore associato ed formattata come in fig 15 3 Ad ogni riga corrisponde un pulsante la prima colonna codifica contiene i caratteri delle codifiche dei pulsanti Le restanti colonne sono associate ai serbatoi una per ogni serbatoio e contengono il valore numerico che esprime la quantit o il volume distribuiti dal rispettivo serbatoio ad ogni erogazione del pulsante associato 235 codifica S 0 S 1 S2 S3 S4 S5 S 6 S 7 S 8 Pulsante_0 Pulsante_1 ul CES SCOSSO a
145. asportare la fonia SCPC Single Channel Per Carrier 71 del chiamante e l altra per quella del chiamato La stazione mobile e la stazione radio base trasmettono continuamente e simultaneamente sul canale radio loro assegnato La banda del canale relativamente stretta 25 kHz Nella stazione radio base devono essere presenti tanti ricetrasmettitori quanti sono i canali radio a disposizione comportando costi notevoli Quando un terminale mobile effettua un handover cio passa sotto il controllo di un altra stazione radio base e cambia la frequenza di trasmissione si verificano delle brevi interruzioni della comunicazione che sono avvertibili dagli utenti e non rendono adatto il sistema alla trasmissione dati 4 4 2 TDMA Time Division Multiple Access La tecnica TDMA consiste nell utilizzare la stessa portante radio per servire pi utenti Ci possibile nei sistemi digitali in quanto essi permettono l adozione della multiplazione a divisione di tempo TDM Time Division Multiplexing per la trasmissione su uno stesso canale fisico di pi segnali 10 In un sistema digitale come il GSM la fonia viene digitalizzata dalla stazione mobile e memorizzata in un buffer Il terminale mobile non trasmette continuamente ma emette su una data frequenza un certo numero di bit alla volta inviando un burst cio una raffica di bit in istanti di tempo prefissati detti timeslot che ricorrono ciclicamente Negli altri
146. assime dei serbatoi Il microcontrollore aggiorna la situazione locale delle scorte e dell erogato parziale invia in modo autonomo un SMS di stato quando riconosce un vuoto prodotti o il guasto di un elemento funzionale riconosce gli SMS di comando provenienti dalla centrale e a seconda dei casi invia un SMS di stato alla centrale varia lo stato del contatto on off corrispondente alla gettoniera modifica il numero di telefono memorizzato oppure l ID Sistema GSM Offre il canale di comunicazione e poich si usano gli SMS questo sottosistema che aggiunge i campi corrispondenti alla data e ora d invio del messaggio Sottosistema centrale Contiene le generalit di ogni distributore indirizzo matricola nomi prodotti nomi elementi implementa un protocollo multipunto che invia ciclicamente a tutte le periferiche o a quella selezionata la richiesta dello stato ed elabora gli SMS ricevuti per renderli adatti all utente 10 6 CARATTERISTICHE DELL INTERFACCIA GRAFICA Fornendo un sistema di gestione su PC si deve prevedere che l interfaccia grafica abbia le seguenti caratteristiche Nel tempo pu accadere che alcuni distributori vengano aggiunti altri tolti o siano trasferiti per cui da prevedere la possibilit di modificare i dati relativi ai distributori stessi Il sistema deve fornire una interfaccia che permetta di o Inserire nuovi distributori o Modificare i valori inseriti in precedenza o Eliminare dei distri
147. azione del segnale binario si esegue un filtraggio impiegando un filtro di tipo Gaussiano che ha la caratteristica particolare di concentrare la potenza del segnale in corrispondenza della frequenza portante senza generare frequenze spurie nei canali adiacenti Il parametro che caratterizza questo filtro il prodotto della banda passante per il tempo di bit pari a 0 3 Il sistema GSM fu originariamente progettato per un uso su una banda di 900 MHz in seguito le frequenze vennero allocate anche attorno ai 1800 MHz e venne costruito un secondo sistema molto simile al GSM chiamato DCS 1800 Digital Cellular System ma essenzialmente un GSM 13 Il GSM 1800 utilizza una banda 1710 1785 Mhz in uplink e 1805 1880 Mhz in downlink fornendo un massimo di 374 portanti 15 GSM 900 DCS 1800 Il sistema DCS 1800 opera con frequenze di lavoro pi alte che comportano caratteristiche di propagazione diverse generalmente hanno un raggio d azione pi corto e penetrano meglio all interno degli edifici il che lo rende adatto per le zone ad alta densit abitativa come le citt Il DCS opera con un ampiezza di banda di 75 MHz che tripla rispetto ai 25 MHz del sistema GSM questo permette di raddoppiare gli 800 utenti massimi per cella del GSM 80 La potenza di trasmissione del sistema DCS minore il che garantisce meno interferenze e una maggiore autonomia delle batterie Il GSM 900 che ha una minore attenuazione
148. bale associata determina il blocco o lo sblocco della gettoniera e quindi delle erogazioni Algoritmo principale L algoritmo principale di funzionamento del modulo il seguente fig 14 3 Al premere di un pulsante associato ad un prodotto il programma verifica se la gettoniera abilitata in caso positivo verifica se in grado di erogare il prodotto in base al contenuto dei serbatoi Se esso disponibile verifica la compatibilit con gli organi elettromeccanici teoricamente coinvolti per l erogazione e se non ci sono guasti vincolanti procede alla simulazione dell erogazione diminuendo i livelli delle scorte nei serbatoi e inserisce nella CODA EROGAZIONI la stringa di caratteri rappresentante il pulsante premuto 232 START PULSANTE PRODOTTI GETTONIERA ABILITATA SI VERIFICA SCORTE INTERNE PRODOTTO DISPONIBILE VERIFICA COMPATIBILITA ELETTROMECCANICA ELEMENTI FUNZIONALI AGGIORNAMENTO LIVELLI SERBATOI CODA EROGAZIONI Figura 14 3 Algoritmo principale 233 15 SOFTWARE MICROCONTROLLORE Il software che implementa il dispositivo a microcontrollore comprende due task principali GESTIONE GM862 precedentemente esposto e GESTIONE DISTRIBUTORE In particolare quest ultimo comunica tramite le code SMS RICEVUTI e SMS DA INVIARE con il modulo GESTIONE GM862 mentre utilizza le VARIABILI GLOBALI e la CODA EROGAZIONI per lo scambio dati con il modulo VI che implementa il di
149. batoi siano riempiti fino ai loro livelli massimi Un distributore reale eroga prodotti solo se viene inserito del contante o apposite chiavi elettroniche prepagate ecc nel seguito per si trascurer il problema del pagamento poich ininfluente ai fini della simulazione 10 3 ANALISI DEL SISTEMA 10 3 1 Modello ambientale Consideriamo per il momento di applicare il sistema di telerilevamento ad un unico distributore definendo un modello ambientale del sistema Il modello ambientale determina i confini che il sistema di telerilevamento ha con l ambiente esterno definendo le informazioni che entrano nel sistema e quelle che esso deve produrre come output Le entit con cui il sistema deve comunicare sono il distributore automatico l operatore mobile l operatore della centrale e l archivio dati figura 10 2 In particolare lo scambio di informazioni dal punto di vista esterno al sistema sempre bidirezionale tranne nel caso in cui il sistema archivia i dati Infatti si ha che dal lato del distributore automatico il sistema ne rileva i dati utili relativi allo stato degli elementi funzionali e delle consumazioni fornite che costituiscono un input ma a sua volta comanda lo stato della gettoniera fornendo quindi un output verso il distributore automatico Dal lato della centrale il sistema fornisce come output lo stato di attivit dei vari distributori e ne segnala i malfunzionamenti o i vuoti prodotti ma allo stesso tem
150. bicchiere e per lavare il corpo di miscelazione preparandolo per la successiva erogazione 14 La gestione della miscelazione gestita elettronicamente l entrata dell acqua costantemente controllata e i frullatori raggiungono alte velocit Anche la temperatura dell acqua ha un ruolo importante poich essa deve stare entro una precisa gamma di valori e deve essere raggiunta in breve tempo da quando richiesto un prodotto Alcuni distributori che forniscono caff hanno ulteriori dispositivi infatti possono fornire sia caff in cialde in cui ad ogni erogazione corrisponde esattamente una cialda che viene miscelata con l acqua sia caff in grani In questo caso dispongono di un macinacaff e di un dosatore che possono essere regolati per ottenere la giusta macinatura e la giusta dose di caff In genere un distributore appartenente a questa categoria composto da diversi organi elettromeccanici necessari al suo funzionamento essi ad esempio possono eseguire automaticamente secondo intervalli programmati o manualmente il lavaggio delle parti pi importanti come il corpo di miscelazione il circuito del latte o altro per garantire l igiene della macchina In genere i distributori di bevande calde dispongono di un attacco idrico con sicurezze antiallagamento ma possono essere corredate anche con serbatoi ausiliari Tutti necessitano comunque di una sorgente di alimentazione elettrica per il loro funzionamento
151. bile prodotto dalla Nestl Nel 1962 per la prima volta la Fiera Campionaria di Milano registra una nuova categoria di prodotti quella dei distributori automatici Manca ancora un distributore automatico che risolva il problema della bevanda pi tipicamente italiana il caff espresso La prima macchina per il caff espresso fu realizzata in Italia da una ditta Milanese nel 1963 I distributori cominciano a diffondersi e nascono le prime societ di gestione indipendenti dai fabbricanti di distributori aiutate anche da un periodo di prosperit economica Negli anni 70 dopo i primi anni di euforia la recessione coinvolge anche il settore della distribuzione automatica Il sindacato inoltre pone ostacoli rifiutando ogni aumento dei prezzi nei servizi considerati sociali e la distribuzione automatica considerata uno di questi Le imprese della distribuzione si trovano ad affrontare problemi completamente nuovi dati da un mercato rappresentato dai sindacati divenuto ostile e la indisponibilit di moneta divisionale le monete da 5 e 10 Lire non sono adatte ai distributori automatici e d altra parte non si poteva aumentare i prezzi con multipli di 50 Lire Fu introdotta allora la soluzione delle 50 Lire pi gettone quindi le industrie si attivarono a realizzare delle gettoniere specifiche 18 Con l aumento dei prezzi i gestori puntano anche su un offerta pi completa al caff si aggiungono altre bevande calde cappuccino
152. butori L elevato numero di distributori rende indispensabile una finestra che evidenzi e riassuma in modo sintetico le stazioni periferiche che necessitano di assistenza non pensabile che l operatore scansioni in continuazione lo stato di tutti i distributori per verificare se qualcuno in allarme Si deve introdurre un output che riporti gli identificativi dei distributori che hanno inviato degli allarmi 163 Non si pu visualizzare contemporaneamente lo stato di tutti i distributori dato l elevato numero si deve creare una interfaccia che permetta di selezionare il distributore d interesse Si deve permettere di comunicare con le varie periferiche l operatore della centrale deve poter impostare la frequenza d aggiornamento per il report in automatico decidere di interrogare un unica periferica o tutte insieme Le caratteristiche precedenti sono riferite alla funzione di base del sistema cio la telemetria il sistema per deve avere anche le seguenti capacit Supponendo di gestire distributori in cui alcuni parametri di funzionamento possono essere modificati da remoto il sistema di centrale deve permettere la gestione di tali parametri deve esserci un comando che permetta il blocco e lo sblocco della gettoniera L operatore in centrale deve comunicare con l operatore mobile tramite SMS si deve allora prevedere un interfaccia che permetta la scrittura dei messaggi tramite la tastiera del PC e l inse
153. canali della banda a disposizione La MS cera un canale Broadcast BCCH i cui il segnale ricevuto dalla stazione radio base migliore La MS trova un BCCH e sincronizza la sua frequenza su u canale SACCH e FACCH per il controllo della potenza RF e l attivazione di una eventuale procedura di hand off Se P home network della MS non appartiene all MSC essa cerca di farsi localizzare dalla rete e dimostrare tramite i dati d identit SIM di essere autorizzata all accesso Tramite il canale RACH la MS chiede alla stazione radio base il servizio di chiamata Alla MS viene assegnato un canale SDCCH per l instaurazione del collegamento Chiamata originata da mobile Supponiamo che la chiamata sia effettuata dall utente mobile e diretta ad esempio verso un utente di rete fissa PSTN ISDN L utente mobile compone le cifre del numero di telefono del chiamato e preme il tasto invio La MS invia alla rete la richiesta di accesso channel request sul canale logico RACH La stazione radio base risponde tramite il canale AGCH ordinando alla MS di spostarsi sul canale logico SDCCH ad essa assegnato affinch possa venir eseguita l autenticazione della MS stessa La MSinvia la richiesta di servizio all MSC L MSC VLIR avvia la procedura di autenticazione L MSC VLR avvia la procedura di cifratura La MS inizia la procedura di instaurazione della connessione che comporta l
154. care direttamente dalla sede dell impresa il funzionamento dei distributori nel caso che i prodotti stoccati si deteriorino a causa ad esempio di malfunzionamenti del gruppo di refrigerazione oppure siano scaduti Nel dettaglio le specifiche sono le seguenti Il sistema di telerilevamento deve essere gestito a livello centrale tramite PC La comunicazione tra il sottosistema remoto e la centrale avviene esclusivamente mediante SMS Fornire un report periodico sull attivit svolta da ogni distributore in cui sono riportate le quantit di scorte rimanenti nei serbatoi le quantit distribuite relativamente all ultimo report le quantit necessarie per riempire i serbatoi la data e ora cui la situazione si riferisce Segnalare tempestivamente dal loro verificarsi guasti del distributore ed esaurimento dei prodotti Visualizzare la situazione pi recente disponibile sull attivit del generico distributore riportando l indirizzo in cui si trova e il numero di matricola assegnato dal costruttore Possibilit di richiedere lo stato attuale dei distributori in un qualsiasi momento Archiviare i dati ottenuti in un file in formato testo Contattare dalla centrale gli operatori mobili tramite SMS 148 10 2 2 Caratteristiche della rete di distribuzione Si ipotizza che la rete di distribuzione sia formata da un numero indefinito di distributori automatici di tipo alimentare appartenenti alla stessa
155. cation Updating Il sistema pu cos aggiornare la localizzazione dell utente nei propri database Paging la procedura attivata dal sistema per inviare il messaggio di paging con il quale il sistema avvisa che vi una chiamata in arrivo il telefonino squilla Il messaggio di paging non viene diffuso su tutto il territorio servito dal sistema ma solo nella location area in cui localizzato l utente ci possibile in quanto l identit della location area interessata memorizzata nei database del sistema Handover handoff cos denominata la procedura con la quale il sistema consente ad un utente di proseguire la conversazione anche quando spostandosi passa da una cella ad un altra cella Handover intercella Nel sistema GSM vi un altro tipo di handover detto intracella che viene effettuato quando il canale utilizzato in una cella non garantisce pi la necessaria qualit e si reputa necessario un cambiamento di canale pur restando nella stessa cella Nel sistema GSM la procedura di Handover che sempre iniziata dal sistema si basa su misure che vengono effettuate sia dal mobile che dalla stazione radio base T1 4 7 IL SISTEMA GSM 4 7 1 Origini Nei primi anni 80 in Europa vi fu una rapida crescita dei sistemi cellulari analogici Ogni paese svilupp il suo sistema che per era incompatibile con ogni altro sia in termini di software sia di hardware Il terminale mobile era di conseguenza limitat
156. ccede che quest ultima funzione processa due volte la stringa abilitando due volte la funzione ERRORE 41 creando potenziali problemi La funzione ERRORE 41 ha allora un contatore che fa si che attivi la procedura solo la seconda volta che viene chiamata Quando la funzione ERRORE 41 attivata inizia una sequenza di istruzioni in cui dapprima inserisce la richiesta d invio della lt pdu gt nella CODA COMANDI forzandone l inserimento al primo posto della lista successivamente attende un tempo di time out e infine abilita la funzione ESTRAI COMANDO La funzione dotata di un ulteriore contatore ed ogni volta che viene chiamata si occupa di vedere quante volte il tentativo d inoltro dello stesso SMS provoca l errore se il numero del contatore raggiunge un valore predeterminato attiva la funzione SMS OUT I contatori sono riportati al loro valore iniziale ogni volta che l invio del messaggio ha successo da ANALISI STRINGHE La funzione ERRORE 41 viene attivata tramite un flag che resettato dalla funzione stessa mentre viene eseguita 12 2 5 8 SMS_OUT La funzione fig 12 24 riceve in ingresso il messaggio da inviare il numero di telefono del destinatario tramite delle variabili locali e la costante che indica il validity period o tempo di validit dello Short Message impostabile tramite l interfaccia grafica 209 messaggio lt pdu gt numero destinatario gt gt AT CMGL lt lenght gt costante val
157. centrale e il sottosistema remoto e il file di log che archivia i report d attivit inviati dal distributore Le informazioni scambiate tra il sottosistema centrale e remoto sono state ottenute come segue poich la comunicazione tra i due sottosistemi avviene mediante SMS ed in entrambi i sottosistemi qualsiasi messaggio da inviare viene prima inserito nella coda SMS DA INVIARE insieme al numero di telefono del destinatario si modificato il programma in modo che contemporaneamente all inserzione del messaggio nelle rispettive code esso venga scritto anche in un file insieme all ora quella del PC in cui avviene l inserimento 265 In modo analogo in MICROCONTROLLORE VI si utilizzata la coda SMS RICEVUTI per avere la cronologia e il testo degli SMS ricevuti mentre dal lato centrale questa funzionalit prevista dal file di log almeno per quanto riguarda gli SMS propri del sistema In questo modo possibile avere la cronologia e il testo degli SMS scambiati Nei test effettuati si deve tener presente che l ora d inserimento o prelievo dei messaggi dalle code corrisponde a quella impostata nel PC che potrebbe non coincidere con quella inserita dal sistema GSM nell SMS Inoltre l inserimento del messaggio nella coda SMS DA INVIARE immediatamente precedente al momento in cui l SMS sar poi realmente inviato viceversa per il prelievo della stringa dalla coda SMS RICEVUTI Nel modulo CENTRALE VI si impostat
158. cessivamente dallo stesso punto senza dover ricominciare dall inizio oppure di ripetere sezioni del dialogo ritenute errate 6 Presentazione Per rendere possibile la comunicazione fra calcolatori con rappresentazioni differenti le strutture dati da trasferire vengono definite in modo astratto Il livello presentazione gestisce queste strutture convertendole dalla rappresentazione usata all interno del calcolatore a quella standard della rete e viceversa Altre funzioni del livello consistono nella crittografia e compressione dell informazione trasmessa 7 Applicazione Implementa servizi di informatica distribuita Si interfaccia direttamente con l utente tra i suoi servizi rientrano il trasferimento di file l emulazione di terminale la posta elettronica l accesso a banche dati Un processo d utente che debba ad esempio trasferire un file ad un altro sistema si limita a richiederne il servizio relativo al livello di applicazione compito del livello mettere in atto tutte le procedure che consentono l effettivo trasferimento del file con il coinvolgimento di tutti gli altri livelli 3 6 4 3 Trasmissione dati nel modello OSI Le modalit dello scambio dati tra i processi di utente usando il modello OSI fa riferimento alla figura 3 15 in cui il processo mittente invia dei dati al processo destinatario Ogni livello N aggiunge ai dati ricevuti dal livello superiore alcune informazioni di controllo proprie del protocol
159. che questo avvenga I servizi privi di connessione non affidabili nel senso che il messaggio di avvenuto ricevimento non utilizzato sono chiamati anche servizi datagramma in analogia con il servizio di telegrammi che non prevede un messaggio di ricevimento da parte del mittente Richiesta risposta una via di mezzo tra i due casi precedenti il mittente trasmette un messaggio contenente una richiesta se successivamente riceve un messaggio con la risposta ottiene indirettamente anche il riscontro del corretto trasferimento della richiesta precedentemente inviata 3 6 4 Il modello di riferimento OSI La definizione e l implementazione dei singoli protocolli stata sviluppata in modo autonomo dalle aziende portando allo sviluppo di architetture proprietarie in genere incompatibili tra loro L evoluzione dei sistemi informatici ha fatto poi emergere l esigenza di una standardizzazione a livello internazionale Verso la fine anni 70 l Organizzazione Internazionale degli Standard ISO ha proposto il modello OSI Open System Interconnection come riferimento per l interconnessione di sistemi aperti cio sistemi che abbiano la possibilit di comunicare con altri sistemi indipendentemente dall azienda costruttrice Il modello di riferimento OSI ha le seguenti finalit 6 Fornire una base comune su cui sviluppare standard per l interconnessione di sistemi informatici Fornire un modello rispetto a cui confrontare
160. chetto si adatta alle trasmissioni non sensibili al ritardo perch le variazioni del carico di traffico possono provocare anche ritardi elevati sui tempi di attesa 9 La commutazione di pacchetto pu operare secondo due diverse modalit indicate come orientata alla connessione connection oriented e priva di connessione connectionless In una rete orientata alla connessione o rete a circuito virtuale VC Virtual Circuit si deve stabilire un collegamento logico da utente ad utente prima di dare il via allo scambio dei dati successivamente la rete si occuper solo del controllo del flusso di traffico e degli errori Con un servizio privo di connessione ciascun pacchetto viene instradato individualmente e pertanto pu arrivare fuori sequenza questo fa si che la rete non possa provvedere ad un controllo efficiente ne del flusso di traffico ne degli errori compito che viene rimandato alle applicazioni dell utente 45 3 4 SISTEMI DI TRASMISSIONE 3 4 1 Trasmissione digitale di segnali analogici La trasmissione dei segnali analogici in un sistema di comunicazione digitale comporta la loro conversione in segnali numerici La prima codifica implementata nelle reti telefoniche stata la tecnica PCM Pulse Code Modulation modulazione impulsiva codificata la quale ha condizionato lo sviluppo dei sistemi di trasmissione numerici 10 Nella tecnica di codifica PCM l informazione analogica da trasmettere viene prima campionata in
161. chiave con la quale vengono cifrate con un apposito algoritmo le informazioni inviate sulla tratta radio Essa ricavata applicando ad un algoritmo diverso dal precedente il parametro RAND e la chiave di autenticazione Ki La MS deve ricavare la stessa Kc applicando lo stesso algoritmo lo stesso RAND e la stessa Ki per cifrare e decifrare le informazioni lato MS Riassumendo l AuC genera in continuazione triplette ognuna delle quali associata ad un IMSI e le passa al HLR L HLR le memorizza e le fornisce dietro richiesta agli MSC VLR Questi ultimi possono cos autenticare ogni utente che richiede un accesso alla rete verificarne il diritto all accesso e fornire alle BTS Base Transceiver Station interessate le chiavi di cifratura Kc necessarie per decifrare e cifrare le informazioni che viaggiano sulla tratta radio da verso le MS degli utenti 5 5 5 EIR Equipment Identity Register Nel sistema GSM i dati di abbonamento di un utente MSISDN IMSI Ki ecc nonch gli algoritmi di autenticazione e cifratura non sono contenuti permanentemente nella Mobile Station dell utente ma sono memorizzati nel modulo SIM Subscriber Identity Module 105 Esiste dunque il problema legato al possibile utilizzo di apparati mobili ME rubati difettosi o non omologati Infatti quando un modulo SIM viene inserito in una Mobile Station quest ultima viene personalizzata con i dati di quel SIM sia per quanto concerne l autenticaz
162. cioccolata ecc grazie a nuovi distributori pi avanzati Gli apparecchi pluriselezione hanno successo anche se il loro funzionamento ancora da perfezionare Sempre nello stesso periodo gli operatori del settore costituiscono la CONFIDA Confederazione Italiana della Distribuzione Automatica la quale mette a punto un piano di sviluppo basato sul controllo del costo delle consumazioni l istituzione di contratti che definiscano il rapporto tra il gestore e l utente utilizzatore un ampliamento della gamma dei prodotti offerti che si estenda dai prodotti caldi a quelli solidi e freddi In definitiva una competitivit costruita sulla qualit e non solo sui prezzi con l introduzione di apparecchi sempre pi sofisticati e tecnologicamente pi avanzati mediante il rinnovo del parco macchine con definizione dei piani di ammortamento e dei tempi di sostituzione delle macchine Nel 1984 le principali aziende produttrici di distributori automatici Rhea Vendors Zanussi propongono i primi apparati gestiti elettronicamente Vengono subito introdotti i primi sistemi di pagamento e controllo in grado di permettere un pagamento pi facile ed una tenuta della contabilit della macchina consumazioni incasso L anno seguente sono presentate le schede prepagate e successivamente le chiavi elettroniche Sistemi di pagamento che utilizzano lo stesso principio delle schede telefoniche prepagate I gestori si riqualificano verso l utente final
163. cola XX123 DZX indirizzo via Padova 190 stato gettoniera gettoniera libera NOMI RESIDUO EROGATO CAPACITA RIPRISTINO Serbatoio_0 bicchier 6 0 10 4 Serbatoio_1 zucchero 1 0 10 9 Serbatoio_2 caffe 9 0 10 1 Serbatoio_3 the 8 0 10 2 Serbatoio_4 cioccola 9 0 10 1 Serbatoio_5 acqua 4 0 10 6 Serbatoio_6 snack 10 0 10 0 Serbatoio_7 gelato 9 0 10 1 INGRESSO NOME ELEMENTO STATO 10 frigo FAIL I1 caldaia FAIL 12 acqua OK 13 rifiuti liquidi OK 14 gruppo caff OK 15 porta OK MICROCONTROLLORE guasto rifiuti liquidi Invio SMS 18 03 2002 20 46 24 header003FFOBFF 0 60109080904 010 0 9 335475640 CENTRALE report d attivit SMS RICEVUTO IL 18 03 2002 ALLE ORE 20 46 30 dati mittente numero telefonico 393357755016 data invio 18 03 2002 ora invio 20 41 58 ID trasmesso 003 messaggio dovuto a valori memorizzati in centrale Esaurimento o Guasto 277 telefono matricola indirizzo stato gettoniera 3357755016 XX123 DZX via Padova 190 gettoniera libera NOMI RESIDUO EROGATO CAPACITA Serbatoio_0 bicchier 6 0 10 Serbatoio_1 zucchero 1 0 10 Serbatoio_2 caffe 9 0 10 Serbatoio_3 the 8 0 10 Serbatoio_4 cioccola 9 0 10 Serbatoio_5 acqua 4 0 10 Serbatoio_6 snack 10 0 10 Serbatoio_7 gelato 9 0 10 INGRESSO NOME ELEMENTO STATO 10 frigo FAIL I1 caldaia FAIL I2 acqua OK 13 rifiuti liquidi FAIL 14 gruppo caff OK I5 porta OK MICROCONTROLLORE guasto porta Invio SMS RIPRISTINO one Ne OA 18 03 2002 20 46 35 hea
164. composto da due byte di cui solo il primo utilizzato mentre il secondo disponibile per usi futuri Il tutto decodificato in esadecimale e il valore inserito nel campo 115 114 113 112 I11 I10 I9 I8 I7 I6 I5 14 I3 I2 Il 1I0 1 1 1 1 1 1 1 1 x x x x x x x x x 0 l elemento associato regolare x 1 l elemento associato in allarme y 1 avvenuto il rifornimento i livelli dei serbatoi sono al loro valore massimo y 0 valore di default Serbatoi per ognuno si ha a disposizione un campo di 6 caratteri in cui i primi 3 rappresentano le cifre che esprimono in forma decimale l erogato parziale I restanti 3 caratteri sono delle cifre che in forma decimale rappresentano le scorte residue Tenendo questo campo per ultimo pi facile adattarlo nel caso di un aumento dei serbatoi 161 S 8 S7 S 6 S5 S4 S3 S2 S1 E R JE R E R E R JE R E R E R E R Dove E erogato parziale 3 cifre R residuo 3 cifre E R 6 caratteri Messaggi verso i distributori Per inviare SMS contenente il report di attivit il dispositivo remoto deve riconoscere il messaggio di richiesta di trasmissione inviato dalla centrale Analogamente per variare l uscita on off che comanda la gettoniera deve riconoscere il comando proveniente dalla centrale allora necessario implementare un set di comandi che il remoto riconosc
165. conomizzare sul numero di siti raggruppare pi stazioni piazzandole in un vertice comune a tre celle 15 fig 4 5 In questo caso le antenne non sono pi omnidirezionali ma hanno un apertura di 120 Si definisce cluster l insieme delle G celle adiacenti in cui si utilizzano tutti gli N canali radio Cluster Figura 4 4 Divisione cellulare del territorio 75 a BTS raggruppate b BTS centrale BTS Base Transceiver Station Figura 4 5 Disposizione delle stazioni radio base nella cella Il riuso delle frequenze comporta un interferenza co canale pi o meno forte tra i trasmettitori che operano alle stesse frequenze Per valutare tale interferenza si usa il parametro C I dove C Carrier potenza del segnale utile I interference potenza del segnale interferente avente la stessa frequenza di quello utile C I 1010g Carrier Interference Dato che il contenuto di potenza di un onda e m varia con la distanza un parametro fondamentale per la determinazione del rapporto C I la distanza D tra le antenne che utilizzano la stessa frequenza Poich dal punto di vista radioelettrico un area considerata coperta quando garantito un campo elettromagnetico medio maggiore o uguale ad un valore predefinito si pu ritenere che tale potenza sia emessa con un livello sufficiente a garantire una buona qualit del segnale in tutta la cella da coprire Il secondo parametro di interesse sar quindi il rag
166. curezza e protezione alle informazioni trasmesse via radio La risoluzione dei problemi tecnico politici per uniformare i punti di vista dei paesi e gestori coinvolti degli studiosi che portavano avanti progetti e sperimentazioni fra loro diverse port alla stesura nel 1987 del Memorandum of Understanding per l introduzione coordinata del sistema GSM e il rispetto delle specifiche Fu indicata come data di apertura del servizio il primo luglio 1991 data che fu poi posticipata al primo ottobre del 1992 Nel 1989 il comitato GSM fu denominato Comitato Tecnico di ETSI European Telecommunications Standard Institute e fu chiamato SMG Special Mobile Group 15 in quella sede l acronimo GSM fu ridefinito come Global System for Mobile Communications Il Comitato Tecnico ha elaborato normative standard e specifiche tecniche descritte in dodici serie di raccomandazioni ognuna delle quali aggrega gruppi di funzioni e di interfacce affini per campo di applicazione Le specifiche GSM si sono accresciute per Fasi 15 La prima versione funzionante di specifiche la versione 3 apparsa nel 1991 che stata chiamata Fase 1 in cui si provveduto alla definizione relative ai servizi base essenziali e ad alcuni servizi supplementari si poi passati ad una seconda fase Fase 2 conclusasi nel 1993 durante la quale oltre ad integrare i servizi base e supplementari si giunti alla definizione e allocazione delle bande di frequen
167. d intermittente altri servizi isocroni sono l audioconferenza la videoconferenza ecc Esempi di servizi bidirezionale asincroni sono la posta elettronica il fax in questi casi il ritardo di una parte dell informazione non significativo l importante il tempo totale in cui si riesce a completare una transazione 3 3 1 Struttura di una rete di telecomunicazione Le reti di telecomunicazione mettono a disposizione dei diversi utenti un insieme di collegamenti trasmissivi e dispositivi per l instradamento del traffico di informazioni a seconda delle richieste che si presentano nel tempo 14 In generale un sistema di telecomunicazione non coinvolge solamente la sorgente dell informazione e il destinatario della stessa ma anche altri utenti che possono essere sia persone fisiche sia dispositivi elettronici La struttura della rete cos condivisa da pi sorgenti e ricevitori in essa pertanto accanto alla funzione di trasmissione da un punto ad un altro vi anche la funzione di commutazione che consente l assegnazione dinamica delle strutture trasmissive Non infatti conveniente predisporre una rete con collegamenti fissi dedicati ad ogni possibile comunicazione che possa essere richiesta cio ad ogni possibile coppia di utenti poich data la natura della comunicazione che pu essere temporanea ed aleatoria sarebbero poco sfruttati In una tipica rete di telecomunicazione i canali di trasmissione fanno cap
168. dati e l emissione dell informazione Il sistema di telerilevamento un sistema distribuito si devono quindi stabilire le funzioni che il sistema pu o deve effettuare dal lato dei distributori remoti e quali invece possono essere eseguite dal lato della sede dell impresa o centrale di controllo del sistema Il come i dati debbano essere trasferiti al sistema di comunicazione e da questo alla centrale di controllo definendo le procedure che regolano la comunicazione ed il flusso dati tra i diversi elementi che compongono il sistema I dati che il sistema di telerilevamento deve elaborare possono essere divisi in due categorie dinamici e statici Nella prima rientrano quelli suscettibili di variazioni nel breve periodo essi comprendono quindi le quantit di prodotti disponibili nei distributori o quelle erogate il funzionamento degli organi elettromeccanici e in generale riguardano quanto strettamente legato al funzionamento operativo del distributore che deve essere rilevato direttamente da esso I dati statici possono invece variare in tempi pi lunghi e servono ad integrare o rendere significativi i dati dinamici per produrre alla fine le informazioni richieste I dati statici riguardano ad esempio la tipologia dei prodotti in carico ai distributori l indirizzo del cliente in cui si trova il distributore la marca e il modello per reperire eventuali parti di ricambio ecc In ogni distributore remoto si rende necessaria un el
169. della MS in termini di Location Area Identity dell area in cui essa si trova Stato della MS standby occupato spento Le MS in questione sono semplicemente in visita utenti visitor nell area servita dal VLR poich si possono spostare in qualsiasi momento entro l area servita da un altro VLR Per questo motivo il database che memorizza temporaneamente le informazioni sopraccitate denominato Visitor Location Register VLR o registro per la localizzazione degli utenti visitatori Quando una MS entra nell area servita da un VLR quest ultimo deve richiedere le informazioni necessarie per servire l utente ad un altro database denominato HLR Home Location Register nel quale sono memorizzati permanentemente i dati degli utenti di un gestore Se la MS lascia l area servita dal VLR le relative informazioni di utente possono essere cancellate dal VLR stesso Quando una Mobile Station GSM viene accesa si deve registrare come visitor presso il VLR che controlla l area in cui essa si trova Se per via di uno spostamento la MS entra nell area servita da un altro VLR essa deve essere registrata sempre come visitor nel nuovo VLR e cancellata dal VLR vecchio Di conseguenza ogni MS operativa risulta registrata come visitor nel VLR che serve l area in cui essa si trova Questo significa che il VLR ha ricevuto e memorizzato sia i dati di utente della MS sia 1 dati sempre aggiornati necessar
170. della rete telefonica analogica originariamente progettato per convogliare il segnale telefonico analogico oppure per trasmettere un segnale digitale via radio necessario adottare un opportuna tecnica di modulazione che essenzialmente effettui una trasposizione dello spettro del segnale in modo che esso rientri in quello del canale disponibile Inoltre nella trasmissione radio per poter irradiare efficacemente l energia elettromagnetica che porta l informazione l antenna del trasmettitore deve avere dimensioni dell ordine di grandezza della lunghezza d onda in gioco Poich i segnali di informazione sono a bassa frequenza necessario ricorrere alla modulazione per poter utilizzare antenne di piccole dimensioni La modulazione inoltre usata per trasmettere pi segnali nello stesso mezzo trasmissivo traslando opportunamente lo spettro dei vari segnali in modo che non interferiscano tra loro In ogni caso al ricevente il segnale dovr subire un processo inverso di demodulazione che permetta di ottenere il segnale originario 53 Le tecniche di modulazione possono essere distinte in analogiche digitali Esistono inoltre delle normative a livello internazionale che stabiliscono per ogni tipo di trasmissione la relativa banda di frequenza Ogni banda cos stabilita rappresenta il campo dei valori delle frequenze che possono assumere le varie portanti utilzzate per effettuare la modulazione La tendenza attuale di preferire
171. della voce La necessit di un percorso riservato legata alla natura della voce molto sensibile ai ritardi la relativa lunga durata della fase di instaurazione viene compensata dalla mediamente lunga durata della conversazione Per le stesse ragioni la commutazione ci circuito mal si adatta al trasferimento dei dati considerata la natura intermittente del traffico dati una lunga fase di instaurazione equivarrebbe ad uno spreco di tempo Riservare un canale ad un traffico bursty vorrebbe dire lasciare libero lo stesso per gran parte del tempo complessivo della trasmissione I dati possono essere trasferiti attraverso apparati con commutazione di circuito ma questo porta ad un utilizzo inefficiente e scarsamente adeguato degli stessi 9 3 3 2 2 Commutazione di messaggio Nella commutazione di messaggio non viene stabilito nessun percorso fisico in anticipo fra il chiamante e il ricevente Quando il mittente deve inviare delle informazioni implementa un unico messaggio che oltre alle informazioni per il destinatario contiene informazioni di servizio Il messaggio attraversa la rete da un nodo di commutazione all altro seguendo un itinerario calcolato di volta in volta fino a quando arriva a destinazione In genere il messaggio viene ricevuto per intero dal generico nodo di commutazione prima di essere ritrasmesso verso il nodo successivo questo tipo di funzionamento detto store and forward 13 Le informazioni di servizio aggiunte all
172. densit ad esempio nel passaggio da un mezzo ad un altro l onda cambia direzione di propagazione in quanto varia la velocit di propagazione Diffrazione quando l onda incide sul contorno di un ostacolo si ha una diffusione di energia anche dietro l ostacolo Nei sistemi radiomobili particolarmente importante il fenomeno della riflessione Esso rende problematica la ricezione del segnale specie per mezzi in movimento causa il verificarsi di affievolimenti momentanei del segnale ricevuto indicati comunemente come fading evanescenza A seconda della conformazione del terreno e dell ambiente in cui ci si muove possiamo avere fondamentalmente tre situazioni e tre tipi di fading 10 Fading lento dovuto alla presenza di grossi ostacoli colline edifici che durante il movimento causano un effetto di oscuramento Fading di Rayleigh dovuto alla presenza di numerose superfici riflettenti edifici automezzi le quali fanno in modo che all antenna ricevente giungano numersi segnali che compiono percorsi diversi a causa delle riflessioni subite Fading di Rice all antenna ricevente giungono un segnale diretto e pi segnali riflessi 69 4 3 1 2 Interferenze Nei sistemi di trasmissione digitali il fenomeno delle riflessioni provoca un ulteriore effetto la dispersione temporale che la causa della interferenza intersimbolica Supponiamo che ad un ricevitore giungano segnali digitali modulati che hanno c
173. dente si sono ottenuti gli input del sistema essi costituiscono gli eventi provenienti dall ambiente esterno che devono essere riconosciuti ed elaborati mentre gli output rappresentano le risposte che il sistema offre in seguito alle elaborazioni effettuate dagli input ricevuti Il modello comportamentale definisce invece le funzioni di massima che il sistema deve avere per rispettare le specifiche assegnate al verificarsi degli eventi esterni queste funzioni a loro volta possono essere scomponibili in pi parti Per ogni evento si indicano le funzioni che il sistema deve effettuare 152 Erogazione di un prodotto Quando il distributore eroga un prodotto il sistema deve aggiornare la situazione delle scorte le distribuzioni effettuate ed eventualmente segnalare l allarme tempestivamente se il serbatoio si esaurito Sensore elemento funzionale Il cambiamento di stato di un sensore associato al funzionamento di un elemento funzionale indica che quest ultimo si guastato il sistema deve segnalare tempestivamente il guasto Rifornimento Il rifornimento del distributore deve essere segnalato al sistema e comporta l aggiornamento dello stato delle scorte disponibili Richiesta report d attivit Il sistema deve rilevare lo stato delle scorte le distribuzioni effettuate calcolare le unit di ripristino formattare il report e renderlo disponibile per l operatore della centrale Iniziare poi un nuovo conteggio de
174. der003FF2BFF 060109080904010 0 9 335475640 CENTRALE report d attivit SMS RICEVUTO IL 18 03 2002 ALLE ORE 20 46 43 dati mittente numero telefonico data invio ora invio ID trasmesso messaggio dovuto a 393357755016 18 03 2002 20 42 10 003 Esaurimento o Guasto valori memorizzati in centrale telefono matricola indirizzo stato gettoniera NOMI Serbatoio_0 bicchier Serbatoio_1 zucchero Serbatoio_2 caffe Serbatoio _3 the 278 3357755016 XX123 DZX via Padova 190 gettoniera libera RESIDUO EROGATO CAPACITA 6 0 10 1 0 10 9 0 10 8 0 10 RIPRISTINO 4 9 1 2 Serbatoio_4 cioccola 9 0 10 1 Serbatoio_5 acqua 4 0 10 6 Serbatoio_6 snack 10 0 10 0 Serbatoio_7 gelato 0 10 1 INGRESSO NOME ELEMENTO STATO 10 frigo FAIL I1 caldaia FAIL I2 acqua OK 13 rifiuti liquidi FAIL 14 gruppo caff OK I5 porta FAIL MICROCONTROLLORE esaurimento serbatoi Esaurimento zucchero Invio SMS 18 03 2002 20 46 49 header003FF2BFF 5110540809040100 9 335475640 Esaurimento bicchieri Invio SMS 18 03 2002 20 46 52 header003FF2BFF 100014080904 0100 9 335475640 CENTRALE aggiornamento automatico 18 03 2002 20 46 56 headerRICH 3280113321 18 03 2002 20 46 56 headerRICH 3357755016 18 03 2002 20 46 56 headerRICH 3687690145 CENTRALE report d attivit in seguito ad esaurimento zucchero SMS RICEVUTO IL 18 03 2002 ALLE ORE 20 47 24 dati mittente numero telefonico data invio ora invio ID t
175. di un applicazione di telerilevamento il volume dei dati da scambiare e la frequenza di collegamento sono limitati questo associato alla numerosit dei distributorifa escludere a priori dati i costi elevati l utilizzo di una rete dedicata per un collegamento punto punto tra ogni stazione remota e la centrale D altra parte l utilizzo della pi economica linea telefonica commutata PSTN o della sua evoluzione ISDN richiede l utilizzo di una presa telefonica fissa e questo pone i seguenti problemi Si incontrano resistenze da parte del cliente che ospita i distributori poich dovendo dedicare una linea telefonica ad essi non esiterebbe a trovare un altro fornitore F necessaria una presa telefonica per ogni distributore oppure per limitarne il numero si deve realizzare un collegamento locale fra i diversi distributori presenti nello stesso edificio Non sempre possibile avere una linea telefonica a disposizione I distributori possono essere spostati nel tempo all interno dello stesso edificio o in altri luoghi in seguito alle esigenze del momento e la presenza di prese fisse e collegamenti locali tra i vari distributori complicherebbe le cose Non avere una presa esterna permette di evitare manomissioni da parte di terzi La soluzione consiste allora nel predisporre un collegamento tra i distributori remoti e la centrale che utilizzi un mezzo fisico di trasmissione basato sulla propagazione tramite onde ra
176. difica di ogni campione con 12 bit porta ad una velocit di emissione bit rate ve pari a Ve 8000 x 12 96 kbps Questo bit rate eccessivo in quanto richiede canali di capacit elevata con un notevole aumento dei costi per i collegamenti 10 Sono state cos introdotte tecniche tese a diminuire la velocit di emissione che per conservino la dinamica e non peggiorino significativamente la qualit del segnale riprodotto in ricezione Compressione la tecnica utilizzata in ambito PCM per ridurre la velocit di emissione rispetto a quella ottenibile con una codifica a 12 bit Si basa sul principio per cui i campioni grandi possono sopportare errori pi grandi mentre i campioni piccoli devono essere codificati con piccoli errori pari al massimo a quelli che introdurrebbe una codifica a 12 bit I campioni subiscono allora una quantizzazione non lineare che riproduce con maggior fedelt i campioni pi piccoli 10 Si riesce cos a coprire la dinamica del segnale vocale senza apprezzabili diminuzioni della qualit quando il ricevente ricostruisce il segnale anche riducendo a n 8 bit campione il numero di bit con cui si codifica ogni campione Con 8 bit sono cos ottenibili 2 256 ampiezze diverse le quali per non sono uniformemente distribuite tra minimo e massimo l intervallo di quantizzazione aumenta man mano che ci si sposta dall origine verso il valore massimo in modulo ammesso Il bit rate di un singolo
177. dificare spostare collegare colorare gli oggetti del front panel e quelli del block diagram Control Palette E disponibile solo nel front panel e permette la scelta dei controlli ed indicatori necessari per creare l interfaccia utente Function Palette disponibile solo nel block diagram Contiene gli oggetti che permettono di programmare il VI essi sono dati da simboli grafici che rappresentano funzioni aritmetiche booleane funzioni per la gestione degli input output da file per l acquisizione dati da dispositivi esterni per la gestione del tempo manipolazione di stringhe array ed altro 168 11 1 4 Sub VI LabVIEW consente una progettazione modulare questo fa si che un qualsiasi programma utilizzante questo linguaggio possa essere eseguito come un programma indipendente oppure come parte di un altro programma VI infatti possibile creare un icona che rappresenta un connettore da associare ad ogni programma VI permettendone cos il suo utilizzo all interno di un altro programma VI Si puo cos creare una gerarchia di programmi VI e SubVI che modificabile scambiabile e combinabile con altri VI a seconda delle esigenze Tutto il codice del programma VI racchiuso all interno dell icona che presenta dei terminali da utilizzare come ingressi e uscite per i dati necessari al funzionamento del programma o che vengono prodotti da esso 11 2 ESEMPIO DI PROGRAMMA VI Per creare l interfaccia utente nel
178. dio che per sua natura non necessita di collegamenti via cavo realizzando cos un sistema di telerilevamento via radio In questo modo ogni distributore pu essere collegato in modo diretto alla centrale indipendentemente dagli altri questo permette l installazione o l eliminazione di un distributore senza particolari problemi poich basta gestire la situazione dal lato della 28 centrale senza interessare i locali di propriet del cliente o richiedere collegamenti distributore distributore Nella realizzazione di un sistema di telerilevamento via radio le alternative sono principalmente due l utilizzo di una rete radiomobile pubblica oppure l implementazione di un sistema di trasmissione privato In quest ultimo caso la necessit di ricoprire distanze anche dell ordine di centinaia di chilometri necessita l uso di ricetrasmettitori di adeguata potenza operanti su frequenze date in concessione dai competenti uffici delle Poste e Telecomunicazioni con conseguente pagamento di un canone annuale il che rende il sistema particolarmente oneroso e quindi irrealizzabile L utilizzo di una rete radiomobile pubblica permette invece di avere una rete gi installata indipendentemente dall applicazione che si vuole realizzare svincolandosi cos dal come le informazioni in ingresso siano gestite all interno della rete e recapitate al destinatario sufficiente gestire l accesso alla rete da parte delle stazioni terminal
179. dizione di lavoro start livello logico 0 Il ricevitore attiva il suo clock che ha una frequenza pari a quella dei dati in arrivo e pu interpretare i bit ricevuti in modo corretto Il bit di stop la cui durata minima pu essere 1 1 5 o 2 tempi di bit viene prolungato finch non inizia la trasmissione del byte successivo MESSA ARIES EST idle start Bit dati stop idle start Bit dati stop lt gt gt gt gt gt gt flusso dati Figura 2 6 Trasmissione asincrona 33 Trasmissione sincrona Se i dati da trasmettere sono costituiti da interi blocchi di pi caratteri inviati tramite un flusso continuo di bit il clock del trasmettitore e del ricevitore devono rimanere sincronizzati per lunghi intervalli di tempo e quindi viene usata la trasmissione sincrona In questo caso ogni blocco di dati preceduto da uno o pi caratteri di sincronismo codificati tramite sequenze di bit da cui il ricevitore ricava un segnale di clock che pilota la lettura dei bit durante la ricezione del blocco dati 6 La trasmissione sincrona si realizza soltanto impiegando terminali di tipo bufferizzato cio dotati di memorie di transito questo perch non pensabile di mantenere la sincronizzazione anche durante i tempi morti che intercorrono in una trasmissione dati ma logico mantenere la sincronizzazione per tutta la durata del blocco trasmesso La lunghezza del blocco dei caratteri inviati sulla linea limitata da
180. do 139 univoco permettendo cos la compatibilit tra dispositivi costruiti da fabbricanti diversi Attualmente lo standard permette l interfacciamento mediante interfaccia fisica di tipo ottico o via cavo infatti esso nato principalmente per connettere terminali portatili per l acquisizione dati dal distributore automatico e dai dispositivi ad esso collegati mentre non ancora stato definito uno standard per le comunicazioni via GSM o in generale tramite modem MDB ICP uno standard che definisce le modalit di connessione e comunicazione tra i dispositivi presenti all interno del distributore quali gettoniere rendiresto o accettatori di monete lettori di banconote dispositivi cashless chiavi elettroniche tessere magnetiche anche in questo caso lo scopo principale dello standard quello di consentire la compatibilit tra dispositivi prodotti da fabbricanti diversi Per quanto riguarda il GSM allo stato attuale necessario implementare una soluzione proprietaria ma in futuro lo sviluppo degli standard sopraccitati permetter una riduzione dei costi e una pi elevata compatibilit Senza entrare nel dettaglio di come si possano acquisire fisicamente i dati dal distributore si pu supporre che da un distributore automatico sia possibile rilevare quando viene effettuata una erogazione Questo perch pu essere l elettronica stessa che gestisce il distributore a memorizzare e comunicare gli event
181. do tempo Poich si deve poter visualizzare la situazione pi recente del distributore la centrale gestisce una tabella chiamata tabella ultimi messaggi che riporta per ogni distributore il report pi recente sull attivit svolta ricevuto 1 SMS dal processo di elaborazione si ottiene lID del distributore e si sostituisce il messaggio ricevuto nella tabella ultimi messaggi esso viene conservato fino all arrivo di un successivo SMS proveniente dallo stesso distributore I vari output conseguenti al ricevimento del SMS sono riportati in figura 10 6 155 RICEZIONE SMS GM 862 ELABORAZIONE SMS ARCHIVIO TABELLA SEGNALAZIONE SU FILE ULTIMI MESSAGGI ALLARMI Figura 10 6 Output SMS ricevuti Quando l operatore della centrale richiede la visualizzazione dello stato del distributore dalla tabella ultimi messaggi viene prelevato il messaggio corrispondente all ID del distributore richiesto dall operatore il messaggio subisce un processo di elaborazione simile a quanto avviene per la memorizzazione su file solo che l output viene riportato in forma di tabelle sul monitor del PC fig 10 7 SELEZIONE ID DISTRIBUTORE TABELLA ULTIMI MESSAGGI ELABORAZIONE MESSAGGIO VISUALIZZA SU PC STATO DISTRIBUTORE Figura 10 7 Visualizzazione stato del distributore 156 Comunicazione con le periferiche Si scelto di aggiornare il report d attivit dei distributori solo su richiesta della centrale e s
182. dotto un flag che viene settato o meno dal dispositivo a microcontrollore al momento dell invio del messaggio a seconda si tratti di un invio dovuto ad una richiesta oppure di un invio dovuto ad una causa locale allarme 10 5 2 Formattazione dei messaggi Messaggi inviati da remoto Un messaggio SMS mette a disposizione 160 caratteri ed stato strutturato nel seguente modo 160 la stringa di caratteri rappresentante l SMS suddivisa nei campi intestazione identificativo flag ingressi on off serbatoi intestazione Identificativo flag ingressi ON OFF serbatoi Intestazione la stringa di caratteri che permette di riconoscere gli SMS propri del sistema di telerilevamento da altri SMS che possono essere ricevuti Si scelta la stringa header Identificativo il codice che identifica univocamente ogni distributore remoto E formato da 3 caratteri qualsiasi Flag composto da un byte dove attivo solo il bit F 0 che distingue se il messaggio dovuto ad una richiesta della centrale o causato da una situazione di allarme gli altri sono a disposizione per usi futuri x 0 messaggio in seguito a richiesta della centrale x messaggio inviato autonomamente dal sottosistema remoto in seguito ad allarme F7 F6 F5 F4 F3 F2 F1 FO 0 0 0 0 0 0 0 x Il valore ottenuto viene decodificato in esadecimale ed inserito nel campo flag Ingressi ON OFF
183. due valori on oppure off Nel modello realizzato le variabili booleane rappresentano i contatti corrispondenti agli elementi funzionali al pulsante del rifornimento e al comando della gettoniera L insieme delle variabili globali sar indicato come VARIABILI GLOBALI 179 La porta di comunicazione tramite la quale il distributore automatico invia le stringhe di caratteri che indicano le erogazioni effettuate simulata con una coda di tipo FIFO First In First Out La comunicazione avviene esclusivamente dal distributore verso il microcontrollore Il modulo a MICROCONTROLLORE VI e il modulo CENTRALE VI comunicano con il modem GM862 tramite una porta di comunicazione RS232 I sottosistemi remoto e centrale comunicano tra loro esclusivamente utilizzando la rete GSM tramite SMS Lo schema logico di primo livello che rappresenta l architettura del sistema evidenziando i processi principali presenti all interno dei sottosistemi e le loro relazioni dato dalla figura 12 2 I I I I I Il Il I I CODA SMS RICEVUTI CODA SMS DA INVIARE Il Il Il J I GESTIONE i DISTRIBUTORE MICROCONTROLLORE VI I CODA SMS RICEVUTI CODA SMS DA INVIARE Il VARIABILI Y GLOBALI CODA EROGAZIONI 4 lt CENTRALE VI GESTIONE I TELERILEVAMENTO i DISTRIBUTORE VI AUTOMATICO i Il OPERATORE ose CENTRALE ROGAZIONI I STATO RIFORNIMENTO Y SOTTOSISTEMA REMOTO SOTTOSISTEMA CENTRALE Figura 12
184. e o se necessario modificarlo si preme il tasto nuovo SMSC dopo aver inserito il numero telefonico nella finestra a fianco Cancella SIM Cancella fisicamente tutti gli SMS presenti nella SIM inserita all interno del GM862 STOP Interrompe l esecuzione del programma 16 1 6 Dati statici dei distributori E il riquadro che consente l inserimento di un nuovo distributore da controllare la modifica dei dati di uno precedentemente inserito oppure la rimozione completa della periferica fig 16 7 252 CAPACITA SERBATOI SERBATOI matricola indirizzo inserisci cancella Figura 16 7 Dati statici dei distributori Nuovo distributore La procedura d inserimento dei dati prevede che siano inseriti almeno un valore per l ID ed uno per il numero di telefono L ID pu essere formato da una qualunque stringa di tre caratteri Gli altri campi facoltativi sono matricola indirizzo capacit serbatoi nomi serbatoi nomi elementi funzionali Successivamente premendo inserisci i dati vengono inseriti Distributore gi esistente Per visualizzare i dati relativi ad un distributore si deve inserire PID del distributore e premere visualizza Tutti i dati memorizzati saranno visibili nelle restanti finestre Modifica Dopo aver visualizzato i dati di un distributore possibile modificare uno o pi parametri successivamente premendo inserisci si ha la sostituzione relativamente all ID
185. e all interno del SIM Il Mobile Station ISDN Number MSISDN I tipi di servizi sottoscritti dall abbonato a cui gli consentito accedere voce servizio dati ecc Informazioni di tipo dinamico Posizione corrente della MS cio l indirizzo del VLR in cui registrata Lo stato di eventuali servizi supplementari L HLR costituisce perci un punto di riferimento al quale Un VLR pu richiedere i dati di abbonamento ed i parametri di sicurezza di un certo utente Un MSC pu richiedere le informazioni necessarie per instradare una chiamata verso 1 MSC VLR che ha in carico la MS interessata Da un punto di vista logico PHLR di un gestore costituisce una singola unit funzionale mentre da un punto di vista fisico il gestore pu decidere di utilizzare una o pi macchine con installati database HLR dislocate sul territorio ognuna delle quali memorizza i dati relativi ad un certo numero di utenti 5 5 4 AuC Authentication Centre L HLR memorizza e fornisce agli MSC VLR che li richiedono sia i dati di abbonamento e localizzazione di ogni utente di un gestore sia i parametri di sicurezza cio quei parametri che consentono di autenticare un utente e di cifrarne le informazioni da inviare sulla tratta radio 104 L HLR semplicemente un database e quindi esso memorizza i parametri di sicurezza ma non provvede alla loro generazione Il compito di calcolare tramite appositi algoritmi i parametri in qu
186. e apparendo come fornitori di servizi realizzati con apparecchiature tecnologicamente avanzate Il positivo andamento dell economia nazionale e la discesa del dollaro che comporta anche la riduzione del prezzo del caff fanno ottenere margini di profitto interessanti consentendo un rilancio del settore I gestori cominciano a considerare i distributori di snack e di bibite refrigerate non pi come un fastidio dati i pochi margini disponibili al quale non potevano sottrarsi causa la richiesta da parte del consumatore ma come strumento di consolidamento delle proprie quote di mercato e di fatturato da guardare con attenzione Anche l acqua minerale diventa opportunit di business I gestori ragionano sempre pi da imprenditori piuttosto che da gestori di macchinette e anche le loro sedi cominciano a rifletterne l andamento Il rilancio del settore porta benefici a tutti i livelli sia verso 1 gestori sia verso i produttori di distributori che trovano una domanda dimensionata alle loro attese permettendo il decollo di nuove proposte Attualmente la distribuzione automatica diventata una realt importante In quasi tutte le aziende enti comunit di qualsiasi dimensione si possono trovare distributori automatici di bevande snack ecc 19 1 6 OBIETTIVO DELLA TESI Per arrivare alla definizione di un sistema di telerilevamento dati che svolga una funzione di telemetria tra dei distributori remoti ed una sede cent
187. e il prodotto completo Con questo sistema possibile valutare i consumi dei prodotti preconfezionati e di quelli che richiedono un mix di ingredienti bevande calde nel primo caso baster 158 mettere un 1 nel serbatoio in cui si trova il pulsante ed uno 0 in tutti gli altri elementi della riga associata al pulsante Negli altri casi si inserisce il volume utilizzato Nel caso di distributori con un numero di serbatoi o pulsanti inferiore baster eliminare una riga o una colonna inserendo degli zeri L aggiornamento della situazione locale effettuata introducendo due vettori riga di dimensioni pari al numero dei serbatoi uno di essi associato alle quantit erogate vettore erogato mentre l altro al contenuto dei serbatoi vettore residui Nel vettore che rappresenta le scorte residue si parte dalla condizione iniziale in cui ogni elemento riporta il valore della capacit massima del serbatoio corrispondente tale situazione quella che si ha quando effettuato il rifornimento Ad ogni erogazione si effettua una sottrazione vettoriale elemento per elemento tra il vettore rappresentante il residuo e la riga della tabella relazioni pulsanti serbatoi corrispondente al prodotto selezionato Si ha cos l aggiornamento attuale di ogni serbatoio In questo modo quando un elemento del vettore raggiunge un predeterminato livello minimo pu segnalare la richiesta di rifornimento Nel caso in esame si supposto che il
188. e la fine di ogni messaggio Queste informazioni sono note rispettivamente come sincronismo di bit sincronismo di byte o carattere e sincronismo di messaggio o trama 7 In generale la sincronizzazione realizzata in un modo piuttosto che in un altro a seconda che il clock del trasmittente e quello del ricevente sono indipendenti asincroni oppure dipendenti sincroni di conseguenza le modalit di trasmissione si dividono in trasmissione asincrona e trasmissione sincrona Trasmissione asincrona In questo caso i caratteri costituenti il messaggio vengono trasmessi uno indipendentemente dall altro ad intervalli casuali eventualmente anche lunghi e il ricevitore si sincronizza all inizio di ogni carattere ricevuto o pi in generale a qualsiasi elemento dati Questo implica che il segnale su una linea trasmissiva si trovi in uno stato di inattivit idle per lunghi periodi In questa modalit di trasmissione ogni byte racchiuso da due segnali bit che avvisano il ricevente del suo arrivo e della sua terminazione I bit che delimitano il carattere prendono il nome di bit di start e di stop oppure bit di controllo Solitamente il bit di start assume il livello logico 0 space mentre il bit di stop il livello logico 1 mark Fig 2 6 In condizione di riposo la linea permane allo stato logico 1 e quindi la sua durata pu essere indefinita Per poter inviare il primo carattere si porta lo stato di linea in con
189. e risparmio di denaro in termini di spazio apparecchiature e tempo d installazione Per gli utenti i costi dei terminali sono pi bassi poich essendo lo standard internazionale le quantit sono maggiori ed i costruttori possono beneficiare di significative economie di scala Sicurezza nell accesso al sistema e nelle conversazioni analogico Non protetto I meccanismi analogici non possiedono meccanismi mirati di autenticazione dei terminali Non esclusa l intercettazione e lo sfruttamento non autorizzato abusivo dei dati di accesso degli utenti Le conversazioni possono inoltre essere monitorate e seguite da chiunque sia in possesso di modeste apparecchiature digitale Protetto Le potenti tecniche di autenticazione e cifratura per tutti i dati di segnalazione e conversazione permettono un accesso protetto alla rete da parte degli utenti assicurando un elevato grado di confidenzialit 83 84 5 ARCHITETTURA DEL SISTEMA GSM 5 1 STRUTTURA DEL SISTEMA GSM Una rete GSM scomponibile in quattro sottosistemi principali ognuno dei quali contiene un certo numero di unit funzionali ed interconnesso mediante delle interfacce standard I sottosistemi principali definiti in ambito GSM e gli elementi che li compongono sono i seguenti fig 5 1 10 MS Mobile Station o ME Mobile Equipment o SIM Subscriber Identity Module BSS Base Station Sub system o BSC Base Station Controlle
190. e successive colonne sono associate ai serbatoi possibile dare un nome ad ognuno di essi impostandolo nella riga d intestazione soprastante I numeri presenti nella riga di un pulsante indicano di quante unit viene diminuito il contenuto del relativo serbatoio ogni volta che il corrispondente pulsante di selezione del prodotto premuto Si possono cos simulare distributori che erogano prodotti dovuti a composizioni e prodotti preconfezionati Esaurimento serbatoi prodotti E una matrice che si trova subito al di sotto della tabella relazioni serbatoi pulsanti fig 16 13 Associa ad ogni riga un pulsante per la selezione prodotti mentre le colonne sono associate ai serbatoi Quando un elemento della matrice che composta da pulsanti selezionato si inibisce l erogazione del prodotto associato al pulsante prodotto della riga corrispondente nel caso in cui il serbatoio associato all elemento selezionato sia esaurito nell esempio in figura il caff che corrisponde al pulsante P_0 non viene erogato e quindi i livelli dei serbatoi non sono diminuiti se il serbatoio dei bicchieri vuoto Capacita serbatoi Imposta i valori massimi di unit contenute nei serbatoi fig 16 13 Gestione elementi funzionali Gli elementi funzionali sono posti in relazione con i pulsanti di selezione prodotto tramite la matrice relazione elementi prodotti erogabili di figura 16 14 Figura 16
191. efonia spesso vengono utilizzati gli stessi mezzi e canali trasmissivi gi posati e disponibili per il servizio telefonico 6 In generale le funzioni svolte da un sistema distribuito variano a seconda dell applicazione richiesta ma per realizzarle viene utilizzato un numero limitato di reti di comunicazione aventi lo scopo di fornire i servizi necessari per lo scambio di informazioni a distanza tra i vari dispositivi In relazione al servizio supportato si hanno infatti caratteristiche diverse delle informazioni da trasmettere dando cos origine a diversi tipi di traffico di conseguenza si richiedono determinati requisiti 27 alla rete di telecomunicazione che deve supportare il servizio tuttavia spesso capita che reti preesistenti e con diffusione capillare qual ad esempio la rete telefonica siano utilizzate per nuovi servizi 2 2 1 Scelta della rete di telecomunicazione Un aspetto importante nella realizzazione del sistema di telerilevamento riguarda il canale di trasmissione utilizzato per il trasferimento dei dati poich da tale scelta deriva l utilizzo delle apparecchiature necessarie per i collegamenti fisici La scelta della rete di telecomunicazione per il collegamento tra i distributori remoti e la sede dell impresa dipende da vari fattori quali il numero delle unita remote da collegare la loro disposizione geografica la frequenza dei collegamenti il volume dei dati da trasferire Nel caso in esame trattandosi
192. elevare il successivo comando AT da eseguire funzioni utente E previsto un numero essenziale di funzioni per l utente esse sono Visualizzazione del nome dell operatore di rete Indicazione qualit del segnale radio Verifica necessit di introdurre il codice PIN Verifica del numero del centro servizi 12 2 5 2 Cancella SIM La funzione fig 12 17 riceve come input il numero delle locazioni di memoria della SIM ed attivata tramite un flag rappresentato da una variabile booelana Implementa un ciclo che crea come output una sequenza di comandi AT pari al numero delle locazioni di memoria disponibili nella SIM che cancella fisicamente il contenuto della memoria destinata agli SMS I comandi generati sono inseriti uno alla volta nella CODA COMANDI N MEMORIE AT CMGD lt index gt Figura 12 17 Input output Cancella SIM Il comando AT usato per cancellare le locazioni di memoria della SIM il seguente CMGD lt index gt dove lt index gt numero della locazione di memoria che si intende cancellare Si ottiene una sequenza del tipo AT CMGD lt 1 gt AT CMGD lt n gt Dove n il numero di memorie disponibili 205 Per ogni comando del tipo AT CMGD lt index gt la risposta del GM862 OK se viene effettivamente cancellato un messaggio oppure CMS ERROR lt 321 gt nel caso la locazione di memoria sia vuota 12 2 5 3 Presenza SMS La funzi
193. ell utente mobile attraverso protocolli quali TCP IP Transmission Control Protocol Internet Protocol X 25 e CLNP Connectionless Network Protocol senza pi bisogno di utilizzare delle connessioni intermedie a commutazione di circuito 24 Vantaggi della tecnologia GPRS La commutazione di pacchetto permette una migliore gestione delle risorse di rete La velocit di trasferimento dati fornita dal GPRS notevolmente superiore a quella offerta dal GSM Teoricamente la velocit massima raggiungibile di 171 2Kbps nel caso si utilizzino tutti e otto i timeslot disponibili Accesso ad Internet l accesso sar possibile oltre all utilizzo del modulo GPRS come modem connesso ad un notebook anche in modo diretto connettendosi direttamente dal terminale GPRS con un server web La rete GPRS pu cos essere considerata come un estensione wireless della rete Internet dove i terminali GPRS costituiscono delle postazioni mobili La tariffazione pu essere effettuata in base all effettivo volume di traffico e non al tempo di connessione 128 Servizi offerti dal GPRS I servizi specifici per il GPRS saranno numerosi nel prossimo futuro ma attualmente non ne esiste alcuno 24 se si escludono quelli gi realizzati per GSM che tuttavia restano accessibili WAP reso pi veloce dalla nuova architettura e la possibilit di usare un cellulare GPRS come modem collegato tramite cavo o porta infrarossi ad un terminale por
194. enate ed inserite nella coda SMS DA INVIARE Modifica parametro ID E analogo al caso precedente cambia solo l elemento del vettore SMS CMD da cui si preleva la stringa rappresentante il comando Aggiornamento di un singolo distributore E analogo a blocco sblocco gettoniera cambia solo l elemento del vettore SMS CMD da cui si preleva la stringa rappresentante il comando SMS generici A differenza dei casi precedenti i campi testo del messaggio e numero di telefono devono essere inseriti di volta in volta dall utente tramite dei controlli La funzione verifica che la stringa di caratteri del messaggio da inviare non superi i 160 caratteri e sia presente il numero di telefono concatena i due campi separandoli con il separatore e inserisce il tutto nella coda SMS DA INVIARE 230 14 SOFTWARE DISTRIBUTORE AUTOMATICO Il funzionamento del distributore automatico stato simulato relativamente ai seguenti aspetti Erogazione dei prodotti Rifornimento dei serbatoi Guasti elementi elettromeccanici Abilitazione della gettoniera Agli effetti esterni il simulatore del distributore interagisce con le seguenti entit fig 14 1 VARIABILI GLOBALI CODA EROGAZIONI DISTRIBUTORE AUTOMATICO INDICATORI GUASTI RIFORNIMENTO EROGAZIONI Figura 14 1 Entit con cui interagisce il distributore Coda erogazioni Simula il funzionamento di una porta di comunicazione sono inserite
195. entare i protocolli di basso livello che consentono un corretto scambio delle informazioni di segnalazione tra MS e BTS e tra BTS e BSC Interfacciare i sistemi di trasmissione che collegano la BTS con il BSC se questi ultimi non sono colocati Poich i canali trasmissivi utilizzati per i collegamenti tra gli elementi del sistema GSM sono canali PCM a 64 Kbit s questo dovrebbe comportare la transcodifica da codifica vocale GSM a 13 Kbit s a codifica PCM a 64 Kbit s oppure l adattamento delle velocit nel caso di trasmissione dati l utente pu operare con velocit di trasmissione fino a 9600 bit s La tecnica di codifica della voce adottata nel GSM diversa da quella PCM quindi necessario usare un apparato noto come 96 transcoder che effetui la transcodifica da codifica vocale a codifica PCM Dato che i collegamenti BTS BSC sono di tipo dedicato risulta normalmente pi conveniente effettuare queste operazioni nel BSC o meglio ancora in entrata all MSC Cos facendo possibile trasmettere multiplati quattro canali GSM su un canale PCM ottimizzando lo sfruttamento delle risorse trasmissive di terra tra BTS e BSC Le soluzioni adottate per realizzare le BTS possono variare da costruttore a costruttore Comunque in linea di principio una BTS pu essere considerata come l insieme di un certo numero di transceiver TRX ad esempio da 1 a 15 e di una parte aventi funzioni comuni nota come Base Common Function
196. enti del Network Switching Sub system NSS che sono 10 MSC Mobile Switching Centre HLR Home Location Register VLR Visitor Location Register AuC Authentication Centre NETWORK SWITCHING SUB SYSTEM Figura 5 8 NSS Network Switching Sub system 5 5 1 MSC Mobile services Switching Centre Il sistema radiomobile GSM costituisce una rete pubblica di telecomunicazioni Esso comprende delle centrali di commutazione che si occupano dell instradamento delle chiamate Si deve tener presente che le Mobile Station in dotazione agli utenti GSM non sono apparecchi di utente fissi come accade nelle reti PSTN e ISDN ma sono mobili Di conseguenza una normale centrale di commutazione non in grado di effettuare direttamente l instradamento delle chiamate Infatti la sola analisi del numero di telefono di una Mobile Station che nel GSM viene denominato MSISDN Mobile Station ISDN Number non consente di determinare la posizione della Mobile Station stessa e nemmeno la centrale di commutazione che in un certo momento in grado di raggiungerla infatti il numero di telefono fissato al momento della sottoscrizione dell abbonamento mentre una MS si pu spostare sia in ambito nazionale che internazionale Inoltre poich in un sistema radiomobile l accesso alla rete avviene via radio una centrale di commutazione deve prima di tutto richiedere che sia instaurata una connessione fisica con la MS realizzata via terra fino alla BTS e via
197. er cancellare tutte le locazioni di memoria della SIM destinate a contenere SMS AT CMGD lt x gt Grazie alla sincronizzazione permessa con la coda COMANDI il modem invia dapprima come risposta al comando AT CMGL 4 la stringa 196 CMGL lt index gt lt stat gt lt lenght gt lt CR gt lt pdu gt lt CR gt si ha una stringa simile per ogni SMS memorizzato nella SIM Man mano che sono lette dal processo di LETTURA RS232 le stringhe sono inviate alla funzione ANALISI STRINGHE questa ne preleva la lt pdu gt che costituisce l SMS ricevuto in formato PDU e la decodifica in formato testo ricavandone la data lora d invio il numero di telefono del mittente e il messaggio il tutto viene inserito come unica stringa nella coda SMS RICEVUTI Non appena il modem invia la stringa OX il comando di lettura SMS terminato ANALISI STRINGHE riconosce l evento abilitando l estrazione del comando successivo che da inizio alla cancellazione fisica della memoria della SIM rendendola disponibile a ricevere successivi SMS dalla rete GSM 197 198 LETTURA RS 232 ok cpms cmgl CODA SMS RICEVUTI data ora tel msg CANCELLA SIM ANALISI STRINGHE AT CMGL 4 At CMGL lt X gt AT CPMS CODA COMANDI SCRITTURA SU RS 232 Figura 12 13 Recupero SMS ricevuti senza notifica VERIFICA PERIODICA PRESENZA SMS DECODIFICA GLI SMS INSERISCILI NELLA CANCELLA
198. er svolgere tutte le funzioni sopradette si deve introdurre un sistema informativo completo diviso in moduli dove il sistema di telerilevamento rappresenta la base su cui costruire tutti i moduli aggiuntivi 1 4 IL DISTRIBUTORE AUTOMATICO Il distributore automatico detto anche vending machine la macchina che fornisce al dettaglio i diversi prodotti che la distribuzione automatica pu offrire Si distinguono 1 distributori di generi alimentari da quelli non alimentari Rimanendo confinati nella prima categoria che la pi diffusa si ha un distributore specifico a seconda del prodotto fornito e si ha la seguente classificazione Distributori di bevande calde Distributori di bevande fredde Distributori di snack Distributori di gelati Distributori di cibi congelati I distributori automatici possono operare sia isolati sia in gruppo in quest ultimo caso si dice che formano delle batterie fig 1 1 due o pi distributori che in genere forniscono tipologie di prodotti diverse operano fianco a fianco ad esempio 13 distributori di bevande calde con distributori di snacks e o bevande fredde creando delle aree di ristoro Figura 1 1 Batteria di distributori automatici Per la selezione dei prodotti presente un insieme di pulsanti oppure un tastierino alfanumerico Alcuni distributori hanno dei display che facilitano le operazioni visualizzano lo stato della macchina e danno la possibilit a
199. essaggi contemporaneamente broadcast a tutti i telefoni all interno di una determinata zona coperta da una o pi celle radio Il messaggio Cell Broadcast pu contenere un massimo di 93 caratteri ma possibile concatenare fino a 15 messaggi per formare un macro messagge Ad ogni messaggio CB assegnata una classe che consente di classificare il tipo di informazione in esso contenuta e la lingua utilizzata in modo tale da permettere ai telefoni di visualizzare selettivamente o di scartare i messaggi CB L SMS implementa un protocollo senza connessione infatti quando inoltrato un messaggio non avviene alcuna connessione tra il terminale che invia e quello che riceve come per esempio avviene nelle chiamate voce dati fax L invio di un SMS PP da un telefono GSM ad un altro deve essere considerato come la concatenazione di due differenti operazioni l inoltro del messaggio dal telefono mobile verso una entit della rete chiamata SMSC Short Message Service Centre e poi dall SMSC fino al telefono ricevente La prima operazione denominata SMS MO SMS Mobile Originated mentre la seconda SMS MT SMS Mobile Terminated La SMS MT permette all utente di riceve messaggi di testo fino a 160 caratteri sul display del proprio telefono GSM Allo stato attuale tutti i terminali GSM sono predisposti per usufruire di questo servizio inoltre in Italia tutti i gestori di rete GSM forniscono il servizio SMS MT
200. estione affidato ad una unit funzionale denominata AuC Authentication Centre Il meccanismo di autenticazione verifica la legittimit del SIM senza trasmettere sul canale radio le informazioni personali dell abbonato quali IMSI e chiave di cifratura La cifratura genera alcuni codici segreti che verranno usati per criptare tutte le comunicazioni scambiate sul canale radio I codici di autenticazione cifratura sono generati casualmente per ogni singolo abbonato da alcuni algoritmi definiti dallo standard GSM e sono memorizzati oltre che nell AuC anche nel SIM I parametri di sicurezza sono dati da un insieme di tre elementi che viene comunemente indicato come tripletta triplet Ogni tripletta associata ad un ben preciso IMSI e costituisce un dato dinamico di utente essa costituita dai seguenti parametri RAND Random un parametro casuale e viene inviato sulla tratta radio per il calcolo lato MS dei parametri di autenticazione e di cifratura SRES Signed RESponse costituisce il parametro di autenticazione SRES infatti ottenuto inserendo in un algoritmo detto algoritmo di autenticazione una chiave di autenticazione segreta nota come Ki ed associata all IMSI di un utente ed il parametro RAND La MS deve calcolare la SRES corretta con lo stesso algoritmo la stessa Ki e lo stesso RAND ed inviarla alla rete per ottenere ad essa l accesso ai servizi Kc chiave di cifratura costituisce la
201. formazioni di segnalazione sia la fonia codificata opportunamente sub multiplata secondo quanto specificato dal GSM 3 5 LA MODULAZIONE In alcuni casi i segnali che trasportano l informazione possono essere direttamente inviati sul mezzo trasmissivo disponibile trasmissione in banda base in altri casi necessario adattare le forme d onda alle caratteristiche trasmissive del mezzo L informazione allora viene trasferita in bande di frequenza spostate verso l alto per consentire la propagazione sul mezzo trasmissivo trasmissione per trasposizione in frequenza questa operazione detta modulazione 14 La modulazione si realizza variando cio modulando i parametri di un segnale periodico ausiliario detto portante in accordo con l informazione da trasmettere Nella modulazione si definiscono i seguenti tipi di segnali Modulante il segnale che contiene l informazione e che si vuole trasmettere Portante un segnale di supporto con ampiezza costante e frequenza superiore a quella del segnale modulante Modulato il segnale risultante dal processo di modulazione in generale esso ottenuto facendo variare uno o pi parametri del segnale portante ampiezza frequenza fase ampiezza fase Il segnale modulato contiene le informazioni che devono essere inviate ed ha le caratteristiche richieste dal canale utilizzato La modulazione necessaria ad esempio per trasmettere un segnale numerico su un canale
202. front panel si usano i controlli ed indicatori disponibili nella control palette Come esempio si illustrano i passi principali per realizzare un VI che generi dei numeri casuali compresi tra 0 ed 1 e visualizzi la loro successione su di un grafico La prima fase consiste nel costruire l interfaccia utente o front panel Supponiamo di voler poter fermare il programma quando in esecuzione mediante un pulsante di stop dalla contro palette che racchiude controlli ed indicatori ricerchiamo il pulsante di stop poich tale pulsante pu assumere due stati si trova nella categoria dei controlli ed indicatori di tipo booleano e lo posizioniamo nel front panel Per visualizzare l andamento dei numeri su di un grafico si preleva sempre dalla contro palette un indicatore che permetta la visualizzazione grafica dei punti nel tempo fig 11 1 169 Untitled 1 Pal Li Li 1 H H Mate j AO 1 Li 1 oS g E Q Figura 11 1 Front panel e control palette In genere per ogni controllo od indicatore possibile variarne le dimensioni la posizione e altre caratteristiche a seconda del tipo di controllo o indicatore nel caso in esame possibile ad esempio variare le scale del grafico le dimensioni della finestra il colore e altre caratteristiche Posizionati i due oggetti in questo caso il pulsante di stop come controllo e il grafico come indicatore si ottenuta l interfaccia grafica che il programma ha
203. g 16 4 Permette di impostare la procedura di aggiornamento sullo stato dei distributori remoti in modalit automatica o manuale e la modifica del numero telefonico 248 GENERALE MANUALE nuovo numero AUTOMATICO frequenza s o errore t i ti reset aggiornamenti oK Figura 16 4 Generale Modalit automatica Tramite il pulsante FREQUENZA ON previo inserimento dell intervallo tra due aggiornamenti consecutivi il sistema invia automaticamente una richiesta di report d attivit a tutte le periferiche in gestione visualizzate nel riquadro elenco distributori Modalit manuale Il pulsante A M C aggiornamento manuale completo permette in un qualsiasi momento e quindi in modo indipendente dal funzionamento in automatico la richiesta di un report d attivit a tutte le periferiche Nuovo numero Invia a tutte le periferiche un messaggio che imposta nel dispositivo remoto il nuovo numero telefonico cui quest ultimo deve inviare gli SMS Reset aggiornamenti Cancella la tabella dinamica che riporta per ogni distributore l ultimo report d attivit ricevuto Errore Segnala eventuali situazioni di blocco dovute all impossibilit dell invio di SMS da parte del modem GSM 16 1 4 Stato distributore Contiene i comandi e gli indicatori per richiedere e visualizzare lo stato di una periferica precedentemente selezionata tramite il riquadro elenco distributori fig 16 5
204. gere tutti gli SMS presenti nella SIM La risposta che il GM862 invia al comando consiste in una successione di stringhe del tipo CMGL lt index gt lt stat gt lt lenght gt lt CR gt lt pdu gt lt CR gt OK Il numero di stringhe cos ricevute pari al numero di messaggi SMS memorizzati nella SIM dove il messaggio rappresentato da lt pdu gt ed in formato PDU La particolarit della risposta al comando che essa contiene dati utili lt pdu gt anche dopo il carattere lt CR gt quindi se si procede come sopra viene processata correttamente la stringa CMGL lt index gt lt stat gt lt lenght gt ma la successiva stringa lt pdu gt verrebbe persa poich non ha un intestazione necessario allora che al riconoscimento della stringa CMGL sia aggiunta una intestazione fittizia si posto STORE subito dopo il primo carattere di lt CR gt ricevuto dopo la stringa CMGL in modo da ottenere STORE lt pdu gt lt CR gt L intestazione fittizia deve essere a sua volta memorizzata tra le parole chiave e considerata come tale Il secondo caso particolare riguarda il prompt gt che indica quando poter inviare il messaggio in formato PDU al GM862 al fine di trasmettere un SMS Il prompt gt non seguito dal carattere lt CR gt e il GM862 rimanendo in attesa della lt pdu gt non invia altri caratteri alla porta seriale e qualunque carattere inviato interpretato dal modulo GM8
205. gio viene spedito La lunghezza del campo pari ad un ottetto e il valore viene calcolato secondo il seguente schema Valore di VP decimale 0 143 VP 1 x5 minuti per intervalli fino a 12 ore 144 167 _ 12 ore VP 143 x 30 minuti per intervalli da 12 5 a 24 ore 168 196 VP 166 x 1 giorno per intervalli da 20 a 30 giorni 197 255 VP 192 x I settimana per intervalli da 5 a 63 settimane Il valore decimale ottenuto deve essere trasformato in esadecimale prima di essere inserito nella PDU VP assoluto 216 Viene impostato un tempo di validit assoluto in termini di data e ora La lunghezza del campo pari a 7 ottetti e l informazione contenuta in semi ottetti con il seguente significato 1 2 3 4 5 6 7 ANNO MESE GIORNO ORA MINUTO SECONDO FUSO Le cifre vanno inserite in ordine inverso Il campo FUSO consiste nel fuso orario cui si riferisce l ora inserita Viene calcolato in quarti d ora dal fuso di Greenwich GMT Esempio la data 15 marzo 2000 ore 12 35 30 del fuso medio europeo MET GMT 1 viene immessa come 00 30 51 21 53 03 40 gli ottetti sono stati separati per chiarezza UDL User Data Lenght Indica in formato esadecimale la lunghezza totale dei dati utente corpo del messaggio presenti nel campo successivo UD Il numero inserito deve indicare la lunghezza dei dati utente indipendentemente dalla c
206. gio R della cella Nella pianificazione delle celle assume allora notevole importanza il rapporto D R che viene chiamato fattore di riuso Facendo l ipotesi che siano 6 i trasmettitori che provocano interferenza cocanale in una cella fig 4 4 e che la potenza vari come D possibile determinare il legame tra D R e C I nel seguente modo 10 C I R 6D D R 6 Il legame tra D R e numero G di celle che costituiscono un cluster il seguente 10 D R 43G Da queste relazioni fissato il C che si desidera ottenere possibile determinare il fattore di riuso e il numero G di celle che devono comporre un cluster Viceversa definito il cluster e il rapporto D R possibile prevedere il C che ne deriver Il rapporto D R o fattore di riuso caratterizza la capacit di smaltire il traffico da parte di una data rete cellulare Quanto maggiore il fattore di riuso tanto maggiore sar il numero di celle per cluster e quindi in ogni cella si avranno a disposizione meno frequenze di conseguenza meno conversazioni contemporanee Il numero di conversazioni contemporanee per unit di superficie territoriale pu essere aumentato a parit di tutte le altre condizioni diminuendo le dimensioni della 76 cella ci implica un maggior numero di siti e maggiori costi questo porta ad avere celle piccole nelle citt e celle grandi nelle campagne 15 4 6 GESTIONE DELLA MOBILIT Gli utenti di un sistema cellulare sono utenti
207. gli indicatori dello stato del distributore Se il bit settato ad 1 significa che il mittente in allarme quindi nel caso di SU FILE PID presente nell SMS viene inserito nella finestra allarmi Decodifica ingressi ON OFF Riceve una stringa composta di quattro caratteri ASCII fig 13 10 dei quali due sono destinati ad usi futuri e quindi scartati I rimanenti rappresentano un numero esadecimale che viene convertito in binario ottenendo un byte che in definitiva costituisce un vettore booleano di 8 elementi dal quale si estraggono i 6 elementi associati agli organi elettromeccanici Dal vettore cos ottenuto se ne crea un altro ponendo elemento per elemento la stringa FAIL dove nel vettore booleano presente un 1 e la stringa OK se presente uno 0 fail ok fail ok ok ok non considerati ri J 1s iz ie isfi4 13 12 11 ci byte Na numero binario numero esadecimale stringa ASCII Figura 13 10 Decodifica ingressi on off Dai dati statici del distributore si estrae il vettore corrispondente ai nominativi degli elementi funzionali presenti nell unit remota fig 13 11 e si compone la tabella indicante lo stato degli elementi funzionali affiancando i due vettori 227 vettore nomi ingressi on off papille ici CCITT I DISTRIBUTORE V Tabella stato on off O T T T T fail ok fail ok ok ok Figura 13 11 Tabella stato ingressi on off Decodifica serbato
208. gt lt CR gt Dove lt CR gt rappresenta il carattere di ritorno carrello I vari comandi possono essere intervallati da spazi per migliorarne la leggibilit che comunque saranno trascurati dal modem La stringa di comandi fornita dal DTE viene memorizzata dal modem in un buffer le cui dimensioni variano a seconda del modello del modem ad esempio con il GM 862 si possono inviare un massimo di 80 caratteri Il prefisso AT non occupa spazio nel buffer possibile modificare uno o pi comandi fino a che non viene inviato il carattere lt CR gt 136 9 1 2 1 Autobaud Il termine autobaud identifica la capacit di determinare automaticamente la velocit e il formato dei bit usati dal DTE per codificare i dati nella comunicazione con il DCE Ad esempio il GM 862 riconosce le seguenti velocit 300 600 1200 2400 4800 9600 19200 38400 57600 bps ed i seguenti formati di trasmissione asincrona 7E1 7 bit chr Parit pari 1 bit stop 701 7 bit chr Parit dispari 1 bit stop 7N2 7 bit chr Parit assente 2 bit stop 8NI 8 bit chr Parit assente 1 bit stop 8E1 8 bit chr Parit pari 1 bit stop 801 8 bit chr Parit dispari 1 bit stop 9 1 3 D interfaccia RS232 La raccomandazione del CCITT Consultive Commitee International Telegraph and Telephon per realizzare l interfacciamento tra il DTE e il DCE indicata con la sigla V 24 8 La raccomandazione V 24 insieme alla V 28 caratteristiche elettriche della linea
209. gura 3 6 Trasmissione digitale di un segnale analogico Ogni singolo canale PCM fornisce in uscita 8 bit un ottetto per ogni campione ad ogni ciclo il multiplexer preleva un campione da ogni canale PCM e lo trasmette Il multiplexer ricevente per estrarre correttamente dal flusso complessivo i vari campioni e consegnarli ai rispettivi canali PCM deve essere sincronizzato con il multiplexer trasmittente Le operazioni che il multiplatore TDM trasmittente compie sono allora le seguenti Si sincronizza con la ricezione inviando un opportuna parola di sincronizzazione di 8 bit nota al ricevitore Preleva unottetto dal primo ingresso e lo trasmette Preleva unottetto dal secondo ingresso e lo trasmette ecc Dopo aver trasmesso l ottetto relativo all ultimo ingresso il ciclo riprende dal primo punto Ogni canale PCM ha a disposizione un breve intervallo nel quale pu inviare i campioni opportunamente codificati del proprio segnale analogico Poich il generico CODEC PCM fornisce un campione ogni 125us codificato con 8 bit il multiplatore deve prelevare un ottetto da un singolo ingresso ogni 125 us In questo intervallo devono essere inviati in successione gli 8 bit di sincronizzazione e un ottetto di ogni ingresso La trasmissione risulta cos organizzata come in fig 3 7 e in questa struttura temporale vengono definiti i seguenti elementi 10 Trama l intervallo di 125 us in cui viene trasmessa la parola d
210. gura 9 7 Moduli software nelle stazioni remote l articolazione del software su pi livelli ancora pi sentita poich i distributori sono diversi tra loro quindi il modulo che si interfaccia con il microcontrollore dipender strettamente dal distributore e dovr essere adattato a seconda della macchina cui viene applicato Il modulo elaborazione dati dovr elaborare localmente i dati ricevuti dal distributore e quanto ricevuto dalla centrale di controllo In questo sottosistema non necessario un protocollo multipunto poich sufficiente che le periferiche comunichino solo con la centrale 145 146 10 IL MODELLO PROPOSTO 10 1 PRESENTAZIONE L architettura del modello proposto rappresentata nella figura 10 1 che evidenzia le corrispondenze con un sistema reale Il funzionamento del sistema di telerilevamento sviluppato reso possibile tramite la simulazione del distributore automatico e del dispositivo a microcontrollore ad esso associato Il modello diviso in due sezioni costituite dal sottosistema remoto e dal sottosistema centrale Ognuna di esse dotata di un modulo telefonico Telit GM862 che consente l accesso al canale di comunicazione costituito dalla rete GSM Poich la modalit di scambio dati tra il microcontrollore e il distributore automatico strettamente dipendente da quest ultimo nel sottosistema remoto si prescinde da come effettuata in un caso reale e ci si limita a sviluppare u
211. h il numero massimo di elementi funzionali 6 a cui si devono aggiungere un on off per il comando della gettoniera ed uno per il pulsante di rifornimento si ha che il dispositivo a microcontrollore deve comandare almeno 8 linee I O tipo on off Il dispositivo a microcontrollore deve riconoscere le stringhe di caratteri associate ai pulsanti individuando quale stato premuto e risalire alle quantit di prodotti usciti per poter aggiornare la situazione locale Per fare questo si utilizza una tabella che mette in relazione i pulsanti dei distributori con i serbatoi Il distributore pi grande ha 6 pulsanti e 8 serbatoi allora si introdotta una matrice con 6 righe e 8 colonne fig 10 9 S_0 S 1jS 2 S3 S 4 S 5 S 6 S 7 aofia iia i ian iisn iias al eIwINI o Figura 10 9 Relazioni pulsanti serbatoi _0 P_7 pulsanti del distributore premibili dall utente _0 S_7 serbatoi del distributore Ogni elemento della matrice corrisponde ad un pulsante e ad un serbatoio Il valore dell elemento indica la quantit di ingrediente contenuto nel serbatoio impiegata per fornire il prodotto finito associato al pulsante premuto dal cliente del distributore Ad esempio nella seconda riga della fig 10 9 si ha che quando viene premuto il tasto P_1 sono necessarie 2 unit del serbatoio S_3 ed una del serbatoio S_0 per fornir
212. hort Message Service Centre Imposta il numero telefonico da usare per il centro servizi ed composto come segue LEN FORMAT NUMBER Usando il numero di default impostato con il comando AT CSCA il campo LEN viene posto uguale a 00 Hex e gli altri campi omessi PDU type composto da un solo ottetto nel quale ogni bit rappresenta un flag che impostato a 1 indica la presenza o attivazione di un dato o una funzione L ottetto cos ottenuto convertito in formato esadecimale ed inserito come campo della PDU L ottetto rappresentante il PDU type il seguente h 6 5 4 3 2 1 0 RP UDHI SRR VPF RD 0 1 RP Reply Path indica l esistenza del reply path Normalmente impostato a 2 UDHI User Data Header Indicator indica la presenza nel campo UD di un ulteriore header Normalmente non utilizzato e viene impostato a 0 SRR Status Report Request indica la richiesta da parte del mobile di uno status report Normalmente posto a 0 VPF Validity Period Flag indica se il campo VP Validity Period tempo di validit del messaggio presente e in quale formato secondo lo schema 213 VP format VP Length Bit 4 Bit 3 Assente 0 0 0 Riservato 0 1 Relativo 1 1 0 Assoluto 1 1 stato impostato il VP relativo 1 0 RD Reject Duplicate inviando un SMS viene indicato allo SMSC se rifiutare o acce
213. ht gt AT CREG CODA COMANDI pdu x ASCII 26 ESTRAI COMANDO 54 INVIA PDU pdu ASCII 26 At CREG lt mode gt lt stat gt gt SCRITTURA SU RS 232 LETTURA RS 232 RS 232 Figura 12 6 Procedura utilizzata invio SMS diagramma di flusso 189 PRELEVARE ELEMENTO CODA SMS DA INVIARE COSTRUIRE PDU E RICHIESTA INVIO lt pdu gt VERIFICA REGISTRAZIONE INVIO RICHIESTA INSERIMENTO lt pdu gt SA gt INSERIMENTO lt pdu gt E ASCII 26 ATTESA CMGS lt MR gt SMS INVIATO ALLA RETE GSM Figura 12 7 procedura utilizzata invio SMS sequenza operazioni 12 2 3 3 Errori previsti Si sono previsti i casi in cui il modulo telefonico GM862 sia momentaneamente non registrato presso un gestore di rete GSM oppure che nonostante la registrazione si verifichi un generico evento temporaneo come un abbassamento del livello del campo che renda impossibile l invio dello Short Message 190 Mancanza di registrazione Fig 12 8 Se dal controllo dei parametri di registrazione risulta che in quel momento non si registrati presso nessuna rete GSM poich il GM862 automaticamente tenta la procedura di registrazione ANALISI STRINGHE attende un intervallo di time out e successivamente riattiva la funzione STATO GSM e la procedura si riallaccia a quella precedentemente esposta ANALISI STRINGHE memorizza il numero di volte che effettua la verifica dello stato di registrazione per l invio dello stesso Short Message
214. i Figura 2 8 Protocollo ENQ ACK 35 36 3 SISTEMI DI COMUNICAZIONE 3 1 SEGNALI ANALOGICI SEGNALI NUMERICI Le informazioni da trasmettere tra i distributori remoti e la sede dell impresa e in generale attraverso una rete di telecomunicazione devono essere convertite in segnali elettrici I segnali sono quindi la rappresentazione dell informazione Negli attuali sistemi di comunicazione essi sono solitamente correnti o tensioni i cui livelli vengono usati per rappresentare dei dati I sistemi di comunicazione possono fare uso sia di segnali analogici sia numerici 9 Durante la trasmissione di un segnale intervengono fattori quali la distorsione e il rumore che tendono a modificare la forma del segnale degradandone il contenuto informativo La distorsione consiste in una modifica indesiderata della forma del segnale causata dalle caratteristiche non ideali degli apparati e dei mezzi trasmissivi attraversati 10 mentre il rumore essenzialmente un segnale con andamento casuale che si somma al segnale utile Segnali analogici Un segnale analogico viene ottenuto per trasduzione a partire da un segnale fisico quale voce temperatura ecc e la sua forma analoga a quella del segnale originario Un segnale analogico pu assumere un insieme continuo di valori nell ambito di un intervallo prefissato In una rete di comunicazione un segnale analogico un onda elettromagnetica che varia con continuit e pu essere trasme
215. i Riceve una stringa di caratteri ASCII rappresentante dei valori numerici fig 13 12 Ad ogni serbatoio sono riservati 6 caratteri Si sono utilizzate 3 cifre per rappresentare l erogato alle quali corrispondono 3 caratteri ASCII si proceduto in modo analogo per i residui Dividendo il numero di caratteri ricevuti per il numero di cifre usate si ottiene il totale dei numeri inviati la stringa di caratteri viene convertita in una matrice con tante colonne quante sono le cifre riservate ad ogni numero 3 e righe pari alla quantit di numeri ricevuti Ogni riga viene convertita in valore numerico e contiene in alternanza il valore dell erogato e quello del residuo di un serbatoio Si ottengono poi due vettori il primo rappresentante i residui e il secondo rappresentante l erogato Dai dati statici del distributore si preleva il vettore associato alle capacit dei serbatoi e quello associato ai nomi o codici dei prodotti contenuti nei serbatoi Si effettua una sottrazione elemento per elemento tra il vettore capacit e quello residui per avere un ulteriore vettore rappresentante le quantit necessarie per il ripristino Infine tutti i vettori sono utilizzati per comporre la tabella rappresentante la situazione dei serbatoi nell unita remota vettore erogato XXX E_1 00 Ri errata XXXXXX XXXXXX gt ir p gt A o vettore residui XXX E_8 Raf l f e d R8 XXX R8 SA vettore capacit i nomi
216. i livelli tra i quali si sviluppa una struttura logica a forma di albero Sono presenti nodi con la funzione di raccogliere il traffico di una porzione della rete per portarlo al livello gerarchico superiore Sempre pi frequentemente si tende a collegare pi reti diverse in questo caso si ottengono topologie complessive derivanti dall interconnessione delle topologie delle reti componenti 3 3 1 2 Funzioni di una rete di telecomunicazione Le principali funzioni cui una rete di telecomunicazioni deve assolvere consistono nella 42 Commutazione ha il compito di selezionare le opportune risorse di rete per far comunicare due o pi utenti coinvolti nello scambio di informazioni Trasmissione consiste nel realizzare l effettivo trasferimento dell informazione dalla sorgente al destinatario Segnalazione trasferisce dall utente alla rete e tra i vari organi all interno della rete le informazioni necessarie per la funzione di commutazione Gestione amministra le risorse della rete permettendone l esercizio e la manutenzione l implementazione del controllo della qualit del servizio offerto e la supervisione del traffico 3 3 2 LA COMMUTAZIONE Esistono fondamentalmente due diverse tecniche di commutazione 13 Commutazione di circuito Commutazione di messaggio e di pacchetto 3 3 2 1 Commutazione di circuito E la tecnica di commutazione utilizzata nelle reti di tipo telefonico PSTN Public
217. i centrale o distributori Attualmente il sistema radiomobile pubblico pi diffuso il sistema GSM comprendendo anche il GSM dual band che oltre alla fonia adatto anche alla trasmissione dati anche se la velocit di trasmissione limitata a 9600 bps per un applicazione di telecontrollo questo non rappresenta un problema Il sistema GSM permette inoltre il collegamento sia con la rete telefonica che pu essere tradizionale PSTN Public SwitchTelephone Network oppure di tipo ISDN Integrated Services Digital Network sia con le reti dati a commutazione di pacchetto PSPDN Packet Switched Public Data Network o con quelle a commutazione di circuito CSPDN Circuit Switched Public Data Network Considerando l elevata copertura del territorio da parte della rete GSM la possibilit della trasmissione dati il sempre pi basso costo degli apparecchi che ne permettono la connessione e soprattutto l assenza di cavi di collegamento si deciso di basare il sistema di telerilevamento sulla rete GSM utilizzandola come link tra i distributori periferici e la sede della centrale Le modalit di comunicazione rese possibili dalla rete GSM in relazione all applicazione considerata sono la connessione dati e il servizio SMS Short Message Service 2 3 FUNZIONI AGGIUNTIVE Le funzioni base del sistema di telerilevamento riguardanti la telemetria dei distributori possono essere integrate con ulteriori funzioni La rete GSM consente uno
218. i oppure perch si possono eventualmente introdurre opportuni sensori Poich in un distributore automatico il valore delle scorte residue strettamente dipendente dalle distribuzioni effettuate conoscendo il numero di erogazioni e supponendo nota come in genere lo l autonomia dei serbatoi si pu risalire al quantitativo di prodotto i ancora disponibili tramite opportuno conteggio eseguito in modo automatico a livello locale e periodicamente oppure al raggiungimento di un livello minimo delle scorte si segnala la situazione alla centrale La determinazione delle scorte residue in questo modo pone per il seguente problema per poter avere sincronia tra il conteggio effettuato a livello locale e l effettivo contenuto dei serbatoi si deve avvertire il sistema ogniqualvolta si effettua il rifornimento del distributore operazione solo apparentemente semplice in quanto pu succedere che l operatore mobile possa per motivi diversi riempire solo parzialmente alcuni o tutti i serbatoi c allora l effettivo rischio di perdere la sincronia tra i valori che il sistema conta localmente e quello che effettivamente presente all interno del distributore In definitiva si deve tenere presente che il valore massimo con cui i serbatoi possono essere riempiti variabile nel tempo e questo comporta una diversa autonomia del distributore Una soluzione al problema precedente pu essere data dal fatto che sono comunque necessar
219. i sincronizzazione ed un ottetto di tutti gli ingressi Una trama suddivisa in n intervalli di tempo timeslot i quali realizzano n canali ed inizia sempre con l informazione di sincronizzazione In questo modo possibile in ricezione SI separare per conteggio gli ottetti dei singoli canali demultiplando cos il segnale ricevuto dal mezzo trasmissivo Timeslot l intervallo di tempo avente posizione fissa nella trama che ricorre ciclicamente ed in cui ogni volta viene trasmesso un ottetto di un singolo ingresso Canale PCM un timeslot assegnato ad un ingresso Infatti gli ottetti di un ingresso vengono inviati sul mezzo trasmissivo solamente nel timeslot ad esso assegnato gt time slot0 time slot 1 time slot 2 ime slot 31 TER RG RS SA SG KI E A A E E EEEE A LILLI Bit Trama 125 u s pt Figura 3 7 Struttura della trama In ambito PCM esiste una gerarchia di multiplazione quanto descritto corrisponde ad un multiplatore del primo ordine che mutlipla 32 canali numerati da 0 a 31 In Europa un sistema PCM del primo ordine ha le seguenti caratteristiche Trama ha durata pari a Trama 125 us Numero totale di canali n 32 il canale n 0 viene utilizzato come canale di sincronizzazione mentre gli altri canali sono disponibili per trasmettere multiplati i flussi a 64 kbps in ingresso Perci il sistema mette a disposizione 31 canali trasmissivi a 64 kbps
220. i zero e uno fig 3 9 Una sua derivazione la GMSK Gaussian Minimum Shift Keying usata nell ambiente GSM 1 LU 1 i 0 1 o DATI HUMERICI I l l SEGIALE MODULATE AAAA AD PORTAITE n i AARAA ARCAN SEGNALE MODULATO FSK Figura 3 9 Modulazione FSK PSK Si utilizza una sola portante i due valori numerici uno e zero corrispondono a due fasi diverse della stessa frequenza rispettivamente 0 e 180 fig 3 10 i d idid do DATI HUMIERICI SEGNALE MODULAITE PORTANTE SEGNALE MODULATO PSK Figura 3 10 Modulazione PSK Per aumentare la velocit di trasmissione dell informazione mantenendo costante la velocit di modulazione si trasmette un maggior numero di angoli diversi Per semplificare la demodulazione al ricevente si fa variare anche l ampiezza del segnale modulato si ottiene cos la modulazione QAM PSK Quadrature Amplitude Modulation Phase Shift Keying 3 6 RETI PER LA TRASMISSIONE DATI La realizzazione di centrali di commutazione numeriche ha permesso di utilizzare tecniche pi efficienti per la segnalazione dette segnalazione a canale comune in cui si usa una rete di telecomunicazione numerica per la segnalazione e la gestione In una rete di telecomunicazione moderna quale ad esempio la rete GSM si possono cos individuare due sotto reti 10 55 Una rete a commutazione di circuito che interconnette i nodi di commutazione e trasporta le informa
221. i alla sua localizzazione i 102 Da un punto di vista logico il VLR un entit distinta rispetto all MSC e quindi esso potrebbe essere di tipo stand alone o comunque condiviso da pi MSC In questo caso l area geografica servita dall MSC risulterebbe diversa da quella servita dal VLR Poich questi due elementi hanno un elevato scambio di informazioni normalmente il VLR viene integrato nell MSC l interfaccia tra i due elementi pu essere perci di tipo proprietario ed il tutto viene usualmente definito MSC VLR In conclusione l insieme MSC VLR dato da Una centrale di commutazione MSC la quale oltre ad effettuare l instradamento in grado di gestire la mobilit degli utenti Un database VLR ad essa associato che memorizza le informazioni relative alla Mobile Station MS solo per il periodo di tempo in cui esse si trovano nell area servita dall MSC VLR stesso 5 5 3 HLR Home Location Register Il sistema GSM consente il roaming internazionale e permette anche di avere pi gestori in ambito nazionale perci necessario distinguere tra gli utenti che hanno sottoscritto un abbonamento presso un gestore rispetto a quelli di altri gestori Ogni gestore ha un database centrale che memorizza permanentemente sia i dati di abbonamento degli utenti noti come dati statici sia i dati detti dati dinamici che possono variare a seguito di azioni degli utenti come spostamenti attivazione di
222. i ingressi on off associati agli elementi funzionali percependone le variazioni e su apposito comando dalla centrale di controllo varia lo stato dell on off associato alla gettoniera Comunica con la centrale inviando un SMS d allarme quando riconosce un vuoto prodotti o una variazione dello stato degli ingressi on off inoltre invia il report d attivit quando richiesto Sottosistema GSM Una caratteristica della comunicazione tramite SMS consiste nel fatto che il sistema GSM inserisce in ogni SMS prima di consegnarlo al destinatario la data e l ora in cui stato inviato Si pu delegare a questo sottosistema il compito di indicare il periodo cui il report riferito Sottositema centrale Quando la centrale di controllo riceve un SMS lo elabora per verificare se riporta delle informazioni d allarme quali vuoto prodotti o guasti agli elementi funzionali Nel caso di un guasto l identificativo della stazione remota che ha inviato 1 SMS deve essere visualizzato immediatamente In ogni caso la centrale che associa ai valori ricevuti dall SMS in base all identificativo in esso contenuto tutti i dati per completare l informazione costituiti dai nomi dei prodotti inseriti nei serbatoi quelli degli elementi funzionali il numero di matricola e l indirizzo in cui posizionato il distributore Il tutto viene formattato secondo le tabelle viste sopra e archiviato su un file per rendere i dati disponibili in un secon
223. i intende servire in celle La copertura radioelettrica del territorio consiste nei seguenti passi 10 74 Si definisce la larghezza di banda di un canale radio 25 kHz per i sistemi analogici europei 200 kHz per il sistema GSM quindi si suddivide l intera banda a disposizione in N canali radio aventi la banda richiesta e si definiscono le N frequenze portanti loro associate Si suddividono gli N canali in G gruppi ognuno dei quali contiene N G canali Si definisce una figura geometrica elementare a cui idealmente corrisponde un area del territorio avente la stessa forma in una sorta di tassellatura Le figure geometriche adatte allo scopo sono essenzialmente il triangolo equilatero il quadrato l esagono Nei sistemi radiomobili si adotta l esagono In linea teorica il territorio in cui si vuole garantire la copertura radio appare costituito da tante celle aventi forma esagonale fig 4 4 ed per questo che il sistema viene definito cellulare La dimensione di una cella viene usualmente fornita dandone la misura del raggio R che pari ad un lato dell esagono Si assegna ad ogni cella un gruppo di canali radio In ogni cella vi perci una stazione radio base che opera sulle frequenze del gruppo di canali assegnato La configurazione di cella pi semplice prevede l installazione della stazione radiobase al centro della cella stessa e l utilizzo di un antenna omnidirezionale In pratica si preferisce spesso per e
224. i propri spostamenti passi da una zona servita da un VLR alla zona servita da un altro VLR AuC Authentication Centre E una unit funzionale normalmente associata all HLR che ha il compito di calcolare i parametri utilizzati per l autenticazione e la cifratura EIR Equipment Identity Register un database che memorizza l identificativo della parte hardware di una MS E stato introdotto per prevenire l utilizzo di MS non autorizzate rubate non omologate OSS Operation And Support Sub System L Operation And Support Sub System consiste nell insieme delle unit funzionali che consentono la gestione l esercizio e la manutenzione della rete GSM di un gestore ed composto da due unit funzionali OMC Operation and Maintenance Centre E un Centro di Esercizio e Manutenzione CEM che controlla uno o pi MSC con i BSS ad esso associati e alcuni database NMC Network Management Centre E un centro di gestione di rete che fornisce una visione complessiva di tutte le attivit di esercizio e manutenzione di una rete GSM 5 2 AREE DEFINITE NEL GSM L area in cui possibile usufruire dei servizi offerti dal sistema GSM data dall interconnessione di pi reti GSM ognuna avente un certo gestore Questo consente il roaming mobilit su tutto il territorio servito dalle reti dei gestori che aderiscono al GSM Una singola rete GSM o PLMN Public Land Mobile Network GSM realizza la rete radiomobile di
225. i segnalazione scambiate tra MSC e BSC prima e tra BSC e BTS poi per preparare una connessione fisica tra MS chiamante o chiamata ed MSC Quest ultimo ha poi il compito di prolungare la connessione verso l altro utente fisso o mobile Ad esempio nel caso in cui una MS venga chiamata da un utente PSTN vi deve essere un instradamento attraverso centrali PSTN ed eventualmente uno o pi MSC verso I MSC VLR che ha in carico la Location Area in cui si trova la MS stessa Questo MSC VLR deve quindi ordinare al ai BSC di comandare le BTS interessate affinch irradino il messaggio di paging con il quale si avverte la MS che vi una chiamata in arrivo e quindi squilla il telefonino Informazioni di segnalazione scambiate tra MSC e MS Da un punto di vista logico vi sono delle procedure in cui MSC e MS colloquiano direttamente scambiandosi messaggi di segnalazione relativi al controllo delle chiamate ed alla gestione della mobilit Ne sono esempi la procedura di autenticazione tramite la quale la rete GSM verifica se una MS che richiede un accesso appartiene ad un utente che ha diritto o meno di usufruire dei servizi GSM L MSC VLR chiede alla MS di autenticarsi e quest ultima deve fornire i parametri corretti Altro esempio la procedura con la quale una MS che sta effettuando una chiamata invia all MSC le cifre componenti il numero del chiamato 100 5 5 NSS NETWORK SWITCHING SUB SYSTEM La figura 5 8 mostra i compon
226. i sono date le seguenti possibilit Tramite la modalit automatica impostando l intervallo di tempo tra un aggiornamento e il successivo la centrale invia un SMS per la richiesta del report d attivit ai dispositivi remoti Tramite un comando manuale possibile ottenere la stessa funzione precedente by passando la modalit automatica che comunque resta attiva Tramite la selezione dell ID del dispositivo remoto e quindi del distributore si richiede con un SMS il report d attivit limitatamente al distributore selezionato inoltre possibile inviare generici SMS agli operatori mobili Le operazioni possibili sono indicate in fig 10 8 REPORT AUTOMATICO REPORT MANUALE SELEZIONE ID SMS TUTTI I DISTRIBUTORI TUTTI I DISTRIBUTORI DISTRIBUTORE GENERICO REPORT MANUALE SINGOLO DISTRIBUTORE FORMATTAZIONE SMS INVIO SMS GM 862 Figura 10 8 Comunicazione con le periferiche 157 10 4 ACQUISIZIONE DATI DAL DISTRIBUTORE E riservato al sottosistema remoto in particolare al dispositivo a microcontrollore il compito di acquisire i dati dal distributore Da questo punto di vista la modalit di acquisizione la stessa per tutti i distributori nel senso che gli elementi funzionali sono rilevabili tramite contatti on off e inviano una stringa di caratteri per ogni pulsante premuto Il dispositivo a microcontrollore deve allora rilevare la variazione di stato dei contatti poic
227. i sono state alla base della ricerca Si pu far risalire la nascita vera propria delle comunicazioni mobili all invenzione della modulazione di frequenza FM avvenuta nel 1935 da parte di E H Armstrong I sistemi FM ebbero grande sviluppo durante la seconda Guerra Mondiale fu per subito evidente la carenza di un numero sufficiente di canali radio per soddisfare le necessit dei vari settori militare polizia vigili del fuoco servizi di trasporto pubblici e privati Questi servizi non erano per direttamente connessi con la rete telefonica fissa 10 Sul finire degli anni 40 furono introdotti i primi sistemi di telefonia mobile che consentivano ad un numero ristretto di persone di effettuare chiamate telefoniche da un automobile durante spostamenti in ambito cittadino Tali sistemi impiegavano un singolo trasmettitore FM che offriva la copertura dell area da servire In questi sistemi gli apparati di utente operavano ad una frequenza fissa e quindi vi era un certo numero di trasmettitori tra loro indipendenti ognuno avente in carico un certo numero di utenti Successivamente furono introdotti i sistemi di tipo trunked in cui i canali costituivano delle risorse comuni disponibili per tutti gli utenti I canali radio venivano assegnati all utente dal sistema quando ne aveva necessit la selezione del canale libero era inizialmente manuale poi fu automatizzata La trasmissione era di tipo broadcast analogamente a rad
228. iato sul display del terminale mobile Se il terminale spento oppure fuori della copertura radio il messaggio di notifica viene inviato quando il terminale verr acceso oppure 120 quando sar nuovamente all interno dell area di copertura In Italia tutti i provider hanno questo tipo di servizio e nel messaggio di notifica anche indicato il numero di messaggi vocali giacenti sulla segreteria Modem dialup access se si in possesso di un modem e di un PC si possono inviare messaggi SMS agli utenti chiamando le linee modem dello SMSC Il software da usare per questo tipo di connessione varia in base al protocollo usato dallo SMSC DTMF access questo tipo di accesso consente a tutti coloro che hanno a disposizione una linea telefonica con telefono a toni DTMF di inviare il proprio numero telefonico associato a un messaggio di testo standard che possibile scegliere da una lista premendo gli opportuni tasti sul telefono multifrequenza con l aiuto di men vocali Voice access questo tipo di accesso consente agli utenti mobili di inviare messaggi vocali a una qualunque linea telefonica Il messaggio di testo inviato viene letto da una voce sintetica del sistema subito dopo la risposta dell utente cui stato inviato Internet l accesso a internet in genere di tipo bidirezionale consente all utente di ricevere messaggi di testo dal WEB o da E mail e di inviare E mail dal terminale mobile anche po
229. ice del gestore mobile MNC Mobile Network Code MSC VLR Service Area l area servita da un solo MSC e dal VLR in esso integrato In una rete GSM le unit funzionali MSC e VLR sono di solito integrate Anche se questo non vero in assoluto Location Area Una MSC VLR Service Area a sua volta suddivisa in un certo numero di Location Area Si definisce come Location Area LA l area geografica in cui una MS pu muoversi a piacimento senza che sia necessario variarne la locazione nel VLR Le Location Area vengono identificate assegnando ad ognuna di esse una Location Area Identity LAI questa l informazione che viene memorizzata nel VLR per poter rintracciare l utente Perci quando una MS deve essere chiamata viene irradiato un messaggio di paging in tutta la Location Area identificata dal LAI memorizzato nel VLR Qualora una MS si sposti da una Location Area ad un altra essa lo comunica alla rete inviando un messaggio che richiedente una Location Updating aggiornamento della localizzazione nel VLR ed eventualmente nell HLR se cambia anche il VLR Cella Una Location Area suddivisa in un certo numero di celle La cella l area geografica servita da una BTS Base Transceiver Station la quale ne garantisce la copertura radioelettrica Ogni cella viene identificata dalla rete tramite un identificativo noto come CGI Cell Global Identity Inoltre ogni BTS identificabile tramite un codice noto come BSIC
230. ico generato da tutti gli altri segnali che condividono lo stesso canale di controllo quali ad esempio informazioni riguardanti la qualit della connessione radio controllo di potenza handover aggiornamento della posizione ecc 7 5 3 Nuove funzioni del servizio SMS L evoluzione del GSM divisa in fasi Ogni fase descrive tra le altre cose quale tipo di servizi il network GSM ed i telefoni devono offrire agli utenti Tra gli emendamenti fatti alle specifiche del sistema SMS nella fase 2 e nella pi recente fase 2 ci sono tre nuove caratteristiche specifiche per 1 SMS PP 19 More message to send una caratteristica della fase2 con cui pu essere ridotto il tempo di trasmissione di messaggi multipli nella direzione MT Mobile Termination Quando ci sono pi messaggi e o notifiche di stato per un unico telefono la connessione col telefono mantenuta fino a quando tutti i messaggi e o le notifiche di stato sono stati trasferiti Prima veniva aperta una connessione per 122 ogni singolo messaggio da trasferire anche nel caso di messaggi multipli consecutivi Alphabet extension una caratteristica della fase 2 con cui viene incrementato il numero di caratteri supportati dall SMS Nelle fasi precedenti era specificato solo un unico alfabeto 7 bit SMS che permetteva l utilizzo di un numero limitato di caratteri 128 Con il nuovo alfabeto denominato unicode 16 bit ISO IEC 10646
231. idity period Figura 12 24 Input output ERRORE 41 La funzione implementa una sequenza di operazioni in cui nella prima parte utilizza il modulo VI CREA PDU vedi avanti per formattare numero di telefono messaggio e Validity Period in formato PDU e ottenerne la lunghezza lenght successivamente in base a questo ultimo parametro pu comporre il comando AT CMGS lt lenght gt che invia tramite variabile locale alle funzioni ERRORE 41 e ANALISI STRINGHE Il messaggio in formato PDU invece inviato sempre tramite variabile locale a INVIA PDU Finite queste operazioni setta il flag che attiva la funzione STATO GSM La funzione SMS OUT viene attivata tramite un flag che resetta automaticamente quando viene chiamata 12 2 5 9 Stato GSM La funzione STATO GSM Fig 12 25 invia il comando AT CREG per la verifica della registrazione alla CODA COMANDI La funzione viene abilitata tramite un flag che resettato dalla funzione stessa quando viene eseguita AT CREG Figura 12 25 Input output STATO GSM Oltre alla funzione base citata si utilizza questa funzione per ottenere ulteriori indicazioni utili da visualizzare nell interfaccia grafica esse consistono nell indicazione dell operatore con cui si registrati tramite il comando AT COPS e nel livello del segnale radio mediante il comando AT CSO In definitiva la stringa inserita nella coda la seguente AT CREG COPS CSO 210 12 2 5 10 Invia PD
232. ie delle operazioni manuali per il rifornimento della macchina In genere quando si opera il rifornimento il codice dei prodotti inseriti viene prima letto da uno scanner che memorizza i dati sul terminale portatile dell operatore mobile Si potrebbe allora pensare di sfruttare questa tecnica per informare la macchina sul quantitativo di prodotti realmente inseriti una volta effettuato il rifornimento e quindi registrato quanto inserito si comunica tramite il terminale mobile alla sezione 140 del sistema di telerilevamento che acquisisce i dati dal distributore l esatto quantitativo di prodotto i inseriti A favore di questa metodologia c lo sviluppo degli standard precedentemente accennati in particolare dell EVA DTS che dovrebbe facilitare le comunicazioni tra apparati esterni e il distributore Altre soluzioni per l acquisizione dei dati possono essere date dall introduzione di sensori di livello posti sui serbatoi soluzione questa forse pi adatta ai distributori di bevande calde o in genere dove si utilizzano serbatoi chiusi piuttosto che nei distributori di merendine dove i prodotti vengono inseriti in apposite griglie o piani girevoli Quest ultima soluzione fornendo direttamente il valore delle scorte disponibili non comporta i problemi di sincronia precedentemente esposti Per quanto riguarda i dispositivi elettromeccanici ha importanza solo il sapere se questi funzionano o meno il che richiede u
233. ifica elettrica dei bit ecc alcuni standard sono ad esempio RS 232 RS 449 RS 485 La trasmissione dei dati tra DTE e DCE pu avvenire in diversi modi seriale o parallela sincrona o asincrona con controllo di flusso hardware o secondo diversi protocolli software 6 2 5 1 Trasmissione seriale o parallela All interno di un elaboratore la distanza tra i vari sottosistemi che lo compongono molto breve perci conveniente comunicare usando tanti fili quanti sono i bit dell elemento da trasferire Quando per il trasferimento dei bit si usano tante coppie di fili quanti sono i bit da trasmettere oppure un numero di fili pari ai bit da trasmettere pi un filo come riferimento per la tensione la trasmissione si dice trasmissione parallela fig 2 5 Nella trasmissione seriale si ha un solo canale trasmissivo costituito ad esempio da una coppia di fili su cui si trasmette in sequenza un singolo bit alla volta riservando a ciascun bit un tempo di trasmissione costante 7 31 sorgente destinatario segnale di n 8 16 32 riferimento Trasmissione parallela tempo di bit p sorgente destinatario segnale di riferimento Trasmissione seriale Figura 2 5 Trasmissione seriale e parallela In linea di massima la trasmissione parallela consente velocit di trasmissione pi elevate rispetto alla trasmissione seriale tuttavia quando le dist
234. ilizzare la simulazione del distributore e del dispositivo a microcontrollore per completare lo sviluppo della centrale di controllo proposta dal modello oppure per realizzare una centrale con diverse caratteristiche o implementata in altri ambienti di sviluppo Lo studio effettuato anche se impostato nella distribuzione automatica lascia spazi di sviluppo per adattarsi a campi diversi come ad esempio quello della raccolta 287 differenziata dei rifiuti ricilabili plastica carta un modulo GSM applicato ad ogni contenitore permetterebbe di organizzare le operazioni di raccolta evitando di far viaggiare i mezzi di trasporto a mezzo carico o al contrario far straripare i contenitori 288 BIBLIOGRAFIA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 La Repubblica articolo Euro sono in ritardo i distributori automatici Lonardi G Visionato il 14 01 2002 http www repubblica it online economia eurogiornale due due html CONFIDA Confederazione Italiana della Distribuzione Automatica http www confida com European Vending Association http www eva be Atti del convegno PROTOCOLLI DI COMUNICAZIONE una via unica verso il futuro Genova 6 maggio 2000 http www venditalia com it 2000 index htm Camussone P F Il sistema informativo aziendale ETASLIBRI Milano 1998 Gai S Montessoro P L Nicoletti P RETI LOCALI Dal cablaggio all internetworking Scuola Superiore G Reiss R
235. immediata della situazione attuale riferita ad un generico distributore riassunta in opportune tabelle permettendo cos di avere uno specchio aggiornato sulla situazione dei vari distributori sia l archiviazione delle informazioni acquisite da utilizzare come fonte per le successive elaborazioni da parte di moduli software dedicati a specifiche funzioni all interno del sistema gestionale aziendale DISTRIBUTORI TELERILEVAMENTO SISTEMA GESTIONALE ARCHIVIO AZIENDALE Figura 2 2 Flusso dei dati 25 i Distributore automatico U He PC centrale i Figura 2 3 Raccolta centralizzata dei dati e presentazione dell informazione Altre caratteristiche strettamente legate alla validit del contenuto informativo sono la frequenza di aggiornamento e la tempestivit dell informazione Frequenza di aggiornamento La frequenza di aggiornamento dei dati riguardanti la situazione dei distributori deve essere proporzionale all intervallo con cui l utilizzatore presumibilmente se ne serve infatti aumentarla oltre il necessario non porta a vantaggi ma complica solo l attivit di gestione del sistema stesso Volendo conoscere le scorte disponibili non necessario conoscere in tempo reale la situazione dopo ogni erogazione effettuata dai distributori ma sufficiente che questo avvenga con una determinata periodicit il cui intervallo possa essere variabile a seconda delle esige
236. io e tv si utilizzavano trasmettitori di potenza elevata che coprivano in senso radioelettrico una vasta area del territorio In questo 65 modo per se il numero di utenti non ridottissimo si ha un enorme fabbisogno di frequenze radio tale da impedirne la realizzazione Il punto di svolta si determin con l introduzione dei sistemi cellulari L idea di base fu concepita negli anni 40 sperimentata negli anni 60 e introdotta in sistemi commerciali negli anni 80 ed la tecnica su cui si basano i sistemi radiomobili attuali I sistemi cellulari che realizzano le reti radiomobili PLMN Public Land Mobile Network applicano la tecnica del riutilizzo delle frequenze in cui una frequenza viene utilizzata pi volte in luoghi diversi e sufficientemente lontani fra loro Per ottenere questo si suddivide il territorio in aree aventi dimensioni limitate dette celle ognuna delle quali servita da una stazione radio base che trasmette su un certo numero di frequenze operando per con potenza ridotta I sistemi cellulari introdotti nei primi anni 80 erano di tipo analogico successivamente sul finire degli anni 80 sono stati introdotti i sistemi cellulari digitali e tra questi il sistema GSM Global System for Mobile Communication infatti nel 1983 venne introdotto il sistema AMPS Advanced Mobile Phone Service uno standard USA EIA 553 che opera nella banda di frequenza attorno agli 800 MHz Nel 1985 entr in funzione il s
237. ione che la cifratura I parametri di sicurezza RAND SRES Kc sono sostanzialmente indipendenti dal tipo particolare di Mobile Equipment utilizzato per fare o ricevere chiamate Per risolvere questo problema stata associata ad ogni ME una identit denominata IMEI International Mobile Equipment Identity che in pratica una sorta di numero di serie dell apparato mobile vero e proprio e ne consente l identificazione A questo scopo per necessario che vi sia un unit funzionale un database dedicata alla memorizzazione degli IMEI di Mobile Equipment segnalati come rubati o difettosi La rete pu cos effettuare un controllo sull IMEI richiedendolo alle Mobile Station e vietare l accesso nel caso si utilizzino Mobile equipment non in regola L unit funzionale preposta a questo denominata EIR Equipment Identity Register Essa in sostanza un database che pu venir consultato dagli elementi della rete GSM ogni qualvolta sorga la necessit di verificare se le Mobile Equipment ME utilizzate per le chiamate sono di tipo autorizzato Il database diviso in tre sezioni White List contiene tutti gli IMEI di tutti i Mobile Equipment di tipo omologato di tutti gli operatori delle varie nazioni con cui si hanno accordi di roaming internazionale Black List contiene gli IMEI di apparati rubati o per qualsiasi motivo non autorizzati ad accedere alla rete Grey List contiene gli IMEI marhiati come faul
238. iorna la tabella contenente gli ultimi messaggi ricevuti dalle periferiche CODA SMS RICEVUTI RICEZIONE SMS ULTIMI MESSAGGI DATI STATICI SITUAZIONE DISTRIBUTORE GESTIONE DATI STATICI INDICATORI DISTRIBUTORE UTENTE E GESTIONE i COMANDI UTENTE CODA SMS DA INVIARE Figura 13 2 Struttura di GESTIONE TELERILEVAMENTO La TABELLA ULTIMI MESSAGGI memorizza temporaneamente aggiornamento pi recente relativo ad ogni distributore ed cos formattata fig 13 3 comprende tre colonne nella prima si trovano gli ID associati ai vari distributori automatici la seconda contiene le stringhe rappresentanti il numero di telefono del mittente la data e l ora di invio del SMS mentre nella terza colonna sono memorizzati i messaggi contenuti negli SMS ricevuti ID Identificativo N telefonico data ora MSG ricevuto Figura 13 3 TABELLA ULTIMI MESSAGGI La tabella contiene solamente gli ID con i messaggi dei distributori che hanno inviato un aggiornamento Eventualmente possibile visualizzare la tabella che essendo formattata in questo modo evidenzia un quadro generale su quali periferiche hanno inviato un report d attivit e a quando esso si riferisce 222 La funzione SITUAZIONE DISTRIBUTORE permette di visualizzare sul monitor del PC lo stato di una periferica relativamente all ultimo messaggio ricevuto presente nella tabella ULTIMI MESSAGGI In base all identificativo I
239. ire in una certa area un numero elevato di abbonati La portante radio assegnata a pi utenti tramite un accesso multiplo a divisione di tempo TDMA Time Division Multiple Access Attualmente nel GSM in ogni canale radio possono conversare fino a 16 utenti contemporaneamente con la codifica Half Rate digitale Buona e costante Grazie al migliorato controllo delle risorse radio potenza variabile sia nelle MS che nelle BTS alla codifica all interleaving ed al frequency doping le stazioni mobili sono in grado di beneficiare di una migliore qualit anche in condizioni di propagazione variabili Costi analogico Elevati Per gli operatori i costi del sistema sono pi alti a causa dell elevato numero di canali radio utilizzato da un sistema analogico circa 600 in un sistema TACS che implica l installazione di un numero elevato di ricetrasmettitori per ogni singola BTS che quindi necessita di maggior lavoro sia per l installazione sia per la manutenzione Per gli utenti i costi dei terminali sono pi alti perch i fabbricanti non possono realizzare significative economie di scala a causa dell esistenza di molteplici standard nei vari paesi digitale Ridotti Per gli operatori i costi del sistema sono relativamente ridotti infatti un sistema digitale il numero limitato di canali radio 124 nel GSM consente l utilizzo di un numero inferiore di ricetrasmettitori per BTS con conseguent
240. istanti di tempo regolari prelevando dei campioni con una frequenza determinata tramite il teorema di Shannon successivamente i campioni vengono approssimati ai valori pi prossimi di una serie di livelli prestabiliti operazione di quantizzazione essa associa ad ogni livello un numero trasformando il segnale in una successione di numeri successivamente il segnale viene compresso Si ottiene cos la conversione del segnale da analogico a digitale 8 Il segnale digitale cos ottenuto viene successivamente multiplato con altri segnali inviato ad un terminale di linea il quale tra l altro converte il formato del segnale digitale per inviarlo sul mezzo trasmissivo in un opportuno codice di linea 10 3 4 1 1 Codifica PCM La tecnica PCM per la codifica del segnale da analogico a digitale consiste dal lato trasmissione nei seguenti passi Filtraggio Campionamento Quantizzazione Codifica Compressione Filtraggio Il segnale analogico viene filtrato per definirne con precisione la frequenza massima permettendo un successivo campionamento efficiente Campionamento 8 Per rendere numerico un segnale analogico se ne prelevano delle porzioni elementari dette campioni La velocit nell unit di tempo con cui questi ultimi vengono prelevati prende il nome di frequenza di campionamento fe A livello logico il campionamento paragonabile ad un interruttore al quale viene applicato il segnale analogico da campion
241. istema TACS Total Access Communication System standard sviluppato nel Regno Unito ma che costituisce un adattamento dello standard AMPS il sistema cellulare analogico attualmente presente in Italia opera nella banda attorno ai 900 MHz Il sistema NMT Northem Mobile Telephone System uno standard scandinavo sviluppato indipendentemente da AMPS e TACS Lavora nelle bande intorno ai 450 MHz introdotto nel 1981 e ai 900 MHz introdotto nel 1987 Nel 1992 stato introdotto il sistema GSM successivamente verso la met degli anni 90 negli USA entrarono in funzione i sistemi digitali D AMPS e IS 95 con un successo inferiore a quello del GSM Il futuro prevede la standardizzazione delle reti con accesso a pacchetto Le reti radiomobile di tipo cellulare possono essere classificate in tre fasi successive cui corrispondono altrettante generazioni di rete caratterizzate di massima dalle seguenti propriet 15 Reti di 1 generazione sono di tipo analogico implementano esclusivamente servizi voce permettono di ricevere servizio solo dal proprio gestore non hanno funzionalit di riservatezza Attualmente sono in progressivo declino In Italia il sistema TACS rientra in questa categoria Reti di 2 generazione sono completamente numeriche forniscono servizio per voce e per dati permettono ad un utente di essere servito entrando in aree ricoperte da altri gestori roaming preservano la riservatezza crittografando l informazi
242. istributori SEDE IMPRESA GESTORE Figura 2 4 Il sistema di telerilevamento un sistema distribuito A seconda che venga attraversato o meno il suolo pubblico la distinzione di natura giuridica si possono individuare due tipi di collegamenti 5 Locale quando le linee di comunicazione attraversano solamente suolo privato limitandosi ad esempio a collegare le installazioni dislocate in un palazzo oppure all interno di uno stabilimento o di un magazzino ecc Remoto se comporta l attraversamento di suolo pubblico dovendo collegare ad esempio dispositivi situati in diversi quartieri citt o continenti La distinzione tra remoto e locale dovuta al fatto che in Italia cos come in molti altri paesi europei e non esiste un regime di concessione per cui l attraversamento del suolo pubblico da parte di linee di trasmissione consentito solo agli enti che hanno ottenuto tale permesso dallo Stato concessione all esercizio delle telecomunicazioni I privati che necessitano di trasmettere dati passando su suolo pubblico devono richiedere una concessione allo Stato dietro pagamento oppure utilizzare o affittare le linee predisposte da un operatore dotato di concessione principalmente per questa ragione che i servizi di trasmissione dati tra sedi separate da suolo pubblico sono in generale forniti dalle stesse aziende pubbliche o private detentrici del monopolio o delle concessioni governative per la tel
243. istributori Considerando i numeri elevati di unit che compongono il parco macchine in genere ordine delle migliaia questo problema e tutt altro che trascurabile nella effettiva realizzazione di un sistema di telerilevamento reale poich le problematiche dovute all interfacciamento di ogni singolo distributore potrebbero rendere irrealizzabile il sistema Attualmente per prelevare i dati da un solo punto vendita pu essere necessario utilizzare pi terminali uno per il prelievo dei dati dal sistema di pagamento uno per prelevarli dal distributore esiste quindi un notevole problema di compatibili 4 In realt per migliorare le cose si stanno diffondendo due standard precisamente l EVA DTS European Vending Association Data Transfer Standard e il MDB ICP Multi Drop Bus Internal Communication Protocol 4 29 EVA DTS uno standard che permette la comunicazione tra distributori automatici e terminali portatili Lo standard si compone di due parti una dedicata all intefacciamento elettrico e fisico fra i componenti interni alla vending machine e quelli esterni terminali portatili la seconda parte riguarda l interpretazione dei dati generati all interno della macchina in modo che siano inviati in un formato univoco L idea di permettere che elementi diversi quali distributori automatici sistemi di pagamento etc che generano informazioni rappresentate da stringhe alfanumeriche possano essere interpretati in mo
244. k diagram Dopo aver costruito il front panel si deve aggiunge il codice grafico per implementare le funzioni volute Si usano rappresentazioni grafiche di funzioni per controllare gli oggetti posti sul front panel Gli oggetti posti nel front panel costituiti da indicatori o controlli hanno una loro rappresentazione anche nel block diagram tali oggetti possono essere posizionati in un qualsiasi punto del block diagram a seconda delle esigenze In aggiunta ai terminali che rappresentano gli oggetti posti nel front panel il block diagram mette a disposizione delle funzioni e strutture di controllo provenienti da apposite librerie di LabVIEW necessarie per realizzare il codice sorgente I vari oggetti componenti il block diagram sono collegati tra loro tramite dei fili che permettono il passaggio dei dati da un oggetto all altro e riassumono il funzionamento di un diagramma di flusso 11 1 3 Strumenti per creare VI LabVIEW mette a disposizione delle palette Ogni palette contiene un set di funzioni disponibili per creare ed editare il front panel e il block diagram Esse sono di tre tipi Palette peri Tool Tool palette Palette peri controlli e indicatori Control Palette Palette perle funzioni Function Palette Tool palette Questa palette disponibile sia nel front panel sia nel block diagram Il tool si presenta con tante icone ognuna delle quali rappresenta un tool disponibile ed ha una funzione specifica ad esempio mo
245. l gestore di inserire messaggi personalizzati verso il cliente Distributori di bevande calde I distributori automatici pi diffusi nella realt italiana sono quelli delle bevande calde tra cui rientra il caff e coprono una significativa parte del mercato del vending Essi spaziano dalle piccole macchine da tavolo table top destinate alle piccole utenze ai grandi distributori capaci di erogare decine di prodotti diversi tra loro Questa categoria di distributori deve eseguire una serie di task per preparare i prodotti e in linea di massima il ciclo base di funzionamento il seguente una volta effettuata la selezione del prodotto da fornire il distributore rilascia dapprima un bicchiere successivamente rilascia la paletta o cucchiaino e la quantit di zucchero impostata che in genere selezionabile dal cliente Nel frattempo l acqua calda portata alla giusta temperatura all interno di un boiler raggiunge il corpo di miscelazione mentre l acqua fredda entra nel boiler per essere riscaldata per i cicli successivi Nella camera di miscelazione i dispositivi interni rilasciano gli ingredienti nelle quantit predeterminate Gli ingredienti sono mescolati meccanicamente tramite dei frullatori per assicurare una miscela omogenea Successivamente la miscela viene versata nel bicchiere mentre il flusso d acqua continua ancora per un certo periodo dopo che la miscelazione si fermata per riempire fino al giusto livello il
246. la frequenza di trasmissione 173 La frequenza portante centrata su una banda a radiofrequenza pi larga rispetto al caso FDMA in quanto essa viene utilizzata da pi utenti 4 4 3 CDMA Code Division Multiple Access E un metodo d accesso al canale radio in cui tutti gli utenti utilizzano simultaneamente l intera banda del sistema le caratteristiche fondamentali sono 10 Ad ogni utente viene assegnata una particolare sequenza di codice incorrelata con i codici di tutti gli altri utenti in ricezione una stazione mobile in grado di estrarre dal segnale captato le informazioni ad essa dirette applicando il proprio codice Il sistema non del tipo bloccante e teoricamente non vi sono limiti sul numero di utenti che si possono servire in realt all aumentare del numero di utenti che trasmettono aumentano le interferenze e quindi si ha una graduale diminuzione della qualit E una tecnica del tipo a spettro diffuso spread spectrum 4 5 LA TECNICA CELLULARE Le risorse radio sono limitate quindi gli organismi internazionali mettono a disposizione dei sistemi radiomobili solo una banda relativamente ristretta di frequenze il che permette di realizzare un numero limitato di canali radio disponibili Se si vuole servire un numero elevato di utenti allora indispensabile riutilizzare pi volte le stesse frequenze in luoghi diversi L idea alla base dei sistemi cellulari consiste nel suddividere il territorio che s
247. la stringa ricevuta l inserzione di una intestazione fittizia oppure l attivazione di altre funzioni Il modulo ANALISI STRINGHE oltre a processare le stringhe ricevute si occupa anche di altre funzioni che sono le seguenti funzioni relative all invio degli SMS Verifica lo stato di registrazione presso un operatore di rete o Se si registrati immette il comando AT di richiesta di invio della PDU nella CODA COMANDI o Se non si registrati attende un tempo di time out successivamente attiva la funzione STATO GSM per ripetere l operazione Attiva la funzione INVIA PDU Attiva la funzione ESTRAI SMS quando riconosce che 1 SMS stato inviato con successo Attiva la funzione ERRORE 41 nel caso riceva un indicazione d errore funzioni relative alla ricezione degli SMS Aggiunge l intestazione STORE Riconosce l intestazione di nuovo messaggio ricevuto e attiva la funzione NOTIFICA Quando riceve la stringa ERROR 321 cancellazione di una locazione di memoria gi vuota abilita la funzione ESTRAI COMANDO per eseguire il successivo comando presente in CODA COMANDI Inserisce nella CODA COMANDI la richiesta di lettura di tutti i messaggi presenti nella SIM AT CMGL 4 Attiva la funzione CANCELLA SIM passandole il numero di locazioni di memoria da cancellare 204 Funzioni varie Abbatte chiamate entranti inserendo il comando ATH nella CODA COMANDI Attiva la funzione ESTRAI COMANDO per pr
248. le architetture di rete proprietarie OSI introduce il concetto di sistema system come un insieme di uno o pi elaboratori con il relativo software periferiche terminali operatori umani processi che complessivamente in grado di elaborare dati Nell ambito di un sistema un applicazione application l elemento che effettivamente svolge l elaborazione dei dati Il modello di riferimento ISO OSI strutturato in sette livelli che comunicano tramite la loro interfaccia fig 3 13 ogni livello composto da una o pi entit 60 7 ne _ s sen s sno _ e reo _ aL Figura 3 13 Livelli ISO OSI 3 6 4 1 Sistemi intermedi Lo scambio di informazioni pu coinvolgere anche sistemi intermedi IS Intermediate System oltre ai sistemi finali ES End System contenenti le applicazioni Nei sistemi intermedi sono presenti entit che hanno funzioni di inoltro delle informazioni funzionalit di relaying 6 possono essere collocate a vari livelli del modello OSI e gli IS assumono nomi diversi in funzione del livello in cui avviene il relaying repeater livello1 bridge livello2 router livello3 gateway livello7 Nella figura 3 14 si ha il caso in cui i sistemi intermedi sono dati dai router Sistema A Sistema B End System End System 7 Applicazione Applicazione 7 5 5 Sistemi Intermedi Intermediate System 4 Trasporto Trasporto 4 i mezzo fisico mezzo fisico mezzo fisico
249. le informazioni che il sistema ricorda per un certo periodo Procedure costituiscono le direttive e le istruzioni formali per il trattamento dei dati e la gestione delle informazioni I sistemi informativi trattano dati e producono informazioni Il dato una rappresentazione originaria e non interpretata di un evento mentre l informazione l insieme di uno o pi dati memorizzati classificati organizzati messi in relazione o interpretati nell ambito di un contesto in modo da avere un significato 5 I dati sono la materia prima per il processo di costruzione delle informazioni e sono costituiti da gruppi di simboli lettere numeri caratteri speciali che rappresentano realt fisiche e concettuali Le informazioni ottenute possono a loro volta costituire i dati di partenza per ulteriori elaborazioni che portano ad altre informazioni Il processo di produzione delle informazioni in generale pu essere concettualmente diviso in tre fasi fig 2 1 23 acquisizione dei dati elaborazione dei dati emissione dell informazione ei v elaborazione el informazione gt destinatario Figura 2 1 Processo di produzione delle informazioni L informazione definita quando ne specificato il contenuto in particolare le modalit secondo cui questo deve essere prodotto Si devono allora precisare i processi elaborativi che danno origine all informazione e i dati che devono essere presi in considerazio
250. le stringhe indicanti il pulsante premuto quando il distributore effettua l erogazione di un prodotto Le stringhe sono composte da una intestazione un corpo del messaggio riportante il codice del pulsante ed una coda indicante la fine del messaggio fig 14 2 Intestazione Identificativo pulsante Coda PULSANTI 00 END Figura 14 2 Stringa pulsanti Variabili globali Raggruppa l insieme di variabili di tipo booleano associate ai sensori che rilevano lo stato di funzionamento degli organi elettromeccanici cui si aggiunge l interruttore 231 che comanda il funzionamento della gettoniera presente nel distributore ed il pulsante di rifornimento Indicatori Comprende tutti gli indicatori per visualizzare lo stato del distributore Frogazioni guasti rifornimento Rappresentano i controlli a disposizione per simulare il funzionamento del distributore relativamente agli aspetti presentati precedentemente Comportamento delle funzioni Le azioni che il modulo esegue sono le seguenti Erogazione prodotti Ad ogni erogazione aggiorna i livelli dei serbatoi e inviare la stringa di caratteri Guasti Il guasto di un elemento funzionale comporta la variazione dello stato della variabile globale associata e il blocco parziale o totale della capacit di erogazione del distributore Rifornimento I livelli dei serbatoi sono riportati ai valori delle capacit massime Gettoniera Lo stato della variabile glo
251. lementi della rete che si occupano delle funzioni relative alla comunicazione radio e quelli che invece si occupano delle funzioni orientate al controllo delle chiamate alla fornitura dei servizi ed alla gestione della mobilit Per affrontare queste problematiche sono stati definiti due diversi sottosistemi il BSS Base Station Sub system ed il NSS Network Switching Sub system Il sottosistema BSS si occupa della parte radio del sistema e di conseguenza comprende le unit funzionali che consentono di fornire la copertura radio di un area costituita da una o pi celle In un BSS vanno affrontate due tipi di problematiche Rice trasmissione delle informazioni sulla tratta radio ed esecuzione delle misure necessarie per garantire una buona qualit dei collegamenti con le MS Controllo delle risorse radio portanti radio e canali fisici su esse realizzati cio timeslot e la loro assegnazione ci richiede tra l altro l espletamento di funzioni di esercizio e manutenzione di elaborazione dei dati ottenuti dalle misure effettuate sulla tratta radio e la possibilit di effettuare la commutazione dei canali fisici nel caso che delle Mobile Station in conversazione cambino cella e quindi si debbano effettuare degli handover La responsabilit della gestione delle risorse di rete e dei dati di configurazione di cella di una certa area quindi a carico di una delle unit funzionali che compongono un BSS Per svolgere quanto detto so
252. livello minimo sia lo zero e corrisponda all esaurimento dei prodotti In modo analogo per avere la situazione delle distribuzioni effettuate si opera la somma vettoriale tra il vettore erogato e quello corrispondente alla riga del pulsante selezionato nella tabella relazioni pulsanti serbatoi Una volta inviato il report il vettore erogato deve ripartire da zero per riprendere un nuovo conteggio S_0 S 1 jS 2 S 3 S 4 S 5 S 6 S 7 P_0 P1 l 2 P2 P_3 P4 PS5 Vettore erogato Vettore residuo In conclusione per quanto riguarda la gestione delle scorte il dispositivo a microcontrollore deve memorizzare la tabella che riassume le relazioni tra i pulsanti ed i serbatoi le capacit massime dei serbatoi e le stringhe che codificano i pulsanti di selezione La tabella dimensionata per il distributore di capacit maggiore ed utilizzabile per tutti gli altri distributori 159 10 5 PROTOCOLLO DI COMUNICAZIONE 10 5 1 Tempistica e contenuti del messaggio Complessivamente la comunicazione tra i due sottosistemi deve avvenire nei seguenti casi Un contatto on off associato ad un elemento funzionale cambia stato Un serbatoio si esaurisce o raggiunge un livello minimo di riordino necessario introdurre una condizione che segnali l evento si posto allora che l evento si verifica q
253. lla capacit della memoria disponibile La trasmissione asincrona trova impiego nella gestione di messaggi brevi e pertanto richiede terminali non bufferizzati in grado di inviare un solo carattere per volta 8 2 5 4 Controllo di flusso Il controllo di flusso handshake consente al dispositivo ricevitore di segnalare al trasmettitore la richiesta di interrompere o riprendere la trasmissione Questo necessario perch possibile che il ricevitore processi i dati in arrivo pi lentamente di quanto il trasmittente li generi Esistono principalmente tre meccanismi di controllo di flusso segnali hardware RTS CTS spesso detto handshake hardware e trasmissione dei caratteri XON XOFF o ENQ ACK 6 RTS CTS Molte interfacce seriali dispongono di una coppia di fili corrispondenti ai segnali RTS Request To Send e CTS Clear To Send Quando un dispositivo ricevente rileva l attivazione del segnale RTS da parte del dispositivo trasmittente ed pronto per ricevere allora risponde attivando il CTS Per interrompere l invio dei dati da parte del trasmettitore il ricevitore pu disattivare il segnale CTS e riattivarlo quando sar nuovamente in grado di ricevere i dati XON XOFF L utilizzo dei caratteri XON e XOFF codici 17 e 19 della tabella ASCII permette di realizzare un controllo di flusso senza bisogno di segnali hardware dedicati in quanto XON e XOFF viaggiano sugli stessi canali dei dati Il ricevitore trasmette un XOFF q
254. lle distribuzioni effettuate azzerando i contatori parziali Comando gettoniera L operatore in centrale comanda la modifica dello stato della gettoniera e il sistema deve eseguire il comando Comunicazione verso l operatore mobile Il sistema deve incamerare il messaggio dell operatore in centrale e formattare 1 SMS verso l operatore mobile 10 3 3 Output del sistema La funzione base del sistema fornire la telemetria delle varie stazioni periferiche L informazione deve essere fornita sia sul monitor del PC sia registrata in un file di archivio in formato testo per una successiva stampa o lettura tramite altri programmi L idea di rappresentare questi valori in tabelle aventi un formato simile alla fig 10 4 sia per la visualizzazione sul monitor del PC della centrale sia per quella del file completandoli con altri dati utili relativi al distributore Operando con pi distributori periferici necessario introdurre un identificativo ID da associare ad ognuno di essi per individuarlo univocamente Le tabelle riportano rispettivamente Stato dei serbatoi indicando per ognuno di essi il nome o codice del prodotto che contengono il residuo presente in termini di erogazioni disponibili le quantit erogate dall ultimo report effettuato la capacit massima di prodotto che possono contenere e la quantit necessaria per riempire il serbatoio 153 Stato degli elementi funzionali indicando il nome dell elemento
255. lo N Processo 7 Processo 7 Applicazione Applicazione 7 6 Presentazione Presentazione 6 5 Sessione Sessione 5 4 Trasporto Trasporto 4 3 Rete Rete 3 2 Data Link Data Link 2 1 Fisico Bit Fisico 1 Canale trasmissivo z gt Percorso effettivo di trasmissione dei dati Figura 3 15 Percorso dei dati nel modello OSI 63 Il blocco dati cos ottenuto viene passato al livello sottostante che operer in modo analogo I dati generati da un protocollo di livello N sono detti N PDU Protocol Data Unit Il livello inferiore non a conoscenza di quale siano i dati veri e propri dell utente e quali le informazioni aggiunte dal livello precedente Questo processo prosegue fino allo strato 2 che aggiunge una intestazione ed un campo di coda per la rilevazione degli errori Il livello fisico converte i bit formanti tutto il blocco di dati in un segnale elettrico di forma e livello opportuni inviandolo sul canale trasmissivo Nel sistema di destinazione le diverse intestazioni vengono eliminate una per una mentre il messaggio si propaga dai livelli pi bassi fino ad arrivare al processo destinatario Da un punto di vista logico un livello colloquia direttamente con il livello corrispondente residente in altri sistemi da un punto di vista fisico le informazioni attraversano in verticale i livelli e vengono trasmesse sul canale a dispo
256. ltipunto tramite un flag costiuito da una variabile booleana memorizzando successivamente il valore corrente del timer MULTIPUNTO Genera una successione di stringhe composte da due campi separate da un opportuno separatore Il primo campo riporta il messaggio di comando da inviare in modalit SMS e il secondo il numero di telefono del destinatario Ogni stringa cos generata viene inserita nella coda SMS DA INVIARE Dai DATI STATICI si estrae la tabella ID TELEFONO da cui si ottengono i numeri di telefono mentre dal vettore SMS COMANDO si estrae la stringa di comando MULTIPUNTO implementa un ciclo for che concatena in un unica stringa ogni numero telefonico presente con la stringa comando 229 FREQUENZA TEMPORIZZAZIONE I l l 1 MULTIPUNTO SMS CMD Figura 13 13 Invio richiesta di aggiornamento _ 7 MANUALE DATI STATICI coda SMS DA INVIARE MULTIPUNTO pu essere attivato anche tramite un comando manuale dato da un controllo questo permette l invio in modalit manuale della richiesta di aggiornamento delle periferiche 13 4 2 Altri comandi Nuovonumero E simile a MULTIPUNTO nel ciclo che concatena le stringhe si aggiunge anche il nuovo numero di telefono Blocco sblocco gettoniera In base all ID si estrae dalla tabella dei numeri di telefono quello corrispondente alla periferica Dal vettore SMS CMD si estrae il comando associato blocco oppure sblocco Le stringhe sono concat
257. memoria usata rubrica della SIM lt used 1 gt numero di messaggi presenti in lt mem 1 gt lt used 2 gt numero di messaggi presenti in lt mem 2 gt lt total 1 gt numero totale di locazioni di lt mem1 gt lt total 2 gt numero totale di locazioni di lt mem2 gt 12 2 5 4 Scrittura su RS 232 Scrive fisicamente le stringhe di caratteri sulla porta seriale fig 12 20 riceve le stringhe di caratteri da inviare dalle altre funzioni di GESTIONE GM 862 ESTRAI COMANDO oppure INVIA PDU tramite una variabile locale TACERE SCRITTURA SU g RS232 Figura 12 20 Input output SCRITTURA SU RS232 La conversione dei caratteri in segnali elettrici affidata ad un Sub VI fornito come funzione di libreria dall ambiente LabVIEW che necessita dell impostazione del numero della porta seriale utilizzata 207 12 2 5 5 Estrai comando La funzione fig 12 21 implementata tramite una sequenza di comandi che comincia prelevando la prima stringa dalla CODA COMANDI successivamente tramite una variabile locale la stringa riportante il comando trasferita a SCRITURA SU RS232 infine ESTRAI COMANDO setta il flag che attiva la funzione SCRTTURA SU RS232 stringa comando CODA COMANDI ESTRAI COMANDO attiva SCRITTURA SU R232 Figura 12 21 Input output ESTRAI COMANDO La funzione ESTRAI COMANDO a sua volta attivata tramite un flag che viene resettato quando si esegue il corpo della funzione La funzione
258. muto occupa nella matrice In PRELIEVO RIGA si estrae dalla matrice la riga corrispondente da cui eliminando il primo elemento rappresentante la codifica si ottiene un vettore dove ogni elemento associato ad un serbatoio riporta la corrispondente quantit erogata Anche 1 valori del erogato parziale e del residuo sono rappresentati da vettori in tutti e tre i vettori si ha la stessa corrispondenza tra l indice degli elementi e i serbatoi L aggiornamento dei valori effettuato operando una somma elemento per elemento tra il vettore del erogato e quello prelevato dalla matrice AGGIORNAMENTO EROGATO mentre si esegue una sottrazione AGGIORNAMENTO RESIDUO tra il vettore dei residui e quello della matrice I vettori erogato e residuo sono poi messi a disposizione degli altri processi del sistema 15 2 RIFORNIMENTO Una variabile globale riservata alla simulazione dell ingresso relativo al pulsante di avvenuto rifornimento presente nel modulo DISTRIBUTORE VI ed collegato con il microcontrollore RIFORNIMENTO memorizza le capacit massime dei serbatoi in un vettore vettore capacit massime con un numero di elementi pari ai serbatoi presenti La variazione dello stato di questa variabile globale fa si che RIFORNIMENTO inizializzi il vettore relativo ai residui con i valori presenti nel vettore capacit serbatoi fig 15 5 IHESESEE R8 n RA vettore si _ vettore residui capacit serbatoi Figura 15 5 Rifornimen
259. n canale interferisce dal punto di vista elettromagnetico con un canale adiacente La causa pu essere attribuita al fatto che 1 filtri utilizzati negli apparati per eliminare i segnali ed i disturbi che cadono al di fuori della banda del segnale desiderato non sono ideali Al ricevitore dopo il filtro giungono cos sia la frequenza impiegata per la trasmissione sia le frequenze adiacenti che sono quelle pi o meno attenuate ma non eliminate dal filtro stesso e che costituiscono una interferenza Questo limita la possibilit di usare frequenze adiacenti in una stessa cella 10 4 4 L ACCESSO AL CANALE RADIO In un sistema radiomobile le frequenze radio disponibili consentono di realizzare un certo numero di canali trasmissivi ai quali gli utenti possono accedere Nei sistemi moderni ogni canale libero una risorsa comune a tutti gli utenti non vi sono perci canali dedicati permanentemente a singoli utenti come avveniva alle origini della comunicazioni radiomobile ma essi sono assegnati dal sistema radiomobile dietro richiesta degli utenti stessi 70 In generale esistono dei canali di controllo tramite i quali gli utenti effettuano le richieste di connessione mentre il sistema che assegna a ciascuno di essi un canale fonico o canale di traffico libero sul quale avviene la conversazione Le stazioni mobili sono cos sempre sotto il diretto controllo del sistema Poich il canale radio una risorsa comune si parla di
260. n informazione di tipo ON OFF questo vale anche per il controllo di valori tipicamente analogici quali la temperatura della caldaia o del frigorifero in quanto sufficiente che essa stia all interno di un certo intervallo Questi dati possono essere rilevati da opportuni sensori oppure dalle funzioni di autodiagnostica del distributore In conclusione si pu dire che l acquisizione dei dati dal distributore automatico pu avvenire mediante opportuna interfaccia dotata di porte di comunicazione e o tramite l introduzione di una apposita sensoristica 9 3 ARCHITETTURA DEL SISTEMA Il sistema di telerilevamento costituito da pi elementi e richiede due tipi di connessione una a livello fisico e l altra a livello logico La connessione relativa al livello fisico riguarda la parte hardware del sistema cio i collegamenti tra 1 vari dispositivi che lo compongono La connessione a livello logico riguarda invece la parte software del sistema quindi le procedure di comunicazione tra i vari dispositivi le quali definiscono le modalit del flusso delle informazioni e della loro presentazione 9 3 1 Hardware Il sistema di telerilevamento un sistema distribuito e si pu scomporre in tre sottosistemi principali Sottosistema remoto Sottosistema di comunicazione rete GSM Sottosistema centrale 141 9 3 1 1 Sottosistema remoto Si ha un sottosistema remoto per ogni distributore automatico e gli eleme
261. n sono mai stati processati in precedenza Il leggere tutte le locazioni di memoria evita inoltre il rischio di dimenticare degli SMS 195 RECUPERO SMS CODA SMS RICEVUTI Figura 12 12 Recupero SMS dal GM862 CANCELLA SIM 12 2 4 1 Senza notifica Per spiegare l algoritmo figure 12 13 12 14 supponiamo dapprima che il GM862 riceva un SMS e non invii nessuna stringa di notifica Il processo GESTIONE GM862 non quindi a conoscenza dell evento tuttavia la funzione PRESENZA SMS invia periodicamente in modo autonomo alla coda COMANDI il comando AT CPMS per controllare se ci sono nuovi SMS Il modem in seguito invia la stringa di risposta CPMS SM lt used1 gt lt totall gt SM lt used2 gt lt total2 gt che la funzione di LETTURA RS232 trasferisce alla funzione ANALISI STRINGHE Quest ultima riconosce l intestazione CPMS e legge il valore usedl che da il numero degli SMS presenti nella memoria della SIM Poich quando si rileva la presenza di un SMS si leggono tutte le locazioni e successivamente si cancella completamente tutta la memoria si ha che se il valore lt used1 gt diverso da zero stato ricevuto almeno un SMS Il modulo ANALISI STRINGHE invia allora alla coda COMANDI la richiesta di visualizzazione di tutti gli SMS presenti tramite il comando AT CMGL 4 e immediatamente dopo abilita la funzione CANCELLA SIM che inserisce nella coda COMANDI i comandi AT p
262. na comunicazione virtuale tra i due moduli software inoltre il fatto che essi siano separati evidenzia che si tratta di dispositivi fisicamente diversi Ovviamente il modulo software che simula il dispositivo a microcontrollore deve essere in grado di pilotare il modem telefonico GM862 Il sottosistema centrale costituito dal prototipo della centrale di telerilevamento funzionante su PC e costituisce la base software su cui eventualmente sviluppare il sistema completo La centrale a sua volta deve gestire il modem GM862 DISTRIBUTORE RS 232 RS 232 to MICRO I eontittore gt ea a PC CENTRALE simulatore simulatore VI distributore micro controllore centrale TA 25 cal tea 5 E PC REMOTO PC CENTRALE CANALE DI SOTTOSISTEMA REMOTO COMUNICAZIONE SOTTOSISTEMA CENTRALE Figura 10 1 Il modello proposto 147 10 2 SPECIFICHE E IPOTESI DELL APPLICAZIONE SVILUPPATA 10 2 1 Specifiche Si deciso di implementare un modello di sistema che consenta la telemetria da una rete di distributori automatici eroganti prodotti di tipo alimentare fornendo il quantitativo dei prodotti presenti nei vari serbatoi dei distributori segnalando le situazioni in cui sono richiesti interventi individuando tali eventi nel vuoto prodotti e o eventuali guasti dei distributori Poich si trattano prodotti alimentari deve essere data la possibilit di bloc
263. ndi la realizzazione di un opportuno protocollo portando cos allo sviluppo di un software di gestione della comunicazione pi semplice con conseguente diminuzione dei costi complessivi La realizzazione di una simulazione divisa nelle varie parti che rappresentano le entit coinvolte nel sistema complessivo finale comprendente anche componenti fisicamente esistenti e realmente utilizzabili come il modem GSM porta ad un modello da proporre come idea di prodotto che ne consente una valutazione pratica da parte dell utente finale cui il sistema rivolto Il simulatore il cui funzionamento pu essere direttamente testato dal cliente permette di definire od ottimizzare quei dettagli propri del sua attivit che al progettista del sistema possono sfuggire o sembrare meno importanti di quanto siano in realt Una delle applicazioni per le quali il lavoro svolto pu essere direttamente impiegato consiste nel suo utilizzo come strumento di test per lo sviluppo di applicazioni reali Infatti la simulazione composta da due moduli ben distinti quello relativo alla centrale di controllo e quello relativo al distributore automatico comunicanti tramite la rete GSM canale di comunicazione utilizzabile nella realt possibile allora usare la parte relativa alla simulazione della centrale di controllo per testare e sviluppare il dispositivo reale a microcontrollore che dovr poi essere installato nel distributore o viceversa ut
264. ne inoltre poich le informazioni sono destinate agli utenti indispensabile definire anche come queste debbano essere presentate al destinatario finale determinandone i modi tempi e luoghi Modi descrivono le modalit di presentazione dell informazione ad esempio il supporto su cui essa viene fornita l evento che ne attiva la diffusione il formato di rappresentazione Luoghi specificano dove l informazione deve essere fornita Insieme alla collocazione delle sorgente di dati rappresentano un elemento determinante per definire la logistica del processo di produzione delle informazioni Tempi stabiliscono quando l informazione deve essere fornita e quindi quando essa deve essere prodotta La progettazione del sistema di telerilevamento procede specificando le informazioni che si vogliono ottenere risalendo poi a ritroso per determinare in funzione del loro contenuto le modalit di presentazione e il processo di produzione necessario per ottenerle tale processo potr essere eventualmente scomposto in pi stadi 24 2 1 1 Le informazioni da produrre L organizzazione delle varie attivit dell impresa quali la pianificazione delle visite la rotazione delle scorte di magazzino le statistiche sulle vendite le verifiche sugli incassi per controllare se ci sono ingiustificati ammanchi ecc richiede dei dati di partenza sufficientemente aggiornati da poter elaborare di conseguenza alla base di tutte queste ap
265. nel Costituisce l interfaccia verso l utente Block diagram Contiene il codice grafico sorgente del VI che definisce le funzionalit del modulo Connettore a icona Identifica il VI permettendo cos di usarlo in un altro modulo VI Un modulo VI all interno di un altro modulo VI detto SubVI Un SubVI l analogo di una soubroutine in un linguaggio di programmazione basato su linee di testo 11 1 1 Front panel Il front panel rappresenta l interfaccia che l ambiente mette a disposizione verso l utente possibile inserire nel front panel controlli e indicatori che sono rispettivamente i terminali di input e output del VI Esempi di controlli sono pulsanti manopole serbatoi termometri stringhe di testo ecc mentre gli indicatori possono essere dei grafici LEDs display numerici tabelle ecc I controlli costituiscono per il VI i dispositivi d ingresso da cui sono forniti i dati al block diagram del VI Questi possono provenire direttamente dall utente ma anche da altri moduli VI o da dispositivi esterni Gli indicatori rappresentano le uscite del modulo e visualizzano i dati che il block diagram genera in seguito alle sue elaborazioni Quasi tutti i controlli possono assumere la funzione di indicatore o viceversa ma una volta definiti nell esecuzione del programma il loro ruolo resta fisso 167 Il front panel permette inoltre di controllare l applicazione quando essa in esecuzione 11 1 2 Bloc
266. nestra di comunicazione verso il GM862 che permetta funzioni di diagnostica o modifica di alcune impostazioni relative al modem GSM Controlli che permettano di ripristinare la situazione iniziale Dal punto di vista dell interfaccia grafica l idea di avere una situazione simile alla figura 10 10 MONITOR PC CENTRALE AGGIORNAMENTO DATI DISTRIBUTORI RO ELENCO DISTRIBUTORI E SELEZIONE SITUAZIONE DEL DISTRIBUTORE COMUNICAZIONI VERSO OPERATORI MOBILI COMANDI CONTROLLO GSM UTENTE Figura 10 10 Interfaccia grafica 165 166 11 L AMBIENTE DI SVILUPPO 11 1 LABVIEW LabVIEW un ambiente di programmazione grafico strettamente integrabile con la componentistica hardware per applicazioni di tipo ingegneristico e scientifico che richiedono l acquisizione l analisi e la presentazioni di dati 30 L ambiente permette di costruire un interfaccia grafica verso l utente ed compatibile con i sistemi operativi pi comuni il che ne facilita la portabilit I programmi LabVIEW vengono detti Virtual Instruments e sono indicati con la sigla VI poich l aspetto grafico e il loro modo di agire richiama quello della strumentazione fisica Ogni modulo VI permette di manipolare gli ingressi che possono essere posti nell interfaccia utente o in altre sorgenti visualizzando i risultati o trasferendoli verso altri file o altri computer e contiene i seguenti tre componenti fondamentali Front pa
267. nnesse con la rice trasmissione via radio della fonia codifica etc e ci che contiene i dati di abbonamento e la informazioni ad esso correlate 10 L identificativo dell utente e tutti i dati che gli consentono di ottenere l accesso e servizi dalla rete sono contenuti nella memoria non volatile di un modulo denominato SIM Subscriber Identity Module il quale pu avere una forma simile a quella di una carta di credito ISO 7816 oppure essere del tipo plug in formato francobollo Il modulo SIM memorizza tra l altro le seguenti informazioni Numero di serie del SIM per la sua identificazione univoca Identificativo dell utente noto come IMSI International Mobile Subscriber Identity Chiave di cifratura indicata come Ki utilizzata nel processo di autenticazione tramite il quale la rete verifica se l utente ha diritto o meno all accesso Chiave di cifratura nota come Kc che varia nel tempo Algoritmo di autenticazione e algoritmo per ricavare la Kc permettono di determinare le informazioni richieste dalla rete per ottenere l accesso e la chiave di cifratura che viene utilizzata per crittografare le informazioni da inviare sulla tratta radio Il SIM distinto rispetto al terminale mobile ed rimovibile Affinch una MS risulti pienamente operativa necessario che quest ultima abbia inserito il SIM L apparato mobile vero e proprio denominato Mobile Equipment ME il quale so
268. no accedere ai dati possibile leggere o scrivere dati da e su file nei seguenti formati Testo Rende i dati disponibili per altre applicazioni quali word processing ecc I file di testo sono i pi comuni e i pi portabili Binario Si usano quando lo spazio la velocit di accesso sono determinanti Datalog Per manipolare dati complessi o differenti tipi di dati esclusivamente nell ambiente LabVIEW 11 4 4 Comunicazioni seriali L ambiente LabVIEW mette a disposizione un insieme di moduli VI per la gestione delle comunicazioni seriali permettendo cos la trasmissione di dati tra il PC e un dispositivo periferico Per la comunicazione seriale tramite una porta RS 232 sono stati presenti i seguenti moduli VI Serial Port Init Inizializza la porta seriale in base a specifici parametri Bytes at Serial Port 175 Ritorna il numero di byte in coda presenti nel buffer d ingresso della porta seriale Serial Port Read Legge il numero di caratteri indicato dal modulo Bytes at serial port Serial Port Write Riceve in ingresso le stringhe di caratteri da inviare sulla porta seriale e li trasmette alla porta seriale 11 4 5 Code Nelle funzioni di libreria sono disponibili dei moduli VI che permettono sia di sincronizzazione dei task che lavorano in parallelo sia di passare dati fra task differenti Fra questi sono presenti dei moduli che si occupano della creazione e della gestione delle code Essi
269. no prodotti alimentari sono dotati di un impianto frigorifero a CI A e n Figura 1 3 Distributori di bevande fredde e snacks 17 1 5 STORIA DELLA DISTRIBUZIONE AUTOMATICA IN ITALIA tratto da www confida com Subito dopo la fine della seconda Guerra Mondiale la Coca Cola installa anche in Italia 1 suoi impianti di imbottigliamento e il successo della bibita notevole In seguito decide di entrare direttamente nei luoghi di lavoro inizialmente installa le prime ghiacciaie e successivamente grazie all esperienza negli Stati Uniti introduce i distributori automatici I primi dieci distributori automatici di bottiglie di Coca Cola vennero installati a Milano nel 1953 Negli anni seguenti la Coca Cola produce con la collaborazione di aziende Italiane il primo distributore oleodinamico completamente realizzato in Italia La distribuzione italiana diventa cos una realt coinvolgendo imprese come la Diam la Rex Zanussi ecc Successivamente sulla spinta della Coca Cola arriva anche l americana Vendo specializzata nella produzione di distributori automatici tecnologicamente pi avanzati dato il notevole sviluppo del settore in quel paese Il mercato fa capire che sul luogo di lavoro attraverso la distribuzione automatica c bisogno anche di bevande calde e delle brioches del bar Alcuni imprenditori importano allora dagli Stati Uniti dei distributori di solubili da proporre con uno specifico caff solu
270. no stati definiti i seguenti tipi di unit funzionali fig 5 5 94 BTS Base Transceiver Station BSC Base Station Controller Base Station Sub system BSS Figura 5 5 Elementi componenti il BSS Una caratteristica del GSM la standardizzazione delle modalit di colloquio tra gli elementi della rete tramite la definizione di interfacce standard in modo tale da non essere vincolati da soluzioni proprietarie In particolare per gli elementi di un BSS sono state definite le seguenti interfacce fig 5 6 10 Interfaccia Um o Air tra BTS e MS in analogia con l interfaccia U User ISDN Interfaccia A bis tra BTS e BSC Interfaccia A tra BSC e MSC Mobile Switching Centre Q3 tra BSC e OMC Operation and Maintenance Centre Q3 Um o Air bi i I I I I I Figura 5 6 Interfacce standard 95 5 4 1 BTS Base Transceiver Station Il Base Transceiver Station indica l unit funzionale costituita dall insieme dei transceiver ricetrasmettitori e degli apparati che consentono di fornire la copertura radio ad una cella I principali compiti che la BTS deve svolgere per un corretto interfacciamento con le MS che si trovano nell area da essa servita sono 10 Irradiare nella cella in broadcast su un canale di controllo il messaggio di System Information informazioni di sistema contenente i dati di sistema e i parametri che definiscono come deve comportarsi una MS quando intende
271. nterconnettono 13 Gli strati superiori operano ad un livello logico di maggior complessit e forniscono servizi pi sofisticati rispetto agli strati inferiori Ogni strato in grado di richiedere o fornire servizi solamente agli strati adiacenti e ignora completamente che cosa accada negli altri strati dell architettura La stratificazione permette di semplificare la fase di progetto manutenzione e aggiornamento del software poich il singolo strato molto pi semplice dell insieme di regole complessivo cos possibile intervenire su uno strato del protocollo lasciando inalterati gli altri purch vengano rispettate le interfacce con gli strati adiacenti 56 Le architetture di rete riconoscono che nel colloquio tra elaboratori attraverso una rete vi sono due problematiche principali 10 Trasferimento corretto dei dati attraverso la rete i dati trasmessi da un elaboratore devono giungere al destinatario e gli eventuali errori devono essere rivelati e corretti Questa una problematica di rete e per affrontarla sono stati sviluppati dei protocolli indicati come protocolli di rete In una rete a commutazione di pacchetto essi sono implementati sia nei nodi sia nei sistemi di utente I dati forniti all utilizzatore devono essere riconoscibili ed avere il formato adatto per il loro corretto utilizzo Queste problematiche sono affrontate tramite protocolli di alto livello implementati solo nei sistemi utente e non nei
272. nti che lo compongono sono un modulo telefonico di tipo GSM in particolare per la realizzazione della simulazione si utilizzato il modulo GM862 Telit ed un dispositivo a microcontrollore con idonei circuiti di interfaccia che possa pilotare il modem telefonico acquisire i dati dal distributore e compiere elaborazioni a livello locale L utilizzo di un microcontrollore permette la programmazione del dispositivo di collegamento tra il modem telefonico e il distributore facilitando cos l adattamento a distributori diversi poich si pu mantenere inalterata la parte che pilota il modulo telefonico e modificare solo la parte software e hardware dedicata alla gestione del distributore Microcontrollore Il microcontrollore un singolo circuito integrato programmabile che contiene tutti gli elementi necessari a formare un sistema completo di elaborazione L integrazione di tutti i circuiti in un solo chip e soprattutto la possibilit di programmazione fanno si che le applicazioni di questi dispositivi siano molto ampie dall automobile agli elettrodomestici e in continua espansione Un microcontrollore dotato di un insieme di periferiche che gli permettono di accedere al mondo esterno Le pi comuni periferiche disponibili sono le porte di I O Input output di tipo general purpose unit di tipo seriale quali porte RS232 timer per la gestione di eventi temporali convertitori analogici digitali A D etc 9 3 1 2 Sottosis
273. nvio degli SMS di testo forniti dagli altri livelli del software verso la rete GSM e nel rendere disponibili gli SMS che la rete GSM consegna al modem GM862 Prelevando dalla figura 12 2 il processo GESTIONE GM862 si ottiene la figura 12 3 che evidenzia le entit con cui il processo colloquia CODA SMS DA INVIARE RS 232 a GESTIONE GM 862 CODA SMS RICEVUTI Figura 12 3 Entit con cui colloquia GESTIONE GM862 La comunicazione dal lato del GM 862 avviene tramite una porta di comunicazione seriale RS232 mentre verso i rispettivi sottosistemi si utilizza il fatto che LabVIEW mette a disposizione delle code i cui elementi sono delle stringhe di caratteri gli elementi delle code sono stati cos formattati Coda SMS RICEVUTI in cui ogni elemento contiene Numero di telefono del mittente Data e ora d invio del SMS Messaggio di testo ricevuto Coda SMS DA INVIARE in cui ogni elemento contiene Messaggio di testo da inviare Numero di telefono del destinatario Per svolgere le funzioni richieste GESTIONE GM862 deve a sua volta eseguire un certo numero di task interni 12 2 1 Architettura del modulo Il GESTIONE GM862 si trova all interno del ciclo principale del software che gestisce rispettivamente i moduli CENTRALE VI e MICROCONTROLLORE VI Per eseguire 1 vari task sono presenti delle funzioni interne a GESTIONE GM862 che cooperano tra loro le funzioni realizzate riguardano 182
274. nze ad esempio conoscere il quantitativo dei prodotti disponibili un paio di volte al giorno pu essere ritenuto pi che sufficiente Tempestivit dell informazione L aggiornamento della situazione delle scorte dei distributori pu avvenire secondo tempi predeterminati per si devono considerare anche ulteriori eventi per i quali l informazione ha valore solo se essi sono tempestivamente segnalati In questa categoria rientrano eventi quali i guasti o l esaurimento dei prodotti Il sistema di telerilevamento deve riconoscere le informazioni che richiedono priorit pi elevata e notificarle nel pi breve tempo possibile 2 2 COLLEGAMENTO DISTRIBUTORI IMPRESA Il sistema di telerilevamento dati da una rete di distributori automatici posizionati in modo disomogeneo su una vasta area geografica costituisce un sistema distribuito fig 2 4 e comporta l utilizzo di una rete di telecomunicazione per il collegamento tra i vari distributori remoti e la sede dell impresa Per produrre le informazioni richieste il sistema di telerilevamento deve svolgere le seguenti funzioni 26 acquisizione dati dai distributori trasporto dei dati tramite un canale di comunicazione dai distributori verso la sede dell impresa elaborazione dati e loro presentazione all utilizzatore del sistema Distributore DISTRIBUTORI REMOTI Distributore Distributore sistema di RETE TLC comunicazione situazione d
275. nzione ESTRAI COMANDO A questo punto ci si riporta al caso della procedura principale La funzione ERRORE 41 memorizza il numero di volte che si verifica l evento di errore temporaneo per l invio dello stesso Short Message se questo si verifica oltre un certo numero di volte la funzione attiva SMS OUT la procedura viene cos ritentata dall inizio e nel caso di mancanza di registrazione dopo un certo numero di tentativi il programma si blocca segnalando l errore 192 SMS OUT AT CMGS lt lenght gt AT CMGS lt lenght gt AT CMGS lt lenght gt ANALISI STRINGHE CODA COMANDI ESTRAI COMANDO CMS ERROR 41 SCRITTURA SU RS 232 LETTURA RS 232 Figura 12 9 Errore 41 diagramma di flusso La sequenza completa delle operazioni da eseguire per l invio di un SMS sono riassunte nel flow chart di figura 12 10 193 PRELEVARE ELEMENTO CODA SMS DA INVIARE COSTRUIRE PDU E RICHIESTA INVIO lt pdu gt REGISTRAZIONE OK SA gt ATTESA INSERIMENTO lt pdu gt E ASCII 26 ERRORE 41 STRINGA DAL GM862 CMGS lt mr gt SMS INVIATO ALLA RETE GSM Figura 12 10 Flow Chart completo per l invio di un SMS 194 12 2 4 SMS RICEVUTI Quando il GM862 registrato presso una rete GSM pu potenzialmente ricevere SMS e questi vengono memorizzati nella SIM Gli SMS ricevuti dal GM862 devono essere trasferiti dalla memoria della SIM alla cod
276. o ad operare entro i confini nazionali questo creava fondamentalmente un mercato molto limitato per i vari tipi di apparecchiature necessarie all implementazione e allo sviluppo delle reti impedendo la realizzazione di economie di scala con i conseguenti risparmi verso gli utenti e verso i gestori di rete Nel 1982 un gestore pubblico di servizi di telefonia mobile dei paesi nordici Nordic PTT invi una proposta al CEPT Conf rence Europ enne des Postes et des T l ecommunications per l implementazione di un servizio comune di telefonia mobile europeo Il CEPT form un gruppo di studio il Groupe Special Mobile GSM con lo scopo di sviluppare un sistema radiomobile cellulare comune a tutti i paesi dell Europa occidentale Un accordo tra i paesi aderenti port alla decisione di riservare per questo sistema due bande di frequenze 890 915 e 935 960 MHz Gli anni tra il 1982 e 1985 furono dedicati alla scelta tra la tecnica analogica e quella numerica Data la rapida evoluzione tecnologica nei settori dell elaborazione numerica dei segnali dell integrazione dei componenti elettronici e in previsione dell evoluzione della rete telefonica digitale ISDN con cui se ne voleva la compatibilit si adott la tecnica numerica Un sistema numerico avrebbe inoltre offerto ulteriori vantaggi maggiore immunit al rumore ed efficienza spettrale possibilit di adottare algoritmi di autenticazione e cifratura offrendo cos maggior si
277. o 265 LEA O e TTT 282 CONCLUSIONE eee 287 BIBLIOGRAFIA uscirne cieca nia electra elio 289 APPENDICE IPROGRAMMI ccsrrrsrcerrcresenesecesenesecesensesessenesecesenesecesenece0e 293 SOMMARIO Il lavoro svolto ambientato nel settore della distribuzione automatica in particolare nella possibilit di conoscere lo stato di attivit dei vari distributori automatici geograficamente distribuiti senza la necessit di recarsi sul posto in modo da ottimizzarne la gestione Si studiata la possibilit di realizzare un sistema di telerilevamento che automaticamente rilevi i dati di interesse dai vari distributori automatici raccogliendoli in modo centralizzato Sono state evidenziate le caratteristiche essenziali che un simile sistema deve possedere arrivando alla definizione di un modello funzionante su Personal Computer e utilizzante componenti realmente presenti in un sistema reale quali il canale di comunicazione dato dalla rete GSM al fine di simulare il funzionamento di un sistema di telerilevamento reale Il modello risultante si propone cos come un primo passo verso l eventuale realizzazione di un successivo sistema reale Lo sviluppo del modello stato possibile tramite i mezzi messi a disposizione dalla Telital Automotive unica azienda Italiana con una tecnologia propria GSM rivolta allo sviluppo di soluzioni applicative imperniate sulla tecnologia GSM 1 LA DISTRIBUZIONE AUTOMATICA 1 1 GENERALIT SULLA DISTRI
278. o SMS 12 2 3 2 Procedura utilizzata Quando la coda SMS DA INVIARE contiene almeno un elemento significa che si deve inviare un SMS Ogni elemento della coda una stringa che contiene il messaggio e il numero di telefono del destinatario L algoritmo figure 12 6 e 12 7 consiste nel prelevare il primo elemento dalla coda SMS DA INVIARE e separare il messaggio dal numero telefonico questo eseguito 186 dalla funzione ESTRAI SMS che li invia tramite due variabili locali alla funzione SMS_ OUT La funzione SMS OUT in base al messaggio e al numero di telefono crea la lt pdu gt a cui aggiunge il carattere di terminazione ASCII 26 Ottiene anche la lunghezza lenght della lt pdu gt e tramite quest ultima compone il comando AT di richiesta d invio della lt pdu gt 47 CMGS lt lenght gt che consegna ad ANALISI STRINGHE mentre consegna ad INVIA PDU la lt pdu gt completata con il carattere di terminazione sempre tramite variabili locali Poich lo stato di registrazione del modem GM8 2 presso un operatore di rete GSM pu variare nel tempo fondamentale verificare che il modem GSM sia effettivamente registrato ad una rete GSM altrimenti risulter impossibile inviare un SMS La procedura SMS OUT attiva allora la procedura STATO GSM che effettua una richiesta dello stato di registrazione inserendo il comando AT CREG nella CODA COMANDI La risposta del modem a questo comando del tipo CREG lt mode gt lt
279. o a centrali di commutazione cio a nodi della rete dove l informazione in transito viene opportunamente instradata per raggiungere il destinatario nel modo pi conveniente fig 3 1 40 collegamento nodo nodo gt collegamento utente nodo O nodo utente Figura 3 1 Schema di principo di una rete di TLC 3 3 1 1 Topologia Una rete di telecomunicazioni pu essere classificata secondo diversi criteri uno dei quali la topologia che differenzia le reti in base a come si realizzano i collegamenti Rappresentando una rete di telecomunicazione mediante un grafo in cui le centrali di commutazione sono rappresentate dai vertici e i canali di comunicazione da archi si ha che le topologie pi comuni sono le seguenti fig 3 2 Maglia completamente connessa Ogni nodo collegato con tutti gli altri realizzando tutte le possibili connessioni Il numero dei canali richiesti proporzionale al quadrato del numero dei nodi quindi questa topologia utilizzata quando il numero di nodi limitato L alto numero di canali la rende adatta a tollerare la presenza di eventuali guasti Albero Realizza una struttura gerarchica tra i vari nodi nodo padre e nodo figlio possono comunicare direttamente nodi fratelli comunicano attraverso il padre di entrambi Maglia non completamente connessa Il numero dei collegamenti tra i nodi m
280. o nel caso in cui l utente non sia raggiungibile Call Completion SS SS relativi al completamento della chiamata Comprendono i seguenti tipi di SS 117 CW Call Waiting chiamata in attesa permette all utente di essere avvisato se vi una chiamata in arrivo mentre in conversazione cio la MS e nello stato di occupato HOLD Call Hold permette di interrompere momentaneamente la comunicazione su una chiamata e di riprenderla in seguito Multy Party SS SS relativo a chiamata in conferenza MPTY Multi PartY permette di instaurare una conversazione tra pi utenti o conferenza Community of Interest SS CUG Closed User Group permette di restringere la possibilit di comunicazione solamente ad un gruppo di utenti dei quali alcuni possono avere la possibilit di accedere anche all esterno Charging SS SS relativi alla tariffazione AoCI Advise of Chargging Information abilita la visualizzazione delle informazioni di tariffazione AoCC Advise of Charging Charging impedisce la chiamata se la tariffazione non completa Call Restriction SS SS relativi a restrizioni sulle chiamate Comprendono i seguenti tipi di SS BAOC Barring of All Outgoing Calls permette lo sbarramento di tutte le chiamate uscenti cio impedisce di effettuare chiamate BOIC Barring of Outgoing International Calls permette lo sbarramento di tutte le chiamate internazionali uscenti BOIC ex
281. obile proprio per questo si parla anche della generazione 2 5 per la telefonia 24 L introduzione del GPRS permetter ai gestori di stringere alleanze con i fornitori di servizi content provider aprendo il mercato alle diverse imprese in grado di offrire ogni tipo di informazione possibile I consumatori verranno cos avvicinati ai servizi dati e ci permetter la costruzione di un mercato in vista del lancio del 3G Terza Generazione Il problema di fondo in questo scenario che nessuno sa esattamente se esiste un mercato per la trasmissione dati ad alta velocit e richiesta di servizi multimediali su terminale mobile tale da giustificare gli investimenti 21 Il sistema GPRS sfrutta l attuale rete GSM per il traffico vocale introducendo per significative novit per i dati Al contrario del servizio di trasferimento dati con modalit a commutazione di circuito nel quale ogni connessione stabilita dedicata solo all utente che l ha richiesta il servizio GPRS consente la trasmissione dati a commutazione di pacchetto I pacchetti vengono instradati in fasi separate attraverso i vari nodi di supporto del servizio ed una volta che un pacchetto stato trasmesso sull interfaccia radio vengono rilasciate le risorse che possono essere cos utilizzate da qualche altro utente Il pacchetto successivamente viene trasferito di nodo in nodo verso la sua destinazione finale L accesso alla rete a pacchetto viene portato al livello d
282. odice 07 91 93 21 43 65 87 F9 rappresenta il numero 39 12 34 56 789 219 PDU type 7 6 5 0 RP UDHI SRI MMS 0 I campi che si differenziano rispetto al PDU type Mobile Originated sono SRI Status Report Indicator indica la richiesta da parte del sistema SMS verso il mobile di uno status report Normalmente posto a 0 MMS More Messages to Send Viene impostato dal SM Service Centre ed indica la presenza o meno di altri messaggi in coda per il mobile OA Originator Address Indica il numero del mittente che ha inviato 1 SMS composto dai seguenti campi il cui significato uguale a quelli del Destination Address discusso precedentemente LEN FORMAT NUMBER SCTS Service Centre Time Stamp In ogni messaggio ricevuto viene inclusa la data e ora di arrivo del messaggio allo SMSC Il formato utilizzato lo stesso che viene impiegato per il VP Validit Period in formato assoluto 220 13 SOFTWARE CENTRALE DI CONTROLLO Il software che implementa la centrale di controllo del sistema oltre al modulo GESTIONE GM862 composto dal modulo GESTIONE TELERILEVAMENTO fig 13 1 Quest ultimo comunica tramite le code SMS RICEVUTI e SMS DA INVIARE con GESTIONE GM862 si interfaccia con l utente attraverso i CONTROLLI e INDICATORI disponibili nell ambiente LabVIEW ed inserisce i dati nel file d archivio GESTIONE GM862 di CODA SMS
283. odifica utilizzata Esempio se i dati utente sono costituiti da 32 caratteri a 7 bit una volta compattati vedi paragrafo successivo la loro lunghezza sar pari a 28 ottetti 32 7 8 Nel campo UDL va inserito il valore 32 rappresentante il numero totali di caratteri che compongono il messaggio d utente e non 28 che invece rappresenta il numero totale di ottetti del campo UD UD User Data Contiene i dati utente che formano il corpo del messaggio La sua lunghezza massima pari a 140 ottetti In dipendenza di quanto impostato con il parametro DCS i caratteri contenuti in questo campo possono essere codificati a 7 oppure a 8 bit Codifica a 8 bit Ogni carattere del corpo messaggio occupa esattamente un ottetto della PDU la lunghezza massima del corpo messaggio sar quindi pari a 140 caratteri a 8 bit Non sono necessarie particolari trasformazioni e nella PDU si inserisce in formato esadecimale il codice del carattere Codifica a 7 bit I caratteri del corpo messaggio sono a 7 bit e quindi per sfruttare al massimo lo spazio a disposizione essi vengono compattati In questo modo la lunghezza massima del corpo messaggio sar pari a 160 caratteri a 7 bit che andranno ad occupare 140 ottetti 217 Per la compattazione dei caratteri si procede come segue supponiamo di avere 8 caratteri a 7 bit che indicheremo con a b c d e f g h in formato binario indichiamo i singoli bit che compongono il carattere con
284. odulo a microcontrollore In un caso reale questo pulsante deve essere presente sul distributore e premuto dall operatore mobile a fine rifornimento RIFORNIMENTO caldaia press h20 portellone Figura 16 11 Interno distributore Collegamento con il dispositivo a microcontrollore fig 16 12 Simula la possibilit che il distributore ha di collegarsi con un dispositivo a microcontrollore Vi si trova una generica porta di comunicazione che invia stringhe di caratteri ed un insieme di interruttori on off 257 EI Loncs Eoo oa eoe BENE n Figura 16 12 Esempio di comunicazione 16 2 3 Impostazioni del distributore Si possono gestire le seguenti funzioni Relazioni tra serbatoi e pulsanti Le relazioni tra i pulsanti di selezione dei prodotti e i serbatoi sono modificabili tramite la tabella relazioni serbatoi pulsanti riportata in figura 16 13 RELAZIONI SERBATOI PULSANTI codifica bicchieri Fucchero cioccolata gelato CAPACITA SERBATOIO defi eO o M e e O Figura 16 13 Relazione serbatoi pulsanti esaurimenti capacit 258 Le righe della tabella sono associate ai pulsanti usati per la selezione dei prodotti P_0 P_1 P_2 P 3 P 4 P 5 P 6 La prima colonna codifica contiene le stringhe di caratteri che identificano i pulsanti L
285. omoli L Aquila 1995 Halsall F SISTEMI DI COMUNICAZIONE E RETI DI COMPUTER MASSON ITALIA EDITORI S p a Milano 1987 Kostopoulos A TELECOMUNICAZIONI 2 Petrini editore Torino 1999 Kessler G C Southwick P V ISDN McGraw Hill 1997 289 10 11 12 13 14 15 16 17 18 290 Bertazioli O Favalli L GSM Il sistema europeo di comunicazione mobile tecniche architettura e procedure Hoepli Milano 1996 Kostopoulos A TELECOMUNICAZIONI 1 Petrini editore Torino 1999 Cancellieri G TELECOMUNICAZIONI Servizi Sistemi Segnali Pitagora Editrice Bologna 2000 Tanenbaum A RETI DI COMPUTER UTET Libreria Srl Torino 1998 Tartara G Introduzione ai sistemi di comunicazione ETASLIBRI 1995 Universit di Parma Appunti Corso di Telematica Lazzari A Giugno 2000 http www cedi unipr it links Corsi telematica Materiale dispense Telefonia Mobile pdf Sito gsmbox com Articolo Comparazione tra sistema radiomobile analogico e digitale visionato il 24 07 01 http it gsmbox com gsm tecnologia compar gsmbox 99 Sito gsmbox com Articolo Cosa sono gli SMS visionato il 24 07 01 http it gsmbox com gsm sms info descrizione gsmbox Sito gsmbox com Articolo Informazioni tecniche sugli SMS visionato il 24 07 01 http it gsmbox com gsm sms info tecno gsmbox 19 20 21 22 23 24 25 26 27
286. ompiuto percorsi diversi pu succedere che i bit portati da alcuni segnali siano in ritardo tale da interferire con 1 bit portati dagli altri segnali ostacolandone il corretto riconoscimento e dando origine ad un fenomeno noto come interferenza intersimbolica Un altro problema tipico dei sistemi radiomobile cellulari quello delle interferenze tra le frequenze utilizzate dal sistema stesso in questo caso possibile distinguere due casi fondamentali Interferenza co canale o isocanale Interferenza da canale adiacente Interferenza co canale La tecnica cellulare stata introdotta per consentire di riutilizzare pi volte le stesse frequenze in luoghi diversi permettendo di servire contemporaneamente un numero maggiore di utenti Questo per porta ad una interferenza pi o meno forte a seconda della loro distanza tra i trasmettitori operanti alla stessa frequenza L interferenza co canale si manifesta infatti quando due o pi stazioni radio base in visibilit elettromagnetica operano contemporaneamente alla stessa frequenza pu accadere che ad una stazione mobile giungano i segnali di due o pi stazioni radio base provocando la ricezione di messaggi errati Si pu affermare che mentre un sistema di trasmissione radio tra punti fissi limitato dal rumore un sistema radiomobile cellulare limitato dall interferenza co canale 10 Interferenza da canale adiacente Questo tipo di interferenza si manifesta quando u
287. one fig 12 18 periodicamente invia la stringa di comando AT CPMS che richiede al GM862 il numero di SMS presenti nella SIM clock gt gt AT CPMS Figura 12 18 Input output PRESENZA SMS LabVIEV mette a disposizione un clock per la misura in millisecondi del tempo dal momento in cui il programma avviato L idea di utilizzare il clock per ottenere l intervallo tra due successivi invii del comando AT La funzione fig 12 19 memorizza il valore del clock al momento in cui inviata la stringa di comando successivamente confronta tale valore con quello corrente Quando la differenza supera il valore impostato tramite una costante si invia una nuova stringa del tipo A7 CPMS alla CODA COMANDI confronta leggi flag con valore no flag settato si precedente si invia stringa comando memorizza tempo Figura 12 19 Algoritmo presenza SMS i 206 La verifica della presenza di SMS nella SIM possibile tramite il comando CPMS Si deve preventivamente inizializzare il GM862 con il comando CPMS lt mem1 gt lt mem2 gt dove lt meml gt SM memoria da cui i messaggi sono letti e cancellati lt mem2 gt SM memoria in cui i messaggi sono scritti e inviati Quando si invia il comando CPMS Il GM 862 risponde con la stringa CPMS SM lt used1 gt lt totall gt SM lt used2 gt lt total2 gt dove SM tipo di
288. one di rete La struttura di principio di una rete TMN riportata nella fig 5 9 essa una rete gerarchica strutturata sui seguenti tre livelli funzionali Network Management Centre NMC GSM GSM Management Support Centre Centre Network Management Level MSCIVLR Network Element Level Figura 5 9 struttura di principio della rete TMN Network Element Level livello degli elementi di rete E il livello comprendente le unit funzionali che devono essere controllate e che realizzano la rete GSM Element Management Level livello di gestione degli elementi di rete Comprende un certo numero variabile in relazione alle dimensioni della rete di centri di controllo regionali denominati Operation and Maintenance Centre OMC 107 Network Management Level livello di gestione di rete il livello pi alto comprende il centro che fornisce la visione globale dello stato della rete e quindi tutte le attivit dei centri regionali OMC Questo centro denominato Network Management Centre NMC L NMC pu essere considerato come composto da due unit funzionali GSM Management and operation Centre GMC GSM Support Centre GSC noto anche come Administration andBilling Centre A questo livello appartiene anche il Personalizzation Centre for SIM PCS che supporta il caricamento lato utente nel SIM e lato rete nell AuC dei dati riservati di utente IMSI Ki Un OMC Operation and Maintenance Cent
289. one riguardi due terminali connessi entrambi con la rete GSM si deve tener presente che quest ultima di tipo digitale quindi non necessario l utilizzo di modem che effettuino una conversione analogico digitale E eventualmente necessario un adattamento dei livelli tra le interfacce del DTE Data Terminal Equipment e del MT Mobile Termination Nel caso in cui i due DTE non appartengano a reti omogenee ad esempio un DTE sia connesso con la rete PSTN il sistema GSM deve fornire delle funzioni di adattamento dette IWF Inter Working Function IWF L IWF un organo facente parte del sistema di commutazione della rete GSM Viene implementato da un MSC ed ha le funzioni di gateway Quest organo si occupa della traduzione dei dati dal formato utilizzato nella rete GSM in un formato 123 comprensibile dalla rete verso cui la chiamata viene smistata Nel caso di una chiamata verso la rete analogica IWF si comporter esattamente come un modem analogico rendendo possibile la comunicazione con un modem analogico per linea commutata PSTN Il tipo di protocollo che verr utilizzato dall IWF per il tratto esterno alla rete GSM viene determinato dal bearer service scelto dal lato GSM In questo caso la connessione tra i due utenti risulta in effetti composta da due collegamenti un collegamento sulla tratta radio GSM tra la MS e l IWF e un collegamento via modem su rete telefonica tra 1 IWF e il destinatario Bearer se
290. one trasmessa via radio Le attuali reti GSM rientrano in questa categoria Reti di 3 generazione costituiscono un evoluzione delle reti GSM e forniscono servizi mobili multimediali gestione di e mail navigazione in internet Il sistema pi noto detto Universal Mobile Telecommuinications System UMTS 66 4 2 CARATTERISTICHE GENERALI Una rete mobile una rete geografica i cui terminali possono accedere al servizio mentre sono in movimento su un punto qualsiasi del territorio servito area di copertura 15 A parte la mobilit il servizio lo stesso di cui usufruisce il terminale di una rete fissa Una rete mobile comprende due parti fondamentali Una rete primaria core network basata su centri di controllo che sono nodi funzionanti a commutazione di circuito collegati alla rete telefonica fissa PSTN Una rete d accesso basata sull uso di canali radio Le caratteristiche fondamentali di un sistema radiomobile cellulare riguardano i seguenti aspetti 10 Risorse radio necessario avere a disposizione delle risorse radio frequenze con le quali realizzare i collegamenti verso i terminali mobili Accesso alle risorse radio poich le risorse radio disponibili sono limitate necessario adottare opportune tecniche affinch pi utenti ne possano usufruire Copertura del territorio per servire pi utenti con risorse limitate necessario poter riutilizzare le stesse in luoghi diversi ado
291. oni Comunicazione seriale Imposta la porta seriale COM del PC utilizzata per la comunicazione con il modem GSM port number e i relativi parametri di comunicazione data bit baud rate parit stop bit 251 Stato GSM Visualizza lo stato del modulo telefonico in relazione ad alcuni suoi parametri di funzionamento Indica se il modem GSM registrato o meno presso un gestore di telefonia mobile stato registrazione in genere 1 Home Network il nome dell operatore presso cui si registrati network operator la qualit del segnale radio CSQ e il bit error rate BER Indica infine se necessario inserire il PIN Tramite il pulsante stato possibile effettuare una misura dei valori sopradetti Comandi AT La parte destra del riquadro permette di pilotare direttamente il modem GSM da utilizzare per la verifica del suo corretto funzionamento e l eventuale modifica della sua configurazione utilizzando i comandi AT secondo le istruzioni del manuale d uso del GM862 Allo scopo sono presenti due finestre quella superiore visualizza leco delle stringhe di comando inviate al modem e le comunicazioni che questo invia al PC La finestra inferiore consente l invio delle stringhe di comandi AT in essa inseriti premendo invio SMSC Short Message Service Centre Racchiude i comandi per la verifica del numero del centro servizi numero SMSC attualmente inserito nel modulo GSM Se mancant
292. ono lo scambio dei dati tra i vari controlli ed indicatori senza la necessit che questi siano collegati tra loro tramite fili Variabili locali permettono di leggere o scrivere dati da un controllo o su un indicatore posto nel front panel consentendo cos il passaggio di dati tra i controlli ed indicatori presenti all interno dello stesso VI Sono molto utili ad esempio quando non possibile collegare i terminali tramite fili Variabili globali Permettono l accesso e lo scambio di dati tra diversi VI che funzionano contemporaneamente Per esempio supponiamo di avere due distinti moduli VI che possono essere eseguiti in contemporanea se necessario passare dei dati da un VI all altro questo possibile usando delle variabili globali che costituiscono dei terminali in comune tra i due moduli VI 11 6 INTEGRAZIONE CON DATA BASE L ambiente LabVIEW pu essere integrato con altri ambienti permettendo una maggiore utilit delle applicazioni sviluppate LabVIEW infatti offre diversi toolset fra i quali LabVIEW Enterprise Connectivity che fornisce un insieme di funzioni per consentire una iterazione diretta con un database in SQL Structured Query Language locale o remoto Gli SQL tools permettono di salvare cercare e aggiornare dei record di dati in oltre trenta formati di database possibile usare il completo set di funzioni SQL per eseguire delle istruzioni SQL dall interno dell ambiente di sviluppo LabV
293. ontrollare tutto OMC N ed altri OMC limitati al controllo di alcune zone OMC R 108 6 CANALI E PRINCIPALI FASI DI COLLEGAMENTO CENNO 6 1 CANALI GSM Nel sistema GSM 1 canali radio si distinguono in due categorie 8 Canali di traffico TCH Traffic Channels Canali di controllo CCH Control Channels Canali TCH I canali TCH sono utilizzati per trasmettere informazioni in forma numerica sia di dati sia di fonia codificata Esistono due tipi fondamentali di canali di traffico Canali a velocit piena Full rate Traffic Channel TCH F che trasportano informazione ad una velocit lorda di 22 8 Kbit s al lordo delle tecniche di codifica di canale per la protezione degli errori Canali a velocit dimezzata Half rate Traffic Channel TCH H che trasportano informazione ad una velocit lorda di 11 4 kbit s ciascuno di questi pu poi trasportare voce o dati con diverse velocit Canali CCH I canali CCH sono impiegati per la segnalazione sia di controllo sia di gestione In questa categoria rientrano diverse tipologie d informazione che possono essere raggruppate in tre famiglie Canale BCCH Broadcast CCH un canale di diffusione in un solo senso ossia verso la MS Tramite questo canale si inviano dei messaggi per la sincronizzazione della MS l identificazione della stazione base e l identificazione delle celle adiacenti per consentire l attivazione delle procedura di roaming Canale CCCH Common CCH
294. ormazioni di servizio moltiplicata per il numero di timeslot realizzati su una stessa frequenza Ad esempio nel sistema GSM che utilizza 8 timeslot per frequenza dalla codifica della voce e dall aggiunta delle informazioni di servizio si ottiene una velocit di emissione pari a 33 8 kbps Di conseguenza la velocit con la quale un burst viene trasmesso sul canale radio pari a 33 8 x 8 270 kbps Le caratteristiche principali della tecnica TDMA sono Una frequenza radio serve pi utenti 8 nel sistema GSM Nella stazione radiobase sufficiente un singolo ricetrasmettitore per servire pi utenti con un evidente risparmio economico rispetto alla tecnica FDMA Un canale di controllo o di traffico dato da un timeslot su una certa frequenza portante La trasmissione discontinua in quanto si trasmette un blocco di bit alla volta un burst solamente quando ricorre il timeslot assegnato in questo modo si riducono anche i livelli di interferenza e si pu ottenere un rapporto C I vedi avanti pi favorevole La trasmissione discontinua permette di effettuare degli handover in modo pi efficiente permettendo cos anche la trasmissione dati senza che gli handover diano problemi Un altro vantaggio della trasmissione discontinua consiste nell adottare opportune tecniche frequency hopping per limitare gli effetti del fading e ridurre i livelli di interferenza ad ogni burst si cambia in modo ciclico e sincronizzato
295. pari a f 8 kHz l intervallo di tempo tra due campioni successivi te risulta pari a t 1 fe 125 us Quantizzazione La quantizzazione trasforma i campioni di segnale analogico ottenuti con la PAM in un segnale discreto a pi livelli tramite opportuna approssimazione dei campioni La dinamica del segnale cio la differenza tra il suo livello pi alto e pi basso viene suddivisa in un determinato numero di livelli prefissati Ciascuno di questi livelli approssimer il campione analogico pi prossimo purch compreso fra due valori Vmax Vmax che costituiscono i valori limite che ciascun livello pu assumere fig 3 3 In questo modo ai valori continui di ampiezza di ogni impulso campionato compresi entro un certo intervallo AV si pu assegnare un unico valore discreto I livelli di tensione cos ottenuti vengono chiamati quantizzati ed i valori discreti assegnati sono detti livelli di quantizzazione 8 L intervallo che intercorre tra due livelli di quantizzazione contigui AV viene chiamato passo di quantizzazione da tener presente che poich non si pu stabilire una precisa corrispondenza tra il segnale analogico e la scala digitale delle ampiezze il segnale digitale non una replica esatta di quello analogico tra i due esiste una differenza detta errore di quantizzazione che ha carattere additivo e diviene sempre pi elevato ogni volta che il segnale subisce una conversione da analogico a digitale A D
296. per la settimana corrente L attivit dell operatore mobile comincia nel prelevare e stivare la merce nei veicoli in base alle visite previste per la giornata successivamente deve spostarsi verso la sua zona di competenza Arrivato al distributore deve accertarne il corretto funzionamento elettromeccanico pulirlo poich trattando generi alimentari necessario rispettare degli standard d igiene rifornirlo e prelevare il denaro incassato Per facilitare le operazioni gli operatori sono dotati di appositi computer palmari che con uno scanner memorizzano i prodotti inseriti e il codice del distributore rifornito Al termine della visita il distributore rimane isolato dall impresa fino al successivo controllo Le stesse operazioni sono ripetute per tutti i distributori si deve considerare che in genere la distanza tra essi elevata sia perch sono fisicamente distanti ma anche perch i trasferimenti avvengono in mezzo al traffico che sempre caotico a qualsiasi ora questo comporta che gran parte del tempo di lavoro degli operatori mobili impiegato in trasferimenti tra un distributore e l altro Tenendo presente il tempo di carico della merce gli spostamenti le operazioni da compiere per ogni visita in una giornata si riescono a visitare mediamente 12 distributori In conseguenza di ci questi ultimi devono lavorare in isolamento per lungo tempo da porre in evidenza che lo stato di funzionamento del distributore
297. plicazioni si trova l attivit svolta dai vari distributori automatici che costituiscono l elemento fondamentale nella distribuzione automatica che traina tutte le attivit dell impresa In linea di massima per un corretto funzionamento dei distributori automatici necessario che questi contengano delle sufficienti scorte dei prodotti erogabili e siano in grado di distribuirli cio funzionino correttamente dal punto di vista elettromeccanico Le informazioni di base che il sistema di telerilevamento deve produrre consistono relativamente ad ogni distributore nella conoscenza del quantitativo di prodotti disponibili e dello stato di funzionamento dei principali organi elettromeccanici presenti all interno del distributore Queste informazioni rilevate in modo automatico con cadenze predefinite ed estese alla totalit dei distributori possono costituire i dati da cui il sistema gestionale aziendale pu partire per produrre le informazioni correlate alle altre attivit quali quelle sopraccitate fig 2 2 Nel seguito si considerer allora il problema del trasferimento dati riguardanti l attivit svolta dai distributori dalle localit remote in cui essi si trovano alla sede dell impresa e la loro presentazione Per praticit i dati provenienti dai distributori devono poter essere raccolti in modo centralizzato tramite un PC fig 2 3 il quale possa permettere tramite un opportuna interfaccia grafica sia la visione
298. po deve ricevere come input i comandi dell operatore della centrale quali la richiesta dello stato d attivit del distributore la modifica dello stato di funzionamento della gettoniera e le comunicazioni da fornire all operatore mobile L operatore mobile deve comunicare al sistema quando effettua l operazione di rifornimento e pu ricevere da esso eventuali comunicazioni inviategli dall operatore della centrale 150 Il sistema infine archivia su file i report d attivit e gli allarmi segnalati dal distributore in un formato leggibile da un normale programma di wordprocessor OPERATORE MOBILE SISTEMA DI TELERILEVAMENTO OPERATORE DISTRIBUTORE IN CENTRALE SIMULATO FILE Figura 10 2 Il modello ambientale Gli input e output del sistema sono riassunti nella figura 10 3 e seguono la convenzione indicata in essa 151 INPUT OUTPUT ENTITA Erogazione di un prodotto Modifica stato gettoniera Distributore Sensore elemento funzionale Rifornimento Comunicazioni ritenute utili Operatore dall operatore in centrale mobile Richiesta report d attivit Report d attivit Operatore in Allarmi rilevati dai distributori Comando modifica stato Allarmi del distributore centrale gettoniera Comunicazioni verso l operatore mobile Report d attivit dei distributori File Figura 10 3 Convenzione e tabella input output 10 3 2 Modello comportamentale Dal modello prece
299. r o BTS Base Transceiver Station NSS Network Switching Sub system o MSC Mobile services Switching Centre o HLR Home Location Register o VLR Visitor Location Register o AuC Authentication Centre OSS Operation And Support Sub System o NMC Network Management Centre o OMC Operation and Maintenance Centre RETE GSM ALTRE RETI Figura 5 1 Sottosistemi che compongono un sistema GSM 85 Mobile Station La Mobile Station il terminale mobile che viene trasportato dall abbonato e consente l accesso alla rete GSM BSS Base Station Sub system Con il termine BSS si intende l insieme delle unit funzionali che si occupano degli aspetti radio del sistema cio della copertura radio di una o pi celle e della comunicazione con le Mobile Station che si trovano entro esse Il BSS composto dai due tipi di unit funzionali seguenti BTS Base Transceiver Station Una BTS costituita dall insieme degli apparati che consentono la copertura radio di una cella quindi fondamentalmente da un certo numero di transreceiver o ricetrasmettitori Essa svolge tutte quelle funzioni esecutive codifica cifratura modulazione ecc che permettono lo scambio di informazioni via radio con le MS che si trovano all interno della cella BSC Base Station Controller Il BSC svolge le funzioni di basso livello per il controllo e la gestione di una o pi BTS e le funzioni di commutazione tra canali di traffico GSM e c
300. r praticit si anche spostato il terminale rappresentante il pulsante di stop Per includere un oggetto all interno del ciclo necessario che l oggetto sia presente all interno del rettangolo Lo scopo di far in modo che il programma generi in continuazione dei numeri casuali e questi siano raccolti nel grafico e premendo il pulsante stop il programma si fermi Caratteristica del ciclo while che continua ad eseguire le operazioni al suo interno fino a quando giunge una condizione di terminazione che lo interrompe tale condizione deve provenire dall interno del ciclo stesso poich una volta in esecuzione il ciclo considera solo ci che racchiuso entro i suoi confini 171 La condizione di terminazione deve essere di tipo booleano cio vero o falso infatti ad ogni iterazione verifica prima se la condizione rispettata e in caso positivo esegue il ciclo Il ciclo while quindi fa interagire tutto il codice all interno dei suoi confini fino a quando la condizione di fine ciclo riceve un valore true o false Infine per permettere il trasferimento dei dati tra i vari oggetti si deve collegarli tramite fili I fili hanno colori spessori e stili diversi a seconda del tipo di dati che trasportano si collega il pulsante di stop con il ciclo while che da la condizione di terminazione e la funzione che genera i numeri casuali con il grafico fig 11 3 ib Untitled 1 Diagram PS E A balaa fispt Application Font
301. radio tra BTS e 101 MS Si deve verificare l identit della MS che richiede l accesso tramite una procedura di autenticazione e infine una volta accertato che non ci si trovi di fronte a un tentativo di accesso abusivo la centrale pu soddisfare le richieste di servizio Una centrale di commutazione per i servizi radiomobili o MSC ha i compiti fondamentali di instradamento delle chiamate routing e la gestione della mobilit Il MSC l elemento centrale del NSS e si occupa dell instradamento e gestione di tutte le chiamate dirette e provenienti da vari tipi di rete quali la PSTN ISDN PLMN PDN Queste vengono inoltrate ad un particolare MSC VLR che implementa le funzionalit di gateway e costituisce il punto di accesso alla PLMN GSM a cui appartiene l utente mobile 5 5 2 VLR Visitor Location Register Un MSC ha in carico una certa area del territorio e deve servire tutte le MS che transitano in quell area Per gestire la mobilit degli utenti esso scambia continuamente informazioni con un database o registro Register che memorizza temporaneamente le informazioni relative alle MS che si trovano in quell area Le informazioni sono essenzialmente le seguenti Dati relativi all abbonamento del sottoscritto identit dell utente o IMSI numero di telefono o MSISDN servizi supplementari sottoscritti ecc Iparametri che consentono l autenticazione e la cifratura Le informazioni sulla localizzazione
302. rale necessario studiare il comportamento complessivo che il sistema deve avere indipendentemente da come si realizzeranno i dettagli nella versione definitiva Trattandosi di un prodotto che richiede la cooperazione di pi settori d impiego quali il campo della distribuzione automatica in cui il sistema sar in seguito applicato e quello delle telecomunicazioni per il canale di collegamento tra i diversi distributori e la sede gestiti da persone che hanno esperienze e competenze diverse utile presentare un modello di studio che costituisca punto d incontro tra i due settori per poter essere successivamente adattato alle diverse esigenze Poich nella maggior parte dei casi ha senso valutare se certe scelte sono idonee solo se possibile osservarne gli effetti deriva la scelta di realizzare un modello che simuli il funzionamento complessivo del sistema Ovviamente la realizzazione di un modello di simulazione comporta il privilegiare alcuni aspetti del sistema reale e trascurane altri Nel presente lavoro si dato risalto a come possa essere effettuata la comunicazione tra i distributori automatici e la sede dell impresa mentre si trascurato il come il sistema possa fisicamente collegarsi con i distributori stessi in quanto questa soluzione strettamente dipendente dall hardware specifico della macchina mentre la gestione della comunicazione pu essere valida indipendentemente dalla tipologia di distributore Affinch
303. rasmesso messaggio dovuto a 393357755016 18 03 2002 20 42 38 003 Esaurimento o Guasto valori memorizzati in centrale telefono matricola indirizzo stato gettoniera NOMI Serbatoio_0 bicchier Serbatoio_1 zucchero 3357755016 XX123 DZX via Padova 190 gettoniera libera RESIDUO EROGATO CAPACITA RIPRISTINO 1 5 10 9 0 1 10 10 279 Serbatoio 2 Serbatoio_3 Serbatoio_4 Serbatoio_5 Serbatoio_6 Serbatoio_7 INGRESSO caffe the cioccola acqua snack gelato O AVVA NOME ELEMENTO frigo caldaia acqua rifiuti liquidi gruppo caff porta o a SE a 5 GE ae E E i CENTRALE report d attivit in seguito ad esaurimento bicchieri SMS RICEVUTO IL 18 03 2002 ALLE ORE 20 47 43 dati mittente numero telefonico data invio ora invio ID trasmesso messaggio dovuto a valori memorizzati in centrale telefono matricola indirizzo stato gettoniera Serbatoio_0 Serbatoio _1 Serbatoio _2 Serbatoio_3 Serbatoio_4 Serbatoio_5 Serbatoio_6 Serbatoio_7 INGRESSO 280 393357755016 18 03 2002 20 43 11 003 Esaurimento o Guasto 3357755016 XX123 DZX via Padova 190 gettoniera libera NOMI RESIDUO EROGATO bicchier 0 1 zucchero 0 0 caffe 4 1 the 8 0 cioccola 9 0 acqua 4 0 snack 10 0 gelato 9 0 NOME ELEMENTO STATO frigo FAIL caldaia FAIL acqua OK rifiuti liquidi FAIL gruppo caff OK porta FAIL CAPACITA oO IIN AA RIPRISTINO 10 10 6
304. rdina alla MS di sintonizzarsi su un nuovo canale di traffico effettuando nel contempo la commutazione della connessione verso la nuova BTS in modo tale che la conversazione possa proseguire con buona qualit anche nella nuova cella Se invece la cella in cui si spostata la MS servita da una BTS controllata da un altro BSC allora necessario che intervenga nell handover anche PMSC a cui il BSC di partenza fa capo ed eventualmente anche 1 MSC a cui fa capo il nuovo BSC Il primo MSC ha cos il compito di coordinare tutta la procedura Vi quindi il coinvolgimento di uno o pi elementi dello NSS Network Switching Sub system nell handover ma la decisione di procedere all handover viene sempre presa a livello di BSC Esercizio e Manutenzione O amp M Operation and Maintenance Consiste nel caricamento del software trattamento degli allarmi blocco e sblocco dei dispositivi testing dei transceiver ecc dell intero BSS Gestione dei canali trasmissivi PCM a 64 Kbit s Il BSC ha anche il compito di configurare allocare e supervisionare i canali a 64 Kbit s messi a disposizione dai sistemi PCM che interconnettono il BSC con le BTS Esso inoltre prende parte alla supervisione dei canali a 64 Kbit s lato MSC Transcodifica e sub multiplexing adattamento delle velocit per ottimizzare lo sfruttamento dei canali trasmissivi la transcodifica da codifica vocale GSM a codifica vocale PCM avviene nel BSC oppure in ingresso
305. re un centro di controllo che svolge funzioni di OA amp M Operation Administration and Maintenance di una parte della rete GSM costituita da uno o pi MSC con i BSC e le BTS ad esso associati Le funzioni principali di un OMC sono le seguenti Gestione dei guasti e manutenzione della rete gestione allarmi gestione dello stato del Network Element con la possibilit di effettuare test per verificare il corretto funzionamento Gestione della configurazione del Network Element Gestione delle prestazioni dei Network Element definizione acquisizione memorizzazione presentazione dei dati di misura ecc Gestione della sicurezza del sistema password ecc Raccolta dei dati relativi alla tassazione billing data i quali sono costituiti dai record di documentazione delle chiamate call documentation emessi dagli MSC Essi vengono forniti ad un centro incaricato di tassare gli utenti GSM Gestione dei dati relativi all accounting cio i dati che consentono di suddividere la tassazione di una chiamata tra la rete GSM del gestore che ha in carico un utente ed altre eventuali reti PSTN ISDN o altre PLMN che sono intervenute nella instaurazione della chiamata Amministrazione degli abbonati e possibilit di poter conoscere la loro posizione all interno dell area di copertura In alcuni sistemi di grosse dimensioni possono essere presenti pi OMC In questi casi ci sar un OMC generale da cui possibile c
306. rete GSM sia un canale di comunicazione sicuro nel senso che gli SMS trasmessi siano sempre ricevuti dal destinatario La possibilit della mancata consegna di un messaggio SMS da parte della rete GSM infatti remota a meno che non scada il Validity Period quindi si utilizzato un protocollo di trasmissione senza riscontro quando il destinatario riceve l SMS non invia nessuna risposta dell avvenuto ricevimento al mittente Il momento di ricevimento degli SMS non prevedibile a priori Anche se nella maggior parte dei casi il tempo di consegna compreso entro pochi minuti 149 dall invio pu succedere che per eventi non prevedibili essi siano soggetti a notevoli ritardi e quindi si potrebbero verificare casi di perdita di sequenzialit un messaggio arriva a destinazione dopo un messaggio inviato successivamente dallo stesso mittente verso lo stesso destinatario Poich in un caso reale il numero di SMS scambiati tra un generico distributore e la centrale sarebbe limitato ad un massimo di qualche unit giornaliera si pu supporre che tutti gli SMS arrivino a destinazione nel medesimo ordine cronologico con cui sono stati inviati Poich possibile rilevare le distribuzioni effettuate per evitare i problemi di sincronia tra il valore del contenuto dei serbatoi calcolato dal sistema e quello effettivamente presente nei serbatoi si suppone che quando viene effettuato il rifornimento del distributore automatico i ser
307. rimento del numero di telefono del destinatario necessario inserire delle funzioni che riguardano principalmente il corretto funzionamento del sistema stesso infatti poich si utilizza un terminale d accesso alla rete dato dal modulo telefonico sono da fornire degli indicatori e controlli che permettano di metterlo correttamente in funzione Si deve prevedere un controllo per selezionare la porta di comunicazione del PC verso il modulo telefonico una finestra per verificare che effettivamente la porta utilizzata comunica con il GSM Un indicatore per verificare se il telefono registrato alla rete GSM Un indicatore che segnali se il modulo GSM non riesce ad inviare gli SMS e quindi comunicare con le periferiche Si devono introdurre anche altre funzioni necessarie per il corretto funzionamento del sistema 164 Usando una comunicazione tramite SMS necessario poter verificare che il modulo telefonico contenga il numero del centro servizi e permettere la possibilit d inserirlo o di modificarlo in futuro Poich nel sistema GSM il numero telefonico legato alla SIM card che rimovibile dal telefono da prevedere il caso in cui in futuro questo possa essere modificato la complicazione data dal fatto che le periferiche devono essere avvisate della modifica Si deve quindi offrire la possibilit di variare da remoto il numero di telefono che le periferiche utilizzano per l invio dei messaggi Offrire una fi
308. rmattare in modo opportuno in un unica stringa di caratteri il messaggio da inviare il numero di telefono del destinatario ed altri elementi in modo da ottenere la lt pdu gt che quanto viene inviato al modulo GSM Il pacchetto di dati sar indicato come lt pdu gt 184 12 2 3 1 Procedura base L invio di uno Short Message richiede l impostazione del numero dello SMSC Short Message Service Centre o Centro Servizi Il numero da inserire dipende dal gestore di rete GSM che si intende utilizzare L impostazione del numero avviene nei seguenti modi Impostazione del numero del centro servizi di default utilizzando il comando CSCA Supponendo di voler inserire il numero 01234567890 si invia la stringa AT CSCA 390123456789 lt CR gt Il numero inserito in formato internazionale 39 per l Italia dove lt CR gt rappresenta il carattere Ritorno Carrello L impostazione viene memorizzata permanentemente dal modem GM862 e rimane valida anche se viene tolta l alimentazione Impostazione diretta durante la costruzione del PDU nel caso si voglia utilizzare un numero diverso da quello di default La procedura base che si seguita per l invio di uno Short Message utilizza il numero di default e consiste nei seguenti passi fig 12 5 Dati il messaggio da inviare il numero telefonico del destinatario quello del centro servizi il validity period si costruisce la lt pdu gt e se ne ottiene la lunghezza lenght
309. ro spettro per un piccolo intervallo di tempo fig 3 5 Nella figura gli intervalli temporali timeslot vengono concessi a rotazione a cinque ipotetici utenti che condividono il canale Frequenza Frequenza Banda di frequenza 4 Banda di frequenza 3 Banda di frequenza 2 Banda di frequenza 1 Tempo Tempo Multiplazione FDM Multiplazione TDM Figura 3 5 Multiplazioni FDM e TDM La multiplazione resa possibile tramite dispositivi chiamati multiplexer Mux essi permettono a pi linee a bassa o media velocit di utilizzare congiuntamente un unica linea ad alta velocit e svolgono le seguenti funzioni 12 Dal lato trasmissione combinano pi canali di comunicazione caratterizzati da una certa velocit in un canale a velocit superiore Dal lato ricezione separano dai canali ad alta velocit i diversi canali che essi contengono I multiplexer si possono dividere in due grandi categorie secondo le tecniche utilizzate Multiplexera divisione di frequenza FDM Multiplexera divisione di tempo TDM Si illustra brevemente la tecnica TDM poich quella usata nei sistemi digitali 50 3 4 2 1 La tecnica TDM Mediante un multiplexer a divisione di tempo pi canali PCM vengono conglobati in un unico canale fig 3 6 CODEC PCM lato TX CODEC PCM lato RX Fi
310. rvices Il bearer service stabilisce la velocit dei dati che verra utilizzata durante la chiamata e il protocollo che utilizzer 1 IWF per il tratto su rete commutata PSTN o ISDN In questo modo viene configurato il modem presente all interno dell TWF 7 6 1 Differenze GSM PSTN Il network GSM e gli altri network digitali che usano la stessa tecnologia ma frequenze diverse GSM 1800 e GSM 1900 a differenza dei sistemi di tipo analogico sono in grado di differenziare le chiamate dati fax e voce Infatti quando si effetua una chiamata verso un telefono GSM al telefono viene indicato di che servizio si tratta voce dati o fax e nel caso di chiamate dati il bearer service utilizzato Se una chiamata originata dalla rete pubblica PSTN non ci sono funzioni che permettano di stabilire il tipo di chiamata L unico modo per distinguere i differenti servizi quello di associare a ciascuno di essi un numero di telefono differente 20 L utente GSM disporra quindi di un numero differente per ogni servizio Questi numeri aggiuntivi sono necessari soltanto per chiamate provvenienti dalla rete commutata PSTN Se si origina la chiamata dalla rete GSM oppure ISDN la selezione del servizio viene effetuata con funzionalit gi presenti in queste reti In questi casi per tutti i tipi di chiamata si utilizza sempre e soltanto il numero di telefono principale I gestori di rete GSM di norma forniscono soltanto il servizio di fonia
311. rvizi con velocit pari a 2 Mbit s per utenti a bassa mobilit di 384 kbit s per applicazioni dove richiesta mobilit limitata all interno di micro e macro celle e fino a 144 kbit s per utenti con velocit pari a 500 km h Dato il grande successo avuto dal GSM prevista una graduale migrazione tra i due sistemi questo implica che i terminali UMTS possano operare anche come terminali GSM 27 La banda messa a disposizione quella compresa tra 1885 2025 MHz e 2110 2200 MHz in Europa i primi 15 MHz coincidono con parte della porzione di spettro assegnata al DECT spetta agli organismi regolatori nazionali prendere provvedimenti perch le bande siano effettivamente disponibili Le bande 1980 2010 MHZ e 2170 2200 MHz sono state riservate al segmento satellitare cos da consentire l effettiva copertura globale L architettura complessiva del sistema UMTS pu essere divisa in due segmenti principali la rete di accesso UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network e l infrastruttura di commutazione e routing Core Network CN La rete di accesso UTRAN utilizza la tecnica trasmissiva chiamata CDMA Uno dei suoi vantaggi che tollerando di sua natura l interferenza isofrequenziale permette di riutilizzare la stessa banda nelle celle adiacenti realizzando cos dei cluster ad una sola cella 15 Oltre che nelle tecniche trasmissive la rete d accesso come pure la rete primaria differir da quella attuale per il tipo di trasporto l
312. scambio bidirezionale dei dati quindi in aggiunta alla funzione base possibile sviluppare delle funzioni accessorie per effettuare anche uno scambio di dati dalla centrale verso i distributori automatici Queste funzioni accessorie potrebbero riguardare ad esempio la variazione da remoto e quindi dalla centrale di alcuni parametri di funzionamento del distributore stesso sempre che esso sia predisposto dal costruttore per una simile applicazione oppure inserire opportuni messaggi pubblicitari o informativi in appositi display o variare i prezzi delle consumazioni per da tener presente che le programmazioni specifiche dei distributori automatici non possono essere identificate in modo univoco ma sono strettamente dipendenti 29 dalla macchina in esame quindi il sistema di telerilevamento pu fornire un mezzo per il trasferimento delle informazioni necessarie ma il contenuto di queste varia in dipendenza del modello di distributore considerato La costruzione di un protocollo che permetta lo scambio dati dalla centrale verso i distributori comunque necessaria ad esempio nel caso in cui si voglia richiedere lo stato di attivit del distributore dalla centrale oppure si debbano modificare alcuni parametri di servizio situati nelle sedi remote e strettamente collegati al funzionamento del sistema di telerilevamento 2 4 ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI L elaborazione dell informazione comprende le fasi tra l acquisizione dei
313. sce quelle d interesse e attiva le varie procedure Le stringhe di caratteri inviate dal modem sono prelevate dalla funzione LETTURA RS232 Essa si occupa della lettura della porta seriale comunicante con il GM862 e del trasferimento delle stringhe alla funzione ANALISI STRINGHE quest ultima riconosce la stringa OK e abilita la funzione ESTRAI COMANDO La funzione ESTRAI COMANDO preleva il primo elemento dalla coda COMANDI che un comando AT e lo passa alla funzione SCRITTURA SU RS232 che invia fisicamente la stringa al GM862 Se al momento non ci sono elementi in coda la funzione ESTRAI COMANDO fa in modo che il primo comando entrante sia immediatamente trasferito alla funzione SCRITTURA SU RS232 183 LETTURA RS 232 LETTURA PORTA SERIALE ANALISI STRINGHE COMANDI INVIATI DAI VARI PROCESSI a ne CODA COMANDI J comando AT ESTRAI COMANDO comando AT comando AT PRELEVA COMANDO SUCCESSIVO INVIA COMANDO ALLA PORTA SERIALE Figura 12 4 Gestione comandi AT 12 2 3 INVIO SMS Per la gestione degli SMS il GM862 mette a disposizione il set di comandi AT C specificati nel documento standard GSM 07 05 Gli SMS sono implementati in modalit PDU Protocol Data Unit La PDU un pacchetto di dati contenente tutte le informazioni che compongono uno Short Message Alla modalit di costruzione della lt pdu gt dedicato uno dei successivi paragrafi Per inviare un SMS in tale modalit necessario fo
314. sistemi di paesi diversi consentendo agli abbonati di usare i propri terminali in quei paesi che abbiano adottato lo standard digitale e che abbiano stipulato un accordo col proprio fornitore del servizio digitale Illimitato Il roaming non pi limitato alle aree coperte da un certo sistema Le 81 agli accessi non autorizzati per i paesi che adottano lo stesso standard e a causa della incompatibilit tecnica per i paesi che adottano standard diversi Capacit analogico Limitata I segnali radio analogici comportano uno sfruttamento inefficiente delle risorse dello spettro delle onde radio ogni portante radio viene associata ad un singolo utente SCPC Single Channel Per Carrier impegnando un canale radio per ogni conversazione e limitando il riutilizzo delle frequenze radio impossibilit di creare celle con piccoli diametri Qualit analogico Sufficiente Il numero limitato di frequenze disponibili e la mancanza di algoritmi di codifica atti a proteggere il segnale da disturbi e dalle interferenze co canale comportano spesso una qualit fonica appena sufficiente 82 chiamate possono essere tassate e trattate usando lo stesso numero personale anche quando un abbonato si sposta da un paese ad un altro digitale Potenziata I segnali radio digitali sfruttano meglio lo spettro radio consentendo di avere celle anche con piccoli diametri qualche centinaio di metri cos il sistema pu serv
315. sizione 64 4 SISTEMI RADIOMOBILI Il servizio radiomobile fa parte di un campo particolare della telefonia in cui gli utenti hanno la possibilit di trasmettere delle informazioni per mezzo di onde radio modulate Il collegamento tramite onde radio fa si che l utente periferico sia svincolato da qualsiasi legame fisico con il sistema di comunicazione fisso permettendone cos anche la mobilit 8 Le onde radio possono viaggiare per lunghe distanze penetrano negli edifici e si possono generare con facilit Sono omnidirezionali ci significa che si propagano dalla sorgente in tutte le direzioni cos non necessario che il trasmettitore e il ricevitore siano fisicamente allineati Le propriet delle onde radio dipendono dalla frequenza a basse frequenze passano bene attraverso gli ostacoli ad alte frequenze tendono a viaggiare in linea retta e rimbalzano sugli ostacoli a tutte le frequenze sono soggette ad interferenza 13 I sistemi radiomobili si distinguono in tre principali categorie 8 Marittimi Terrestri Aeronautici I servizi radiomobile terrestri in base al tipo di utenza si suddividono in sistemi di tipo pubblico o privato Nel seguito si tratteranno i sistemi radiomobile di tipo pubblico 4 1 EVOLUZIONE La necessit di mantenere un collegamento fra e con mezzi in movimento sempre stata di notevole importanza sia in campo militare sia nei servizi pubblici in particolar modo le esigenze militar
316. sono soggetti a sostituzioni periodiche il sistema pu memorizzare le distribuzioni complessive o le ore totali di funzionamento di ogni distributore segnalando il momento di intervenire evitando cos che la mancata manutenzione porti a dover riparare un 12 successivo guasto di maggiori dimensioni cui si deve aggiungere il costo del disservizio del distributore Possibilit di aumentare il raggio d azione dell impresa La conoscenza centralizzata dello stato dei distributori permette all impresa di espandere il proprio raggio d azione uscendo dalla dimensione locale Elaborazione dati statistici sui consumi L acquisizione dei dati relativi alla quantit e tipo di prodotto venduto consente di effettuare rilevamenti statistici sulle vendite per evidenziare i consumi in relazione ai periodi di interesse e soddisfare la domanda con l adeguata offerta dei prodotti Miglioramento della gestione del magazzino La conoscenza sull andamento dei consumi e dello stato di funzionamento delle macchine permette una migliore gestione del magazzino prodotti con la possibilit di sconti grazie ad acquisti mirati e del magazzino ricambi Intervento dalla centrale sul distributore Pu essere utile interagire direttamente dalla centrale verso il distributore remoto per modificare direttamente e rapidamente il suo funzionamento come ad esempio il blocco della gettoniera per impedire la vendita di prodotti scaduti o avariati P
317. ssibile ricevere in modalit testo le pagine dei WEB in blocchi di 160 caratteri inviando l indirizzo che si vuole consultare FAX possibile inviare brevi messaggi di testo ad una macchina fax senza ulteriori accessori da connettere al telefono semplicemente digitando il messaggio ed il numero di fax sul telefonino 7 5 2 Informazioni tecniche sugli SMS Il servizio SMS utilizza sei diversi tipi di messaggi chiamati Protocol Data Unit PDU di seguito descritti 18 Tipo PDU Direzione Funzione SMS DELIVER SMSC gt telefono Invia un messaggio breve SMS DELIVER Telefono gt SMSC Invia il motivo di una mancata REPORT ricezione del messaggio MS SUBMIT Telefono gt SMSC Invia un messaggio breve S SMS SUBMIT REPORT SMSC gt telefono Invia il motivo di una mancata ricezione del messaggio SMS STATUS REPORT SMSC gt telefono Invia lo stato di un messaggio SMS COMMAND Telefono gt SMSC Invia un comando 121 Il compito principale del protocollo SMS DELIVER e di SMS SUBMIT di recapitare i dati del messaggio e le informazioni ad esso associate alle entit SMS che sono il telefono GSM e lo SMSC Lo SMS STATUS REPORT e lo SMS SUBMIT REPORT servono per notificare alle entit SMS che il messaggio non stato ricevuto in modo corretto e che necessaria una ritrasmissione dello stesso L SMS STATUS REPORT contiene informazioni sullo stato del messaggio se stato recapitato o meno dall entit ricevente e quando
318. sso attraverso il doppino telefonico il cavo coassiale la fibra ottica la propagazione o nell atmosfera e nello spazio Il requisito fondamentale richiesto ad un sistema analogico quello di conservare la forma del segnale in ingresso affinch l informazione ad essa associata non venga degradata da rumore e distorsioni In ambito analogico il parametro fondamentale con il quale si valuta la qualit del segnale ricevuto il rapporto S N Signal to noise ratio S Potenza del segnale N Potenza del rumore Segnali numerici o digitali I segnali numerici possono assumere solo un numero limitato di valori diversi Presentano delle forme d onda in cui ad ogni tratto compreso in un certo intervallo di tempo viene associato un determinato valore detto livello A questo livello poi corrisponder un certo codice I segnali numerici possono distinguersi in segnali multilivello quando il numero di livelli n gt 2 oppure binari quando possono assumere solamente due livelli differenti 11 Da un punto di vista trasmissivo un segnale digitale costituito da una sequenza di impulsi elettrici opportunamente temporizzati che assumono un ben preciso numero di ampiezze 10 37 In un segnale dati l informazione contenuta tra due istanti di tempo tra i quali ad esempio la tensione assume un certo valore costante Il messaggio corrisponde ad una rappresentazione binaria e l intervallo tra i due istanti detto Tempo di bit
319. sta fase inizia la trasmissione dei dati da parte del DTE trasmittente sul pin 2 Trasmitted Data TD e la corrispondente ricezione da parte del DTE ricevente sul pin 3 Received Data RD per convenzione il DTE trasmette dal pin 2 e riceve sul pin 3 mentre il DCE trasmette dal pin 3 e riceve sul pin 2 Infine il circuito Ring Indicator RI una sorta di avviso di chiamata passa allo stato ON quando il DCE rileva una chiamata in arrivo Con appositi accorgimenti l interfaccia RS232 originariamente pensata per connettere un DTE ad un DCE pu essere usata anche per connettere due DTE 138 DTE DCE DCE DTE trasmittente trasmittente ricevente ricevente DTR DSR DSR Su si fr E portante bai fe RTS RTS DCE JIA RD Figura 9 4 Segnalazioni DTE DCE 9 2 ACQUISIZIONE DATI DAL DISTRIBUTORE Le informazioni che il sistema di telerilevamento deve fornire riguardano relativamente ad ogni distributore automatico in gestione il valore delle scorte residue dei vari prodotti disponibili e il funzionamento dei dispositivi elettromeccanici Per poter ottenere queste informazioni necessario acquisire dai distributori automatici i dati da elaborare I modelli di distributori presenti sono molteplici questo comporta notevoli difficolt per creare un unica interfaccia comune che permetta il collegamento con la rete GSM e uniformare quali siano i dati che si possono effettivamente rilevare dai d
320. stanzialmente dato dalla Mobile Station senza il SIM Ad un ME non normalmente consentito l accesso alla rete tranne che per effettuare delle chiamate di emergenza Per proteggere gli utenti e la rete contro furti e utilizzi non autorizzati ad ogni Mobile Equipment assegnato un proprio identificativo denominato IMEI International Mobile Equipment Identity distinto rispetto all identificativo assegnato all utente IMSI International Mobile Subscriber Identity e memorizzato all interno dell apparato In definitiva il SIM permette ad un utente di caratterizzare come proprio un qualsiasi terminale mobile GSM in quanto contiene tra l altro l identificativo dell utente IMSI la chiave di autenticazione e gli algoritmi utilizzati per accedere alla rete Il SIM e di conseguenza la MS protetta contro utilizzi non autorizzati tramite un Personal Identificator Number PIN che un codice di accesso personale modificsbile dall utente Dopo un numero predeterminato di tentativi di inserimento del PIN errati il SIM entra in uno stato di blocco che impedisce alla MS di effettuare le operazioni di accesso alla rete GSM Questo avviene anche se tra i tentativi il SIM viene rimosso o la MS spenta Il SIM pu essere sbloccato attraverso una chiave 93 personale di sblocco adottando una specifica funzione l utente pu decidere di disabilitare il PIN 5 4 BSS BASE STATION SUB SYSTEM Il sistema GSM separa gli e
321. stat gt ed consegnata da LETTURA RS232 ad ANALISI STRINGHE che riconosce la stringa CREG e controlla i valori dello stato di registrazione Se questi valori sono nella norma inserisce la richiesta d invio della lt pdu gt AT CMGS lt lenght gt nella CODA COMANDI e rimane in attesa del prompt gt quando ANALISI STRINGHE lo riconosce abilita la funzione INVIA PDU che trasferisce la PDU a SCRITTURA SU RS 232 Il processo GESTIONE GM862 tramite ANALISI STRINGHE rimane in attesa della stringa CMGS lt mr gt seguita da OK la prima indica che l SMS stato inviato correttamente quindi ANALISI STRINGHE abilita l estrazione del successivo elemento dalla coda SMS DA INVIARE mentre al riconoscimento della stringa OK ANALISI STRINGHE abilita l estrazione del successivo comando che pu essere di qualsiasi tipo Questa la procedura che avviene quando per l invio dello Short Message nella rete GSM non si verificano errori La sequenza di stringhe scambiate tra il modem GM862 e il processo GESTIONE GM862 e la seguente le stringhe inviate da GESTIONE GM862 sono sottolineate Sequenza stringhe At CREG lt CR gt CREG lt mode gt lt stat gt OK AT CMGS lt lenght gt 187 gt lt pdu gt ASCII 26 CMGS lt mr gt OK 188 CODA SMS DA INVIARE ANALISI STRINGHE AT CMGS lt lenght gt STATO GSM messaggio telefono ESTRAI SMS DA messaggio telefono AT CMGS lt leng
322. stributore automatico fig 15 1 GESTIONE GM862 a CODA SMS RICEVUTI CODA SMS DA INVIARE GESTIONE DISTRIBUTORE VARIABILI GLOBALI DISTRIBUTORE VI CODA EROGAZIONI Figura 15 1 Gestione distributore All interno di GESTIONE DISTRIBUTORE il flusso dei dati rappresentato in figura 15 2 e i principali processi presenti sono Gestione erogazioni Richiesta di assistenza Comandi da centrale Rifornimento Codifica variabili globali VG Le stringhe di caratteri inviate dal distributore tramite la CODA EROGAZIONI sono prelevate dal processo GESTIONE EROGAZIONI che aggiorna la situazione dei residui presenti nei serbatoi e delle quantit erogate I valori numerici delle quantit residue ed erogate sono memorizzate in due vettori vettore residui e vettore erogato in cui ogni elemento una variabile numerica e corrisponde ad un preciso serbatoio Il processo CODIFICA VG legge le variabili globali le codifica in formato stringa in modo tale che possano essere poi composte per formare SMS da inviare 234 RICHIESTA DI ASSISTENZA preleva il vettore dei residui le variabili globali e verifica se si sono verificati guasti ed esaurimenti in caso affermativo compone il messaggio che deve essere inviato in modalit SMS prelevando le variabili globali precedentemente codificate il vettore erogato l identificativo ID e il numero di telefono rappresentati da opportune v
323. tatile Le maggiori novit introdotte dal GPRS per quanto riguarda le opportunit offerte 25 si concentreranno soprattutto nei servizi collegati alla trasmissione dati rispetto alla trasmissione della voce Tra questi potremmo distinguere le applicazioni connesse alla rete Internet e le applicazioni connesse ad altri servizi generali I servizi GPRS potranno utilizzare diverse applicazioni Internet le principali sono Trasferimento di file immagini foto download di dati attraverso il network mobile Ricezione e invio di E Mail che sostituiranno progressivamente gli SMS Comunicazione audio video e condivisione di documenti Connessione a LAN in modalit remoto condivisione di applicazioni telelavoro Chat Inizialmente prevista una maggiore diffusione del GPRS per applicazioni business rispetto alla fascia consumer Altre applicazioni del GPRS saranno le seguenti Home automation servizi che uniscono la sicurezza con il controllo a distanza permettendo collegamenti video l attivazione di elettrodomestici etc Telesorveglianza Applicazioni GPS Global position System applicazioni di localizzazione di mezzi merci orienting Telemedicina 8 3 LA TERZA GENERAZIONE La terza generazione della telefonia mobile nata nel 1985 tramite PITU International Telecommunication Union con lo scopo di definire un unico sistema di terza generazione ma la presenza di interessi diversi ha reso
324. tema centrale Dal lato della centrale la versione base del sistema di telerilevamento prevede l utilizzo di almeno un modem GSM il che consente di utilizzare anche gli SMS per trasferire i dati ed elaborarli in modo automatico Nel caso si utilizzi solo la trasmissione dati possibile utilizzare semplicemente un modem di tipo tradizionale Un caso reale per dovrebbe prevedere dal lato centrale pi modem controllati eventualmente da pi PC in proporzione al numero di distributori gestiti Il modulo telefonico pu essere pilotato direttamente dal PC della centrale senza la necessit di dispositivi intermedi La struttura base del sistema di telerilevamento riportata in figura 9 5 142 DISTRIBUTORE MICRO modem Y CONTROLLORE GSM T CENTRALE omom Figura 9 5 Schema base sistema di telerilevamento DISTRIBUTORE 9 3 2 Software Il software applicativo che gestisce il sistema distinto nel software relativo alle stazioni remote e in quello relativo alla centrale di controllo 9 3 2 1 Sottosistema centrale Il software di gestione della centrale di controllo del sistema sar costituito da vari moduli ognuno dei quali dedicato ad una precisa funzione fig 9 6 INTERFACCIA UTENTE ELABORAZIONE DATI PROTOCOLLO MULTIPUNTO GESTIONE MODULO TELEFONICO Figura 9 6 Moduli software centrale di controllo Gestione del modulo telefonico AI livello pi basso si trover il
325. ti a commutazione di pacchetto questo strato che si occupa del corretto instradamento dei pacchetti I percorsi possono essere basati su tabelle statiche inserite all interno della rete e che vengono cambiate raramente oppure venire determinati all inizio di ogni colloquio infine possono essere stabiliti in modo dinamico per ciascun pacchetto in relazione al corrente carico di lavoro Se troppi pacchetti sono presenti nello stesso istante nella rete possono creare qualche forma di congestione il controllo di tale congestione responsabilit del livello di rete Trasporto Costituisce il primo livello che si occupa della comunicazione diretta tra due utenti end to end cio tra due entit poste negli End System I compiti principali del livello consistono nella sequenzializzazione dei messaggi nel controllo di errore e di flusso tra utente e utente nella frammentazione dei messaggi in pacchetti all utente sorgente e nel riassemblaggio dei messaggi all utente destinatario Il tutto deve avvenire in modo tale da isolare i livelli superiori dagli inevitabili cambiamenti nella tecnologia hardware Sessione Gestisce e controlla il dialogo tra le entit dello strato superiore il quale avviene aprendo e chiudendo sessioni di comunicazione la sessione consiste in una connessione tra le entit dello strato superiore e fornisce un servizio di sincronizzione che consente ad esempio di interrompere il dialogo e di riprenderlo suc
326. ti aggiornamenti relativi al distributore in esame le finestre visualizzeranno al posto dei valori ricavati dal messaggio degli spazi bianchi L ultima finestra in basso a destra riporta lo stato della gettoniera separata dagli altri elementi poich un parametro modificabile dall operatore Comandi I pulsanti che permettono all operatore di interagire con il distributore si trovano nella parte inferiore del riquadro e sono Aggiornamento Invia una richiesta manuale di report d attivit solo verso il distributore selezionato possibile cos aggiornare secondo le esigenze del momento solo lo stato del distributore d interesse 250 Blocco sblocco gettoniera I tasti disattivano o attivano il funzionamento della gettoniera del distributore remoto impedendone o riabilitando l erogazione dei prodotti in seguito a particolari esigenze es prodotti alimentari scaduti Nuovo ID Permette di impostare un nuovo ID nel dispositivo che controlla il distributore remoto 16 1 5 Impostazioni Il riquadro permette di impostare i parametri necessari al funzionamento della centrale fig 16 6 si trovano le seguenti finestre COMANDI AT stato registrazione registrata home network Network Operator pw IND PIN l stato GSM attcmgl 4 n T bs frase rare SJ JA data bits stop bits nuovo SMSC W parity TIRI numero SMSC TN E Figura 16 6 Impostazi
327. ti di ricevere ed inviare messaggi da o verso altri utenti di reti GSM che si affidano ad altri gestori Per le reti digitali che usano lo stesso standard ma frequenze diverse ad esempio GSM 900 e GSM 1800 possibile collegare gli SMSC per consentire lo scambio di messaggi tra gli utenti L interconnessione degli SMSC consente inoltre di sfruttare servizi offerti da altri operatori esteri quali ad esempio l invio e la ricezione di messaggi da internet ma non solo Infatti in diversi paesi possibile interrogare lo SMSC per visualizzare sul display del proprio terminale informazioni quali previsioni del tempo notizie sul traffico numeri ed indirizzi degli abbonati alla rete telefonica fissa quotazioni in borsa e altro ancora Considerato il vasto numero di servizi che possibile offrire agli utenti mobili mediante gli SMS recentemente sono nate molte aziende private che forniscono a pagamento questi servizi chiamati servizi a valore aggiunto basati sugli SMS Queste aziende generalmente effettuano un accordo con uno o pi operatori di network digitali i quali forniscono loro l accesso al proprio SMSC Riassumendo lo SMSC di un provider di rete GSM consente di ricevere messaggi SMS da Terminali mobili digitali di altri utenti ed altri network in base agli accordi di roaming internazionale Segreteria telefonica centralizzata la presenza di nuovi messaggi in segreteria viene segnalata con un breve messaggio di testo inv
328. to distributore 15 3 CODIFICA DELLE VARIABILI GLOBALI Le variabili globali associate agli elementi funzionali e alla gettoniera sono di tipo booleano Nel complesso si hanno 6 variabili globali dedicate agli elementi funzionali una alla gettoniera ed una per il pulsante rifornimento che per interessa solo il processo RIFORNIMENTO Le variabili riguardanti gli elementi funzionali e la gettoniera vengono riunite in modo da originare un vettore booleano Ogni elemento del vettore associato ad una 237 precisa variabile globale e quindi ad un determinato organo elettromeccanico La stessa corrispondenza mantenuta anche a livello di centrale Aggiungendo un bit di riempimento fig 15 6 si ottiene un vettore di otto elementi booleani che costituisce un byte cui si pu associare il corrispondente valore intero decimale senza segno e successivamente convertirlo in formato esadecimale I caratteri cos ottenuti sono codificati con il corrispondente valore ASCII si ottiene cos una stringa che rappresenta la codifica dello stato delle variabili globali e quindi degli elementi ad esse associati che sar poi utilizzata per la composizione del messaggio dai processi RICHIESTA DI ASSISTENZA e COMANDI DA CENTRALE VG gettoniera al byte Vv numero binario NZ numero esadecimale va stringa ASCII bit di riempimento Figura 15 6 Codifica delle variabili globali 15 4 RICHIESTA DI ASSISTENZA Il processo deve indi
329. tono due tecniche principali in merito a questo chiamate polling e interrupt Nel polling la centrale di controllo interroga ciclicamente in momenti opportuni tutte le periferiche richiedendo cos lo stato del distributore la comunicazione avviene quindi su richiesta della centrale Si pu cos avere una conferma del corretto ricevimento del messaggio da parte delle stazioni remote in base al fatto che si riceve una risposta da esse Nel secondo caso interrupt sono le periferiche che autonomamente inviano una comunicazione alla centrale si deve gestire ad esempio il caso in cui non ci sono comunicazioni per lungo tempo pu voler dire che non ci sono state distribuzioni oppure che il dispositivo guasto Elaborazione dati Il modulo elaborazione dati interpreta ed elabora quanto ricevuto dalle periferiche remote ma anche quanto riceve dal utente Interfaccia utente Il modulo interfaccia utente gestisce i dati in modo da renderli comprensibili all utente tramite una interfaccia grafica e mette a disposizione i comandi per il controllo del sistema 9 3 2 2 Sottosistema remoto Analogamente alla centrale di controllo anche il software di gestione del dispositivo a microcontrollore sar articolato in pi livelli fig 9 7 Essi sono la gestione del modulo telefonico l elaborazione dei dati e l interfacciamento con il distributore 144 INTERFACCIA DISTRIBUTORE ELABORAZIONE DATI GESTIONE MODULO TELEFONICO Fi
330. tramite la coda SMS RICEVUTI Gli output di GESTIONE TELERILEVAMENTO sono costituiti dai messaggi che GESTIONE GM862 deve inviare alla rete GSM dalla visualizzazione dei dati verso l utente ed il loro inserimento nel file d archivio Dal lato sottosistema remoto si ha nel modulo MICROCONTROLLORE VI il processo GESTIONE DISTRIBUTORE Esso riceve come ingressi i dati dal distributore tramite le VARIABILI GLOBALI e la coda EROGAZIONI riceve i comandi provenienti dalla centrale di controllo mediante la coda SMS RICEVUTI In base agli input il processo GESTIONE DISTRIBUTORE invia il messaggio di report alla coda SMS DA INVIARE modifica lo stato della variabile booleana che controlla la gettoniera oppure varia alcuni parametri interni al processo stesso Le VARIABILI GLOBALI e la coda EROGAZIONI costituiscono i punti di confine tra i moduli DISTRIBUTORE VI e MICROCONTROLLORE VI Il modulo DISTRIBUTORE VI fornisce un interfaccia grafica che permette la simulazione delle operazioni di rifornimento erogazione dei prodotti e guasti agli elementi funzionali visualizza lo stato della gettoniera che per comandato dalla centrale Poich comune ad entrambi i sottosistemi si descrive per primo il processo GESTIONE GM862 che rappresenta il cuore del software di comunicazione nel sistema proposto 181 12 2 GESTIONE GM 862 Le funzioni richieste al processo GESTIONE GM862 da parte del sistema di telerilevamento consistono nell i
331. ts OK stop bits 0791932350593900040C9193239881384000002010701130 34003F E 872985C96C36031A31106331A41201B084403C5 64A0960C049281403810480602E1402019088403816E20D 00C048281623010680602DD00 4 fi bit parity Afro parity l Figura 16 1 Front panel centrale 245 Il front panel diviso in vari riquadri permette di visualizzare le informazioni ricevute dai distributori e di interagire con essi in modalit automatica o manuale I riquadri individuano delle funzioni comuni e sono di seguito descritti 16 1 1 Elenco distributori Visualizza fig 16 2 l insieme degli identificativi dei distributori che si hanno attualmente in gestione ad ognuno di essi associato l indirizzo del cliente presso cui si trovano consentendo un veloce riferimento mnemonico mercoled 6 marzo 2002 11 17 57 ELENCO DISTRIBUTORI A Heo po fe Vereza ss be We Padova 00 por Wa Pasova oo ue C MA E IDENTIFICATIVO 00 __ log file name IN ALLARME Figura 16 2 Elenco distributori Per visualizzare lo stato di un distributore si digita il suo ID nella finestra identificativo e successivamente si preme il tasto vedi le caratteristiche del distributore associate all ultimo aggiornamento disponibile verranno visualizzate nel riquadro stato distributore
332. ttando un opportuna copertura del territorio che si vuole servire Gestione della mobilit a differenza di una rete fissa gli utenti possono spostarsi nel territorio di copertura il sistema per instradare la chiamata deve conoscere la posizione dell utente 4 3 LA TRASMISSIONE RADIO Gli elementi essenziali di un sistema di trasmissione via radio sono riportati in figura 4 1 esso composto rispettivamente da un trasmettitore collegato ad un antenna trasmittente e da un antenna ricevente connessa ad un ricevitore L antenna trasmittente converte il segnale elettrico a radiofrequenza fornito dal trasmettitore in campi elettromagnetici che si propagano nello spazio alla velocit della luce sotto forma di onde elettromagnetiche e m L antenna ricevente realizza la trasduzione inversa convertendo le onde e m incidenti in un segnale elettrico il quale viene fornito al ricevitore affinch possa estrarre il segnale informativo 10 Il segnale radio costituito da onde e m aventi frequenza opportuna 67 ho x onde elettro hagnetiche y 3 1 1 1 I 1 hi 1 1 1 F DTE Trasmettitore DTE Figura 4 1 Elementare sistema per trasmissione radio All onda e m associata un energia che normalmente viene riferita ad una sezione unitaria di 1m La propagazione di tale energia nello spazio alla base della trasmissione elettromagnetica e la sua progressiva attenuazione man mano che l onda elettromagnetica
333. ttare un messaggio duplicato Per duplicato s intende un messaggio inviato dallo stesso mobile verso lo stesso destinatario e con lo stesso MR Message Reference di un messaggio gi inviato e ancora giacente nella coda dello SMSC 0 accetta il duplicato rifiuta il duplicato si impostato 1 la PDU type risulta 7 6 5 3 2 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 L ottetto codificato in esadecimale diventa 11 MR Message Reference Viene utilizzato per referenziare i messaggi in uscita Il riferimento viene assegnato automaticamente dal GM862 E comunque obbligatorio inserire questo campo che viene impostato a 00 Hex DA Destination Address Indica il numero telefonico del destinatario ed composto dai seguenti campi LEN FORMAT NUMBER LEN indica il numero di semi ottetti che costituiscono il numero di telefono inserito nel campo NUMBER escludendo le cifre di riempimento FORMAT formato del numero presente nel campo number 81 formato nazionale es 335123456789 91 formato internazionale es 39335123456789 NUMBER numero del destinatario con i nibble invertiti Il numero di nibble deve sempre essere pari in modo da completare gli ottetti Il carattere di riempimento usato F Per esempio il numero 39123456789 viene codificato come 0B 91 93 21 43 65 87 F9 gli ottetti sono separati per chiarezza 214 PID Protocol Identifier Il Protocol
334. ttono ad un utente di usufruire dei servizi di telecomunicazione I servizi di telecomunicazione che una rete GSM fornisce sono in generale composti da servizi base o fondamentali detti Basic Teleservices o Basic Bearer Services a cui possono essere associati dei servizi supplementari detti Supplementary Services Un servizio supplementare modifica o integra un servizio base di telecomunicazione Esso non pu quindi essere fornito ad un utente se non in associazione ad un servizio base ed uno stesso servizio supplementare pu essere applicabile a pi servizi base 114 Secondo quanto indica PETSI un servizio di telecomunicazione Tele o Bearer Service pu essere fornito o come servizio base Basic service o come servizio base con associati dei servizi supplementari TELESERVICE Basic Teleservice Basic Teleservice Supplementary Services BEARER SERVICE Basic Bearer Service Basic Bearer Service Supplementary Services 7 2 TELESERVICES I Teleservices che una rete PLMN GSM dovrebbe supportare sono 10 Telefonia comprese anche le chiamate di emergenza Short Message Service Fax gruppo 3 Sono inoltre previsti Accesso ai servizi videotel Teletex 7 2 1 Short Message Service SMS un teleservice che permette lo scambio di brevi messaggi alfanumerici fino a 160 caratteri tra una Mobile Station MS ed un Service Center SC o centro servizi collegato con la rete GSM
335. ty oppure quelli relativi ad apparecchi non omologati I terminali inseriti nella Grey List sono segnalati agli operatori di sistema mediante un allarme quando richiedono l accesso consentendo l identificazione dell abbonato che utilizza il terminale e dell area di chiamata in cui si trova 5 5 6 OSS Operation And Support Sub System Una rete GSM composta da molte unit funzionali di tipo diverso richiedono delle appropriate attivit di Esercizio Amministrazione e Manutenzione OA amp M Operation Administration and Maintenance che devono essere opportunamente coordinate per evitare discrepanze tra i parametri di rete La gestione di una rete GSM basata sul concetto di Telecommunication Management Network TMN che ha una struttura gerarchica I principali vantaggi che presenta una struttura gerarchica per la gestione di rete sono i seguenti Si ha una visione globale della rete e quindi si possono prendere decisioni complesse 106 La sorveglianza degli elementi di rete viene remotizzata permettendo cos di ridurre i costi Si ha la raccolta automatica di informazioni sia correlate alle attivit della rete che degli utenti Gli operatori utilizzano interfacce grafiche di utente GUI Graphical User interface installate su workstation le quali permettono di considerare gli elementi della rete GSM come oggetti aventi determinati attributi e di avere una visione a diversi livelli di astrazione della gesti
336. uando l elemento del vettore associato diventa 0 nei casi appena esposti il sottosistema remoto che se ne deve accorgere e inviare in modo autonomo e tempestivo un SMS di allarme Report d attivit svolta riportante l erogato e il residuo per ogni serbatoio il sottosistema centrale invia quando ritiene necessario una richiesta di report d attivit all unit remota che risponde inviando 1 SMS contenete il report Poich il sistema pu controllare la gettoniera causando il blocco del attivit del distributore si prevede che l attivazione del blocco gettoniera comporti l invio di un report che segnala l evento questo per cautelarsi da un eventuale invio involontario del comando Per inviare un messaggio alla centrale il dispositivo remoto deve conoscere il numero telefonico della centrale stessa quindi il microcontrollore deve memorizzarlo Poich i dati da trasmettere non sono molti si pensato di riunirli in un unico messaggio che comprenda sia il report dell attivit svolta sia la situazione dei guasti in modo da avere un quadro completo della situazione e rendere pi semplice il software di gestione della comunicazione Inoltre un SMS ha lo stesso costo indipendentemente dal numero di caratteri utilizzati Operando in questo modo si deve introdurre un criterio per stabilire se il messaggio ricevuto in centrale dovuto ad una richiesta dalla centrale stessa oppure ad un allarme si allora intro
337. uando non pi in grado di ricevere i dati e un XON quando nuovamente in grado di riceverli fig 2 7 34 Trasmettitore Ricevitore Invia i dati dati Riceve i dati quando il buffer quasi pieno invia un carattere 40 lt XOFF Ricevuto XOFF interrompe la trasmissione Quando il buffer quasi vuoto invia un carattere XON Je Ricevuto XON riprende la trasmissione dati gt riceve i dati Figura 2 7 Protocollo XON XOFF Un problema associato all uso del controllo di flusso XON XOFF dovuto al fatto che i codici corrispondenti a tali caratteri possono essere presenti all interno dei file di dati di comuni programmi applicativi e durante il trasferimento possono provocare la sospensione all infinito della trasmissione ENQ ACK Il controllo di flusso mediante i caratteri ENQ Enquire e ACK Acknowledge a differenza di XON e XOFF consiste in un controllo di flusso orientato alla trasmissione dei dati a blocchi Il trasmettitore invia un ENQ quando ha pronto un blocco di dati da trasmettere ed attende l ACK prima di effettuare la trasmissione fig 2 8 Avendo predefinito la massima dimensione del blocco di dati si previene la saturazione del buffer del ricevitore Trasmettitore Ricevitore Invia la richiesta per ENQ E avvertito che ci sono dati pronti trasmettere Non appena possibile invia l OK per see T la trasmissione Invia i dati dati ricevei dat
338. un TE con interfaccia non ISDN TE2 e da un TA Ce DTE non ISDN TE2 BTS MS ti gt MS costituita da una MT con interfaccia non ISDN MT2 connessa ad un TE con interfaccia non ISDN TE2 DTE Data Terminal Equipment TA Terminal Adapter BTS Base Transceiver Station MT Mobile Termination TE Terminal Equipment Figura 5 4 Esempi di implementazione fisica 91 Dal punto di vista della portabilit sono stati definiti tre diversi tipi di Mobile Station Veicolare vehicle mounted station una MS installata su un veicoli l antenna posta all esterno del veicolo stesso Trasportabile portable station una MS che pu essere trasportata a mano e l antenna non fisicamente inserita nell apparato che costituisce la Mobile Terminaton MT Portatile hand held station una MS in cui l antenna fisicamente inserita nell apparato che costituisce la Mobile Termination MT Appartengono a questa categoria i telefonini Infine le MS sono classificate in base alla loro potenza di picco nominale Per il GSM 900 sono state definite le cinque classi di potenza riportate nella seguente tabella tab 5 1 Classe Potenza di picco W Tipo di MS 1 20 Veicolare e trasportabile 2 8 Veicolare e trasportabile 3 5 Portatile 4 2 Portatile 5 0 8 Portatile Tab 5 1 classi di potenza delle MS GSM 900 La potenza della MS determina la cap
339. un numero pari al loro peso Prima della codifica i caratteri si presentano nel seguente modo bit 6 5 4 3 2 1 0 a a6 a5 a4 a3 a2 al a0 b b6 b5 b4 b3 b2 bl bO c c6 c5 c4 c3 c2 cl c0 carattered d6 d5 d4 d3 d2 dl d0 el e6 e5 e4 e3 e2 el e0 fi f6 f5 f4 f3 f2 fl f0 g g6 g5 g4 g3 g2 gl g0 h h6 h5 h4 h3 h2 h1 ho Per inserirli negli ottetti utilizzati dal formato PDU i bit componenti i caratteri vengono concatenati uno dietro l altro e separati a gruppi di 8 bit pari agli ottetti bit 7 6 5 4 3 2 1 A bO a6 a5 a4 a3 a2 al a0 B cl c0 b6 b5 b4 b3 b2 bl C d2 dl d0 c6 c5 c4 c3 c2 ottetti D e3 e2 el e0 d6 d5 d4 d3 E f4 f3 f2 fl f0 e6 e5 e4 F g5 g4 g3 g2 gl g0 f6 f5 G h6 h5 h4 h3 h2 hl ho g6 Si ottiene cos la seguente tabella dove nella prima colonna di sinistra sono indicati i 7 ottetti risultanti con le lettere maiuscole A B C D E F G in formato binario nell ordine in cui dovranno essere inseriti nel campo UD Gli ottetti devono essere sempre completi se necessario si deve utilizzare il valore 0 per i bit di riempimento Per esempio i primi 3 caratteri a 7 bit sono compattati in 3 ottetti nel seguente modo dove i bit 7 6 5 dell ottetto C sono costituiti dal bit di riempimento bit 7 6 5 4 3 2 1 0 A 50 a6 a5 a4 a3 a2 al a0 B cl c0 b6 b5 b4 b3 b2 bl C 0 0 c6 c5 c4 c3 c2
340. ure permettono di ripetere delle parti di codice o eseguire codice in particolare ordine oppure secondo determinati eventi Le strutture di LabVIEW sono Ciclo for permette di eseguire un determinato insieme di istruzioni per un certo numero di volte Ciclo while esegue il medesimo insieme di istruzioni fino a quando non incontra una determinata condizione 173 Case contiene pi soluzioni possibili di cui ne viene eseguita solo una in dipendenza di un valore iniziale passato alla struttura Sequence contiene una o pi istruzioni che esegue in sequenza Formula node permette di introdurre formule matematiche 11 4 FUNZIONI Le funzioni messe a disposizione da LabVIEW sono rappresentate graficamente da delle icone con dei terminali per l ingresso dei dati da elaborare e l uscita dell output Le funzioni possono manipolare numeri elementi booleani stringhe vettori e altro si descrivono alcune categorie 11 4 1 Stringhe Una stringa una sequenza di caratteri in codice ASCII e fornisce un mezzo per per scambiare dati Alcune delle applicazioni pi comuni con le stringhe sono le seguenti Creare messaggi di testo Passare dati numerici come stringhe di caratteri verso dispositivi esterni e successivamente convertire le stringhe in numeri Immagazzinare dati Per immagazzinare dati numerici in un file in formato ASCII si deve prima convertire i dati numerici in stringhe prima di poterli archiviare
341. ve pu accedere solo l operatore mobile si trovano anche i contenitori dei prodotti il loro numero varia a seconda della grandezza della macchina Valori medi sono tra 3 e 7 serbatoi che ad esempio possono contenere caff liofilizzato decaffeinato latte in polvere cioccolata te zucchero ed altri prodotti a scelta Normalmente una volta note le capacit dei serbatoi si pu stabilire con precisione qual il numero di erogazioni possibili e quindi l autonomia del distributore All interno si trovano anche tutti i parametri per la regolazione della quantit di prodotto da fornire per ogni erogazione permettendo cos di adeguare la miscela al tipo di ingrediente utilizzato o per incontrare i gusti del cliente Le vending machine in genere erogano gli ingredienti a volume piuttosto che a peso importante usare prodotti con densit costante per evitare getti variabili e quindi prodotti finali di diversa qualit Gli ingredienti non devono essere compressi altrimenti rischiano di bloccare i condotti o provocare quantit anomali di materiale versato I distributori automatici di bevande calde necessitano di una manutenzione periodica con intervalli non superiori ai 20 giorni poich alcuni alimenti come lo zucchero o il caff in grani se stanno fermi si deteriorano inoltre necessaria la pulizia dello scarico per evitare odori sgradevoli Figura 1 2 Interno di un distributore automatico 16 Dispositivi di pagamento
342. viaggia nello spazio limita la distanza tra i punti in cui la trasmissione stessa pu avvenire 11 Supponendo infatti che la trasmissione avvenga nello spazio libero cio in una regione dello spazio in cui non ci sono n ostacoli n interferenze che influiscano sulla propagazione del segnale radio se l antenna trasmittente irradia uniformemente in tutte le direzioni antenna isotropica l energia irradiata si distribuisce su sfere sempre pi grandi all aumentare della distanza e quindi l onda e m propagantesi nello spazio libero subisce un attenuazione la quale non dovuta a dissipazione ma al fatto che l energia si distribuisce su superfici sferiche sempre pi grandi con conseguente diminuzione della densit di potenza 10 possibile determinare la densit di potenza S che si ha ad una distanza r da una antenna isotropica che irradia una potenza P nel seguente modo S P 47r Da cui si deduce che nello spazio libero la densit di potenza varia in modo inversamente proporzionale al quadrato della distanza Dal lato del ricevitore la potenza captata dall antenna dipende dalla densit di potenza che vi giunge e dalla quantit di energia che l antenna in grado di prelevare dalle onde e m incidenti Quest ultimo parametro viene indicato come area equivalente dell antenna Aeq ed dato dal rapporto tra la potenza che si ha in uscita dall antenna P e la densit di potenza che vi incide S Aeq
343. viduare se una variabile globale ha cambiato stato o un serbatoio si esaurito Il flusso dei dati riportato in fig 15 7 Si individuano due processi Verifica guasti esaurimenti Componi messaggio Il primo verifica la presenza di guasti o esaurimenti e nel caso positivo attiva COMPONI MESSAGGIO che formatta il messaggio da inviare inserendolo nella coda SMS DA INVIARE 238 EROGATO VG CODIFICATE VARIABILI GLOBALI VERIFICA GUASTI ESAURIMENTI COMPONI MESSAGGIO CODA SMS DA INVIARE N TELEFONO Figura 15 7 Flusso dati in richiesta di assistenza 15 4 1 Verifica guasti esaurimenti Preleva il vettore dei residui e le variabili globali escluso quella riservata al pulsante rifornimento Il vettore residui riporta il valore numerico delle quantit ancora presenti nei serbatoi esso viene convertito in un vettore booleano fig 15 8 verificando se ogni elemento supera o meno il valore minimo ammesso per i serbatoi assunto come 0 Si ottiene cos un vettore i cui elementi valgono 1 se sono sotto il livello di riordino oppure 0 Analogamente dalle variabili globali si ottiene un vettore booleano dove il valore 1 significa che l elemento funzionale associato non funziona I vettori booleani relativi ai serbatoi e alle variabili globali vengono concatenati e in ANALISI ELEMENTI si ricerca se nel vettore risultante sono presenti degli 1 In tal caso necessaria l
344. za su cui operare 78 A partire dal 1996 inizia la Fase 2 plus che emessa a cadenza annuale sotto forma di versioni successive Si ha cos la versione 5 seguita dalla versione 6 nel 1997 e cos via fino alla versione 8 del 1999 A questo punto il gruppo SMG viene sciolto e confluisce nel Third Generation Partnership Project 3GPP avente lo scopo di definire il sistema di terza generazione I lavori di specifica sul sistema GSM sono sostanzialmente conclusi 4 7 2 Caratteristiche generali Il sistema digitale GSM utilizza una tecnica di accesso multiplo mista FDMA TDMA in quanto ha un certo numero di frequenze portanti FDMA ognuna delle quali serve un certo numero di utenti in conversazione TDMA Infatti 8 esso utilizza due bande di frequenza la prima compresa tra 890 915 MHz per la trasmissione dalla MS verso la stazione base BTS uplink l altra compresa tra 935 960 MHz per la trasmissione nel senso opposto dalla BTS verso la MS downlink fig 4 6 Up link Down link MS gt BTS BTS gt MS gt 890 915 935 960 f MHz 25 MHz 25 MHz 45 MHz MS Mobile Station BTS Base Transceiver Station Figura 4 6 Allocazione bande di frequenza GSM All interno di ogni banda vengono collocate 124 portanti RF intervallate tra loro di 200 kHz in questo modo si realizzano 124 canali bidirezionale aventi larghezza di banda di 200 kHz ciascuno Tale tecnica di modulazione costituisce la tecnica di accesso a multipla
345. zione della connessione Trasferimento dei dati Chiusura della connessione In un servizio di rete orientato alla connessione due entit pari si accordano per il trasferimento di blocchi di dati o PDU Protocol Data Unit Un servizio connesso agisce come una tubatura il mittente introduce i PDU che consistono in un insieme di bit a partire da una estremit e il ricevente li riprende nel medesimo ordine all altra estremit Per verificare che tutte le PDU giungano a destinazione correttamente un servizio connesso utilizza degli schemi di numerazione e di verifica di avvenuta corretta ricezione in questo modo possibile rilevare la presenza di errori e la correzione mediante ritrasmissioni La realizzazione di una connessione non implica per l instaurazione di un circuito fisico dedicato come nella commutazione di circuito ma ad esempio in una rete a commutazione di pacchetto pu consistere nella definizione preliminare del percorso che dovranno poi seguire tutti i pacchetti di quella chiamata I servizi privi di connessione sono modellati sul sistema postale Ogni messaggio porta l indirizzo completo di destinazione ed condotto lungo il sistema indipendentemente da ogni altro messaggio In genere nei servizi privi di connessione si pu solo rilevare la presenza di errori ma non correggerli in quanto non si possono realizzare meccanismi di ritrasmissione questo dovuto al fatto che nella modalit non connessa non
346. zione di frequenza FDMA Ogni canale a sua volta trattato con la tecnica di accesso a divisione di tempo chiamata TDMA attraverso due fasi fig 4 7 Fase di campionamento del segnale fonico in ogni canale Fase di suddivisione di ogni canale in otto sottocanali o time slot 79 Slot 1 Slot 2 Slot 3 Slot 4 Slot 5 Slot 6 Slot 7 Slot 8 f Figura 4 7 Accesso multiplo FDMA TDMA Nella prima fase nei 124 canali i segnali fonici vengono campionati con una frequenza di campionamento di 8 kHz ed i campioni vengono codificati tramite codice a 13 bit si crea cos un segnale digitale avente frequenza di cifra pari a 8kHzx13bit 104 kbps In seguito tramite compressore numerico la frequenza di cifra si riduce a 13 kbps mantenendo inalterata la qualit della voce Nella seconda fase ogni trama di durata pari a 4 62 ms corrispondente ad un canale suddivisa in 8 timeslots ognuna di durata pari a 577 us Ogni time slots o burst corrispone ad 1 canale Per ogni direzione quindi esistono 124 x 8 992 canali in totale 124 trame codifica full rate Successivamente tramite la codifica denominata half rate la voce stata codificata con 6 5 kbps il che ha permesso di estendere il numero di canali a 124x16 1984 La modulazione utilizzata nel sistema GSM 900 la GMFK 0 3 Gaussian Minimum Shift Keying ossia la modulazione digitale a spostamento minimo di frequenza Il termine Gaussiano indica che prima della modul
347. zioni d utente quali la fonia e i dati utente Una rete per dati dedicata alla interconnessione degli elaboratori presenti nei nodi di commutazione e che trasferisce le informazioni riguardanti la segnalazione per il controllo delle chiamate e per la fornitura dei servizi 3 6 1 Architetture a livelli Per ridurre la complessit di progettazione la maggior parte delle reti organizzata come una serie di strati o livelli ognuno costruito su quello inferiore realizzando cos delle architetture a strati fig 3 11 13 Il livello N presente in un sistema permette un dialogo con il livello N presente in un altro sistema Le regole e convenzioni utilizzate per la comunicazione sono generalmente note come protocollo di livello N livello n 1 livello n livello n 1 livello 1 Figura 3 11 architettura a strati L insieme dei livelli e dei protocolli definisce un architettura di rete 13 I nomi il numero dei livelli il loro contenuto e le funzionalit differiscono da una rete all altra ma in tutte le reti lo scopo di ciascun livello quello di fornire servizi al livello superiore mascherando il modo in cui questi sono implementati Ad eccezione del livello pi alto un livello N fornisce servizi di livello N alle entit di livello N 1 Le entit di livello N eccetto il livello 1 per comunicare usano servizi di livello N 1 le entit di livello 1 comunicano direttamente tramite i mezzi trasmissivi che le i
348. zo sono formate da due colonne ad esempio nel caso dei numeri di telefono si ha fig 13 4 ID Telefono 001 Figura 13 4 Tabella ID Numeri di telefono Le tabelle riguardanti i nomi dei serbatoi le loro capacit e i nomi degli elementi funzionali hanno un numero di colonne pari al numero dei serbatoi 8 o a quello degli elementi funzionali 6 ad esempio nel caso dei serbatoi si ha fig 13 5 ID S1 S_2 S 3 S 4 S S S 6 S 7 S 8 001 Figura 13 5 Tabella ID nomi serbatoi 223 L esatta corrispondenza dell ID in ogni tabella permette di estrarre i dati statici relativi ad un distributore selezionando per ogni tabella la riga corrispondente all ID Si reso necessario l introduzione della funzione GESTIONE DATI STATICI per prelevare e inserire correttamente i dati relativi ai distributori da e nelle corrispondenti caselle delle diverse matrici 13 1 RICEZIONE SMS All interno di RICEZIONE SMS il flusso dei dati il seguente fig 13 6 viene prelevato il primo SMS disponibile dalla coda SMS RICEVUTI In esso RICERCA INTESTAZIONE verifica se nell SMS presente l intestazione che caratterizza i messaggi propri del sistema se presente viene successivamente ricercato da ESTRAI ID l identificativo della periferica contenuto all interno del messaggio In base ad esso possibile aggiornare la tabella ULTIMI MESSAGGI
349. zza livelli logici a 2 8 V Per utilizzare il GM 862 con un DTE dotato di interfaccia seriale V 24 si rende necessario l impiego di un traslatore di livelli esterno I componenti necessari al funzionamento del modulo GM862 sono indicati in figura 9 2 CSIM RS 232 h V 24 RASLATORE opo GM 862 lt gt Figura 9 2 Sistema GM862 Nel seguito con i termini modem modulo GM862 si intender il sistema composto dal traslatore di livelli esterno dall antenna dal SIM e dal modulo GM862 vero e proprio 9 1 1 2 Modalit operative Il GM 862 deve essere collegato alla porta seriale di un terminale DTE sul quale risiede il software applicativo che gestisce la comunicazione e supporta esclusivamente comunicazioni seriali di tipo asincrono 134 Analogamente ad un modem il GM 862 in grado di determinare in modo automatico la velocit e il formato dei dati usati dal DTE Si definisce modalit base il funzionamento in emulazione di un modem analogico con l impiego esclusivo dei comandi AT convenzionali mentre si definisce modalit estesa quando si utilizza anche il set di comandi specifici dell ambiente GSM Nella trasmissione dati il GM 862 supporta sia la modalit trasparente cio senza la correzione dell errore sulla tratta radio sia quella non trasparente Solo in quest ultimo caso possibile adattarsi alla velocit del dispositivo remoto e tale limitazione imposta dallo standard

1.3 vantaggi di un sistema di telerilevamento

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