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Lightwave: illuminazione intelligente

Il progetto “LightWave – illuminazione intelligente” nasce dalla presa di coscienza della necessità di efficientare e ammodernare i servizi pubblici, a partire dall’illuminazione stradale.

In un mondo di oggetti connessi anche i lampioni stradali possono diventare dei nodi della rete, ed entrare a fare parte di un sistema che permette di modulare l’intensità luminosa del punto luce in base all’ utenza presente ma può integrare una serie di funzionalità che rendono il lampione stradale molto più di un semplice punto di illuminazione.

Con un sistema di illuminazione intelligente come LightWave le possibilità i lampioni possono essere usati per altre funzioni, come la gestione del traffico, la videosorveglianza, il monitoraggio dei parametri ambientali, la gestione del sistema di manutenzione, la ricarica delle auto elettriche e la diffusione del WiFi.
I singoli punti luce integrano un’elettronica dedicata che trasformerà il vecchio lampione in un nodo di una rete mesh. Questo sistema sarà associato ad un edge router che si occuperà di gestire la singola linea di illuminazione e fungerà da bridge tra la rete mesh e la rete internet in ottica IoT.

PROTOCOLLO DI COMUNICAZIONE E SOFTWARE

# IoT
Integrazione della computazione in diversi aspetti del mondo concreto e arricchimento di capacità computazionali per categorie sempre maggiori di oggetti

# Protocollo CoAP
protocollo web per nodi di rete con risorse limitate adatto a comunicazioni macchina-macchina
trasporto su protocollo a datagramma come UDP con adattabilità opzionale
scambio asincrono di messaggi

• realizzazione in modo semplice d’intermediari (proxy)

• possibilità di memorizzare in cache risposte per ridurre tempi di risposta ed
occupazione di banda

# Eclipse Leshan server
Struttura di programmazione LWM2M in Java utilizzata per sviluppare server e client del sistema di controllo e gestione di Lightwave.

6LoWPAN e Mesh networks

Protocollo di comunicazione che permette la trasmissione di pacchetti IPv6 packets attraverso una rete wireless. Il protocollo 6LoWPAN permette ad ogni nodo della rete wireless (WSN) di essere facilmente identificato, dalla stessa, da un unico IP address.

Caratteristiche principali:
-la Mesh network è self-forming.
-Il layer 6LoWPAN agisce da bridge tra l’esistente IPv6 network e i nodi.

 


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HARDWARE

# Driver di lampada
L’intensità luminosa della singola lampada è gestita da un DRIVER di lampada, progettato ad hoc e corredato da una serie di sensori che forniscono dati
real-time utili da remoto per la verifica dello stato della lampada e del consumo energetico in locale per prendere decisioni riguardo il comportamento della lampada stessa

# Microprocessore

Il modulo a microprocessore selezionato fa parte della serie STM32F4 della ST
microelectronics, l’ultima versione della MCU a 32 bit.

#Wireless Sensor Nodes

Caratteristiche principali:
– GPIO per il pilotaggio della Driver delle lampade LED
– interfaccia SPI per pilotaggio del modulo SPIRIT1 per la rete mesh.

#Wireless Bridge

Caratteristiche principali
– interfaccia SPI per pilotaggio del modulo SPIRIT1 per la rete mesh.
– interfaccia UASART per il controllo del modulo WiFi per la
connessione wireless in cloud e più in generale da remoto.
– interfaccia Ethernet per la connessione via cavo in cloud e più in
generale da remoto.

#Rete mesh

Per la comunicazione tra i vari nodi della si è scelto di operare nella banda delle frequenze libere UHF (secondo le norme nazionali ed europee). SPIRIT1 è un low-power RF transceiver per applicazioni wireless nella banda dei sub-1 GHz.
Caratteristiche principali:
– frequency band 868 MHz
– programmable RX digital filter from 1 kHz to 800 kHz
– programmable channel spacing (12.5 kHz min.)
– data rate 1-500 kbps
– Programmable output power up to +16 dBm
– Ceramic chip Antenna
– modulation: 2-FSK, GFSK, OOK, ASK, MSK
– interface: SPI
– Surface mount PCB module


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