UNIVERSIT

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UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PISAFacoltà di
IngegneriaCorso di Laurea in Ingegneria
Informatica

• ACQUISIZIONE DATI IN AMBIENTE REAL TIME E
  MONITORAGGIO VIA RETE CON LABVIEW
• Relatori Candidato
• Ch.mo Prof.Ing.Aldo Balestrino
  Simone Brancaccia
• Prof.Ing.Mario Innocenti
• Dott.Ing.Alberto Landi

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ACQUISIZIONE DATI IN AMBIENTE REAL TIME E
MONITORAGGIO VIA RETE CON LABVIEW

• Descrizione generale del sistema
• Il server per lacquisizione dati e il controllo
• Il protocollo di comunicazione
• Il client Labview
• Acquisizioni dati da un dispositivo reale
• Conclusioni

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STRUTTURA DEL SISTEMA

• Architettura client/server che consente
  allutente di operare su un sistema remoto che è
  in grado di effettuare lacquisizione dati e il
  controllo su un dispositivo reale.

Client Labview Windows95
Server C RT Linux
TCP/IP
Processo reale
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DESCRIZIONE GENERALE

• Instaurata la connessione con il server lutente
  può
• acquisire informazioni sui task disponibili
• configurare il sistema remoto
• selezionare un task
• configurarne il periodo
• attivare/disattivare il task selezionato
• acquisire dati
• visualizzare e memorizzare i valori ricevuti

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IL SISTEMA RT LINUX

• Patch del sistema Linux
• Algoritmi di scheduling
• Priority Scheduling (RM)
• EDF
• Task RT
• Comunicazione fra processi
• RT FIFO
• Memoria condivisa

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IL SERVER DESCRIZIONE GENERALE
Handler
Modulo di Trasferimento Messaggi
RT FIFO CTRL
TASK 1
TCP/IP
RT FIFO DATI
TASK n
Modulo RT
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IL MODULO DI TRASFERIMENTO MESSAGGI

• Ponte tra il socket TCP e le RT FIFO

Server
Server figlio
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IL MODULO RT

• Struttura di un sistema di controllo generico

e
x
r
Dispositivo Controllato
Controllore
D/A
y
A/D
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IL MODULO RT

• Task per il controllo e lacquisizione
• Strutture dati e variabili configurabili
• Libreria per la scheda di acquisizione

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IL MODULO RT

• Pattern di ingresso
• Inserimento di nuovi task
• Libreria di moduli RT

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PATTERN DI INGRESSO

• Consente di configurare un array di campioni da
  dare in ingresso al dispositivo, con un periodo
  settato dallutente remoto
• Meccanismo di generazione di dati in un processo
  di identificazione da una postazione remota
  rispetto al dispositivo

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SCHEDULABILITÀ

• Ci ? Ti per ogni task RT i
• idle time sufficiente per non causare starvation
  o ritardi elevati dei processi non RT

Task RT
Task RT
Task RT
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LE OPERAZIONI DI SPONIBILI

• Operazioni per la richiesta di informazioni
• Operazioni di settaggio
• Operazioni di controllo

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Operazioni di richiesta informazioni

• Descrizione del server e dei task disponibili
• Richiesta dei valori correnti di variabili e
  parametri
• Richiesta di dati

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Operazioni di settaggio

• Selezione di un task per il controllo e
  lacquisizione dati
• Tuning dei parametri
• Settaggio del periodo di esecuzione
• Configurazione di variabili
• Configurazione del pattern di ingresso

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Operazioni di controllo

• Attivazione/Arresto di un task
• Start/Stop invio dati
• Chiusura della connessione

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IL PROTOCOLLO DI COMUNICAZIONE

• La struttura dei messaggi
• Rappresentazione dei dati
• Modalità di comunicazione

Description Data
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IL PROTOCOLLO DI COMUNICAZIONE

• I tipi di messaggio
• Richiesta di informazioni
• Settaggio
• Controllo
• Informazioni
• Dati
• Errore
• Ack

Client ? Server
Server ? Client
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IL SW LABVIEW

• Ambiente integrato prodotto dalla National
  Instruments per lo sviluppo di applicazioni,
  soprattutto rivolte allinterfacciamento e alla
  simulazione di strumenti reali
• Un programma in Labview è chiamato Virtual
  Instrument (VI).

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IL SW LABVIEW

• Un VI è composto da
• Front Panel
• Block Diagram
• Icon/Connector
• Linguaggio G
• Grafico
• Modulare e gerarchico
• Librerie e strumenti per il debug e il test

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IL SW LABVIEW

• Esecuzione Data Driven di un VI
• Un nodo del diagramma in linguaggio G va in
  esecuzione solo quando su tutti i suoi terminali
  di ingresso sono arrivati i dati.

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Front Panel Signal Generation
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Block Diagram
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Front Panel per la configurazione della
connessione
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Front Panel per il settaggio del sistema remoto
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Front Panel per il monitoraggio modalità standard
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Front Panel per il monitoraggio modalità pattern
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TEST DEL SISTEMA

• Test in piccolo
• Test di integrazione
• User test
• Utilizzo corretto e situazioni limite
• Utilizzo scorretto e crash

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ACQUISIZIONE DATI DA UN PROCESSO REALE
Server
Client
Utente
TCP/IP
Scheda LabPC
DISPOSITIVO
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IL DISPOSITIVO

• Convertitore statico di tipo 24/220/900 che
  alimenta un motore monofase avente in uscita una
  dinamo tachimetrica

Vin
Vout
INVERTER
MOTOREMONOFASE
DINAMO
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LE PROVE EFFETTUATE

• Variazione analogica della frequenza di ingresso
  dellinverter
• Variazione della frequenza di ingresso
  dellinverter con pilotaggio remoto
• Utilizzo di pattern di ingresso

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PATTERN DINGRESSO
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CONCLUSIONI