Sviluppo di un sistema di acquisizione e telemetria per il monitoraggio di correnti marine superficiali costiere

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Sviluppo di un sistema di acquisizione e
telemetria per il monitoraggio di correnti marine
superficiali costiere

• Di Piero Zuppelli
• CdL Ing Elettronica Applicata (Triennale)

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Finalità del sistema

• Studio della dinamica delle correnti marine su
  piccola scala in ambito costiero
• Verifica e correzione dei modelli di circolazione
  su piccola scala in ambito costiero
• Calibrazione dei dati ottenuti delle mappe
  satellitari di temperatura superficiale del mare

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Obiettivo del progetto

• Sviluppo di un sistema innovativo a basso
  costo e ad alta risoluzione spaziale per il
  monitoraggio di correnti marine in ambito
  costiero

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Il Drifter oceanico

• Boa galleggiante semisommersa che segue la
  corrente superficiale in maniera passiva
• Trasmissione satellitare
• Bassa risoluzione e lunga durata di esercizio
• Strumento a perdere

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Drifter costiero vantaggi

• Alta frequenza di campionamento della posizione
• Possibilità di conoscere la posizione e la
  temperatura dellacqua di mare in tempo quasi
  reale
• Trasmissione dati a terra mediante GSM
  (alternativa a quella satellitare)
• Uso di batterie standard
• Rischio di perdita limitato e possibilità di
  riutilizzo dello strumento

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Telit GM862-GPS

• Architettura a microprocessore (ARM della ATMEL)
• Ricevitore GPS
• Modem GSM
• Interprete Python

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Hardware schema a blocchi
Circuito di monitoraggio tensione batteria
Multiplexer analogico
Linee di controllo
TermometroTermistore e circuito di
codizionamento
TELIT GM862-GPS
Circuito di interfaccia RS-232
Linee di controllo
Controllo alimentazione periferiche
Circuito di alimentazione
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Moduli Software sviluppati

• Controllo e gestione del drifter
• Interfaccia di programmazione del drifter e
  download dei dati in laboratorio
• Interfaccia per il monitoraggio in tempo quasi
  reale della posizione dei drifter

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Software del drifter A (Python)

• Lettura dei parametri di configurazione del
  sistema da file
• Acquisizione del dato GPS
• Acquisizione di temperatura, stato della batteria
  e segnale GSM

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Software del drifter B (Python)

• Salvataggio dei dati acquisiti
• Valutazione della possibilità di trasmettere il
  dato a terra
• Calcolo del periodo di inattività fino al
  prossimo campionamento (sleep mode)

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Interfaccia di programmazione (LabVIEW)

• Creazione dei file di configurazione del drifter
• Download dei dati dalla memoria raccolti durante
  la fase di acquisizione

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Interfaccia per il monitoraggio (LabVIEW)

• Ricezione (attraverso modem GSM) di SMS inviati
  dai drifter e salvataggio su file
• Visualizzazione dellultima posizione trasmessa
  da uno o più drifter su mappa

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Software di monitoraggio (LabVIEW)
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Taratura termometri

• Bagno termostatico
• Impostazioni hardware
• Calibrazione software

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Test in laboratorio

• Stabilità del software
• Durata delle batteria a regime (20 giorni)
• Range ed accuratezza del sensore di temperatura
  (5 C - 30 C 0.5 C)

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Campagna oceanografica MREA07 (Golfo di La Spezia)

• Traiettorie di 5 drifter in 4 giorni di
  acquisizione
• Campionamento ogni 5 minuti (SMS ogni 15 minuti)

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Conclusioni

• Il sistema soddisfa gli obiettivi prefissati
• Superiore versatilità rispetto al drifter
  oceanico
• Attualmente impiegato in progetti di ricerca
  dallIstituto Nazionale di Oceanografia e di
  Geofisica Sperimentale - OGS di Trieste

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Sviluppi Futuri

• Ampliamento della sensoristica on-board (sensori
  di conducibilità e di inquinanti)
• Connessione via GPRS a server FTP