Trasmissione wireless e radio

La trasmissione wireless e radio permette di inviare le misure da un sensore o strumento a un sistema di raccolta senza cavi, tramite onde radio. Il principio è sostituire il collegamento fisico con un collegamento via etere: il sensore misura la grandezza, converte il dato in un segnale radio e lo trasmette a un ricevitore, che lo raccoglie e lo invia al sistema di monitoraggio. Questo libera la misura dal vincolo del cablaggio, permettendo di installare sensori dove tirare un cavo sarebbe difficile, costoso o impossibile, e di spostarli facilmente. È la tecnologia alla base dei moderni sistemi di monitoraggio distribuiti, dove molti sensori sparsi trasmettono i loro dati a un punto centrale. Capire come le misure viaggiano via radio e cosa rende affidabile il collegamento aiuta a impiegare correttamente questi sistemi nel monitoraggio.

Questa pagina spiega come i dati viaggiano via radio, i vantaggi rispetto al cablaggio, e cosa conta per un collegamento affidabile. È una guida per il tecnico che installa sistemi di monitoraggio.

Le misure viaggiano via radio

Nella trasmissione wireless, il dato di misura viene convertito in un segnale radio e irradiato da un’antenna. Il sensore, o un modulo a esso collegato, prende il valore misurato, lo codifica in forma digitale e modula un’onda radio che lo porta con sé. Un ricevitore, dotato a sua volta di antenna, capta l’onda, la demodula e recupera il dato, passandolo al sistema di raccolta. È lo stesso principio con cui funzionano radio, telefoni e reti senza fili: l’informazione viaggia nello spazio come variazione di un’onda elettromagnetica. I sistemi wireless per la misura usano varie tecnologie radio, scelte in base alla distanza, alla quantità di dati e ai consumi: alcune coprono pochi metri con consumi minimi, altre chilometri. Spesso i sensori wireless sono alimentati a batteria e progettati per consumare pochissimo, trasmettendo brevi pacchetti di dati a intervalli, così da durare a lungo. In alcuni sistemi i sensori formano una rete, in cui i dati possono passare da un nodo all’altro per raggiungere il ricevitore anche a distanza. Il cuore della tecnologia è quindi trasformare una misura in un segnale che può attraversare lo spazio senza fili e arrivare integro a destinazione.

I vantaggi rispetto al cablaggio

Il vantaggio principale del wireless è l’eliminazione dei cavi di segnale. Cablare i sensori può essere costoso e complicato, specie su lunghe distanze, in edifici esistenti, su parti in movimento o in ambienti dove passare i cavi è difficile. Il wireless libera da questo vincolo: un sensore può essere installato dove serve, anche in punti scomodi, e spostato facilmente se le esigenze cambiano. Questo rende molto più semplice ed economico realizzare sistemi di monitoraggio distribuiti, con molti sensori sparsi che trasmettono a un punto centrale. Riduce i costi di installazione e aumenta la flessibilità. I limiti da considerare sono la portata radio, che dipende dalla tecnologia e dagli ostacoli; l’alimentazione dei sensori, spesso a batteria, che va gestita; e la possibile presenza di interferenze o ostacoli che disturbano il segnale. Muri spessi, strutture metalliche e altre trasmissioni possono attenuare o disturbare il collegamento. Per questo un buon sistema wireless è progettato con attenzione alla copertura radio, prevedendo eventuali ripetitori e verificando la qualità del segnale nei punti di installazione. Va anche curata la sicurezza della trasmissione, perché i dati via etere possono in linea di principio essere intercettati o disturbati. Con queste attenzioni, il wireless offre un modo flessibile ed efficiente di raccogliere misure da molti punti.

Aspetto	Valutazione
Niente cavi	Installazione flessibile
Portata radio	Da gestire con la copertura
Alimentazione	Spesso a batteria

Dove si usa

La trasmissione wireless si usa in tutti i sistemi di monitoraggio dove il cablaggio sarebbe scomodo. Nel monitoraggio ambientale di edifici, magazzini, musei e catene del freddo, sensori wireless sparsi trasmettono temperatura, umidità e altre grandezze a un sistema centrale, senza dover cablare ogni punto. Nel monitoraggio degli impianti e delle macchine, sensori wireless raccolgono dati da punti difficili da raggiungere con i cavi, come parti rotanti o zone remote. Nelle reti di sensori distribuite su aree ampie, il wireless è spesso l’unica soluzione pratica. Il wireless è alla base dell’evoluzione verso il monitoraggio continuo e in rete, dove tanti sensori alimentano un sistema centrale di raccolta e allarme. La scelta della tecnologia radio dipende dalla distanza, dalla quantità di dati, dai consumi e dall’ambiente. Per un sistema affidabile contano la copertura radio verificata, la gestione dell’alimentazione e la sicurezza della trasmissione. Grazie alla capacità di inviare le misure senza fili, la trasmissione wireless e radio rende possibili sistemi di monitoraggio flessibili, distribuiti ed economici, ed è una tecnologia chiave della digitalizzazione della misura.

• Le misure viaggiano via onde radio senza cavi.
• Un ricevitore capta i dati e li raccoglie.
• Libera dai vincoli del cablaggio.
• Ideale per sistemi di monitoraggio distribuiti.
• Contano portata, alimentazione e sicurezza.

Affidabilità del collegamento

Per un collegamento affidabile contano una buona copertura radio nei punti di installazione, la gestione dell’alimentazione dei sensori, e la sicurezza della trasmissione. La copertura va verificata sul campo, perché muri, strutture metalliche e distanze riducono il segnale, e dove serve vanno previsti ripetitori o antenne adatte. L’alimentazione a batteria va gestita monitorando la carica e scegliendo intervalli di trasmissione compatibili con la durata. Le possibili interferenze da altre trasmissioni vanno considerate scegliendo tecnologie e frequenze adatte. La sicurezza dei dati va curata con la cifratura, perché i dati via etere possono essere intercettati. Va verificato che i dati arrivino integri, con meccanismi di controllo e ritrasmissione. Documentare tecnologia, copertura e configurazione rende il sistema tracciabile. Grazie alla trasmissione delle misure via radio, la trasmissione wireless e radio elimina i vincoli del cablaggio e rende possibili sistemi di monitoraggio distribuiti e flessibili, purché progettati con attenzione alla copertura, all’alimentazione e alla sicurezza.

Dalla tecnologia allo strumento: cosa serve in pratica

Questo tema appartiene all’area Digitalizzazione, dati e taratura del ramo Tecnologie e principi di misura, ed è collegato ai datalogger autonomi. Per la strumentazione il riferimento è il Catalogo prodotti.

Nel catalogo i sistemi di monitoraggio fanno capo ai datalogger ambientali e sistemi di monitoraggio, nella famiglia aria, clima, gas ed emissioni. Se devi raccogliere misure senza cablaggio, il modulo di richiesta consente di ricevere un’indicazione mirata.