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Situazione iniziale

Finora, i sili di stoccaggio del deposito comunale di Rapperswil erano dotati di sensori di livello laser per trasmettere regolarmente i livelli delle riserve di sale tramite una rete di telefonia mobile 2G. In questo modo l'ufficio acquisti aveva sempre una visione d'insieme delle riserve esistenti e poteva riordinare il sale in tempo utile, se necessario, garantendo così la gestione delle strade in inverno.

Con l'abbandono dell'infrastruttura di rete 2G da parte di Swisscom, la soluzione esistente è diventata inutilizzabile. In collaborazione con CRA AG di Jona, adnexo ha progettato una soluzione di successo.

Il nostro obiettivo era quello di implementare una soluzione economica sotto forma di retrofit. Ciò significa continuare a utilizzare l'infrastruttura e la tecnologia dei sensori esistenti e rinnovare solo le parti necessarie.

Scelta della tecnologia radio

Per sostituire l'obsoleta tecnologia radio 2G, la prima cosa da fare era scegliere un'alternativa. Sono disponibili le prossime generazioni di reti mobili come 3G, 4G o 5G o tecnologie LPWAN come LoRaWAN. Le reti mobili classiche richiedono una carta SIM e quindi fondamentalmente un abbonamento di telefonia mobile classico, che di solito costa diverse decine di franchi. Costi elevati per la trasmissione di pochi valori del sensore. La rete LPN LoRaWAN di Swisscom, invece, è stata progettata proprio per questo tipo di trasmissione dati: Bassa larghezza di banda, basso consumo energetico, ma molto più economico.

Grazie alla tensione di rete esistente, non c'erano requisiti per il consumo di energia. i costi di connessione sono di natura decisiva. I costi contenuti, circa un decimo di quelli di una carta SIM con abbonamento, sono quindi un chiaro argomento a favore della nuova tecnologia LoRaWan. Dopo aver superato con successo i test di ricezione in loco, è stata scelta la tecnologia radio LPN.

Attuazione

Abbiamo sostituito il modem 2G con un trasmettitore LoRaWAN e abbiamo integrato le misure del sensore nella nostra piattaforma ax-track. Abbiamo migrato la trasmissione dei dati dall'obsoleto GSM 2G al moderno standard radio LoRaWAN della rete LPN di Swisscom. In origine, i dati erano gestiti in un'applicazione desktop fat-client, che era già un po' obsoleta. Passando alla nostra piattaforma ax-track, le aziende municipalizzate hanno ora accesso ai dati in qualsiasi momento, anche da dispositivi mobili. Abbiamo anche configurato le notifiche in modo da attivare automaticamente gli avvisi in caso di esaurimento delle scorte e di necessità di riordino.

Sensore

Il sensore esistente utilizza un raggio laser per misurare la distanza dal coperchio del silo alla superficie del contenuto e la trasmette sotto forma di segnale 4-20mA. Abbiamo potuto continuare a utilizzare il sensore stesso intercettando il segnale dal sensore con un trasmettitore LoRaWAN e inoltrandolo alla nostra piattaforma IoT ax-track.

Calcolo

Per il calcolo del livello, abbiamo dovuto considerare alcune cose. In primo luogo, i silos non hanno una forma geometrica semplice, cioè non sono un semplice cubo o cilindro, ma una combinazione di diverse forme. Più cilindrica nella parte superiore e poi a cono nella parte inferiore. Inoltre, il sale non è distribuito uniformemente nel silo, ma si formano valli o montagne, a seconda del livello di riempimento. Questi fattori rendono il calcolo del livello di riempimento un po' più complesso. Sulla base dei piani di costruzione e delle dimensioni disponibili, abbiamo optato per una linearizzazione a più punti e l'abbiamo eseguita individualmente per ogni silo, calcolando così una buona approssimazione per i livelli di riempimento. Inoltre, su richiesta del cliente, abbiamo calcolato anche la massa e il volume del sale presente.

Visualizzazione su piattaforma ax-track

I livelli di riempimento sono visualizzati in modo semplice e chiaro sulla piattaforma ax-track. È possibile visualizzare le variazioni del livello di riempimento in diversi periodi di tempo. Con il collegamento dei dati meteorologici, sarebbe ora possibile monitorare il consumo e pianificare meglio il fabbisogno di sale per il futuro.

Con la funzione "Regole" è possibile definire regole indipendenti, che attivano una reazione quando si verifica una determinata azione. Messaggi automatici sul livello di riempimento, ordini automatici di sale o informazioni sulla quantità attualmente acquistata sono solo alcuni esempi di applicazioni.