Sistema di acquisizione dati a basso consumo basato su Linux per sensori multi-parametrici: il software.

Rapporti Tecnici, INGV

Questo rapporto tecnico nasce con lo scopo di completare il lavoro presentato nel Numero 226 di que- sta stessa collana editoriale [Guardato, 2012] in cui è ampiamente descritto l’hardware di un sistema di ac- quisizione dati a basso consumo, basato sul sistema operativo open-source Linux, per l’acquisizione di se- gnali digitali seriali provenienti da sensori multi-parametrici. Il documento presente descrive dettagliatamen- te il software di gestione e funzionamento del relativo sistema con un taglio di tipo nettamente manualistico.
Il software, che gira su una CPU del tipo ARM-9 a basso consumo [AT91SAM9G20] montata su una scheda elettronica commerciale, è suddiviso in due versioni maggiori: una di essa gestisce parte della stru- mentazione fuori acqua installata su una meda elastica nel Golfo di Pozzuoli [Iannaccone, et al, 2009] e de- nominata SURFACE, mentre l’altra gestisce al completo un modulo sottomarino per misure multi- parametriche, denominata MODULE. Su entrambe le versioni il software consente la gestione di: otto linee digitali di I/O, due interfacce seriali USB con accensione a comando, tre porte seriali asincrone di tipo RS- 232, una porta seriale asincrona half-duplex di tipo RS-485/RS-422, un convertitore analogico-digitale a 12- bit ad otto canali multiplexati (utilizzati, tra l’altro, per monitorare i consumi elettrici della strumentazione e del sistema stesso), un sensore per la misura della temperatura del sistema ed una bussola magnetica digitale per la misura dell’inclinazione e dell’orientazione della meda elastica (per la versione SURFACE) e del mo- dulo sottomarino (per la versione MODULE). L’architettura del software si completa, per il modulo sottoma- rino, con la gestione dell’evento relativo all’eventuale allagamento dell’housing del modulo; mentre per la parte fuori acqua, con la gestione del ricevitore GPS installato sulla parte emersa della meda elastica.
Infine, una serie di script scritti in Bash, coadiuvati da una serie di applicazioni elaborate in linguaggio C, completano il software di gestione del microprocessore, delle periferiche e dei sensori integrati ed esterni al sistema di acquisizione.

Guardato, S. (2012). Sistema di acquisizione dati a basso consumo basato su Linux per sensori multiparame- trici: l’hardware. Rapporti Tecnici INGV, N. 226 – ISSN 2039-7941.
Iannaccone, G., Vassallo, M., Elia, L., Guardato, S., Stabile, T.A., Satriano, C., and Beranzoli L. (2010).
Long-term Seafloor Experiment with CUMAS Module: Performance, Noise Analysis of Geophysical Signals, and Suggestions about the Design of a Permanent Network. Seismological Research Letters, Vol. 81, N. 6, pp. 916-927.
Iannaccone, G., Guardato, S., Vassallo, M., Elia, L., and Beranzoli L. (2009). A new multidisciplinary Ma- rine Monitoring system for the surveillance of Volcanic and Seismic areas. Seismological Research Letters, Vol. 80, N. 2, pp. 203-213.
AT91SAM9G20 (2009). AT91 ARM Thumb Microcontroller. ATMEL.
STTS75 (2007). Digital temperature sensor and thermal watchdog. ST Microelectronics, Rev. 7.
HM55B (2005). Compass Module. Parallax, Hitachi.
ADS7828 (2005). 12-Bit, 8-Channel Sampling Analog-to-Digital Converter with I2C Interface. Burr-Brown
from Texas Instruments, SBAS181C.
ADXL203, Precision ±1.7g Dual-Axis MEMS Accelerometer, Rev. A. Analog Device.