SARA electronic instruments · Per poter eseguire una corretta acquisizione del segnale sismico occorre sincronizzare i dati acquisiti in modo accurato. I dati vengono campionati

1-------------------- Lennartz MarsLite aggiornata a SEISMONUX

SARA electronic instruments

ACQUISITORE SISMICO

LENNARTZ MarsLiteaggiornato al software

SEISMONUX

MANUALE D'USO

ATTENZIONE!PRIMA DI TUTTO LEGGERE IN ORDINE:

1) INTRODUZIONE2) QUICK START E AVVERTENZE

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LISTA DELLE SEZIONI E CONTENUTI

INTRODUZIONEPiccola nota introduttiva sullo strumento e le sue finalità.

QUICK START E AVVERTENZE INIZIALIDA LEGGERE ASSOLUTAMENTE PRIMA DELLE ALTRE SEZIONI!!!

STRUMENTOQui trovate informazioni specifiche dello strumento. Alcune sono relative ai circuiti originaliLennartz altre sono specifiche dell'aggiornamento.

GPS E SINCRONISMOQuesta sezione ha relazione con il sistema GPS e i suoi concetti di base che l'utente dovrebbeconoscere per facilitare l'uso del ricevitore GPS.

SOFTWAREQui trovate tutte le informazioni di riferimento per il software SEISMONUX che consente allostrumento di svolgere le sue funzioni.

RISOLUZIONE DEI PROBLEMIQuesta sezione offre aiuto per risolvere alcuni problemi comuni che possono presentarsiall'avviamento del sistema o più tardi a causa di qualche malfunzionamento. Prima di chiamare ilnostro servizio assistenza si prega di consultare questa sezione.

Domande Frequenti (F.A.Q.)FAQ = Frequently Asked Questions. Questa sezione contiene risposte a domande frequenti chevengono poste dai nostri clienti riguardo ai nostri prodotti. Alcune domande potrebbero non avere ache fare con il prodotto da voi acquistato ma le abbiamo inserite comunque perché pensiamo checonoscere idee o concetti relativi a prodotti che non hanno stretta relazione con l'attività svoltadall'utente sia di aiuto per avere una migliore comprensione sulla strumentazione sismica nel suoinsieme e le possibilità di indagine che esse offrono.

GLOSSARIOQuesta sezione provvede alcune spiegazioni su termini tecnici relativi allo strumento o alle indaginisismiche che possono essere sconosciuti a qualche utente.

APPENDICENote sul collaudo e sulle performance dello strumento così come testate dal personale delDipartimento di Protezione Civile del Ministero degli Interni della Repubblica Italiana.






INTRODUZIONEIl presente manuale riporta le informazioni tecniche di riferimento e di funzionamento dellastazione Lennartz MarsLite modificata per accogliere il sistema operativo Linux e softwareapplicativo Seismonux.

La MarsLite originaleLe stazioni MarsLite sono state progettate agli inizi degli anni '90 ed erano molto apprezzate per laqualità del segnale campionato. Erano costituite da:

– uno stadio interfaccia utente dotato di display grafico tastiera– porta seriale (solo console, non dati in uscita)– disco magneto – ottico (interfaccia SCSI)– uno stadio A/D costituto con tre canali separati e schermati dotati di stadio amplificazione

filtro, a/d converter cirrus CS5102A - 16 bit– una CPU per il pre-post processing basata su processore NECV25 e DSP TMS320C26– dispositivi di interfaccia fra i quali RS232, SCSI, DCF7– base dei tempi con oscillatore stabilizzato da 4.096 MHz– stadio di alimentazione e servizi

Nel tempo le limitazioni alla fruibilità di queste stazioni si sono fatte sentire, nello specificorisultavano in una:

– difficile gestione dei dischi SCSI, sia magnetici che magneto – ottici– scarsa reperibilità e costo dei supporti– delicatezza dei supporti magneto – ottici– impossibilità di gestire comunicazioni via Internet– limitata capacità di memoria (512 Mbytes)– peso ragguardevole delle stazioni dotate di dischi meccanici

Il tutto è più evidente se paragonato alle stazioni moderne, facenti largo uso di dischi a stato solidoe connettività Ethernet.

RisoluzioneLa MarsLite è conosciuta per essere un acquisitore a 20 bit. Salta subito in evidenza come l'A/Dconverter nativo CS5102A sia un 16 bit. Ciò non deve sorprendere, infatti è tecnica nota quella disovracampionare un segnale per poter guadagnare in risoluzione e quindi in numero di bit assoluti.Il design della MarsLite era dunque orientato a questa tecnica, supportata dal potente DSP Texas.L'ENOB (Effective Number Of Bits) della MarsLite era dunque intorno ai 20 bit, una risoluzione ditutto rispetto per una macchina degli anni '90.La MarsLite è inoltre dotata di uno stadio di amplificazione a 4 livelli di guadagno che consente diregolare il range di lavoro del sistema in base al bisogno o alla sensibilità dei sensori utilizzati.

TimingPer poter eseguire una corretta acquisizione del segnale sismico occorre sincronizzare i datiacquisiti in modo accurato. I dati vengono campionati e riferiti ad un orario interno all'acquisitore;questo orario è scandito da un oscillatore TCXO (oscillatore quarzato controllato in temperatura) ilquale garantisce una elevata stabilità anche in assenza di segnali di sincronizzazione esterna. Lasincronizzazione esterna avviene tramite il segnale DCF77 che può anche essere emulato da unopportuno ricevitore GPS. Una volta ottenuta l'informazione di sincronizzazione l'oscillatoreinterno non viene fatto “saltare” al nuovo orario ma viene fatto “driftare” verso l'orario più corretto.Ovviamente lo stream dati digitale viene sempre riferito all'orario interno e non a quello disincronizzazione. Dopo un certo tempo i dati saranno dunque sincronizzati e le stazione fornirà dati



sismici perfettamente allineati all'UTC. Ci sono alcuni pro e alcuni contro di questa tecnica, tuttaviaquesta è ciò che Lennartz scelse all'epoca.

Obiettivi del retrofitGli obiettivi del retrofit erano:

– aumentare la capacità della memoria di massa– utilizzare una tipologia di memoria più economica e pratica– alleggerire le stazioni– rendere più pratico lo scaricamento del dato– dare connettività Ethernet al dispositivo– mantenimento delle performance dell'A/D converter– mantenimento della sincronizzazione dell'orario con tecnica “soft”

Nel retrofit di queste stazioni sono stati conservati, oltre ovviamente agli A/D converter, anche lostadio di alimentazione, il pannello di comando e display e lo chassis base (quello più piccolo delledue versioni prodotte da Lennartz).

Sono stati rimossi:– il disco magneto ottico– la main board NECV25

Sono stati applicati internamente:– una scheda con CPU ARM9 dotata di sistema operativo Linux– ricevitore GPS– un'interfaccia con funzioni DSP di base per l'interfacciamento e time-tag verso la scheda

ARM

Sono stati applicati esternamente:– porta Ethernet– porta USB– rilancio segnale di sincronismo verso la porta di sincronismo

Gli obiettivi (si veda anche l'appendice di collaudo da parte del personale DPC) sembrano esserestati pienamente raggiunti e con un incremento generale di prestazioni in funzionalità e rangedinamico.

Il software di gestioneIl software di gestione è SEISMONUX il quale è il nucleo standard dell'acquisitore sviluppato daSARA electronic instruments srl con codice prodotto SL06, il quale a suo tempo usava SEISLOGper Linux (prodotto dall'Università di Bergen) e che dal 2010 usa SEISMONUX. Si tratta dunque diun prodotto collaudato ed affidabile che incrementa esponenzialmente le funzionalità dellaMarsLite portandola al livello degli standard internazionali con connettività SeedLINK, formati fileGSE e miniSEED, ecc. SEISMONUX vanta diverse centinaia di istallazioni in stazioni sismichetemporanee e fisse in Europa, America Latina ed Asia.



RingraziamentiVogliamo ringraziare della fiducia accordata dal personale del Dipartimento di Protezione Civile eda altri esperti; anche attraverso le loro costruttive osservazioni si è potuto riportare gli apparatiMarsLite ad un livello di funzionalità di tutto rispetto permettendo così di valorizzare un parcostrumentazioni altrimenti destinato all'obsolescenza.

Nello specifico ringraziamo: l'Ing. Adriano De Sortis, il Dott. Sandro Marcucci, il Dott. GiulianoMilana (INGV), il Dott. Gaetano De Luca (INGV).

Ringraziamo anche Lennartz-Electronic Gmbh, in particolare Dieter Stoll, per il supporto offerto.






QUICK START

LEGGERE CON ATTENZIONEPRIMA DELL'AVVIAMENTO!!!

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Lista di controlloI seguenti elementi devono essere presenti nella dotazione di un apparecchio:

– UNITÀ SISMICA MARS LITE NELLA SUA BORSA DI TRASPORTO– Cavo alimentazione con connettore DB15 e terminali pin per ingresso

alimentazione (N1 POSITIVO +, N2 NEGATIVO -) o altro dispositivo dialimentazione

– Cavo RS232 NULL MODEM (DB9-F – DB9-F)– ANTENNA GPS con cavo da 10mt e connettore BNC– CAVO di collegamento con terminali RJ45 e USB– ADATTATORE RJ45 CROSS-OVER FEMMINA – FEMMINA– Cavetto DIN 5 poli per la distribuzione del sincronismo

Elementi opzionaliI seguenti elementi potrebbero essere stati forniti:

– ALIMENTATORE 220V-12Vdc– Batteria 12V– Cavo sensori– UNITÀ DI MEMORIA USB aggiuntiva



AccensionePrima di accendere l'unità è bene familiarizzare con il pannello delle connessioniposteriori. I cavi in dotazione sono tutti di diversa tipologia e quindi a prova di errore.Le connessioni sono le seguenti.

1) È necessario disporre di una appropriata sorgente di alimentazione. Questo è unaspetto fondamentale altrimenti l'unità potrebbe danneggiarsi e/o non funzionare inmodo stabile.

2) Si deve utilizzare il cavo in dotazione, inserendolo nell'apposito connettore epredisponendo una sorgente di alimentazione stabilizzata a 12V in corrente continuacon capacità di erogazione di almeno 1Ah.Se si utilizza un alimentatore da rete elettrica questi deve rispettare le normativeeuropee sulla compatibilità elettromagnetica e sicurezza elettrica. Si raccomandal'uso di un alimentatore a doppio isolamento elettrico.E' indispensabile NON alimentare il dispositivo usando dei normali caricabatterie.Questi non provvedono una alimentazione stabilizzata e usandoli si rischia didanneggiare il prodotto anche in modo serio.Si può utilizzare una batteria tenuta in carica da un apposito alimentatore pergarantire una continuità di esercizio, ma in caso di dubbi sulla qualitàdell'alimentazione si raccomanda di richiedere istruzioni.



3) Si deve predisporre il piazzamento dell'antenna GPS e collegarla all'apparato.

4) Si deve predisporre il piazzamento dei sensori ed il loro cablaggio.

5) Si deve aprire il pannellino di comando facendolo ruotare dal basso verso l'alto.

Una volta eseguite queste operazioni l'accensione può essere effettuata alimentandol'impianto con i normali dispositivi di azionamento (interruttori).

Pochi istanti dopo l'accensione il display mostrerà la seguente sequenza diinformazioni:





SpegnimentoLo strumento NON DEVE essere spento improvvisamente. Come tutti i sistemioperativi “complessi” e che utilizzano un file-system è buona norma eseguire unaprocedura di spegnimento.Il sistema è comunque molto tollerante ai power-failures tuttavia, mentre non occorrepreoccuparsi troppo se succede occasionalmente, non è bene avere l'abitudine dispegnerlo senza la procedura prescritta di seguito:

Usando le frecce su/giu selezionare (con il tasto Enter) il menù ACTION, econseguentemente il comando HALT.La sequenza video che ne risulta è questa:

Selezionare Action

Selezionare Halt

In alcune circostanze può essere necessario attendere un poco

Alla comparsa di questo messaggio l'alimentazione si può interrompere



Impostazioni dello strumentoPer impostare lo strumento al funzionamento si dovranno utilizzare le funzionimostrate nella sezione Software relative al programma di gestione SEISMONUX.

Il pannello di comandoL'unità consente la modifica e l'esecuzione di alcuni comandi da pannello. Prima diutilizzarlo però raccomandiamo l'uso dell'interfaccia da browser web in modo daavere un'idea più ampia delle funzionalità dello strumento.

Il pannello di comando è costituito da un display grafico da 128 x 64 punti e da unatastiera di 6 tasti.

Una spia di funzionamento è presente nella parte inferiore della sede del pannelloruotabile. Questa spia lampeggia con il periodo di 1 secondo non appena ilprogramma SEISMONUX è operativo. Quando il sistema è sincronizzato con iltempo GPS la spia lampeggia con periodo di ½ secondo (lampeggio più rapido).

I tasti Freccia, Enter ed Esc consentono di navigare nei vari menù del programma, ecambiano il loro uso in modo contestuale ma in maniera sempre logica e intuitiva.Si veda la sezione software per i dettagli del menù da pannello di comando.

NOTA! Nella maggioranza delle schermate i tasti freccia sinistra e freccia destraconsentono di variare il contrasto del display LCD in modo da poterlo adattare allevarie condizioni di visuale.



Connessione alla rete informaticaSe l'unità è acquistata come stazione singola questa sarà impostata con il seguenteindirizzo di rete: IP: 192.168.2.100 Subnet Mask: 255.255.255.0

Il numero finale (100) potrebbe essere diverso se la stazione fa parte di un lotto distrumenti, di solito il numero di IP è trascritto con una etichetta sul pannello dicomando.

L'accesso all'unità si può eseguire con un browser web, richiamando la pagina: http:\\192.168.2.100:50001

In alternativa ci si può connettere all'unità con un client Telnet oppure con la portaconsole via RS232.

PasswordLe credenziali di accesso iniziali sono le seguenti: Utente: root Password: <invio> (nessuna password)

Vi raccomandiamo di impostare una password prima possibile, specialmente sel'unità dovrà essere collegata ad Internet.



La memoriaLo strumento usa memorie di tipo USB pen drive come memoria di massa. Questesono formattate con il file system EXT2 e sono leggibili da qualsiasi sistema Linux.

La memoria può essere presente all'interno e/o all'esterno dell'apparato.

Le memorie fornite con lo strumento sono di tipo nand-flash SLC (Single LayerCells). Queste differiscono dalle comuni MLC (Multi Layer Cells) in quanto diminore densità di memoria ma maggiore durata e velocità. Avendo una minoredensità sono anche più costose.L'uso di memorie commerciali (MLC) e meno costose è caldamente sconsigliato inquanto non sono sufficientemente affidabili. Il loro uso può essere considerato solo incaso di emergenza o nei casi in cui sussistano ambedue le seguenti condizioni: 1) nonsi renda necessaria la scrittura continua dei dati e 2) le unità di memoria verrannosostituite frequentemente.

Sincronizzazione GPSL'unità è fornita di ricevitore GPS. Si raccomanda sempre di collegare l'antennaPRIMA dell'accensione. In questo modo si garantisce una maggiore velocità diacquisizione dei satelliti.

L'interfaccia RS232L'unità è equipaggiata con una porta console direttamente connessa al sistemaoperativo Linux; se, per qualsiasi motivo, si perde la comunicazione TCP/IP si dovràusare questa porta di comunicazione per recuperare il controllo con l'unità.L'interfaccia console è una DTE quindi per poter collegare il sismografo ad un PCdovete usare il cavo null-modem in dotazione.I parametri standard per la comunicazione con la porta console sono: 115200 baud,nessuna parità, 8 bit di dati, 1 bit di stop.Per la comunicazione può essere usato qualsiasi programma di terminale aventecapacità di emulazione VT100.



SEZIONE STRUMENTO

(1 / 2013)








GeneralitàL'unità di registrazione MarsLite con retrofit SARA è una evoluzione della MarsLite originale.In questa sezione riassumiamo alcune caratteristiche funzionali e/o di riferimento (segnali presentiai connettori, avvertenze, ecc.).La stragrande maggioranza delle funzionalità è implementata da software è pertanto indispensabileper l'operatore conoscere soprattutto la sezione descrittiva di SEISMONUX (il software digestione).

Conoscere l'apparecchioLa MARSLite è di solito provvista di una borsa di trasporto in nylon nero. Sarebbe bene che fossesempre usata come elemento protettivo. Le due estremità della borsa si possono aprire per poteraccedere al pannello di controllo e al pannello dei connettori.

L'unità si apre agendo sul pannello mobile dal basso e facendolo ruotare come nella figura.

È bene lasciare il pannello sempre chiuso quando l'operatore non lo deve usare.

Dal lato opposto il pannello delle connessioni presenta l'aspetto seguente.

presa dati USB/Ethernet

presa presa presa I/O console sensori +12V GPS sincro port



Di seguito sono indicati i segnali connettore per connettore

Presa +12V

Vista di fronte 1. Ingresso +12V 2. 0V 3. Ingressi +12V

Presa sensori

A. CH1+B. CH1-C. CH2+D. CH2-E. CH3+F. CH3-G. +12Vout (uscita di servizio alimentazione sensori)H. riservatoK. 0V (massa di riferimento alimentazione sensori)

J. Schermo

Presa GPS

1. Ingresso RF (polarizzato)2. Schermo (massa)

I/O Sincro

1. riservato 2. riservato 3. massa di riferimento segnali 4. DCF77 input/output 5. riservato 6 riservato

Il segnale al pin 4 è un segnale che viene generato dalla scheda GPS posta all'internodell'apparecchio solo e solo se il GPS è dotato di antenna. In questo caso il segnale va consideratoun OUTPUT. Se il GPS non viene usato il segnale DCF PPS non viene generato e tale segnale èconsiderato un INPUT. In questo modo un singolo apparecchio può sincronizzarne molti altri.



Console Port

1. n/a2. RxD3. TxD4. DTR5. GND6. DSR7. RTS

8. CTS 9. n/a

Presa dati / Ethernet

1. Ethernet rx- 2. Ethernet rx+ 3. Ethernet tx- 4. Ethernet tx+ 5. reserved

6. reserved 7. reserved 8. reserved 9. reserved 10. reserved 11. reserved 12. USB +5vcc 13. USB D- 14. USB D+ 15. USB gnd



Schema di funzionamentoLo schema di funzionamento rimane estremamente simile a quello già esistente. Esistono numeroseopzioni di triggering e/o di registrazione in continuo.Il flusso dati è sostanzialmente quello riportato in figura.

Dagli A/D i dati vengono campionati e passati attraverso i filtri analogici (taglio fisso 100Hz 5poli), una scheda di decimazione e di interfaccia verso la CPU ARM viene sincronizzata dal GPS edal suo circuito di generazione del sincronismo.La parte di decimazione provvede anche alla regolazione dell'oscillatore di precisione VTXCO.Il circuito GPS e di sincronismo sono anche il punto di ingresso e di uscita per la sincronizzazionedi altri apparati tramite la stessa sorgente GPS.


GPS

SYNCRONIZER

altriapparatiMarsLiteesterni

al sistema


L'A/D converter e il suo preamplificatoreLa MarsLite era dotata di un preamplificatore con quattro livelli di guadagno.I livelli di guadagno vengono regolati anche da SEISMONUX.A seconda del tipo di sensore che si desidera collegare o del massimo segnale che si intenderegistrare o del minimo dettaglio che si intende cogliere o di una combinazione di queste treesigenze si potrà scegliere la migliore opzione.

ATTENZIONE: il peso del bit della MarsLite aggiornata a SEISMONUX è sempre ecomunque pari a 125 nanoVolt, ovvero 0.125 microVolt indipendentemente da qualeguadagno sia impostato!

Per poter comprendere questa apparente anomalia è bene esplicare brevemente come il segnaleviene trattato.

L'A/D converter delle MarsLite è a 16 bit di cui uno è il segno e presenta un fondo scala (conamplificazione 1:1) pari a 4.194304V, pertanto se dividiamo il fondo scala per il numero di bit:

4.194304 / 215 = 0.000128 V (pari a 128µV/count)

Gli step di guadagno del preamplificatore vanno di 4 in 4, pertanto abbiamo la seguente tabella diguadagni:4x = 32 µV/count16x = 8 µV/count64x = 2 µV/count

Grazie all'algoritmo di oversampling abbiamo un guadagno di ulteriori 4 bit che portano ad averequeste quattro sensibilità effettive con i relativi massimi di fondo scala:

Gain Peso del bit Fondo scala in V

1x 8 µV/count +/- 4.194304

4x 2 µV/count +/- 1.048576

16x 0.5 µV/count +/-0.262144

64x 0.125 µV/count +/- 0.065536

Nella MarsLite originale il dato veniva tradotto in Volt e memorizzato con un formato binario invirgola mobile (binary floating point notation). Questa scelta era stata fatta considerando che lamemorizzazione del dato grezzo in count (di 20 bit) sarebbe risultato poco pratico in quanto: con uneventuale impacchettamento dati a 24 bit si sarebbero persi 4 bit ogni 24 (16%), mentre con 32 bitse ne sarebbero persi addirittura 12 ogni 32 (37%).All'epoca dunque Lennartz scelse di rappresentare il dato in virgola mobile a 16 bit organizzati in 3bit di esponente e 13 di mantissa.



Nel porting di SEISMONUX per il funzionamento con le MARSLite è stata fatta una scelta diversa:lavorare in count (e non più in Volt) ma dando al count un peso fisso indipendentemente dalguadagno.

Questa scelta è migliorativa rispetto a prima. Il dato originale è a 20 bit. Se lo rappresentiamo con16 bit questo significa che il dettaglio che avevamo guadagnato con l'algoritmo di oversamplingverrà perso. La rappresentazione in virgola mobile a 16 bit di una parola a 20 bit è in praticaequivalente ad un algoritmo di compressione di tipo lossy, ovvero con perdita di informazione.In sismometria è sempre preferibile non avere questa perdita. Per questo sono stati sviluppatistandard di compressione lossless ovvero senza perdite di dettaglio.

Questo significa che quando la MARSLite originale rappresentava un valore superiore alla capacitàreale dei 16 bit i restanti 4 bit guadagnati dall'algoritmo di oversampling venivano persi dagliarrotondamenti cui era soggetta la mantissa di 13 bit. Quindi la notazione usata non era in grado dirappresentare il dettaglio in presenza di segnali oltre una certa ampiezza.

Con la versione MarsLite con SEISMONUX, non avendo l'esigenza di essere parsimoniosi inquanto a memoria (le memorie di massa da 2 GB ora sono fra le più piccole disponibili) e potendocontare altresì su algoritmi di compressione lossless ci possiamo permettere di mantenere invariatala dinamica, forse anche di incrementarla ulteriormente.

La scelta è comunque caduta nell'avere una rappresentazione in count anziché in Volt in quanto, seavessimo rappresentato in Volt avremmo dovuto utilizzare una eventuale notazione in virgola fissa(ad esempio avendo il peso a 0.000000125 V) oppure rappresentando i dati in multipli di 125 eavendoli sempre in nanoVolt. Entrambe queste soluzioni non erano così agevoli per il trattamentonumerico dei segnali e avrebbero sprecato molta memoria.Abbiamo così scelto una rappresentazione in COUNT (ovvero dato grezzo in uscita dall'A/Dconverter) ma con peso fisso a 125nanoVolt permettendo all'utente di non preoccuparsi di qualeguadagno sia impostato e fare poi manualmente le dovute proporzioni.

Vediamo come funziona.Quando SEISMONUX istruisce l'A/D converter ad usare un certo guadagno moltiplica l'uscita deldato per un coefficiente di guadagno allo scopo di avere un peso comune di 125 nanoVolt percount.

Ad esempio:

se il guadagno è impostato al minimo, il peso del count fisicamente disponibile in uscita dopol'oversampling (considerando l'A/D converter come se fosse un 20 bit) sarebbe di 8 microVolt.Ogni bit (del peso di 8 microVolt) viene moltiplicato per 64 in quanto la proporzione rispetto a0.125 microVolt (o 125nanoVolt) è appunto pari a 64.

oppure

se il guadagno è impostato al massimo, il peso del count fisicamente disponibile in uscita dopol'oversampling (considerando l'A/D converter come se fosse un 20 bit) sarebbe di 0.125 microVolt(o 125 nanoVolt). Quindi il bit essendo alla massima risoluzione, viene moltiplicato per un fattoreunitario (di fatto non viene moltiplicato).

Il risultato è un flusso di dati con parola a 32 bit e con il bit di peso SEMPRE pari a 125



nanoVolt. Ovviamente se variamo il guadagno il FONDO SCALA cambia e quindi si riduce se èal massimo e si incrementa se il guadagno è al minimo.

Con questa scelta c'è un solo svantaggio: l'occupazione di memoria, in quanto dati escono a 32 bit erimangono a 32 bit su tutta la sequenza di trattamento del segnale e, in un caso, anche nellamemoria di massa.Tuttavia questo svantaggio è mitigato dagli algoritmi di compressione dati disponibili inSEISMONUX. Questi, lavorando sulle doppie differenze, e rimuovendo in modo intelligente tutti ibit non significativi utilizzati usando dinamicamente la memoria in base alle ampiezze registrate alpunto che l'effettivo uso della memoria risulta ancor più efficiente che prima!

L'algoritmo di digitalizzazione del segnale non si ferma qui. Prima però riassumiamo in una tabellaquello che è effettivamente la condizione di lavoro della MarsLite con SEISMONUX.

Guadagno Fondo scala massimo in Volt Fondo scala nominale massimo in count

1 4.19 +33554431 / - 33554432

4 1.05 +8388607 / -8388608

16 0.262 +2097151 / - 2097152

64 0.0655 +524287 / -524288

Un segnale quindi viene rappresentato “a scatti” subito dopo l'applicazione del coefficente diguadagno.

La parola a 32 bit con peso di 125 nanoVolt per count ora passa attraverso un filtro FIR; una voltaelaborata con integers a 64 bit viene decimata alla frequenza di campionamento finale.

Questo processo porta alla rimozione delle frequenze fuori banda ed ad un conseguente“lisciamento” dei campioni tale che la granularità del segnale (elaborato a 64 bit) aumenta. In effettiin uscita dal filtro FIR il segnale NON può essere considerato NO MISSING CODE, ilcampionamento di un segnale che varia molto lentamente riporterà un “salto” al passaggio fra un bite l'altro tuttavia il segnale sismico naturale presenta quasi sempre un debole rumore bianco o quasibianco tale che consente al sistema di eseguire il “dithering”, molto utile nelle tecniche disovracampionamento.

La dinamica totale del sistema e il rapporto segnale rumore risultano quindi come da tabellaseguente:

Guadagno Dal fondoscala

SNRp-p / p-p

p-prms noise

p-pnoise

1 156 dB 110 dB 43 dB 46 dB

4 144 dB 110 dB 31 dB 34 dB

16 132 dB 109 dB 20 dB 23 dB

64 120 dB 109 dB 8 dB 11 dB



La banda passante e le frequenze di campionamentoIl dato esce dal primo decimatore (che esegue anche la sincronizzazione del dato) con un data ratedi 400 campioni al secondo. Si ricordi che il filtro base (hardware) dell'A/D converter Lennartz è a100Hz.

Il segnale acquisito quindi ha una banda significativa di 100Hz, da cui deriva che non ha moltosenso avere frequenze di campionamento superiori a 200Hz. SEISMONUX applica poi un filtroFIR (fra l'altro programmabile dall'utente) a seconda della frequenza di campionamento scelta.Si veda la sezione software per conoscere come programmare il filtro e dove controllare icoefficienti.

La seguente tabella illustra le frequenze di campionamento disponibili, la banda passante e ilconsumo di memoria nei vari formati (stima dipendente dal livello di rumore di fondo di sito).

Frequenzain Hz

ts ms Banda Passante inHz *

memoria usata§

in formato miniSEED Steim2

memoriausata§

in formato GSE CM6

memoria usata§

in formato SEISMONUX

8 125 0-3 2.10 2.16 5.76

10 100 0-4 2.63 2.70 7.20

16 62.5 0-6 4.21 4.32 11.52

20 50 0-8 5.27 5.40 14.40

25 40 0-10 6.58 6.75 18.00

40 25 0-16 10.53 10.80 28.80

50 20 0-20 13.17 13.50 36.00

80 12.5 0-32 21.06 21.60 57.60

100 10 0-40 26.33 27.00 72.00

200 5 0-80 52.66 54.00 144.00

400 2.5 0-100 105.32 108.00 288.00

* La banda passante è espressa sempre da 0 Hz in quanto è possibile attivarla. Di default leimpostazioni sono a 0.01 Hz per poter rimuovere la componente continua sempre presente sianell'acquisitore che nel sensore.

§ Per minuto e 3 canali attivi espressa in kBytes



Dataset con ingresso di un canale senza segnale e guadagno minimo (massimo fondo scala),campionamento a 100 Hz.

Si può osservare come il picco picco medio si attesti intorno ai +/- 150 count e che lo spettro inampiezza RMS sia piatto per la banda di interesse intorno ai -15 dB/count (Hamming tapering).

La frequenza di taglio del filtro è ben visibile a 80 Hz.

Osservando il segnale in questo modo si può valutare come il segnale sia leggibile nella serietemporale almento fino 200 count picco – picco il che porta (considerando un fondo scala posto a33 milioni di count) di fatto il range dinamico in queste condizioni a 110 dB.



Se filtriamo il segnale fra 0.1 e 1Hz il risultato è il seguente:

che porta il segnale ad essere utilizzabile fino a circa 45 count picco – picco portando la dinamicadel sistema a 123 dB ovvero circa 20.5 bit.

(Effetto del filtraggio 0.1 – 1 Hz.)



Sostituzione della memoria Flash interna

Questa operazione va eseguita con la stazione TASSATIVAMENTE SPENTA e NONALIMENTATA e SOLO SE ASSOLUTAMENTE INDISPENSABILE.

Dopo aver rimosso le quattro viti di fissaggio del coperchio, a lato della scatola, si mettono a vista icircuiti interni. La pen-drive USB è evidenziata dal cerchio giallo visibile in figura, essa è rivestitadi materiale plastico per evitare contatti indesiderati.Qualora la sostituzione preveda l'uso di una chiavetta non esattamente corrispondente l'utente dovràaver cura di evitare che la chiavetta possa sfilarsi accidentalmente e/o che possa entrare in contattocon parti dei circuiti interni che potrebbero danneggiarsi.

Si raccomanda sempre l'uso di memorie FLASH Industrial Grade di tipo SLC (Single Layer Cell)formattate con un file system di tipo ext2 (Linux standard).



Sostituzione dei fusibili interni

Questa operazione va eseguita con la stazione TASSATIVAMENTE SPENTA e NONALIMENTATA.

Dopo aver rimosso le quattro viti di fissaggio del coperchio, a lato della scatola, si mettono a vista icircuiti interni. Il fusibile di protezione della linea di alimentazione è quello visibile in figuracerchiato di giallo.

Esso va rimosso con una pinzetta sottile ed al suo posto inserito un analogo fusibile da 2A.



Timing e sincronizzazioneLa stazione MarsLite aggiornata a SEISMONUX è dotata di due orologi interni. Entrambi sononormalmente sincronizzati con l'orario UTC (Universal Time Coordinated) che equivale in praticaall'ora solare del meridiano di Greenwich.

Un primo orologio è incorporato nella CPU ARM e ha una precisione ed una stabilità paragonabilea quella degli orologi usati nei normali PC e quindi piuttosto bassa.Un secondo orologio è incorporato nella stessa CPU che presiede alla prima decimazione dei datiprovenienti dall'A/D converter, nella stessa scheda che presiede alla temporizzazione principale epertanto i dati generati sono accuratamente sincronizzati dal firmware di questo dispositivo.

All'avviamento la CPU ARM prende l'orario disponibile nel suo proprio orologio e lo trasferiscenell'orologio principale. A questo punto l'orario cui vengono riferiti i dati registrati dall'A/Dconverter è plausibile ma non sincronizzato.In seguito il dispositivo GPS acquisirà la posizione e conseguentemente un orario sincronizzato.L'informazione sull'orario verrà trasferita alla scheda A/D utilizzando una codifica basata su unimpulso al secondo simile a quella dello standard DCF77.A seguito di due sequenze complete di impulsi DCF77 (le quali durano due minuti) il segnale orariosincronizzato è catturato dalla scheda A/D la quale inizierà a trasmettere dati SINCRONIZZATIalla scheda CPU ARM.In quel momento, e successivamente ad intervalli prestabiliti, la scheda ARM aggiornerà il proprioorologio affinche contenga sempre un orario plausibile, così che possa essere usato alla successivariaccensione.

Una volta che l'orario della scheda A/D è sincronizzato questo è mantenuto agganciato in quanto unsistema PLL misto software/hardware regola un oscillatore di alta precisione (TVXCO).Per tutto il tempo che il segnale PPS (Pulse Per Second) è mantenuto attivo dal GPS l'orologiodell'A/D rimarrà agganciato.

Il segnale PPS proveniente dal GPS non è mai disponibile per il 100% del tempo.Sarà disponibile per molto tempo ma non è assicurato che lo sia sempre, per questo l'orologiointerno alla scheda pilota dell' A/D converter continuerà a funzionare INDIPENDENTEMENTE dalPPS e lo utilizzerà solo quando disponibile.

Se la scheda A/D si accorge che il segnale orario proveniente dalla stringa di bit DCF77 è fuorisincronismo di un tempo considerevole l'orologio di precisione viene fatto “saltare” ad un nuovoorario sincronizzato. Questo procura invariabilmente una frammentazione del flusso dati e quindianche degli eventuali files generati in registrazione. Fortunatamente questo non avviene spesso opraticamente mai visto che il segnale GPS è comunque molto stabile.

Se la scheda A/D si accorge che il segnale orario è fuori sincronismo di più di un centesimo disecondo ma comunque di un tempo ragionevolmente basso allora spingerà il controllodell'oscillatore di precisione ad accelerare o a rallentare a seconda del bisogno per riportare l'orarioad una sincronizzazione migliore senza però farlo “saltare” e quindi senza generare frammentazionisui files e quindi sulla continuità dei dati.Questo sistema può portare ad un piccolo errore di fase stabile quando l'orologio dell'A/D converterè perfettamente agganciato al GPS ma di una frazione così piccola da risultare trascurabiledall'algoritmo.Normalmente in ambito sismologico questo non è un problema in quanto l'errore è veramentepiccolo (dell'ordine dei millisecondi).



Tuttavia nel caso si debbano usare le stazioni per analisi di tipo strutturali od in arrays di piccolaapertura, l'apparecchio può essere impostato con una modalità di sincronizzazione più severa equindi ogni due minuti il tempo di scheda verrà disciplinato indipendentemente dal fatto che siapoco o troppo fuori sincronismo.

Ovviamente la funzione PLL rimane attiva, in questo modo l'orologio comunque non avrà lapossibilità di “driftare” in alcun modo e non si verificherà comunque nessuna frammentazione didati.

Questa modalità è da sconsigliare invece quando si desidera registrare per lungo tempo il rumore difondo o segnali a bassa frequenza in quanto potrebbe indurre delle armoniche inferiori dell'ordinedei 120 secondi o meno. L'effetto sarebbe comunque trascurabile per la maggior parte delleapplicazioni ma è bene prenderne nota.

Le due modalità sono chiamate JUMP e SHIFT e si impostano nel SETUP di seismonux nellasezione BOARDS voce SYNC_MODE.






SEZIONE GPS

(5 / 2012)











Sincronizzazione dell'orario tramite il sistema GPSIl ricevitore GPS fornisce costantemente allo strumento un riferimento temporale. Il riferimento èfornito utilizzando una stringa di dati che emula la codifica nota come DCF77. Questo garantiscel'accuratezza dell'orario e, in aggiunta, la lettura dei dati NMEA dalla porta RS232 resa disponibileallo strumento; esaminando le informazioni NMEA dal GPS permette di conoscere anche laposizione dello strumento.

Concetti di base del sistema GPSIl sistema GPS (Global Positioning System) è un sistema di navigazione originariamente creato dalDipartimento della Difesa degli Stati Uniti d'America. All'inizio doveva essere usato solo permigliorare le capacità di difesa militare. Le capacità del sistema GPS però sono state poi estese adapplicazioni civili. Basilarmente 24 satelliti in sei orbite circolari transitano attorno alla terra duevolte al giorno con un angolo di inclinazione approssimativo di 55 gradi dall'equatore. Lacostellazione di satelliti trasmette i codici posizionali e informazioni sull'orario su una banda ditrasmissione ad alta frequenza nel range dei 1.5 Ghz. I ricevitori GPS con le antenne nelle rispettiveposizioni che abbiano dei satelliti nella loro linea di vista possono ricevere il segnale edecodificarne le informazioni per calcolare la loro posizione secondo le coordinate terrestri.Usando dei sofisticati algoritmi il ricevitore calcola la posizione con una elevata accuratezza. Aquesto scopo è necessario che i satelliti siano tutti sincronizzati con una sorgente di tempo adelevatissima precisione. Il tempo di sincronizzazione è quello UTC che è poi lo stesso usato insismologia per sincronizzare le varie stazioni sismiche; esso quindi viene vantaggiosamentesfruttato per sincronizzare la strumentazione.

Connessione e piazzamento dell'antenna GPSL'antenna dovrebbe essere posta in una posizione che garantisca la più ampia visibilità del cielo.Questo garantirà una sincronizzazione costante. Il segnale GPS è una portante a microonde a1.5GHz; telefoni cellulari e ponti radio a microonde potrebbero interferire con essa. Tettoie inmetalli, edifici con parti metalliche alle pareti e altri ostacoli possono disturbare la ricezionenell'arco delle 24 ore mentre i satelliti cambiano la loro posizione nel cielo.

Un cavo di 10 metri terminato da un connettore BNC permette di collegare l'antenna allo strumentoin modo agevole rispetto al piazzamento dell'unità sismica stessa. In alcuni casi può esserenecessario allungare il cavo coassiale ma la ricezione (a causa delle perdite addizionali di segnalelungo il cavo) potrebbe non essere garantita.

Per le eventuali prolunghe si raccomanda di usare un cavo RG174 o RG58 a 50 ohm di impedenza.

Note importanti:1) Si tenga presente che l'antenna è del tipo “attivo” e quindi utilizza, per funzionare, una

tensione di polarizzazione di 5V generata dal ricevitore GPS. Se il cavo viene messo incortocircuito il ricevitore potrebbe danneggiarsi irreparabilmente.

2) Si raccomanda di collegare l'antenna sempre e comunque prima di accendere il dispositivo;diversamente è possibile che il ricevitore non riesca a sintonizzarsi correttamente o nonriesca a farlo se non dopo molto tempo.



Impostazione del ricevitoreNon ci sono impostazioni da fare sul ricevitore, esso è in grado di funzionare in modo autonomo.La sola cosa necessaria è quella di collegare l'antenna prima di alimentare il sismografo e diposizionare l'antenna stessa in un luogo in cui abbia una buona visibilità del cielo.

Se il ricevitore non è stato utilizzato da molto tempo o è stato spostato rispetto alla precedenteistallazione potrebbe passare del tempo prima che le informazioni sui satelliti vengano acquisitecorrettamente, questo tempo può essere variabile da alcuni minuti ad alcune ore.Di solito, il ricevitore riesce ad agganciare i satelliti in pochi secondi, comunque l'effettivasincronizzazione del digitalizzatore avverrà nell'arco di 3-8 minuti.

Se il GPS sembra non funzionare correttamente (ovvero non si ha una sincronizzazione entro 30minuti dall'ultima accensione) può essere utile collegare (se disponibile) la porta di uscita del GPSad un PC dotato di porta RS232 ed usare un programma di emulazione terminale (ad esempioHyperterminal) per esaminare le stringhe NMEA e controllare la ricezione. I parametri dicomunicazione sono 4800,N,8,1.

Emulazione DCF77Il segnale DCF77 è emulato quasi completamente. Diciamo quasi perché per le funzionalitàrichieste in un sismografo alcune funzioni presenti nello standard DCF77 non sono necessarie, adesempio la variazione automatica da ora solare/ora legale. L'unità sismica è predisposta perfunzionare solo in orario UTC, che trasmette sempre l'ora solare.

Antenne ad alto guadagnoIn alternativa all'antenna con base magnetica fornita con lo strumento è possibile richiedere lafornitura di un'antenna ad alto guadagno (di dimensioni maggiori) da piazzare con una staffa disostegno da fissare con viti. In alcuni casi questo tipo di antenna può risolvere problemi di ricezionedel segnale.



SEZIONE SOFTWARE

seismonux 1.1.0 MLsnux 1.1.0 ML

cgisnux 1.1.0 ML

(1 / 2013)











IntroduzioneLo strumento SL06 – MARSlite dispone nativamente di un gran numero di servizi software messi adisposizione dal sistema operativo Linux integrato.È possibile collegarsi da un PC alla console del sistema attraverso la porta seriale dello strumentotramite un software di emulazione terminale, come HyperTerminal in Windows, miniterm in Linuxo Putty in entrambi i sistemi; è anche possibile utilizzare i server telnet e ftp attivi nel sistema ecollegarvisi attraverso la porta ethernet tramite un appropriato client.

Nel sistema è preinstallato anche il software di acquisizione e registrazione degli eventi sismici,chiamato Seismonux. È possibile dare comandi al software e visualizzarne lo stato tramite laconsole. È disponibile anche un'interfaccia web, che utilizza il server http preinstallato nellostrumento: tramite un browser è così possibile visualizzare e modificare la configurazione delsoftware in modo semplice e controllare lo stato del sistema in tempo reale. Allo stesso modo, ildisplay e i pulsanti dello strumento permettono di interagire con il software durante il suofunzionamento.

Le funzionalità principali del software sono:• registrazione continua dei dati (datalog) in diversi formati, tra cui il formato miniSeed;• registrazione di eventi in diversi formati, con trigger in ampiezza o in base al rapporto

STA/LTA;• triggering di rete e schedulati;• gestione tempo e coordinate GPS;• filtraggio digitale del segnale;• server SeedLink integrato;• recovery da malfunzionamenti e cali di tensione.

Informazioni sul sistemaIl sistema Linux integrato è preconfigurato con parametri standard.Per collegarsi al terminale tramite la porta seriale è necessario utilizzare i seguenti parametri:velocità 115200 baud, 8 bit di dati, nessun bit di parità, 1 bit di stop, nessun controllo di flusso(handshaking).L'utente da utilizzare per entrare nel sistema, almeno inizialmente, è root, senza password.Per utilizzare Seismonux da terminale è necessario collegarsi ed eseguire il login.

L'indirizzo IP predefinito è 192.168.2.100 con maschera di sottorete 255.255.255.0.La porta su cui è in ascolto il server http non è la porta standard 80, ma la porta 50001.Anche il server http prevede inizialmente un solo utente di nome root, senza password.

LE IMPOSTAZIONI PREDEFINITE HANNO LO SCOPO DI FAVORIRE LA SEMPLICITÀD'UTILIZZO A SCAPITO DELLA SICUREZZA. SE SI HA INTENZIONE DI CONNETTERE LOSTRUMENTO A UNA RETE DI COMPUTER CON ACCESSO AD INTERNET SI DOVREBBEPRENDERE IN CONSIDERAZIONE L'IDEA DI ADOTTARE ALCUNE MISURE DI SICUREZZA,LA PIÙ BASILARE DELLE QUALI È L'UTILIZZO DI UNA PASSWORD PER ACCEDERE ALSISTEMA, SIA DA TERMINALE CHE TRAMITE I SERVER HTTP, FTP E TELNET.



Informazioni sul software e sull'utilizzo dei dispositivi USBSeismonux si avvia automaticamente alla partenza del sistema.

La directory in cui sono installati i file necessari al suo funzionamento è /root/seismonux. I filecontenuti in questa cartella non devono essere spostati o modificati manualmente.

La maggioranza dei file prodotti da Seismonux vengono salvati nello stick USB fornito con lostrumento e preinserito. Il percorso di default su cui viene montato il suo file system è /mnt/cfint o/mnt/cfext in base alla posizione dello stick (interno o esterno allo strumento) e i file prodotti daSeismonux vengono posti nella sottocartella seismonux. È comunque possibile montare lo stick suuna qualunque altra cartella: Seismonux è sempre in grado di individuarlo e utilizzarlo.

Se non è presente nessun dispositivo USB Seismonux si avvia normalmente ma tutte le attività checomportano la scrittura di file che verrebbero salvati nello stick, come i file di registrazionecontinua e di evento, vengono inibite; lo strumento resta utilizzabile in modo pratico solo comeserver SeedLink.Se lo stick USB è presente ma il suo file system non è montato, Seismonux tenta automaticamentedi montarlo sulle cartelle sopra menzionate, eseguendo 3 tentativi. Se l'operazione fallisceSeismonux si comporta come se lo stick non fosse presente, perché di fatto è inutilizzabile.L'operazione di ricerca e montaggio dei dispositivi USB viene comunque sempre effettuata in modotrasparente all'utente.Seismonux è in grado di gestire il caso in cui sia presente sia un dispositivo interno che uno esterno.È possibile scegliere, tramite appropriati parametri di configurazione, quale dispositivo deve averela precedenza. Quando lo stick in uso si riempie Seismonux passa automaticamente ad utilizzarel'altro.

SI SCONSIGLIA DI AGGIUNGERE O RIMUOVERE UN DISPOSITIVO USB QUANDO LOSTRUMENTO È ACCESO. LA SOSTITUZIONE DEL SUPPORTO DI MEMORIZZAZIONE USB,CHE SIA INTERNO O ESTERNO, DEVE SEMPRE ESSERE EFFETTUATA A STRUMENTOSPENTO.

Seismonux è in grado di utilizzare solo dispositivi USB con file system di tipo ext2. È possibileeseguire l'operazione di formattazione tramite la maggioranza dai sistemi Linux, usando il comandomkfs.ext2.Anche il sistema operativo dello strumento mette a disposizione due comandi per operare conquesto tipo di file system:

• mke2fs, per formattare un dispositivo• e2fsck, per eseguire il controllo dell'integrità del file system

I device file utilizzati dal sistema operativo per permettere di operare con questi comandi suidispositivi USB collegati allo strumento si trovano nella sottocartella /dev/scsi.

Il sistema è configurato per gestire appropriatamente i dispositivi USB: apposite istruzioni inseritenegli script di avvio (che richiamano automaticamente il comando e2fsck) controllano infattil'integrità dei file in essi contenuti, mentre gli script di spegnimento li disattivano nel modo corretto.Questi script sono indipendenti da Seismonux e sono installati come descritto nella sezione relativaall'installazione del programma.Si consiglia di utilizzare sempre o la voce del menù del display o il pulsante dell'interfaccia webrelativi allo spegnimento completo dello strumento (halt) prima di togliere l'alimentazione, in mododa permettere la corretta esecuzione degli script menzionati e la chiusura ordinata di ogni risorsaimpiegata dal sistema.



Utilizzo dei pulsanti e del display

Lo strumento dispone di sei pulsanti, tramite cui utilizzare il menù mostrato sul display a due lineeesterno. La funzione dei pulsanti varia in base alla voce di menù su cui ci si trova. Le voci di menùpossono essere voci di livello intermedio o voci di ultimo livello (senza ulteriori sottovoci); le vocidi ultimo livello possono essere editabili (parametri di configurazione modificabili direttamente dalmenù), non editabili (informazioni sullo stato del sistema non modificabili) o di azione (azionieseguibili dal software).

Inizialmente il display mostra alcuni parametri del sistema:• orario dei campioni provenienti dalla scheda A/D;• stato GPS e sincronizzazione del flusso dati. È possibile che siano visualizzati i seguenti

quattro valori (per ulteriori informazioni si rimanda alla sezione riguardante l'utilizzo delsegnale GPS):

◦ NFX: il GPS non è agganciato e il flusso dati non è sincronizzato;◦ FIX: il GPS è agganciato ma il flusso dati non è ancora sincronizzato;◦ FXS: il GPS è agganciato e il flusso dati è sincronizzato;◦ SYN: il GPS non è agganciato ma il flusso dati è ancora considerato sincronizzato.

• memoria libera nel dispositivo USB correntemente in uso;• numero di eventi registrati e stato attuale della registrazione di eventi (attiva o non attiva).

Quando la registrazione è attiva è visualizzato il carattere “r” prima del numero degli eventi,che è invece assente quando la registrazione è inattiva.

Premendo un tasto qualunque si entra nel primo livello del menù.

Segue la descrizione della funzione di ogni tasto in base al livello e al tipo della voce corrente.

I pulsanti e , se non diversamente indicato, rispettivamente diminuiscono e

aumentano il contrasto del display, indipendentemente dalla voce su cui ci si trova.

• Voci di livello intermedio

Scende al livello successivo (inferiore).

Passa alla voce precedente sullo stesso livello; non esegue nessuna azione se lavoce è la prima del suo livello.

Passa alla voce seguente sullo stesso livello; non esegue nessuna azione se la voce èl'ultima del suo livello.

Torna al livello precedente (superiore). Se la voce è del primo livello torna allavoce iniziale.



• Voci di ultimo livello – Editabili

Avvia la fase di editing.



Torna al livello precedente (superiore).

• Voci di ultimo livello – Editabili in fase di editing (valori numerici)

Salva le modifiche ed interrompe la fase di editing.

Passa al valore ammesso successivo.

Passa al valore ammesso precedente.

Interrompe la fase di editing senza salvare le modifiche.

Nota: i valori ammessi possono essere consecutivi o solo entro un ristretto range di valori, inbase al tipo di parametro. Lo step di incremento aumenta proporzionalmente al tempo per cuii pulsanti di scorrimento vengono mantenuti premuti.

• Voci di ultimo livello – Editabili in fase di editing (valori alfanumerici)

Salva le modifiche ed interrompe la fase di editing.

Passa al precedente carattere ammesso sulla posizione corrente.

Passa al seguente carattere ammesso sulla posizione corrente.

Scorre alla posizione precedente.



Scorre alla posizione successiva.

Interrompe la fase di editing senza salvare le modifiche.

Nota: i caratteri ammessi variano in base al tipo di parametro. Ad esempio, per valori cherappresentano indirizzi IP sono ammessi solo cifre, spazi e punti. Anche la posizione diinserimento può essere limitata a un numero di posizioni inferiore all'intera lunghezza deldisplay, in base al parametro. Ad esempio, per il parametro che indica il codice dellacomponente del canale possono essere modificati solo i primi tre caratteri. Durante questafase la posizione di modifica corrente viene indicata da un cursore.

• Voci di ultimo livello – Non editabili

Non esegue nessuna azione.

Passa alla voce precedente sullo stesso livello; non esegue nessuna azione se la voceè la prima del suo livello.


Torna alla voce di livello precedente.

Nota: se la voce è dinamica, ovvero cambia con il passare del tempo, è aggiornatacostantemente dal software senza premere nessun pulsante.

• Voci di ultimo livello – Azioni

Esegue l'azione indicata.



Torna alla voce di livello precedente.



Segue l'elenco delle voci del menù. Per le voci che riguardano i parametri di configurazione delsistema viene solo indicato il parametro su cui agiscono; per una descrizione più dettagliata si vedala sezione relativa ai parametri di configurazione.

• SYSTEM INFO → DATE/TIME◦ SYSTEM DATE: data del sistema operativo.◦ SYSTEM TIME: orario del sistema operativo.◦ A/D DATE: data come ricavata dal timestamping dei campioni della scheda A/D.◦ A/D TIME: orario ricavato dalla scheda A/D.◦ GPS LOCK: orario della scheda A/D sincronizzato con il GPS.

• SYSTEM INFO → GPS◦ GPS LATITUDE: latitudine istantanea proveniente dalla scheda GPS.◦ GPS LONGITUDE: longitudine istantanea proveniente dalla scheda GPS.◦ GPS PICK LAT: latitudine stabilizzata.◦ GPS PICK LON: longitudine stabilizzata.◦ GPS STATUS: stato del lock GPS indicato dalla scheda GPS.

• SYSTEM INFO → EVENTS◦ EVENTS COUNT: numero di eventi registrati nella sessione corrente.

• SYSTEM INFO → MASS MEMORY◦ TOTAL MEMORY: dimensione dell'unità di memoria USB in uso, in MB.◦ FREE MEMORY: quantità di memoria libera nell'unità USB in uso, in MB.

• SYSTEM INFO->HEALTH◦ SESSION TIME: durata della sessione di funzionamento corrente (il conteggio viene

riavviato dopo 999999 ore).◦ OVERALL TIME: durata complessiva di tutte le sessioni di funzionamento (il

conteggio viene riavviato dopo 999999 ore).◦ RESTARTS: numero di riavvii del software effettuati nella sessione corrente.◦ RX ERRORS: numero di errori di ricezione.

• SYSTEM INFO → MONITOR◦ CHANNEL i (i = 1, 2, 3): visualizzazione dell'andamento del segnale negli ultimi due

secondi. La scala grafica, mostrata nella parte sinistra del display, si adattadinamicamente all'ampiezza massima del segnale visualizzato.

• SYSTEM INFO → SOFTWARE: versioni dei moduli software componenti Seismonux.

• SETUP → STATION◦ SPS: agisce sul parametro SPS.◦ FULL SCALE: agisce sul parametro AD_FULLSCALE.◦ SYNC MODE: agisce sul parametro SYNC_MODE.◦ IIR FILTER: agisce sul parametro IIR_FILTER.◦ STATION NAME: agisce sul parametro STA_NAME.◦ STATION CODE: agisce sul parametro STA_CODE.◦ NETWORK CODE: agisce sul parametro STA_NETWORK.◦ LOCATION: agisce sul parametro STA_LOCATION.◦ LATITUDE: agisce sul parametro LATITUDE.



◦ LONGITUDE: agisce sul parametro LONGITUDE.◦ AUTO POS: agisce sul parametro AUTO_POSITIONING.◦ ELEVATION: agisce sul parametro ELEVATION.

• SETUP → DATALOG◦ DATALOG LEN: agisce sul parametro DATALOG_LEN.◦ DATALOG PURGE: agisce sul parametro DATALOG_PURGE.

• SETUP → TRIGGERING◦ TRIG TYPE: agisce sul parametro TRIGGER_TYPE.◦ PRE-EVENT: agisce sul parametro PRE_EVENT_TIME.◦ POST-EVENT: agisce sul parametro POST_EVENT_TIME.◦ MAX-EVENT: agisce sul parametro MAX_EVENT_TIME.

• SETUP → SEEDLINK◦ ENABLED: agisce sul parametro SLINK_SERVER_ENABLED.◦ LISS ENABLED: agisce sul parametro SLINK_SERVER_LISS.◦ PORT: agisce sul parametro SLINK_SERVER_PORT.◦ ENCODING: agisce sul parametro SLINK_PACKET_ENCODING.◦ BUFFER SIZE: agisce sul parametro SLINK_BUFFER_SIZE.◦ DISCARD TIME: agisce sul parametro SLINK_BUFFER_DISCARD.

• SETUP → CHANNELS → CHANNEL i (i = 1, 2, 3)◦ CHi COMPON.: agisce sul parametro COMPONENT del canale i.◦ CHi DATALOG: agisce sul parametro DATALOG_EN del canale i.◦ CHi OFFSET: agisce sul parametro OFFSET del canale i.◦ CHi POLARITY: agisce sul parametro INVERT_POLARITY del canale i.◦ CHi STARTLEV: agisce sul parametro START_LEVEL del canale i.◦ CHi STOPLEV: agisce sul parametro STOP_LEVEL del canale i.◦ CHi STA WIN: agisce sul parametro STA_WINDOW_LEN del canale i.◦ CHi LTA WIN: agisce sul parametro LTA_WINDOW_LEN del canale i.◦ CHi LTA FRZ: agisce sul parametro FREEZE_LTA del canale i.

• SETUP → NETWORK◦ IP ADDRESS: modifica l'indirizzo IP del sistema.◦ SUBNET MASK: modifica la subnet mask del sistema.◦ NETWORK A.: modifica l'indirizzo di rete del sistema.◦ BROADCAST A: modifica l'indirizzo broadcast del sistema.◦ GATEWAY: modifica l'indirizzo del gateway del sistema.

• SETUP → SYSTEM◦ PASSWORD: agisce sul parametro PASSWORD.◦ PASSWORD LEN: agisce sul parametro PASSWORD_SESSION_LENGTH.

• ACTION◦ RESTART: riavvia Seismonux.◦ TERMINATE: termina Seismonux.◦ START REC: avvia manualmente la registrazione di un evento.◦ STOP REC: interrompe manualmente la registrazione di un evento.◦ REBOOT: riavvia l'intero sistema operativo dello strumento.



◦ HALT: interrompe l'esecuzione del sistema operativo dello strumento, permettendo distaccare l'alimentazione in modo sicuro. Si suggerisce di aspettare qualche secondo tral'esecuzione di questo comando e lo spegnimento dello strumento.

• INS PASSWORD◦ KBD PASSWORD: permette di inserire la password per sbloccare l'utilizzo della

pulsantiera.

Le voci di ultimo livello del menù SYSTEM INFO sono tutte non editabili, quelle del menù SETUPsono tutte editabili, quelle del menù ACTION sono di azione, quella del menù INS PASSWORD èeditabile.

L'utilizzo della pulsantiera per modificare i parametri di funzionamento o eseguire azioni può essereinibito tramite una password. Per maggiori dettagli si rimanda alla sezione relativa al parametro diconfigurazione PASSWORD.

Le modifiche ai parametri di configurazione effettuate tramite il display sono visualizzateimmediatamente anche dall'interfaccia web. Non vale il contrario: le modifiche effettuate tramitel'interfaccia web o da linea di comando non sono subito riportate nel menù del display, checontinuerà a mostrare il parametro precedente la modifica. Il menù del display si aggiorna soloriavviando Seismonux. Per evitare di fare confusione si consiglia quindi di usare un solo metodoper agire sui parametri di configurazione all'interno della stessa sessione di lavoro.

In ogni caso, indipendentemente dal metodo utilizzato, LE MODIFICHE AI PARAMETRI DICONFIGURAZIONE SONO APPLICATE SOLO RIAVVIANDO SEISMONUX.Utilizzando il menù del display, Seismonux si riavvia tramite la voce RESTART del menù ACTION.Si vedano le relative sezioni per sapere come modificare i parametri di configurazione e riavviareSeismonux dall'interfaccia web o da linea di comando.

Un ultimo componente esterno utilizzato dal software per segnalare il suo stato è il led posto inbasso a sinistra nella parte anteriore, visibile se il display è alzato: se il led lampeggia lentamente ilsoftware è attivo ma non sincronizzato con il GPS, se lampeggia velocemente è anchesincronizzato, se non lampeggia è spento.



Utilizzo dell'interfaccia webGrazie al server http presente nel sistema operativo dello strumento, è possibile interagire conSeismonux tramite un qualunque browser. Per accedere a questa funzionalità si deve essere collegatiallo strumento tramite la porta ethernet; va poi digitato nella barra degli indirizzi del browser l'IPassegnato allo strumento, seguito dalla porta su cui è in ascolto il server (ad esempio192.168.2.100:50001). Il server richiede l'autenticazione degli utenti; se non si è effettuata nessunamodifica alle impostazioni iniziali si può accedere digitando root nel campo username e lasciandovuoto il campo password.

L'interfaccia web rende disponibili diverse funzionalità: il monitoraggio dello stato del software edel file di log principale; la modifica dei parametri di configurazione del software e dei parametri direte del sistema operativo; la visualizzazione e il download dei file di datalog e di evento;l'esecuzione di alcune azioni sul software e sul sistema.

La pagina iniziale si presenta in modo simile alla figura sottostante. Le informazioni mostrate sonoricavate dal file serial (si veda la sezione relativa ai file usati da Seismonux per maggiori dettagli) eda alcuni parametri di configurazione.

Nella pagina Status viene mostrato lo stato del sistema così come restituito dal comando SYS (siveda la sezione relativa all'utilizzo da linea di comando). La pagina Seismograms mostra invece lavisualizzazione grafica del secondo di dati riferito al tempo indicato dal parametro A/D board timenella pagina Status.Le pagine vengono aggiornate automaticamente ogni pochi secondi in base al valore dei parametridi configurazione SYSTEM_STATUS_TIMEOUT e SEISMOGRAMS_TIMEOUT.

La pagina System log mostra il log di sistema in ordine inverso: la prima linea mostrata nella paginaè l'ultima del log. La pagina si aggiorna automaticamente in base al valore del parametro diconfigurazione SYSTEM_LOG_TIMEOUT. La pagina contiene anche un pulsante per eliminare ilfile di log, in modo da indicare al programma di crearne uno nuovo. Questa operazione può essereeffettuata solo se Seismonux è interrotto.

La pagina Setup mostra invece l'elenco di tutti i parametri di funzionamento del software. Accantoa ogni parametro è indicato il suo valore corrente, in una casella di testo, e la descrizione; tutti ivalori sono modificabili.In fondo alla pagina sono presenti due pulsanti: il pulsante Save salva i nuovi parametri nel file diconfigurazione; il pulsante Save and restart tenta anche di riavviare Seismonux, rendendo i nuoviparametri immediatamente operativi. Il riavvio fallisce se Seismonux non è già in esecuzione.Eventuali parametri non validi vengono corretti automaticamente.Si ribadisce che LE MODIFICHE AI PARAMETRI DI CONFIGURAZIONE SONO APPLICATESOLO RIAVVIANDO SEISMONUX.



Un altro pulsante disponibile nella pagina è il pulsante Use GPS, a fianco del parametro Latitude.Questo pulsante esegue la stessa azione del comando COORD GPS (si veda la sezione relativaall'utilizzo da linea di comando).Dopo ogni azione viene mostrata una pagina in cui è indicato il risultato dell'operazione; entropochi secondi viene ricaricata la pagina della configurazione.

La pagina Network setup permette di modificare i parametri di rete del sistema in modo simile allapagina System setup.

Le pagine Datalogs ed Events mostrano gli elenchi ordinati e raggruppati per data di tutti i file didatalog e di evento registrati dallo strumento presenti nei dispositivi USB e permettono di scaricarei file sul proprio PC o di eliminarli. È possibile che non vengano elencati tutti i file realmentepresenti, nel caso in cui la cartella contenente i file di datalog o una delle cartelle contenenti i file dievento contengano più di 1024 file.La pagina Datalog permette anche di estrarre in file di evento porzioni dei file di datalog, in modoanalogo al comando EX (si veda la sezione relativa all'utilizzo da linea di comando). L'operazionedi estrazione è possibile solo se i file di datalog sono in formato SEISMONUX.

I pulsanti sulla seconda linea del menù permettono di eseguire azioni simili a quelle elencate nelmenù ACTION del display: avviare e interrompere la registrazione di un evento, avviare einterrompere Seismonux, riavviare o interrompere l'intero sistema operativo dello strumento.Quest'ultima operazione corrisponde al comando di sistema shutdown -h now e dovrebbe sempreessere eseguita prima di interrompere l'alimentazione dello strumento, tramite questo pulsante ol'apposita voce del menù del display.Il pulsante Manual, infine, permette di visualizzare questo manuale direttamente nel browser,ovviamente solo se dispone di un plugin per la visualizzazione di documenti in formato pdf.

L'utilizzo dell'interfaccia web per modificare i parametri di funzionamento o eseguire azioni puòessere inibito tramite una password. Per maggiori dettagli si rimanda alla sezione relativa aiparametri di configurazione PASSWORD e PASSWORD_SESSION_LENGTH.

Risoluzione dei problemi di connessione più comuniIn generale è possibile collegare direttamente lo strumento al PC con cui si vuole accedervi tramiteil cavo di rete in uscita dallo strumento stesso. Perché questo semplice schema di collegamentofunzioni è però necessario che la scheda di rete del PC disponga della funzionalità di autosensing.Tutte le schede di rete più recenti hanno questa capacità, perciò di solito non si manifestanoproblemi a questo riguardo. L'indicazione immediata del successo della comunicazione si ottieneosservando i led della porta ethernet del PC, che devono lampeggiare; se invece restassero spenti ènecessario effettuare la connessione utilizzando uno switch o un router.

La causa più comune di problemi di connessione è l'errata configurazione di rete. Perché lacomunicazione abbia successo, infatti, lo strumento e il PC devono trovarsi nella stessa sottorete.Come menzionato sopra, l'indirizzo IP predefinito dello strumento è 192.168.2.100, con mascheradi sottorete 255.255.255.0.Si può scegliere di cambiare le impostazioni dello strumento, portandolo nella stessa sottorete delproprio PC. Per far questo è necessario collegarsi tramite terminale e utilizzare il comando disistema ifconfig oppure modificare a mano alcuni file di configurazione tramite vi, l'editor di testomesso a disposizione dallo strumento: il file /etc/sysconfig/network_cfg contiene l'indirizzo IP delgateway, /etc/sysconfig/ifcfg-eth0 contiene l'IP della scheda e gli altri parametri di rete, mentre



l'indirizzo del server DNS è contenuto in /etc/resolv.conf.L'alternativa più semplice è quella di modificare temporaneamente le impostazioni di rete delproprio PC, in modo da poter accedere all'interfaccia web dello strumento e cambiare da lì i suoiparametri di rete, se necessario. Per far questo si deve accedere nel proprio PC alla finestra diimpostazione delle proprietà del protocollo TCP/IP per la connessione alla rete locale (LAN) eimpostare la maschera di sottorete a 255.255.255.0 e l'indirizzo IP in uno del tipo 192.168.2.x, adesempio 192.168.2.10.A questo punto sarà possibile accedere all'interfaccia web dello strumento e modificarne i parametridi rete dalla pagina Network setup.Per rendere effettive le modifiche effettuate ai parametri di rete dello strumento, sia che siano stateeffettuate dal terminale che dall'interfaccia web, è necessario riavviarne il sistema operativo.



Utilizzo da linea di comandoTutte le funzionalità messe a disposizione dal menù del display o dall'interfaccia web, più alcunefunzioni aggiuntive, sono accessibili tramite appositi comandi che si possono impartire al softwareattraverso un programma di emulazione terminale quando si è connessi alla console del sistema.

Tutti i comandi sono nel formato: snux comando [parametro1] […] [parametro n]

I comandi possono essere dati qualunque sia la directory corrente. Eventuali parametri non validivengono corretti automaticamente e ne viene data notifica all'utente.

I COMANDI CHE AGISCONO SUI PARAMETRI DI CONFIGURAZIONE NON HANNOEFFETTO IMMEDIATO SU SEISMONUX SE IL PROGRAMMA È GIÀ IN ESECUZIONE: PERRENDERE EFFETTIVE LE MODIFICHE SEISMONUX VA RIAVVIATO.

Per una descrizione dettagliata dei parametri di configurazione si veda la relativa sezione.Segue l'elenco dei comandi e dei parametri.

ADSCALE ADSCALE AD_FULLSCALEImposta il fondo scala della scheda A/D, e di conseguenza il guadagno dello stadio diamplificazione, agendo sul parametro AD_FULLSCALE.

ADSPS ADSPS SPSImposta la frequenza di campionamento della scheda A/D, per tutti e 3 i canali. Agisce sulparametro di configurazione SPS.

BOARD BOARD BOARD_TYPE SERIAL_BUFFER_SIZEImposta il tipo di scheda A/D e la dimensione del buffer per i dati provenienti dalla scheda tramitela porta seriale. Agisce sui parametri di configurazione BOARD_TYPE eSERIAL_BUFFER_SIZE.

CONVERT CONVERT YYYY MM DD HH MM SS FORMATConverte il file di evento che inizia nella data specificata (YYYY MM DD HH MM SS) nelformato indicato dal parametro FORMAT. Se non esiste nessun file di evento che inizia in tale datanon viene eseguita nessuna operazione.La ricerca avviene solo nelle cartelle predefinite dello stick USB in cui Seismonux memorizza i filedi evento; se sono presenti due dispositivi USB la ricerca viene effettuata in entrambi.I file convertiti sono salvati nella stessa cartella in cui si trovano i file da cui hanno origine.Il formato di origine può essere solo il formato SEISMONUX, eventi in altri formati vengonoignorati. Se il formato di destinazione è multicanale il file creato conterrà i dati di tutti e tre i canali,altrimenti verrà creato un file per canale.I formati disponibili sono quelli permessi per il parametro di configurazione EVENT_FORMAT.Questo comando solitamente è superfluo se si imposta il formato di destinazione desiderato comevalore di tale parametro di configurazione: il parametro EVENT_FORMAT regola infatti il formatodi creazione dei file di evento prodotti da Seismonux e di quelli prodotti dal comando EX.



COORD COORD [LATITUDE LONGITUDE AUTO_POSITIONING ELEVATION] | [GPS]Imposta le coordinate e l'altitudine associate alla stazione. Se si desidera che vengano impostatecome coordinate quelle stabilizzate attualmente indicate dalla scheda GPS va utilizzato il parametro“GPS” senza altre indicazioni: in ogni caso questo comando non imposta mai l'altitudine e non hanessun effetto se il modulo GPS non è agganciato alla rete GPS, se il software non è in grado dicomunicare con la scheda GPS o se Seismonux non è in esecuzione. Il parametroAUTO_POSITIONING corrisponde invece al parametro di configurazione omonimo.

CPCD CPCD CHANNEL COMPONENT CODEImposta il codice componente identificato dal parametro COMPONENT CODE (es. “SHZ”) per ilcanale CHANNEL (1, 2 o 3), agendo sul parametro di configurazione COMPONENT.

DATALOG DATALOG CH1_EN CH2_EN CH3_EN LENGTH DURATIONModifica le opzioni dei file di datalog.Il parametro CHi_EN corrisponde al parametro di configurazione DATALOG_EN del canale i.Il parametro LENGTH corrisponde parametro di configurazione DATALOG_LEN se il formato dioutput dei file di datalog è SEISMONUX, al parametro DATALOG_PACKETS se è MINISEED.Il parametro DURATION corrisponde al parametro di configurazione DATALOG_PURGE.

DATE DATE YYYY MM DDImposta la data, sia del sistema operativo che del clock hardware, in modo da rendere la modificapermanente. La data di sistema viene infatti impostata automaticamente ad ogni avvio in base aquanto indicato dal clock hardware.

DIGIT DIGITAbilita la modalità DIGIT. In questa modalità viene mostrato a terminale il flusso di datiproveniente dal digitalizzatore; la visualizzazione procede a scatti perché i dati vengono mostratiogni volta che il buffer di ricezione dei dati provenienti dalla scheda si riempie (si veda la sezionerelativa al funzionamento di Seismonux).I dati non sono intellegibili, ma i datalogger della suite SEISMOWIN sono in grado di interpretarli.Per fare ciò bisogna essere connessi tramite porta seriale, avviare la modalità DIGIT, chiudere ilsoftware di emulazione terminale utilizzato e indicare al datalogger di collegarsi alla stessa portaseriale, su cui Seismonux continuerà a inviare i dati. Per ulteriori dettagli si rimanda alla sezionerelativa all'interazione tra Seismonux e SEISMOLOG-MT.Per interrompere il flusso va utilizzata la combinazione di tasti CTRL+C.

DTGFORMAT DTGFORMAT FILE_FORMATImposta il formato dei file di datalog, agendo sul parametro di configurazioneDATALOG_FORMAT.

EVTFORMAT EVTFORMAT FILE_FORMATImposta il formato dei file di evento, agendo sul parametro di configurazione EVENT_FORMAT.



EX EX YYYY MM DD HH MM SS LENGTHEstrae dai file di datalog una porzione di dati, a partire dalla data specificata (YYYY MM DD HHMM SS) di lunghezza LENGTH secondi. L'operazione viene effettuata solo su file di datalog informato SEISMONUX.L'estrazione ha successo se i dati si trovano in uno o più file di datalog consecutivi ma termina nonappena dei dati sono mancanti. L'estrazione potrebbe fallire anche nel caso in cui la cartella deidatalog contenga più di 1024 file: l'operazione di ricerca dei dati indicati viene infatti effettuata solosui primi 1024 file della cartella.I campioni estratti vengono salvati come evento nella sottocartella appropriata (in base alla data)della cartella degli eventi, nel formato correntemente scelto come formato degli eventi generati daSeismonux (parametro di configurazione EVENT_FORMAT).La ricerca avviene solo nella cartella predefinita dello stick USB in cui Seismonux memorizza i filedi datalog; se sono presenti due dispositivi USB la ricerca viene effettuata in entrambi.

FILTER FILTER FILTER_FREQUENCYImposta la frequenza di taglio del filtro highpass IIR. Agisce sul parametro IIR_FILTER.

GPSPORT GPSPORT GPS_PORT_DEVICE_NAME BAUD_RATEImposta il nome della porta di comunicazione con la scheda GPS e la velocità di comunicazione.Agisce sui parametri di configurazione GPS_PORT e GPS_BAUD_RATE.

HELP HELPMostra la lista dei comandi.

INFO INFOMostra i parametri principali della configurazione di Seismonux, disponendo in modo leggibile eordinato il contenuto del file delle impostazioni.

INVERT INVERT CH1_EN CH2_EN CH3_ENImposta l'opzione di inversione di polarità del segnale. I parametri CHi_EN agiscono sul parametrodi configurazione INVERT_POLARITY del canale i.

KILL KILLForza l'interruzione immediata di Seismonux. Ogni dato non salvato verrà perso, eventuali file didatalog o di evento aperti non saranno chiusi correttamente, nel file di log non ci sarà traccia diquanto accaduto (a parte la mancanza delle normali operazioni di chiusura). Questo comando nonva dato a meno che non ci sia un motivo esplicito per farlo: oltre a interrompere bruscamente ilfunzionamento del programma, provoca il riavvio dell'intero sistema operativo entro pochi secondi,a causa del WDT (si veda la sezione relativa alla gestione dei malfunzionamenti).



LIST LISTMostra l'elenco degli eventi registrati.Ogni riga del file è nel formato “data inizio evento” “lunghezza (secondi)”.

LOCATION LOCATION LOCATION_CODEImposta il codice Location della stazione. Agisce sul parametro STA_LOCATION.

LOG LOG SIZEMostra la dimensione del file di log, in bytes e in righe. LOG SHOW [LINES]Mostra il contenuto del file di log. Il parametro opzionale LINES è il numero di righe che sidesidera visualizzare. Se il parametro è omesso viene mostrato tutto il file. LOG DELETECancella il file di log. LOG CUT LINESCrea un nuovo file di log contenente solo il numero di righe indicato, prelevate a partire dalla finedel file precedente.

LOGLEVEL LOGLEVEL LEVELAgisce sul parametro di configurazione LOG_LEVEL.

OFFS OFFS CHANNEL OFFSETAgisce sul parametro di configurazione OFFSET del canale CHANNEL (1, 2 o 3).

MON MON CHANNEL(S)Visualizza per tutti i secondi di dati provenienti dai canali indicati il valore dell'ultimo campione,dell'offset e del rapporto STA/LTA. Il valore binario del numero indicato in CHANNEL(S) è lamaschera di bit che determina i canali da mostrare. Seguono alcuni esempi. - 1 (valore binario 001) – mostra solo il canale 1. - 4 (valore binario 100) – mostra solo il canale 3. - 5 (valore binario 101) – mostra il canale 1 e 3. - 7 (valore binario 111) – mostra tutti i canali.

NETTRIG NETTRIG CLIENT_ENABLED SERVER_ENABLED PORT_NUMBERImposta i parametri per il triggering di rete, agendo rispettivamente sui parametri di configurazioneNET_TRIG_CLIENT, NET_TRIG_SERVER e NET_TRIG_PORT.

NETWORK NETWORK NETWORK_CODEImposta il codice Network della stazione. Agisce sul parametro STA_NETWORK.



NTLIST NTLIST CLIENTS_LIST_FILENAMEAgisce sul parametro di configurazione NET_TRIG_CLIENTS_FILE.

PORT PORT PORT_DEVICE_NAME BAUD_RATEImposta il nome della porta di comunicazione con la scheda A/D e la velocità di comunicazione.Agisce sui parametri di configurazione PORT e BAUD_RATE.

REC RECForza la registrazione manuale di un evento, senza triggering. Il tempo di pre-evento è regolatodallo stesso parametro che regola le registrazioni con triggering; la durata dell'evento dipendeinvece esclusivamente dalla durata massima di un evento (parametro MAX_EVENT_TIME),mentre il tempo di post-evento è ignorato.

RESET RESETRipristina i settaggi alle impostazioni di default.

RESTART RESTART (o SAVE)Riavvia Seismonux. I file di datalog vengono chiusi ed eventuali registrazioni di eventi in corsovengono interrotte e il file di configurazione viene riletto. Tipicamente questo comando si utilizzaper applicare le modifiche dopo uno o più interventi sui parametri di configurazione.

SLINK SLINK SERVER_ENABLEDAbilita o disabilita il server SeedLink, agendo sul parametro di configurazioneSLINK_SERVER_ENABLED.

SLINKLISS SLINKLISS LISS_ENABLEDAbilita o disabilita la modalità LISS del server, agendo sul parametro SLINK_SERVER_LISS.

SLINKPAR SLINKPAR SERVER_PORT PACKETS_ENCODING BUFFER_SIZE BUFFER_VALIDITYImposta i parametri del server SeedLink, agendo rispettivamente sui parametri di configurazioneSLINK_SERVER_PORT, SLINK_PACKET_ENCODING, SLINK_BUFFER_SIZE eSLINK_BUFFER_DISCARD.

SLW SLW CHANNEL STA_WINDOW LTA_WINDOW LTA_FREEZEImposta i valori per il calcolo del rapporto STA/LTA, agendo rispettivamente sui parametri diconfigurazione STA_WINDOW_LEN, LTA_WINDOW_LEN e FREEZE_LTA del canaleCHANNEL (1, 2 o 3).



START STARTAvvia Seismonux. Perché il comando abbia successo l'eseguibile di Seismonux deve essere presentenella cartella /root/seismonux. Non è possibile avviare ed eseguire due istanze di Seismonuxcontemporaneamente.

STATION STATION STA_NAME STA_CODEImposta il nome e il codice della stazione, agendo sui parametri di configurazione STA_NAME eSTA_CODE.

STLIST STLIST TRIGGERS_LIST_FILENAMEAgisce sul parametro di configurazione SCHED_TRIG_FILE.

STOP STOPInterrompe la registrazione di un evento, se attiva. Agisce su qualsiasi registrazione, avviatamanualmente, programmata o con triggering “naturale”.

STREAM STREAMAbilita la modalità STREAM. In questa modalità, simile alla modalità DIGIT, viene eseguitol'output del flusso dati ricevuto dalla scheda, codificato secondo il protocollo utilizzato dal tipo discheda della strumento (SADC20, SADCHS, ecc.), dopo le operazioni di filtraggio digitale edecimazione. La modalità DIGIT differisce in quanto esegue l'output dei dati così come ricevuti,prima di ogni altra elaborazione. Per informazioni sulle funzioni di filtro digitale offerte dalsoftware si rimanda alla relativa sezione. Anche i dati mostrati in questa modalità non sonointellegibili, ma sono interpretabili dai datalogger della suite SEISMOWIN. Per ulteriori dettagli sirimanda alla sezione relativa all'interazione tra Seismonux e SEISMOLOG-MT.

STST STST CHANNEL START_LEVEL STOP_LEVELAgisce sui parametri di configurazione START_LEVEL e STOP_LEVEL del canale CHANNEL(1, 2 o 3).

SYNCMODE SYNCMODE SYNC_MODEImposta la modalità di sincronizzazione temporale della scheda A/D, agendo sul parametro diconfigurazione SYNC_MODE.

SYS SYSMostra una serie di parametri del sistema:

• Versione dei moduli del software Seismonux.• Data corrente del sistema e della scheda A/D.• Coordinate riportate dalla scheda GPS e stato istantaneo del segnale GPS (Fixed o Not fixed).• Coordinate GPS stabilizzate.• Stato della comunicazione del segnale di sincronizzazione (segnale PPS) tra scheda GPS e

scheda A/D.



• Stato della sincronizzazione della scheda A/D (la scheda A/D accetta la sincronizzazione GPSsolo se si mantiene stabile per qualche minuto e continua a considerarla valida per diversiminuti anche se il segnale GPS viene perso).

• Numero di riavvii del software nella sessione corrente.• Numero di errori di ricezione dei dati provenienti dalla scheda A/D; gli errori “over the

threshold” sono quelli non recuperabili. È normale vedere un piccolo numero di errori, che siverificano quando la scheda A/D accetta la sincronizzazione GPS.

• Tempo complessivo di funzionamento del software.• Durata della sessione di utilizzo corrente.• Stato della memoria dello stick USB.• Livello di carica della fonte di alimentazione (se disponibile).

Inoltre, per ogni canale, vengono mostrati:• Valore dell'ultimo campione.• Offset; il valore mostrato è sempre l'offset reale, prima della correzione effettuata

applicando il parametro di configurazione OFFSET.• Media STA, media LTA e rapporto STA/LTA.• Stato della registrazione di eventi.• Stato della registrazione continua.

I dati mostrati dal comando SYS vengono aggiornati ogni pochi secondi.

TERMINATE TERMINATEOrdina a Seismonux di interrompersi in modo controllato. Vengono chiusi eventuali file aperti evengono registrate sul log tutte le operazioni di chiusura.

TIME TIME HH MM SSImposta l'orario, sia del sistema operativo che del clock hardware, in modo da rendere la modificapermanente. L'orario di sistema viene infatti impostato automaticamente ad ogni avvio in base aquanto indicato dal clock hardware.

TRIG TRIG TYPE PRE_EVENT_TIME MAX_EVENT_TIME POST_EVENT_TIMEImposta i parametri di trigger e detrigger. Agisce rispettivamente su parametri di configurazionePRE_EVENT_TIME, MAX_EVENT_TIME e POST_EVENT_TIME.

VERSION VERSIONMostra la versione del software e le informazioni sul copyright.



Descrizione dei parametri di configurazioneSegue la lista di tutti i parametri della configurazione di Seismonux.

SPS• Frequenza di campionamento della scheda A/D.• Default: 100.• Valori ammessi: la frequenza di campionamento a cui lavora lo strumento è sempre 400 Hz. Il

meccanismo di oversampling e filtraggio utilizzato dal software, solo se appropriatamenteconfigurato, permette di utilizzare in linea teorica tutte le frequenze sottomultiple di 400. Inpratica lo strumento è preconfigurato per supportare le seguenti frequenze: 8, 10, 16, 20, 25,40, 50, 80, 100, 200 e 400 Hz. Benché sia permesso modificare i filtri utilizzati dallostrumento, non è comunque possibile utilizzare frequenze più basse, anche se sottomultiple di400 (1, 2, 4 e 5 Hz). Per ulteriori informazioni si veda la sezione relativa ai filtri digitali.

STA_NAME• Nome descrittivo della stazione. È utilizzato solo dal server SeedLink come informazione

ulteriore sulla stazione.• Default: “-”.• Lunghezza minima/massima: 1/127 caratteri.

STA_CODE• Codice identificativo della stazione. È uno dei parametri essenziali per l'identificazione della

stazione; ufficialmente il codice stazione identifica tutti i sismografi all'interno di un'area di 1Km2.

• Default: “SSSSS”.• Lunghezza minima/massima: 3/5 caratteri.

STA_NETWORK• Codice del Network a cui appartiene la stazione. È uno dei parametri essenziali per

l'identificazione della stazione. I codici di network ufficiali vengono assegnati da autoritàsismologiche internazionali.

• Default: “NN”.• Lunghezza minima/massima: 2/2 caratteri.

STA_LOCATION• Codice Location della stazione; anche questo codice è un parametro di identificazione della

stazione, ma solitamente non è utilizzato.• Default: “ ” (2 spazi).• Lunghezza minima/massima: 2/2 caratteri.

LATITUDE• Latitudine della stazione. Se questo valore è ricavato dalla scheda GPS, tramite gli appositi

comandi, è espresso in gradi decimali.• Default: 0.• Lunghezza minima/massima: 1/127 caratteri.

LONGITUDE• Longitudine della stazione. Se questo valore è ricavato dalla scheda GPS, tramite gli appositi

comandi, è espresso in gradi decimali.• Default: 0.



• Lunghezza minima/massima: 1/127 caratteri.

AUTO_POSITIONING• Abilitazione della funzione di posizionamento automatico. Se la funzione è abilitata il

programma utilizzerà la posizione stabilizzata ricavata dal modulo GPS, se disabilitatautilizzerà invece la posizione contenuta nei parametri di configurazione LATITUDE eLONGITUDE. L'unico utilizzo pratico della posizione è per l'inserimento delle coordinate diacquisizione tra i parametri dei file di datalog e di evento prodotti dal programma. Perulteriori informazioni sulle modalità di determinazione della posizione GPS stabilizzata sirimanda alla sezione relativa all'utilizzo del GPS.

• Default: 1 (funzione abilitata).• Valori ammessi: 0, 1.

ELEVATION• Altitudine della stazione.• Default: 0.• Lunghezza minima/massima: 1/127 caratteri.

SENSORS_SERIAL• Numero di matricola del pack di sensori utilizzato dallo strumento. Solitamente è impostato in

fase di produzione dello strumento ed è utilizzato solamente dall'interfaccia web nella paginainiziale.

• Default: 0.• Valori ammessi: qualsiasi numero intero con segno rappresentabile con 32 bit.

SENSORS_UNIT• Tipo del pack di sensori utilizzato dallo strumento. Solitamente è impostato in fase di

produzione dello strumento ed è utilizzato solamente dall'interfaccia web nella paginainiziale. I valori più comuni sono “SS45” (terna di velocimetri da 4.5 Hz) e “SS20” (terna divelocimetri da 2 Hz).

• Default: “SS45”.• Lunghezza minima/massima: 1/127 caratteri.

DATALOG_LEN• Lunghezza dei file di datalog, in minuti. Questo parametro è ignorato se il formato dei file di

datalog è MINISEED e il parametro DATALOG_PACKETS è maggiore di 0.• Default: 60.• Valori ammessi: 15, 30, 60, 120, 240, 360.

DATALOG_PACKETS• Lunghezza dei file di datalog, in numero di pacchetti. Questo parametro è significativo solo se

il formato dei file di datalog è MINISEED. Se il parametro viene posto a 0 si indica alsoftware di utilizzare il parametro DATALOG_LEN per determinare la lunghezza dei file didatalog: in questo modo i datalog in formato MINISEED si riferiranno approssimativamenteallo stesso periodo temporale qualunque sia la codifica miniSeed scelta. Se invece ilparametro è maggiore di 0 e la codifica miniSeed scelta non è la codifica INT32, i fileavranno la stessa dimensione, poiché conterranno lo stesso numero di pacchetti, ma diversadurata, a causa della differente compressione sui diversi canali effettuata dalla codificaminiSeed; se invece la codifica scelta è la INT32, i file avranno stessa dimensione e stessadurata, perché tale codifica non effettua nessuna compressione ed inserisce lo stesso numero



di campioni in ogni pacchetto.• Default: 0.• Valori ammessi: 0 – 50000.

DATALOG_PURGE• Numero di giorni oltre il quale i file di datalog vengono eliminati. Questo parametro permette

di mantenere spazio libero a sufficienza nella memoria USB in cui vengono memorizzati idatalog. Per determinare il valore ottimale del parametro, che dipende dalla frequenza dicampionamento e dal formato di file di datalog scelto, si rimanda alla sezione relativa aiformati di file utilizzati da Seismonux.

• Default: 5.• Valori ammessi: 0 – 60. Il valore 0 indica che i file di datalog non vanno mai cancellati.

DATALOG_FORMAT• Formato dei file di datalog.• Default: MINISEED.• Valori ammessi: SEISMONUX, MINISEED. È possibile inserire qualsiasi altro valore di

lunghezza inferiore a 128 caratteri; in questo caso non verranno prodotti file di datalog. Lacodifica dei pacchetti miniSeed inseriti nei file di datalog è regolata dal parametroSLINK_PACKET_ENCODING. Per ulteriori dettagli sui formati di file utilizzati daSeismonux si veda la relativa sezione.

TRIGGER TYPE• Modalità di triggering. Il triggering in ampiezza si basa sul valore assoluto dei campioni

provenienti dalla scheda A/D, è più semplice ma meno efficace; il triggering STA/LTA sibasa sul rapporto tra la media a breve termine e a lungo termine del valore dei campioni.

• Default: 1.• Valori ammessi: 0, triggering disabilitato; 1, triggering in ampiezza; 2, triggering STA/LTA.

PRE_EVENT_TIME• Numero di secondi precedenti un evento che devono essere aggiunti alla registrazione. Se il

software è in funzione da meno secondi di quanto indicato dal parametro, verranno aggiuntiall'evento tutti i secondi a disposizione, anche se in numero inferiore a quello richiesto.

• Default: 20.• Valori ammessi: 5 – 60.

MAX_EVENT_TIME• Durata massima di un evento, in secondi.• Default: 600.• Valori ammessi: 100 – 3600.

POST_EVENT_TIME• Durata, in secondi, del tempo in cui il valore del parametro di triggering deve mantenersi

costantemente sotto la soglia indicata dalla voce di configurazione STOP_LEVEL per poterinterrompere la registrazione di un evento.




EVENTS_FORMAT• Formato dei file di evento.• Default: GSECM6.• Valori ammessi: SEISMONUX, GSEINT, GSECM6. È possibile inserire qualsiasi altro

valore di lunghezza inferiore a 128 caratteri; in questo caso non verranno prodotti file dievento. Per ulteriori dettagli sui formati di file utilizzati da Seismonux si veda la relativasezione.

NET_TRIG_CLIENT• Abilitazione della funzione di client di triggering di rete. Se tale funzione è abilitata

Seismonux sta in ascolto su una porta TCP in attesa di comandi di avvio della registrazione daparte di altre stazioni. Se la registrazione è già attiva il trigger viene ignorato.

• Default: 0, funzione disabilitata.• Valori ammessi: 0 , 1.

NET_TRIG_SERVER• Abilitazione della funzione di server di triggering di rete. Se tale funzione è abilitata, all'avvio

della registrazione di un evento, qualunque ne sia la causa (superamento dei livelli di soglia,avvio manuale, ricezione di un trigger di rete), Seismonux invia il comando di avvio dellaregistrazione a tutti gli indirizzi IP specificati in un dato file, collegandosi sulla porta indicatanell'apposito parametro. Una stazione può comportarsi da client, da server o entrambi, in basealla configurazione della propria rete.

• Default: 0, funzione disabilitata.• Valori ammessi: 0, 1.

NET_TRIG_PORT• Porta da utilizzare per la funzione di triggering di rete. In funzione di client il software starà

in ascolto su tale porta; in funzione di server il software presume che i client a cui deveinviare il trigger siano tutti in ascolto su tale porta.


NET_TRIG_CLIENTS_FILE• Nome del file contenente l'elenco degli indirizzi IP a cui inviare trigger di rete. Il parametro è

ignorato se la funzione di server di triggering di rete è disabilitata. Il file deve essere creatodall'utente, con un indirizzo per riga, e posto insieme agli altri file utilizzati da Seismonuxnella directory /root/seismonux.

• Default: nessun file.• Valori ammessi: qualsiasi nome di file di lunghezza inferiore a 128 caratteri.

SCHED_TRIG_FILE• Nome del file contenente la data e l'ora dei trigger programmati. Il file deve essere creato

dall'utente, con una data per riga nel formato YYYY/MM/DD HH:MM:SS, e posto insiemeagli altri file utilizzati da Seismonux nella directory /root/seismonux. Seismonux utilizzaqueste date per avviare automaticamente la registrazione di un evento al loro raggiungimento.

• Default: nessun file.• Valori ammessi: qualsiasi nome di file di lunghezza inferiore a 128 caratteri.



IIR_FILTER• Frequenza di taglio del filtro highpass IIR. Il filtro è di tipo Bessel a un polo. Per ulteriori

dettagli si veda la sezione relativa ai filtri digitali.• Default: 1, 0.01 Hz.• Valori ammessi: 0, filtro IIR disabilitato; 1, 0.01 Hz; 2, 0.1 Hz.

SLINK_SERVER_ENABLED• Abilitazione del server SeedLink.• Default: 1, server abilitato.• Valori ammessi: 0, 1.

SLINK_SERVER_LISS • Abilitazione della modalità LISS. In questa modalità il server agirà come server LISS (Live

Internet Seismic Server), inviando immediatamente i pacchetti miniSeed generati daSeismonux a chiunque si connetta, senza nessuna fase di handshaking. Per ulteriori dettagli sirimanda alla documentazione ufficiale, consultabile al sito www.liss.org.

• Default: 0, modalità LISS disabilitata.• Valori ammessi: 0, 1.

SLINK_SERVER_PORT• Porta TCP su cui sta in attesa di connessioni il server SeedLink.• Default: 18000.• Valori ammessi: 1024 – 65536.

SLINK_PACKET_ENCODING• Codifica dei pacchetti miniSeed prodotti da Seismonux. Questo parametro influenza sia i

pacchetti inviati dal server SeedLink che quelli inseriti nei file di datalog, se sono in formatoMINISEED. Anche se il parametro è condiviso, le due attività (creazione di pacchettiSeedLink utilizzati dal server e creazione di datalog in formato MINISEED) non sono in alcunmodo collegate e funzionano l'una indipendentemente dal fatto che l'altra sia abilitata.

• Default: 11, Steim2.• Valori ammessi: 3, INT32; 10, Steim1; 11, Steim2.

SLINK_BUFFER_SIZE• Dimensione, in numero di pacchetti, del buffer del server SeedLink. Il buffer, a riempimento

circolare, contiene i pacchetti miniSeed più recenti generati da Seismonux.• Default: 300.• Valori ammessi: 100 – 20000.

SLINK_BUFFER_DISCARD• Seismonux salva il buffer del server SeedLink alla chiusura e lo ricarica all'avvio, in modo da

tollerare interruzioni di funzionamento senza perdere i dati. Dopo il riavvio, quando vienericevuto il primo secondo di campioni dalla scheda A/D, il tempo di tale secondo vieneconfrontato con il tempo del pacchetto più recente contenuto nel buffer. Se la differenza tra idue tempi, in secondi, è maggiore di questo parametro, il buffer appena caricato vienescartato e ne viene creato uno nuovo.

• Default: 60 (secondi).• Valori ammessi: 1 – 3600.


http://www.liss.org/


COMPONENT• Codice del componente; è il parametro essenziale per l'identificazione del singolo flusso dati

di una stazione.• Default: “CHi”, in cui i rappresenta il numero del canale (1 – 3).• Lunghezza minima/massima: 3/3 caratteri.

DATALOG_EN• Abilitazione della registrazione continua dei dati nei file di datalog. Se la funzione è

disabilitata tutti i parametri riguardanti i datalog sono ignorati.• Default: 1, abilitato.• Valori ammessi: 0, 1.

OFFSET• Valore di correzione dell'offset, che viene aggiunto a ogni campione del relativo canale. Per

determinare il valore appropriato da inserire si può utilizzare l'output del comando SYS o lapagina Status dell'interfaccia web.

• Default: 0.• Valori ammessi: qualsiasi numero intero con segno rappresentabile con 24 bit.

INVERT_POLARITY• Abilitazione dell'opzione di inversione di polarità del segnale. Solitamente si utilizza per

correggere tramite software un errato cablaggio del sensore.• Default: 0, disabilitata.• Valori ammessi: 0, 1.

START_LEVEL• Imposta il livello o rapporto di soglia per l'avvio della registrazione di un evento. Se il

triggering è in ampiezza il valore deve essere espresso in count, se invece è basato sullatecnica STA/LTA il valore indicherà il livello del rapporto STA/LTA, in decimi di unità (es.74 per indicare un valore di rapporto di 7.4). Se il triggering è disabilitato il valore è ignorato.La registrazione di un evento si avvia non appena su uno dei tre canali viene superato illivello indicato.


STOP_LEVEL• Imposta il livello o rapporto di soglia per il termine della registrazione di un evento, utilizzato

nel modo indicato al parametro POST_EVENT_TIME.• Default: 8000000.• Valori ammessi: 0 – 8388607.

STA_WINDOW_LEN• Lunghezza, in secondi, della finestra per il calcolo della media a breve termine del valore dei

campioni.• Default: 2.• Valori ammessi: 1 – 10.



LTA_WINDOW_LEN• Lunghezza, in secondi, della finestra per il calcolo della media a lungo termine del valore dei

campioni.• Default: 200.• Valori ammessi: 5 – 1000.

FREEZE_LTA• Interruzione del calcolo della media a lungo termine durante una registrazione.• Default: 1, abilitata.• Valori ammessi: 0, 1.

USB_DEVICE_PRIORITY• Indicazione del dispositivo USB da utilizzare preferibilmente (esterno o interno) per la

memorizzazione dei file di datalog e di evento, quando sono presenti entrambi. Alcuni file,come ad esempio il file di log, sono sempre memorizzati nel dispositivo interno, se presente.

• Default: 0, dispositivo esterno.• Valori ammessi: 0, dispositivo esterno; 1, dispositivo interno.

USB_DEVICE_FILLING_THRESHOLD• Indicazione del livello di memoria libera, in percentuale, al di sotto del quale un dispositivo

USB viene considerato pieno e quindi non più utilizzabile. Quando la soglia vieneoltrepassata Seismonux passa ad utilizzare l'altro dispositivo USB, se presente e consufficiente spazio a disposizione, altrimenti inibisce le operazioni di salvataggio di file.

• Default: 10%.• Valori ammessi: 2% – 100%.

KEYPAD_LCD_ENABLED• Abilitazione dei pulsanti e del display LCD esterno, negli strumenti che ne sono provvisti.• Default: 1, abilitati.• Valori ammessi: 0, 1.

LOG_LEVEL• Livello di verbosità dei file di log. Il livello massimo causa il riempimento precoce della

memoria disponibile e non dovrebbe essere utilizzato normalmente.• Default: 4. INFO.• Valori ammessi: 0, logging disabilitato; 1, FATAL; 2, ERROR; 3, WARNING; 4, INFO; 5,

DEBUG.

SYSTEM_STATUS_TIMEOUT• Timeout del refresh automatico della pagina System status dell'interfaccia web, in secondi.• Default: 5.• Valori ammessi: 0 – 600. Se il valore impostato è 0 la pagina non viene mai aggiornata

automaticamente.

SEISMOGRAMS_TIMEOUT• Timeout del refresh automatico della pagina Seismograms dell'interfaccia web, in secondi.• Default: 5.• Valori ammessi: 0 – 600. Se il valore impostato è 0 la pagina non viene mai aggiornata

automaticamente.



SYSTEM_LOG_TIMEOUT• Timeout del refresh automatico della pagina System log dell'interfaccia web, in secondi.• Default: 30.• Valori ammessi: 0 – 600. Se il valore impostato è 0 la pagina non viene mai aggiornata

automaticamente.

PASSWORD• Password di accesso ad alcune pagine e azioni dell'interfaccia web e ad alcune sezioni del

menù del display esterno. Se questa password non è impostata l'accesso all'interfaccia web el'utilizzo del menù non hanno nessuna limitazione, a meno della richiesta iniziale diautenticazione effettuata dal server http quando si accede all'interfaccia web. Se invece questapassword viene valorizzata, quando si tenta di accedere ad alcune pagine dell'interfaccia web,come ad esempio la pagina di setup del sistema, o di eseguire alcune azioni, come ad esempiolo spegnimento del sistema operativo dello strumento, viene visualizzata una pagina dirichiesta password, che è possibile oltrepassare solo se si inserisce correttamente la passwordimpostata; per quanto riguarda il menù del display esterno, per poter modificare i parametri diconfigurazione o eseguire azioni sarà necessario inserire la password impostata alla voce INSPASSWORD → KBD_PASSWORD.

• Default: nessuna password.• Lunghezza minima/massima: 0/16 caratteri; se viene inserita una password di lunghezza

maggiore verrà troncata a 16 caratteri.

PASSWORD_SESSION_LENGTH• Numero di secondi dopo l'inserimento di una password valida per cui è garantito l'accesso ad

ogni funzione dell'interfaccia web senza dover digitare ancora la password. La passwordviene richiesta di nuovo quando si tenta di accedere ad una pagina o azione protetta dopoPASSWORD_SESSION_LENGTH secondi di inattività. Questa impostazione riguarda solol'interfaccia web; la password inserita per lo sblocco del menù del display viene sempreconsiderata valida.

• Default: 120.• Valori ammessi: 0 – 600. Se il valore impostato è 0 la password viene sempre richiesta.

PORT• Percorso del device file che rappresenta la porta seriale su cui è collegata la scheda A/D.

Questo valore non va modificato a meno che non ci sia un motivo esplicito per farlo.• Default: “dev/ttyAM1”.• Lunghezza minima/massima: 1/127 caratteri.

GPS_PORT• Percorso del device file che rappresenta la porta seriale su cui è collegata la scheda GPS.

Questo valore non va modificato a meno che non ci sia un motivo esplicito per farlo.• Default: “dev/ttyTS0”.• Lunghezza minima/massima: 1/127 caratteri.

BAUD_RATE• Velocità di comunicazione sulla porta seriale su cui è collegata la scheda A/D, in baud.

Questo valore non va modificato a meno che non ci sia un motivo esplicito per farlo.• Default: 38400.• Valori ammessi: 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200.



GPS_BAUD_RATE• Velocità di comunicazione sulla porta seriale su cui è collegata la scheda GPS, in baud.

Questo valore non va modificato a meno che non ci sia un motivo esplicito per farlo.• Default: 4800.• Valori ammessi: 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200.

BOARD_TYPE• Modello della scheda A/D. La versione standard di Seismonux è in grado di decodificare

l'output delle schede SADC a 24, 18, 16 bit e della scheda SADC HS a 24 bit. Nellostrumento SL06 – MARSlite la scheda è solo del tipo SADC MARS Lite, per cui questaimpostazione, rimasta per questioni di compatibilità, non va assolutamente modificata, pena ilnon funzionamento dello strumento.

• Default: 4, SADC MARS Lite.• Valori ammessi: 0, SADC20; 1, SADCHS; 2, SADC16; 3, SADC18; 4, SADC MARS Lite.

AD_FULLSCALE• Regolazione del fondo scala della scheda A/D.

Lo strumento ha la possibilità di variare il guadagno dello stadio di amplificazione, il cheequivale alla variazione del fondo scala, ed è comune per tutti i canali. Lo stadio A/D esce con una risoluzione costante a 20 bit.Incrementando il valore del fondo scala si ha come effetto collaterale il minore dettaglio, ogranularità, del segnale; tuttavia le funzionalità di filtro FIR integrato posto a valle dell'A/Dconverter attenuano questo effetto permettendo allo strumento di funzionare, dai 20 bitnominali con guadagno massimo (fondo scala minore), a 26 bit “surrogati” con guadagnominimo (maggiore fondo scala).Il peso del singolo bit è mantenuto sempre pari a 0.125 µV, qualunque sia il guadagno. È statafatta questa scelta per permettere al software di produrre un uscita con peso del bit costantelavorando con valori interi, in modo da non avere perdite dovute agli arrotondamenti presentinella MARSLite originale che lavorava con un word a 16 bit in virgola mobile (mantissa di14 bit).Per maggiori dettagli si rimanda alla sezione Strumento del presente manuale.

• Default: 0, ± 4.194 V (guadagno minimo).• Valori ammessi: 0, ± 4.194 V; 1, ± 1.049 V; 2, ± 0.262 V; 3, ± 0,065 V.

SYNC_MODE• Modalità di sincronizzazione temporale della scheda A/D. La scheda A/D è in grado di

aggiustare gradualmente il proprio orario in accordo con quello sincronizzato, così comefaceva in origine lo strumento MarsLite (modalità shift), o di portarlo immediatamente sulvalore corretto (modalità jump). Per maggiori informazioni sull'argomento si rimanda allasezione strumentale.

• Default: 0, modalità shift.• Valori ammessi: 0, modalità shift; 1, modalità jump.

SERIAL_BUFFER_SIZE• Dimensione, in bytes, del buffer per i dati provenienti dalla scheda A/D tramite la porta

seriale. Questo parametro influenza la rapidità con cui vengono decodificati i dati provenientidalla scheda; maggiore è la frequenza di campionamento, maggiore dovrebbe essere ladimensione del buffer e viceversa. Se il buffer è troppo grande per la frequenza dicampionamento i dati saranno analizzati a grandi blocchi di secondi, con un lungo intervallotra un blocco e l'altro; questo, comunque, può essere un problema solo in fase di



monitoraggio, in quanto il flusso dati scorre troppo lentamente, ma nessun dato va perso. Se,viceversa, il buffer è troppo piccolo rispetto a un'alta frequenza di campionamento siverificheranno perdite di dati. Ad esempio, se la dimensione del buffer è di 2048 bytes, lafrequenza di campionamento è 5 SPS e il tipo di scheda è SADC20 (SADC a 24 bit), il bufferverrà analizzato circa una volta ogni 25 secondi. Se invece la dimensione del buffer è di 256bytes e il tipo di scheda è SADCHS o SADC MARS Lite, si verificheranno perdite di dati apartire dalla frequenza di campionamento di 300 SPS. Solitamente non c'è necessità dicambiare la dimensione predefinita, in quanto con tale dimensione il funzionamento ègarantito a qualsiasi frequenza di campionamento.




File creati e utilizzati da SeismonuxSeismonux gestisce i file presenti in due locazioni: /root/seismonux e [mount_folder]/seismonux, incui mount_folder è la cartella su cui è montato il file system dello stick USB.

I file nella prima cartella sono i file necessari per il funzionamento di Seismonux e non dovrebberoessere mai spostati, modificati o eliminati. Alcuni di questi file sono utilizzati in sola lettura, altrisono utilizzati anche in scrittura ma solo in occasioni particolari, come alla chiusura delprogramma; questo accade perché il supporto di memoria integrato nella scheda è di tipo flash, chetende a corrompersi dopo un certo numero di cicli di utilizzo, per cui le operazioni di scrittura suquesta memoria sono ridotte al minimo.

La maggioranza dei file prodotti da Seismonux viene perciò creata nella seconda cartella, postanello stick USB: anche questa memoria è di tipo flash, ma la sua eventuale corruzione non sarebbeun evento irreparabile come la corruzione della memoria integrata nella scheda, in quantobasterebbe sostituire lo stick USB.

I file presenti nella cartella /root/seismonux sono i seguenti:• seismonux: file eseguibile principale.• snux: file eseguibile che interpreta ed esegue i comandi impartiti da terminale, comunicando

con l'eseguibile principale, se è in esecuzione.• seismonux.conf: file contenente i parametri di configurazione.• menu.conf: file contenente la struttura e le voci del menù navigabile attraverso i pulsanti e il

display dello strumento.• SPS.conf: file contenente i parametri di configurazione per il filtro lowpass FIR e la

decimazione del flusso dati proveniente dalla scheda. Per ulteriori informazioni si veda lasezione relativa ai filtri digitali.

• serial: file contenente il numero di matricola e il modello dello strumento.• proxy_in_pipe, proxy_out_pipe: file speciali (named pipes) utilizzati per la comunicazione tra

il file eseguibile principale e gli eseguibili di supporto (snux e cgisnux, l'eseguibile cheimplementa l'interfaccia web). In particolari circostanze può accadere che la comunicazionenon avvenga correttamente perché nei file sono avvenute scritture sovrapposte o non attese.Questo può succedere, ad esempio, se si impartiscono a Seismonux comandi da terminalementre è attiva l'interfaccia web. Per risolvere la situazione, svuotando forzatamente le pipe dicomunicazione, si può utilizzare il comando speciale (da linea di comando) snux FLUSH.

• *.rng: file di buffer del server SeedLink. Il nome del file dipende dai codici Network e Stationcorrenti dello strumento. Se questi vengono cambiati, eventuali file corrispondenti a vecchicodici non vengono eliminati.

• shreason: file contenente un numero che specifica la causa della chiusura precedente diSeismonux; utilizzato in fase di recupero da una terminazione imprevista.

• systemuptime: file contenente il tempo complessivo di funzionamento del software.• crash.dump: file contenente informazioni su interruzioni improvvise di Seismonux dovute a

malfunzionamenti del software. Il file è presente solo se si verifica un evento del genere; inquesto caso vi preghiamo di inviarci il file per contribuire al miglioramento del software,all'indirizzo email [email protected].

I file presenti nella cartella seismonux all'interno dello stick USB sono i seguenti:• cartella DATALOG: cartella contenente i file di datalog.• cartella EVENTS: cartella contenente i file di evento, suddivisi in ulteriori sottocartelle in

base alla data; il formato dei nomi delle sottocartelle è YYYYMMDD.• system.log: file di log principale.



• slink.log: file di log del server SeedLink; in questo file sono contenuti tutti i tentativi diaccesso al server e i comandi ricevuti, se il parametro di configurazione LOG_LEVEL è >= 4,altrimenti vi sono riportati solo eventuali errori.

• events.txt: file contenente la lista degli eventi registrati.• lastuse: file contenente il numero di matricola dell'ultimo strumento che ha effettuato una

scrittura sullo stick USB. Questo file esiste solo se è esistente anche il file serial nella cartella/root/seismonux.



Funzionamento di SeismonuxSeismonux è un software multithread in cui diversi compiti sono svolti in modo indipendente dadiverse unità di funzionamento, i thread; è possibile notare questo nel file di log, in cui ogni entrataè identificata dal nome del thread che l'ha generata.Questa sezione spiega il funzionamento dei thread che compongono il programma e comeinteragiscono tra loro; sono inoltre documentate alcune azioni che il software compieautomaticamente e che non sono configurabili.

Il thread main è quello principale, che parte all'avvio del programma; è responsabile di tutte leazioni di inizializzazione, dell'avvio degli altri thread e delle operazioni di chiusura. Alcune attivitàdi inizializzazione vengono eseguite una sola volta, altre ad ogni riavvio del software. Ovviamentele attività eseguite ad ogni riavvio sono anche eseguite al primo avvio.

Le attività eseguite una sola volta all'avvio sono:• controllo della presenza dello stick USB;• controllo dell'esistenza ed eventuale creazione delle cartelle e dei file necessari per il

funzionamento del programma;• lettura del tempo di funzionamento totale dal file che lo contiene;• accesso alle risorse hardware (led, display, ecc.);• avvio del WDT e creazione del thread di feed del WDT (si veda la sezione relativa alla

gestione dei malfunzionamenti);• lettura del valore dello Scratch Register (si veda la sezione relativa alla gestione dei

malfunzionamenti);• lettura della causa della chiusura precedente dal file shreason;• scrittura del file lastuse.

Le attività eseguite ad ogni riavvio sono:• caricamento dei parametri di configurazione;• inizializzazione del display;• apertura della porta di comunicazione con la scheda A/D;• caricamento del file del buffer SeedLink;• caricamento della lista dei client di trigger di rete dal file specificato dal parametro di

configurazione NET_TRIG_CLIENTS_FILE;• caricamento dei trigger programmati dal file specificato dal parametro di configurazione

SCHED_TRIG_FILE;• impostazione della data della scheda A/D in base alla data di sistema corrente;• creazione dei thread;• avvio della scheda A/D.

Il thread main a questo punto si blocca, lasciando il funzionamento in mano agli altri thread.Quando viene ricevuto un comando di riavvio o di terminazione i thread si interromponoordinatamente e il thread main riparte ed esegue le operazioni di chiusura.

Le operazioni di chiusura eseguite ad ogni riavvio sono:• interruzione del funzionamento della scheda A/D e chiusura della porta di comunicazione;• salvataggio su file del buffer SeedLink.

Le operazioni eseguite alla chiusura definitiva sono:• scrittura del file shreason;



• scrittura del file systemuptime;• chiusura del menù del display;• chiusura di tutti i file utilizzati;• disabilitazione del WDT (si veda la sezione relativa alla gestione dei malfunzionamenti).

Il thread reader ha il compito di prelevare, decodificare e mettere a disposizione il flusso dei datiprovenienti dalla scheda A/D. Il thread determina a intervalli regolari la quantità di dati in attesasulla porta seriale su cui è collegata la scheda; quando la quantità raggiunge la soglia indicata dalparametro di configurazione SERIAL_BUFFER_SIZE, i dati sono prelevati e decodificati secondoil protocollo utilizzato dalla scheda A/D, organizzandoli in un buffer condiviso di secondi. Ognielemento di questo buffer contiene i campioni di un secondo completo di dati di tutti e tre i canali, iltempo a cui si riferiscono i campioni (timestamp) e lo stato della sincronizzazione GPS della schedain quell'istante.Prima di porre i campioni nel buffer il thread li filtra e decima in base alle impostazioni (contenutenel file SPS.conf per quanto riguarda il filtro FIR e la decimazione, controllate dal parametroIIR_FILTER per quanto riguarda il filtro IIR; per ulteriori informazioni si veda la sezione relativaai filtri digitali); i secondi posti nel buffer, nel caso in cui i filtri siano attivi, sono quindi giàappropriatamente filtrati e decimati secondo la frequenza di campionamento impostata.Il thread pone nel buffer solo i secondi completi, con un numero di campioni uguale al parametro diconfigurazione SPS, mentre scarta i secondi incompleti o con più campioni del previsto; ognisecondo scartato è considerato un errore di ricezione grave. I secondi in cui il numero di campioniin più o in meno del previsto rientra entro una soglia di tolleranza predefinita (2 campioni) non sonoscartati ma sono appropriatamente gestiti e aggiunti al buffer: se il numero di campioni è minore delprevisto i campioni mancanti sono valorizzati con il valore dell'ultimo campione valido delsecondo, se è maggiore i campioni in eccesso vengono scartati; ogni secondo recuperato con questomeccanismo è considerato un errore di ricezione non grave.Il thread è anche responsabile del funzionamento della modalità DIGIT.

Il thread writer è il thread più importante e complesso del programma, in quanto svolge tutte lefunzioni di analisi e salvataggio dei dati. Questo thread preleva e analizza i secondi preparati dalthread reader, una volta al secondo.

Per ogni secondo vengono compiute le seguenti operazioni, in ordine di esecuzione:• Rilevamento di eventuali secondi mancanti (gap) nel flusso dei secondi.• Correzione automatica di un difetto delle schede della serie SADC prodotte prima del 2011

che consisteva nel mancato avanzamento della data allo scoccare della mezzanotte.• Determinazione dello stato della sincronizzazione GPS (si veda la sezione relativa alla

gestione del GPS) in base alle informazioni provenienti dalla scheda A/D. Quando il GPSpassa dallo stato di non sincronizzato a quello di sincronizzato, l'orario di sistema vieneimpostato come l'orario della scheda A/D, in modo da rendere anche l'orario di sistemasincronizzato in base al segnale GPS. L'orario di sistema viene impostato come l'orario dellascheda anche alle 6:00 e alle 18:00 di ogni giorno, in modo automatico, solo se l'orario dellascheda è sincronizzato.

• Azzeramento del buffer dei secondi di pre-evento se viene rilevato un gap.• Inversione della polarità del segnale, se richiesta.• Calcolo dell'offset medio sugli ultimi 200 secondi.• Applicazione dell'offset indicato nel parametro OFFSET di ogni canale su tutti i campioni del

secondo corrente. L'offset calcolato al passo precedente, mostrato ad esempio nell'output del



comando SYS, non è perciò influenzato dal valore di correzione impostato, mentre tutte leazioni seguenti operano su dati corretti.

• Calcolo del rapporto STA/LTA su finestre di lunghezza specificata dai parametriSTA_WINDOW_LEN e LTA_WINDOW_LEN di ogni canale. Eventuali gap nei dativengono ignorati e non causano l'azzeramento dei buffer usati per il calcolo.

• Valutazione dei parametri di trigger e detrigger. Se il triggering è disabilitato viene solovalutata la condizione di detrigger nel caso in cui l'acquisizione sia stata avviatamanualmente: la registrazione dell'evento viene interrotta se la lunghezza dell'evento hasuperato quella indicata dal parametro di configurazione MAX_EVENT_TIME o se è statorilevato un gap. Se il trigger è in ampiezza la registrazione viene avviata se il valore deicampioni supera la soglia di start per 3 campioni consecutivi su un qualunque canale e vieneinterrotta in base alla soglia di stop e al valore del parametro POST_EVENT_TIME, se lalunghezza dell'evento raggiunge MAX_EVENT_TIME secondi o se è stato rilevato un gap.Se il trigger è basato sul rapporto STA/LTA la registrazione viene avviata se il valore delrapporto nel secondo corrente supera la soglia di start e viene interrotta con le stesse modalitàdel trigger in ampiezza.

• Controllo dei trigger programmati.• Eventuale avvio di una registrazione di evento. La registrazione viene avviata in base ai

parametri di trigger, se è stato raggiunto l'orario di un trigger programmato, se è giunto untrigger di rete o se è stato dato un comando manuale di avvio della registrazione, tramite ipulsanti esterni, il terminale o l'interfaccia web. Viene creato e inizializzato il file di evento,vengono subito aggiunti i secondi di pre-evento, viene incrementato il conteggio degli eventiregistrati e, se la funzione di server di trigger di rete è abilitata, viene creato il thread perl'invio di tali trigger. Durante la registrazione i file di evento sono sempre in formatoSEISMONUX. L'eventuale conversione nel formato indicato nella configurazione vieneeffettuato al termine della registrazione.

• Eventuale chiusura della registrazione di un evento, in base ai parametri di detrigger o se ègiunto un comando manuale di interruzione della registrazione. Se il formato degli eventiindicato nella configurazione non è il formato SEISMONUX viene effettuata la conversionenel formato scelto e i file in formato SEISMONUX utilizzati durante la registrazionedell'evento vengono eliminati. L'evento viene aggiunto alla lista degli eventi nel fileevents.txt. La conversione viene effettivamente effettuata da un thread separato, in quantopotrebbe impiegare diversi secondi nel caso di file di evento lunghi molti minuti da convertirein formato GSECM6; non sarebbe accettabile che il thread writer si interrompa durante laconversione, in quanto si verificherebbero perdite di dati e il riavvio del sistema.

• Aggiunta del secondo corrente ai file di evento, se c'è una registrazione di evento attiva.• Aggiunta del secondo corrente al buffer dei secondi di pre-evento.• Creazione dei file di datalog, se si è determinata la condizione di creazione di un nuovo file;

tale condizione è verificata in un passaggio seguente. In questo passaggio vengono creati einizializzati i nuovi file direttamente nel formato dei file di datalog indicato nellaconfigurazione e vengono chiusi i file precedenti. Ogni volta che viene creato un nuovo fileviene anche avviato il thread purger, che elimina vecchi file di datalog in base al parametro diconfigurazione DATALOG_PURGE.

• Aggiunta del secondo corrente a file di datalog in formato SEISMONUX.• Aggiunta del secondo corrente al buffer per la creazione di pacchetti miniSeed e creazione di

un pacchetto se ci sono campioni a sufficienza (112 per la codifica INT32, 420 per la codificaSteim1, 735 per la codifica Steim2); invio di un eventuale pacchetto creato ai client del serverSeedLink ed inserimento del pacchetto nei file di datalog in formato MINISEED.

• Aggiornamento dei parametri di sistema.• Gestione di un eventuale comando MON attivo.



• Gestione della modalità STREAM, se attiva.• Valutazione della condizione di chiusura dei file di datalog e di creazione di nuovi file, in

base al formato indicato nella configurazione o se si verifica un gap.

Quando il thread termina chiude eventuali file di evento o di datalog aperti.

Il thread purger ha il solo scopo di eliminare i vecchi file di datalog: scorre i file nella cartella deidatalog, ne determina la data di inizio in base al nome e li elimina se sono meno recenti del numerodi giorni indicato dal parametro di configurazione DATALOG_PURGE.

Il thread converter viene creato dal thread writer per convertire i file di evento al termine dellaregistrazione.

Il thread GPS preleva i dati provenienti dalla scheda GPS e li analizza in modo da estrapolarne lostato di sincronizzazione e le coordinate; generalmente questi dati vengono ricavati ogni secondo esono usati per aggiornare lo stato del sistema. È questo thread inoltre che determina le coordinateGPS stabilizzate.

Il thread watchdog viene utilizzato per controllare lo stato degli altri thread e per compiere azionida eseguire con periodicità.I compiti svolti dal thread sono i seguenti:

• Verificare che nessuno degli altri thread si sia interrotto in modo anomalo; se questo accadememorizza la causa e riavvia bruscamente l'intero sistema, senza interrompere gli altri thread.Le uniche azioni effettuate prima del riavvio sono il salvataggio del tempo di funzionamentototale del software e del buffer SeedLink.

• Mantenere attivo il thread di feed del WDT (feeder).• Controllare lo stato dell'alimentazione; se viene rilevata una situazione di bassa tensione di

alimentazione indica al programma di interrompersi e di spegnere l'intero sistema (lospegnimento è effettuato dal thread main).

• Salvare a intervalli regolari il tempo di funzionamento totale del software nel relativo file.

Il thread feeder viene eseguito una volta al secondo. Il suo compito principale è di eseguire il feeddel WDT (si veda la sezione relativa alla gestione dei malfunzionamenti). Poiché viene eseguitocon la periodicità indicata è anche utilizzato per il calcolo della durata della sessione di utilizzocorrente. Questo thread non scrive mai sul file di log, nemmeno all'avvio e alla terminazione.Il thread keypad gestisce l'utilizzo dei pulsanti e del display esterno; rileva la pressione dei pulsantied esegue l'azione appropriata in base alla voce corrente del menù mostrato sul display.

Il thread refresher è utilizzato per mantenere aggiornate voci di menù che cambiano nel corso deltempo. Questo thread non scrive mai sul file di log, nemmeno all'avvio e alla terminazione.

Il thread blinker gestisce il lampeggio del led posto al centro del pulsante centrale esterno allostrumento.



Il thread listener riceve comandi tramite le named pipe di comunicazione con snux e conl'interfaccia web, li esegue e comunica il risultato delle operazioni effettuate.

Il thread logger gestisce la scrittura degli eventi sui file di log. Tutti gli altri thread creano le voci dainserire nel file e le mettono in una coda; questo thread preleva le voci dalla coda e le salva sul file.Viene creato un thread logger per ogni file di log: uno per il log di sistema e uno per il log delserver SeedLink.

Il thread server è il thread che implementa il server SeedLink. Questo thread gestisce tutte leconnessioni in ingresso, fino a un massimo di 5 client, con il meccanismo dell'I/O multiplexing. Ilthread è responsabile della ricezione dei comandi del protocollo SeedLink, di tenere traccia per ogniclient dello stato dell'handshaking previsto dal protocollo e dell'invio dei dati richiesti.I thread OLD_sender e INFO_sender assistono il thread server rispettivamente nell'invio di vecchipacchetti prelevati dal buffer SeedLink (in risposta al comando TIME) e dell'invio di pacchetti diinformazione (in risposta a comandi INFO). Per ulteriori informazioni sul funzionamento del servere sul protocollo SeedLink si veda la relativa sezione.

Il thread nettrigc implementa la funzionalità di client di trigger di rete. Il thread sta in ascolto sullaporta indicata dal parametro di configurazione NET_TRIG_PORT e avvia la registrazione di unevento quando un altro host della rete si connette a tale porta e invia il carattere 'T'. Eventualitrigger ricevuti quando la registrazione è già attiva sono ignorati.

Il thread nettrigs invia trigger di rete a tutti i client contenuti nel file indicato dal relativo parametrodi configurazione. Il thread è avviato dal thread writer quando ha inizio la registrazione di unevento, si connette a tutti i client sulla porta indicata dal parametro NET_TRIG_PORT ed invia ilcarattere 'T', dopo di che termina.



Gestione di malfunzionamenti e perdite di alimentazioneLo strumento è progettato per funzionare in installazioni remote, senza intervento di operatori permolti giorni consecutivi. In contesti del genere assume grande importanza la capacità di reagire asituazioni che potrebbero comportare l'interruzione delle attività di registrazione senza possibilità diriavviamento automatico.

Grazie a caratteristiche hardware, alla configurazione del sistema operativo e a funzioni delsoftware, lo strumento è in grado di superare situazioni simili alle seguenti:

• blocco del funzionamento del software: il programma continua ad essere in esecuzione marimane inattivo;

• interruzione improvvisa del software, ad esempio a causa di un errore di programmazione;• perdita di alimentazione progressiva, ad esempio a causa di una batteria che si sta

scaricando o di un pannello solare che non riesce a fornire energia sufficiente in unagiornata nuvolosa;

• perdita di alimentazione improvvisa.

Un primo importante aspetto è la configurazione del sistema per eseguire Seismonux all'avvio. Lostrumento è già configurato per farlo; nel caso ci sia bisogno di reimpostarlo si possono seguire leistruzioni indicate nella sezione relativa all'installazione di Seismonux. Questo permette l'avvioautomatico di Seismonux in tutte quelle situazioni in cui lo strumento viene avviato o riavviato dopouno spegnimento causato da situazioni di emergenza.

Un altra possibilità offerta dalla scheda è l'utilizzo del WDT, il WatchDog Timer. Questomeccanismo software prevede la necessità di impostare ciclicamente una locazione di memoria notaa priori con un certo valore; questa operazione prende il nome di feed del watchdog. Se si smette diimpostare questa locazione di memoria, dopo un certo tempo di attesa, o timeout, il sistema vieneriavviato. Seismonux attiva il WDT all'avvio, con un timeout di 8 secondi, e il thread feeder neesegue il feed ogni secondo. In condizioni normali il WDT viene disattivato alla terminazione, mase il software si interrompe a causa di un errore interno il WDT non viene disattivato e dopo 8secondi il sistema viene riavviato e Seismonux con esso.Per comprendere il funzionamento del WDT si può forzarne l'utilizzo tramite il comando snuxKILL, che causa l'interruzione improvvisa di Seismonux senza dargli la possibilità di disabilitare ilWDT: entro pochi secondi il sistema sarà riavviato. Se si desidera disabilitare il WDT al di fuori diSeismonux, ad esempio per evitare il riavvio del sistema dopo un comando KILL, si può utilizzare ilcomando speciale snux WDTS: questa operazione è comunque sconsigliata.

Il thread watchdog implementa un sistema simile per controllare lo stato di ogni thread e assicurarsiche nessuno si blocchi in un ciclo di esecuzione infinito, mandando in stallo l'intero programma. Adogni thread è associato un contatore, che viene azzerato periodicamente da ognuno di essi edincrementato dal thread watchdog; se il contatore supera un certo valore significa che il relativothread ha interrotto la sua esecuzione in modo inaspettato. Quando questo accade il threadwatchdog tenta di riattivare il thread interrotto; se l'operazione non ha successo il thread watchdogriavvia l'intero sistema.

Il programma è in grado di gestire eventuali malfunzionamenti del thread watchdog grazieall'interazione tra questo e il thread feeder. Il thread feeder, infatti, ha a sua volta un contatore, cheviene incrementato dal thread stesso e azzerato dal thread watchdog. Se il thread watchdog siinterrompe e non azzera più il contatore, dopo un'ora il thread feeder smette di eseguire il feed delWDT, provocando entro 8 secondi il riavvio del sistema.



Il thread watchdog è anche impiegato per rilevare eventuali cali di tensione e interrompereordinatamente l'esecuzione di Seismonux senza perdita di dati. Il thread infatti monitoracostantemente il valore di tensione su una particolare linea di I/O controllata dalla scheda GPS, chegestisce l'alimentazione dell'intero strumento.Quando la tensione di alimentazione dello strumento scende sotto la soglia minima per unfunzionamento affidabile, la scheda GPS segnala la situazione sulla linea di I/O prima menzionata:il thread watchdog rileva la segnalazione, ordina al programma di interrompersi e, come ultimaazione, indica alla scheda GPS di spegnere l'intero strumento. In questo modo, quando la tensionedi alimentazione tornerà a livelli accettabili, lo strumento si riavvierà normalmente senza subireperdite di dati.

Esiste una possibilità che appena prima che la scheda GPS esegua l'indicazione di spegnere lostrumento, la tensione torni a un livello sufficiente; in questo caso lo strumento non verrebbespento, ma il software si sarebbe già interrotto e non ci sarebbe modo di riavviarlo se non tramite unintervento manuale. Per evitare questa circostanza il WDT non viene disabilitato quando il softwaresi interrompe a causa della bassa tensione di alimentazione: se lo spegnimento non viene effettuatodalla scheda sarà quindi il WDT a riavviare il sistema e Seismonux con esso.

Per tenere traccia di questi avvenimenti e della loro gestione vengono impiegati due meccanismi:uno è la scrittura della ragione di spegnimento nel file shreason, l'altro è l'utilizzo di una locazionedi memoria che mantiene inalterato il suo valore quando il sistema viene riavviato, nota comeScratch Register (SR). Servendosi appropriatamente di questi sistemi Seismonux è in grado dideterminare, al riavvio seguente, se si è interrotto a causa di un thread malfunzionante, di un calo ditensione, di una mancanza improvvisa di alimentazione o di un riavvio provocato dal WDT.



Utilizzo del GPSL'output della scheda GPS integrata nello strumento viene utilizzato sia dalla scheda A/D che daSeismonux stesso.

La scheda A/D utilizza i dati ricevuti per indicare se il timestamp dei campioni in uscita èsincronizzato con il GPS oppure no: Seismonux utilizza questo parametro per determinare lo statodella sincronizzazione GPS della data (Locked o Not locked). La scheda A/D attende alcuni minutiprima di considerare il GPS come sincronizzato: è per questo che lo stato della sincronizzazioneimpiega qualche tempo per passare da non sincronizzato a sincronizzato.

La comunicazione del parametro varia in base al tipo di scheda: le schede SADC20, SADC18 eSADC16 comunicano lo stato di sincronizzazione attiva per cinque secondi ogni due minuti, lascheda SADCHS lo comunica costantemente per tutto il tempo in cui è sincronizzata e continua aconsiderare il tempo sincronizzato anche per diversi minuti dopo aver perso la sincronizzazioneeffettiva (circa un'ora).Se la scheda è di tipo SADC20/SADC18/SADC16 Seismonux gestisce internamente la condizionedi perdita di sincronizzazione: dopo 60 minuti che la scheda non indica più che il timestamp èsincronizzato, lo stato della sincronizzazione passa a non sincronizzato; se la scheda è di tipoSADCHS Seismonux non effettua nessuna operazione interna e utilizza esclusivamentel'informazione indicata dalla scheda.La scheda A/D dello strumento MarsLite ha le stesse modalità di funzionamento della schedaSADCHS.

Nell'utilizzo diretto dell'output della scheda GPS Seismonux utilizza e memorizza solo le coordinatee l'indicazione di sincronizzazione attiva o meno (Fixed o Not fixed), scartando i dati relativiall'orario. Questa indicazione di sincronizzazione viene riportata immediatamente: è per questo che,se l'antenna GPS è ben posizionata, la coordinate GPS appaiono come sincronizzate pochi secondidopo l'avvio del software, mentre per la data occorre aspettare qualche minuto.

Si hanno quindi diversi livelli di segnalazione dello stato della sincronizzazione:• lo stato di GPS Fixed o Not fixed indica se il modulo GPS stesso è agganciato a un numero

sufficiente di satelliti e le informazioni in suo possesso su posizione ed orario sono quindivalide;

• lo stato del segnale PPS, Active o Not active, indica se il modulo GPS sta inviando alla schedaA/D il segnale di sincronizzazione;

• lo stato di sincronizzazione della scheda A/D, Synchronized o Not synchronized, indica se lascheda A/D considera sincronizzata la temporizzazione del flusso dati in uscita. Si ribadisceche questa valutazione non è strettamente dipendente dall'effettiva sincronizzazione delmodulo GPS: la scheda A/D attende di ricevere per alcuni minuti consecutivi il segnale PPSprima di sincronizzare e continua a considerarsi sicronizzata anche se il segnale GPS ètemporaneamente assente.

Le coordinate GPS meritano un discorso a parte. Nei dispositivi GPS per uso civile lalocalizzazione è soggetta a un errore di qualche metro così che, anche se l'antenna ricevente restaimmobile, il dispositivo sembrerà in movimento all'interno di un'area di diversi metri quadrati.Questo effetto si può verificare semplicemente controllando le coordinate GPS istantanee mostratenello stato del sistema (voce GPS position).Per tentare di mitigare il problema Seismonux preleva le prime coordinate valide fornite dallascheda GPS e le considera come coordinate “ufficiali” o stabilizzate (mostrate alla voce GPSpicked position nello stato del sistema); le coordinate istantanee continuano ad essere monitorate e,



se si discostano di oltre 30 metri dalle coordinate stabilizzate correnti, il programma rileva unmovimento reale e aggiorna le coordinate stabilizzate con la nuova posizione.Le coordinate istantanee sono quindi usate dal programma solo per determinare la posizionestabilizzata, che è quella che viene poi utilizzata realmente.È anche possibile specificare manualmente, tramite i parametri di configurazione LATITUDE eLONGITUDE, la posizione della stazione. Questo è particolarmente utile quando non si ha adisposizione il segnale GPS ma si conosce la posizione dello strumento e si vuole che il programmala utilizzi.Grazie al parametro AUTO_POSITIONING si può indicare a Seismonux se usare le coordinatestabilizzate ricavate direttamente dal modulo GPS, se valide, o quelle inserite manualmente.



Filtri digitaliSeismonux è in grado di applicare al segnale acquisito due tipi di filtri digitali:

• filtro lowpass FIR configurabile dall'utente.• filtro highpass IIR di tipo Bessel a un polo, a frequenze di taglio e coefficienti prefissati.

La configurazione del filtro FIR è controllata dal file SPS.conf. Il file solitamente preinstallato nellostrumento è solo un esempio, da modificare secondo le proprie necessità.L'idea alla base di questo tipo di filtraggio è quella di campionare a una frequenza maggiore diquella desiderata (oversampling), applicare il filtro ed infine decimare il flusso dati portandolo allafrequenza di campionamento indicata nelle impostazioni (parametro di configurazione SPS).Il file contiene un elenco di frequenze di campionamento, corrispondenti ai valori permessi per ilparametro SPS impostabili nella configurazione, a ognuna delle quali è associata un'ulteriorefrequenza di campionamento, che sarà quella a cui funzionerà effettivamente la scheda A/D; adogni coppia di frequenze vanno poi abbinati i parametri del filtro FIR (coefficienti e guadagno).

Una voce completa del file ha quindi il seguente formato:[frequenza di campionamento impostata];[frequenza di campionamento effettiva][numero di coefficienti del filtro][coefficiente 1]…[coefficiente n][guadagno del filtro]$ (carattere separatore)

La frequenza di campionamento effettiva deve essere multipla di quella impostata e deveappartenere all'elenco delle frequenze fisicamente supportate dal tipo di scheda corrente.I coefficienti del filtro devono essere in numero dispari e simmetrici rispetto al coefficientecentrale. Inoltre il numero dei coefficienti deve essere maggiore del fattore di decimazione (adesempio maggiore di 4 se il flusso dati viene portato da 400 a 100 Hz).Se queste condizioni non sono rispettate, o se la frequenza di campionamento impostata non èelencata nel file, il campionamento effettivo avviene alla frequenza di campionamento fisicamentesupportata più vicina alla frequenza di campionamento impostata, senza oversampling né filtro (perdettagli riguardo alle frequenze di campionamento supportate dai diversi tipi di scheda si veda ilparagrafo relativo al parametro di configurazione SPS).Se nel file è indicata una frequenza non corrispondente a un valore permesso per il parametro SPS,l'intera voce relativa a tale frequenza verrà ignorata.

Seismonux gestisce autonomamente la correzione del ritardo di gruppo del filtro definito dall'utente.I filtri FIR con coefficienti simmetrici hanno infatti la caratteristica di ritardare il segnale iningresso in modo uniforme su tutte le frequenze, proporzionalmente al numero dei coefficienti. SiaN il numero dei coefficienti e F la frequenza di campionamento, il segnale è ritardato di:

((N – 1) / 2) / F secondi

Nella formula precedente la frequenza di campionamento di cui tenere conto è quella fisica, nonquella impostata. In pratica, poiché lo strumento campiona soltanto a 400 Hz, il parametro F dellaformula è sempre uguale a 400.Il programma determina all'avvio il ritardo di gruppo del filtro in uso e lo compensaautomaticamente. L'unica limitazione di cui tenere conto è che, a motivo del modo in cui è



implementata questa compensazione, non è possibile utilizzare filtri con un ritardo di gruppo ugualeo superiore ad un secondo; nella pratica questo significa che non vengono gestiti, per questoparticolare strumento, filtri con più di 799 coefficienti.

Per eseguire l'operazione di filtro con numeri interi, evitando l'utilizzo di numeri decimali in virgolamobile, i coefficienti, il guadagno ed i valori da filtrare sono moltiplicati per una costante interapredefinita, 1012, ed il risultato dell'operazione viene diviso per tale costante, al fine di ottenere ilvalore filtrato. Questo accorgimento limita di fatto la precisione dei coefficienti e del guadagno a 12cifre decimali.

Il funzionamento del filtro IIR è invece determinato dal valore del parametro di configurazioneIIR_FILTER, che ne regola l'abilitazione e la frequenza di taglio.Segue un tabella con l'elenco del coefficiente e del guadagno applicati in base alla frequenza ditaglio del filtro e alla frequenza di campionamento impostata.

SPS Frequenza filtro Coefficiente Guadagno

10.1 0.5095254495 1.324919696

0.01 0.9390625058 1.031426266

20.1 0.7265425280 1.15838444

0.01 0.9690674172 1.015709255

30.1 0.8097840332 1.105104235

0.01 0.9792723507 1.010472358

40.1 0.8540806855 1.078701707

0.01 0.9844141274 1.007854143

50.1 0.8816185924 1.062914667

0.01 0.9875119299 1.006283268

60.1 0.9004040443 1.052407779

0.01 0.9895824753 1.005236036

80.1 0.9243904917 1.039290107

0.01 0.9921767002 1.003927011

100.1 0.9390625058 1.031426266

0.01 0.9937364715 1.003141603

120.1 0.9489645667 1.026185922

0.01 0.9947776723 1.002618

150.1 0.958965522 1.020947014

0.01 0.9958199583 1.002094398

160.1 0.9614814516 1.019637478

0.01 0.9960806997 1.001963498

20 0.1 0.9690674172 1.015709255



0.01 0.9968633318 1.001570798

240.1 0.9741568709 1.013090717

0.01 0.9973854271 1.001308998

250.1 0.9751778762 1.012567032

0.01 0.9974898789 1.001256638

300.1 0.9792723507 1.010472358

0.01 0.9979077951 1.001047198

320.1 0.9805553189 1.009817793

0.01 0.9980384297 1.000981748

400.1 0.9844141274 1.007854143

0.01 0.9984304361 1.000785398

480.1 0.9869949627 1.006545078

0.01 0.9986918591 1.000654499

500.1 0.9875119299 1.006283268

0.01 0.9987441518 1.000628319

600.1 0.9895824753 1.005236036

0.01 0.9989533504 1.000523599

750.1 0.9916573166 1.004188815

0.01 0.9991625927 1.000418879

800.1 0.9921767002 1.003927011

0.01 0.9992149101 1.000392699

960.1 0.9934763406 1.003272504

0.01 0.9993457156 1.000327249

1000.1 0.9937364715 1.003141603

0.01 0.9993718788 1.000314159

1200.1 0.9947776723 1.002618

0.01 0.9994765383 1.000261799

1500.1 0.9958199583 1.002094398

0.01 0.9995812087 1.00020944

1600.1 0.9960806997 1.001963498

0.01 0.999607378 1.000196349

2000.1 0.9968633318 1.001570798

0.01 0.9996858901 1.00015708

2400.1 0.9973854271 1.001308998

0.01 0.9997382349 1.0001309



3000.1 0.9979077951 1.001047198

0.01 0.9997905824 1.00010472

4000.1 0.9984304361 1.000785398

0.01 0.9998429327 1.00007854

4800.1 0.9986918591 1.000654499

0.01 0.9998691089 1.00006545

6000.1 0.9989533504 1.000523599

0.01 0.9998952857 1.00005236

I due tipi di filtro, FIR e IIR, sono indipendenti l'uno dall'altro: può essere usato solo uno dei due oentrambi contemporaneamente. In caso di utilizzo contemporaneo viene applicato prima il filtroFIR, con relativa decimazione del flusso dati, poi il filtro IIR.



Formati di file utilizzati da SeismonuxSeismonux produce file nei seguenti formati: SEISMONUX e MINISEED per i file di datalog,SEISMONUX, GSEINT e GSECM6 per i file di evento.

Un file in formato SEISMONUX consiste in una parte iniziale di 2048 byte in cui sono inserite leinformazioni sul file con codifica ASCII; i byte non utilizzati sono riempiti con spazi. Il resto delfile contiene i campioni, codificati come interi a 32 bit con rappresentazione in complemento a due.Un file in formato SEISMONUX contiene i dati di un solo canale.Per calcolare l'occupazione di memoria, in byte, dei file in formato SEISMONUX basta utilizzare laformula:

[frequenza di campionamento] * [lunghezza in secondi] * 4 + 2048Ad esempio, un file di datalog di un'ora campionato a 100 SPS occuperà:

100 * 3600 * 4 + 2048 = 1442048 byte ≈ 1.44 MBVa poi tenuto conto che, nel caso dei file di datalog, vengono prodotti tre file per ogni periodotemporale (uno per canale), per cui un'ora di datalog in formato SEISMONUX a 100 SPS occuperà:

1442048 * 3 = 4326144 byte ≈ 4,33 MB

Un file in formato MINISEED è composto da pacchetti miniSeed da 512 byte ciascuno. Ognipacchetto consiste in una parte iniziale con informazioni descrittive e in una parte dati, codificata ascelta con compressione INT32, Steim1 o Steim2. Per maggiori informazioni si rimanda al manualedi riferimento del formato SEED, in particolare alle appendici C e G. Il link per accedere almanuale attualmente è www.iris.edu/manuals/SEEDManual_V2.4.pdf.Non è possibile determinare esattamente a priori l'occupazione di memoria dei file in formatominiSeed, in quanto varia a seconda del livello medio del segnale ed ogni pacchetto contiene undiverso numero di campioni (ad eccezione della codifica INT32).Tenendo conto che:

• un pacchetto con codifica Steim2 contiene in media 300 campioni, nel caso migliore 735, nelcaso peggiore 105;

• un pacchetto con codifica Steim1 contiene in media 200 campioni, nel caso migliore 420, nelcaso peggiore 105;

• un pacchetto con codifica INT32 contiene sempre 112 campioni;la formula generica è:

[lunghezza in secondi] / ([campioni in un pacchetto] / [frequenza di campionamento]) * 512Ad esempio, un file di datalog di un'ora campionato a 100 SPS con codifica Steim2, occuperà inmedia:

3600 / (300 / 100) * 512 = 614400 byte ≈ 0.61 MBAnche per questo formato vengono creati tre file di datalog per ogni periodo temporale.Va puntualizzato che i valori medi indicati corrispondono a una valutazione approssimata sui datiprodotti durante la registrazione del rumore di fondo in un'area metropolitana e possono quindivariare anche di molto a seconda del sito.

I file in formato GSE, sia INT che CM6, possono contenere i dati di più canali, uno dopo l'altro. Perogni canale il file contiene una parte descrittiva, la parte dati e un valore di controllo dell'integritàdei dati (checksum). Nei file in formato GSEINT la parte dati è rappresentata con codifica ASCII,un campione per ogni riga; nel formato CM6 i dati sono rappresentati con l'omonima codifica. Permaggiori informazioni si rimanda al manuale di riferimento del formato GSE. Il link per accedere almanuale attualmente è www.seismo.ethz.ch/prod/autodrm/manual/provisional_GSE2.1.pdf.


http://www.seismo.ethz.ch/prod/autodrm/manual/provisional_GSE2.1.pdf

http://www.iris.edu/manuals/SEEDManual_V2.4.pdf


Implementazione del protocollo SeedLinkIl protocollo SeedLink prevede una fase iniziale in cui il client indica al server i dati desiderati(handshaking), seguita dalla fase di invio dei dati. Il client può anche richiedere al serverinformazioni sui dati disponibili.I dati inviati consistono in pacchetti miniSeed a cui è aggiunto un prefisso di 8 byte contenente ilnumero di pacchetto SeedLink e alcuni caratteri di riconoscimento.La comunicazione è regolata da un insieme predefinito di comandi, ad ognuno dei quali corrispondeuna specifica azione del server.

Il server SeedLink integrato nello strumento implementa la maggior parte dei comandi delprotocollo ed è in grado di comunicare senza particolari problemi con software come Seiscomp (siala versione 2.6 che la versione 3), Geopsy, Seisgram o slinktool: l'unica accortezza deve esserequella di utilizzare gli stessi codici Network, Location, Station e Component sia nellaconfigurazione di Seismonux che nel software utilizzato come client.

I comandi del protocollo supportati dal server sono i seguenti:• HELLO: richiesta della versione del server e della descrizione della stazione.• CAT: richiesta della lista delle stazioni disponibili; lo strumento risponde sempre elencando

una sola stazione.• STATION: selezione della stazione di cui si richiedono i dati. Questo comando è necessario

nella modalità di funzionamento denominata dal protocollo multi-station, mentre può essereignorato se si desidera interagire con il server in modalità uni-station. Benché lo strumentometta a disposizione i dati di una sola stazione, non supporta la modalità uni-station,considerata obsoleta, per cui si aspetta sempre di ricevere un comando STATION.

• SELECT: selezione degli stream (canali) di cui si desidera ricevere i dati. Il comandoSTATION seleziona in modo predefinito tutti i canali della stazione.

• DATA: indicazione del numero di pacchetto da cui si desidera che l'invio dei dati abbia inizio;con questo comando i client possono richiedere l'invio di dati contenuti nel buffer del server edi tutti i nuovi dati man mano che vengono prodotti. Se il numero di pacchetto non èspecificato o se i dati richiesti non sono presenti nel buffer, il server invierà solo nuovi dati.

• TIME: richiesta di invio di pacchetti del buffer appartenenti a una data finestra temporale;dopo l'invio dei pacchetti richiesti il server chiude la connessione senza inviare nuovi dati.

• END: comando che indica il termine della fase di handshaking; l'invio effettivo dei datirichiesti ha inizio solo dopo questo comando.

• INFO: richiesta di informazioni sulla stazione e sui dati disponibili. La risposta viene inviatasotto forma di documento XML scomposto in pacchetti miniSeed, ognuno dei quali contieneuna porzione del documento nella parte dati. È possibile richiedere diversi tipi diinformazione aggiungendo un parametro al comando; i livelli di informazione supportatisono: ID, CAPABILITIES, STATIONS e STREAMS. Il server accetta questo comando solodurante la fase di handshaking.

• BYE: richiesta di chiusura della connessione.

Per ulteriori dettagli sul protocollo SeedLink si rimanda alla documentazione ufficiale. Un link per accedervi attualmente è www.seiscomp3.org/wiki/doc/applications/seedlink.


http://www.seiscomp3.org/wiki/doc/applications/seedlink


Interazione con Seismonet e Seismolog-MTSEISMONET è un programma della suite di software sismico per il sistema operativo Windowschiamata SEISMOWIN. SEISMONET è in grado di accedere periodicamente a un server ftp escaricare i file contenuti in una specifica cartella del server. È possibile configurare SEISMONETper accedere al server ftp presente nel sistema operativo dello strumento e scaricare, ad esempio, ifile di datalog.

Una configurazione d'esempio per questo tipo di operazione è la seguente:• Indirizzo server: 192.168.2.100//mnt/cf/seismonux/DATALOG. Va notato il doppio slash

dopo l'indirizzo IP del server, che permette di specificare il percorso assoluto della cartella.• Username: root, senza password.• Pattern nome file: “.”; il punto individua tutti i file della cartella.

SEISMOLOG-MT è uno dei datalogger della suite SEISMOWIN. Tramite SEISMOLOG-MT èpossibile visualizzare in tempo reale il sismogramma prodotto dallo strumento ed effettuareregistrazioni manuali, i cui dati possono essere memorizzati in file in formato SAF.

Per utilizzare lo strumento in questo modo va prima effettuato il login alla console dello strumentotramite un programma di emulazione terminale; tale programma va poi chiuso, in modo da liberarela linea seriale, e va avviato SEISMOLOG-MT, che va configurato con i seguenti parametri:

• Digitizer: SL06 SEISMONUX.• Serial port: il numero della porta seriale a cui è collegato lo strumento.• Baud rate: 115200.

L'acquisizione va poi avviata tramite il pulsante Run, nella finestra principale.

Se l'operazione dovesse fallire si può utilizzare un metodo alternativo, che consiste nell'avviare lamodalità DIGIT tramite terminale, chiudere il programma di emulazione terminale e configurareSEISMOLOG-MT con i seguenti parametri:

• Digitizer: SR04/SR04HS in base al tipo di scheda (SADC20, SADC18, SADC16/SADCHS).• Serial port: il numero della porta seriale a cui è collegato lo strumento.• Baud rate: 115200.• Spuntare la casella No handshake at startup.

Per ulteriori dettagli sul funzionamento di SEISMONET e SEISMOLOG-MT si rimanda al rispettivomanuale. SEISMONET , SEISMOLOG-MT e i manuali vanno installati tramite il programma digestione di SEISMOWIN, scaricabile dal sito www.sara.pg.it alla sezione Prodotti → Software →Seismowin.




Interazione con GeopsyGeopsy è un potente software di elaborazione sismologica e geofisica distribuito dall'universitàfrancese di Grenoble.È possibile scaricarlo gratuitamente all'indirizzo http://www.geopsy.org/download.php.Tramite Geopsy è possibile eseguire indagini HVSR (Horizontal to Vertical Spectral Ratio) sui datiprodotti da Seismonux, sia in post-processing, dopo l'acquisizione, che in tempo reale.

L'elaborazione in post-processing è resa possibile dal fatto che Geopsy è in grado di leggere eutilizzare i file di datalog prodotti da Seismonux in formato miniSeed. Impostando il parametroDATALOG_PACKETS a 0 e il parametro DATALOG_LEN alla lunghezza desiderata (ad esempio15 o 30 minuti) è possibile effettuare brevi acquisizioni in formato miniSeed utilizzabilidirettamente da Geopsy. Al termine dell'acquisizione basta scaricare i file, tramite un client ftp ol'interfaccia web, caricarli in Geopsy e avviare l'elaborazione HVSR, come mostrato nelle immaginiche seguono.

1) Caricamento file; verrà mostrata la finestra di dialogo standard per l'apertura di file.

2) Selezione file e avvio elaborazione (click destro sopra i file selezionati).Poiché i dati sono salvati da Seismonux in un file diverso per ogni canale è importante selezionare

tutti e tre i file di una stessa acquisizione prima di avviare l'elaborazione.


http://www.geopsy.org/download.php


L'elaborazione in tempo reale è invece possibile grazie al client SeedLink integrato in Geopsy, ilquale può connettersi al server fornito da Seismonux. Geopsy memorizza i dati in arrivo dalsismografo e seleziona dinamicamente le finestre temporali del segnale su cui effettuarel'elaborazione. L'unica interazione richiesta all'utente è indicare inizialmente i parametri di sceltaautomatica delle finestre e premere periodicamente il pulsante di avvio dell'elaborazione man manoche Geopsy seleziona nuove finestre sui nuovi dati, a meno che non si voglia procederemanualmente alla scelta delle finestre.Nelle immagini che seguono viene mostrata la sequenza di azioni da compiere per connettereGeopsy al server SeedLink dello strumento e procedere all'elaborazione. Un video dimostrativo èdisponibile all'indirizzo www.youtube.com/watch?v=A_mu3K1bKKY.

1) Apertura finestra client SeedLink

2) Connessione al server SeedLink, premendo il pulsante Connect.Nel campo Server va indicato l'indirizzo IP dello strumento, nel campo Port il valore del

parametro di configurazione SLINK_SERVER_PORT.


http://www.youtube.com/watch?v=A_mu3K1bKKY


3) Selezione degli stream da richiedere al server, premendo il pulsante Select.Vanno richiesti gli stream di tutti e tre i canali. La stringa nel campo a fianco del pulsante Select

deve essere nel formato: “SL:[STA_NETWORK]_[STA_CODE]:[COMPONENT CH1],[COMPONENT CH2],[COMPONENT CH3]”. Se le prime due lettere del codice componente sono

uguali per tutti i canali, come accade solitamente, si può usare il carattere wildcard '?' comemostrato in figura.

4) Avvio dell'acquisizione dei dati, premendo il pulsante Start.Fare attenzione che nella griglia in alto siano selezionati tutti e tre i canali.



5) Visualizzazione dei dati in arrivo, premendo il pulsante View.

6) Avvio dell'elaborazione HVSR, premendo il pulsante sulla barra degli strumenti.Entro pochi secondi Geopsy seleziona automaticamente le finestre temporali su cui eseguire

l'elaborazione (in verde chiaro).



7) Aggiustare i parametri di selezione automatica in base alle proprie preferenze e premere ilpulsante Start per avviare il calcolo del rapporto spettrale.

8) Man mano che giungono nuovi dati Geopsy seleziona automaticamente nuove finestre temporali(in verde chiaro sulla parte destra del sismogramma).

Premendo di nuovo il pulsante Start è possibile aggiornare in tempo reale il rapporto spettrale.



Installazione e aggiornamento di SeismonuxSeismonux viene già installato e configurato durante la fase di produzione dello strumento.Vengono anche modificati alcuni file di configurazione del sistema operativo Linux in modo dipermettere, ad esempio, di avviare Seismonux alla partenza del sistema.

Per installare e rendere funzionante Seismonux su una nuova scheda va scaricato per prima cosal'archivio contenente tutti i file necessari per l'installazione di Seismonux e per la configurazione delsistema dal sito www.sara.pg.it alla sezione Prodotti → Software → Seismonux.I file contenuti nell'archivio sono già organizzati in una struttura di cartelle e sottocartelle chericalca la posizione che dovranno occupare nel file system dello strumento; è sufficiente collegarsial server ftp dello strumento con un qualunque software client ed eseguirne l'upload. L'unicaaccortezza da seguire è indicare al client ftp utilizzato di eseguire l'upload dei file in modalitàbinaria anziché in modalità testo.

È poi necessario collegarsi alla console del sistema operativo, tramite porta seriale o client telnet, edigitare i seguenti comandi:

• cd /etc/init.d/• chmod +x seismonux• cd /etc/rc.d/rc3.d/• ln -s ../../init.d/seismonux S05seismonux• cd /lib/• chmod +x libpthread-0.10.so• ln -s libpthread-0.10.so libpthread.so.0• cd /usr/bin/• chmod +x e2fsck mke2fs LCDwrite• ln -s /root/seismonux/snux snux• cd /www/apache/cgi-bin/• chmod +xs cgisnux• cd /root/seismonux/• chmod +x seismonux snux

Se si desidera creare il file serial, contenente le informazioni sullo strumento mostratedall'interfaccia web, vanno dati i seguenti comandi:

• cd /root/seismonux• echo '[matricola in formato 0000]' > serial (ad esempio “echo '0855' > serial”)• echo '[modello strumento]' >> serial (ad esempio “echo 'MARSlite' >> serial)

Seismonux funzionerà comunque anche se il file non fosse presente o dovesse contenereinformazioni non corrette.

Uno dei file presenti nell'archivio per l'installazione (/www/apache/conf/httpd.conf) ha lo scopo diconfigurare il server http dello strumento in modo personalizzato, in modo da permettere ilfunzionamento dell'interfaccia web dello strumento. Se si desidera avere ulteriori dettagli sullaconfigurazione del server http si rimanda all'indirizzo www.httpd.apache.org/docs/1.3.

Per aggiornare un sistema già funzionante solitamente basta sostituire i file eseguibili principali(seismonux e snux in /root/seismonux e cgisnux in /www/apache/cgi-bin), ma, poiché a volte sirende necessaria la sostituzione di altri file di servizio (ad esempio del file menu.conf nel caso in cuisiano state aggiunte nuove voci al menù del display esterno), si consiglia di ripetere in ogni caso laprocedura d'installazione o, in alternativa, chiedere informazioni più dettagliate al nostro servizio diassistenza.


http://www.httpd.apache.org/docs/1.3



SEZIONERISOLUZIONE DEI PROBLEMI

(5 / 2012)











Sul mio apparecchio nessun LED si accende né lampeggiaNormalmente questo problema è causato dalla mancanza di alimentazione elettrica. Potrebbe essereil fusibile bruciato; se l'apparato è provvisto di un alloggiamento per fusibili, sostituitelo con unodello stesso valore e provate di nuovo. Se l'apparecchio rimane spento, ricontrollate il fusibile: se ènuovamente bruciato allora il problema può essere o nella sorgente di alimentazione (tensionetroppo elevata o con polarità invertita) oppure nello strumento che potrebbe essere guasto.Controllate attentamente l'alimentatore o la tensione della batteria; se non siete esperti fatelo fare adun tecnico elettrico. Controllate la polarità delle pinze alla batteria e/o dei cavi. Di solito il colorerosso identifica il positivo e il nero il negativo. Se non risolvete chiedete ad un tecnico specializzatodi aiutarvi, o chiamate direttamente la nostra azienda.Un'altra causa di mancata accensione dell'apparecchio è che se lo stesso è alimentato a batteria, chepotrebbe essere completamente scarica. Seguite la procedura indicata per la carica delle batterie eriprovate l'accensione a batteria carica.

Le valvole fusibili si bruciano in continuazioneDi solito questo guasto si presenta se la valvola fusibile è di valore non adeguato. Ci si assicuri diapplicare il fusibile del corretto valore come riportato nelle istruzioni o nelle etichette sullostrumento. Se ci sono dubbi al riguardo consultateci. Se il problema persiste anche con un valoreadeguato della portata del fusibile potrebbe essere causato da un guasto ai circuiti interni. Quandoquesto si manifesta è possibile che l'unità sia stata alimentata con una sorgente di alimentazione nonadeguata o eccessiva, oppure abbia subito un'extra-tensione che ha danneggiato lo stadio dialimentazione interno. In questo caso intervengono dei dispositivi che bruciano il fusibile perevitare maggiori danni. Contattateci per concordare il ritiro dello strumento e la sua riparazione.

Il controllo di tensione della batteria risultava "OK" ma quando ho provato ad usarel'apparecchio subito indicava che la batteria era esauritaL'indicatore del livello batteria non deve essere inteso come indicatore che la carica sia completa.Piuttosto deve servire come avvertimento che la batteria è in esaurimento. Ogni qualvolta si è usatolo strumento si può porre in carica l'interfaccia e mantenerla in carica dalle 6 alle 12 ore o più peravere una carica profonda.Se dopo aver seguito questo procedimento entro pochi minuti l'indicatore ancora rileva una tensioneinsufficiente questo può essere un sintomo che le batterie hanno perso efficienza e dovreterimandare l'apparecchio presso il nostro laboratorio per la sostituzione del pack batterie.

Non riesco a far comunicare il computer con l'apparecchioPrima di controllare i cavi di comunicazione controllate se l'apparecchio si accende e che ildispositivo di segnalazione operativa (LED) sia lampeggiante. Se le spie non lampeggiano onessuna spia è accesa probabilmente si tratta di un problema di alimentazione. Controllate che lasorgente di alimentazione corrisponda alle specifiche richieste o controllate lo stato di carica dellebatterie.

Se l'alimentazione è correttamente presente, per i problemi di comunicazione ci sono, di solito, duecause fondamentali:

a) una errata impostazione della velocità di comunicazioneb) connessione su porta errata o con cavo non adatto o danneggiato



Per risolvere il problema controllate:1) Che il dispositivo sia innestato sulla porta di comunicazione che state usando. I dispositivi diconversione (RS232) porta comm/USB permettono di assegnare il dispositivo ad una porta Commarbitraria che va verificata utilizzando la “gestione periferiche” di Windows.

2) Controllate il cavo di comunicazione. E' inserito sulla porta RS232 che il programma sta usando?E' del tipo giusto (fornito da noi)? Fortunatamente esistono solo due tipi di cavo seriale: normale oinvertente. I cavi normali sono usati per collegare il PC a modem o stampanti o altre periferiche;cavi di questo tipo sono adatti per collegare il PC ai nostri digitalizzatori (DoReMi, SR04, SR97,dati dal GPS).I cavi invertenti sono adatti a collegare un PC ad un altro PC o ad un altro elaboratore come uno deinostri registratori (SL07, SL06). Se il problema persiste consultate un tecnico informatico che potràfare dei test aggiuntivi al cavo, altrimenti contattateci.

3) La velocità di comunicazione (baud rate). In alcuni sistemi sono disponibili varie opzioni divelocità, ma non sono tantissime. Può essere utile provarle tutte (sono circa 6 tentativi e sono moltorapidi). Iniziate con la velocità più bassa (di solito 4800 baud) e salite. Nel sistema DoReMi non cisono impostazioni di questo tipo (almeno fino alla data della stesura di questo articolo).

L'unità sembra non ricevere alcuna sincronizzazione dal GPSIn caso di mancata sincronizzazione GPS tenete presente che il ricevitore GPS deve esserealimentato quando l'antenna è già inserita nel connettore BNC. Provate a spegnere l'unitàmantenendo l'antenna collegata al sistema e a riaccendetela dopo 10-20 secondi.Inoltre se il ricevitore è rimasto senza segnale per molto tempo e ancor più se è stato spostato (adesempio vi è stato appena consegnato e quindi la posizione geografica non è nota) potrebbeimpiegare più minuti del normale a recuperare la sincronizzazione forse anche un'ora, o più.

La registrazione presenta strane forme d'ondaIn rari casi la causa del problema potrebbe essere un guasto allo strumento. Più spesso laregistrazione di segnali incoerenti è dovuta al cablaggio difettoso. Nella sezione Sensore potetecontrollare se il vostro cablaggio è stato effettuato correttamente. Un'ultima causa potrebbe essereun'alimentazione instabile o un guasto all'unità di alimentazione.A volte forme d'onda “strane” sono in realtà perfettamente normali e magari solo insolite a causadella condizione ambientale e geologica. Il consiglio di qualcuno più esperto potrà dissipare questodubbio; sentitevi liberi di contattarci, saremo felici di mettere a disposizione la nostra esperienza.In questi casi vogliamo sempre ricevere i files delle registrazioni. Quindi contattarci per emailallegando le forme d'onda “strane” è la cosa migliore, saremo poi noi a richiamarvi.



Uno o più canali sembrano essere “sordi” ai movimenti sismici e/o ai microtremoriCi sono tre possibili cause per questo inconveniente. La prima può essere ovviamente un guasto alsensore o al canale analogico/digitale. Se questa fosse l'eventualità, l'unico rimedio è rimandareindietro lo strumento al nostro laboratorio. Prima di fare questo è bene escludere le seguentipossibilità:

1) Se a presentare una scarsa sensibilità è uno dei due canali orizzontali nella maggioranza deicasi la causa è un errato livellamento. Assicurarsi di avere una completa planarità delsensore e riprovare.

2) Se il problema persiste occorre verificare che non si stia osservando la forma d'onda con unaerrata impostazione grafica. I programmi di acquisizione del pacchetto SEISMOWINconsentono infatti di variare la scala grafica di rappresentazione della forma d'onda. Se lascala è molto elevata il segnale può essere rappresentato in modo molto ridotto e apparire“scarso”. Si provi a modificare la scala grafica.

Lo strumento presenta delle interruzioni nella comunicazione con il PCQuesto difetto può essere sintomatico di un guasto, tuttavia è bene prima di tutto controllarel'alimentazione; un'alimentazione insufficiente (batteria scarica o alimentatore inadatto) puògenerare tutta una serie di problemi quindi è bene controllarla subito.A volte anche un'errata impostazione dei parametri del convertitore USB/seriale possono generare ilproblema o anche l'uso di un convertitore non USB 2.0 e non del tipo da noi raccomandato.Chiamateci per avere informazioni!Connessioni imperfette o danneggiate possono generare il problema.E' anche bene aggiornare il programma di gestione all'ultima versione disponibile collegandosi alnostro sito web www.sara.pg.it.







SEZIONE F.A.Q.(domande frequenti)

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Questa sezione contiene delle domande frequenti che ci sono pervenute dagli utenti e che possonoriguardare gli argomenti più disparati, dagli strumenti ai sensori fino ai sistemi ed alle istallazioni.Le domande non sono elencate in alcun ordine specifico; vi suggeriamo di scorrerle tutte e disoffermarvi sulle risposte che catturano la vostra attenzione.

D) Il mio personal computer non è dotato di una porta RS232: come posso connetterel'apparecchio?R) Controllate la confezione del vostro strumento; tutti i nostri apparecchi sono venduti con indotazione un convertitore USB – RS232. Se lo strumento è stato acquistato qualche tempo fa e nerisultava sprovvisto oppure non avete più questo convertitore potete acquistarne uno in qualsiasinegozio di personal computer e accessori. Vi raccomandiamo di utilizzare un convertitore USB 2.0e possibilmente dotato di chipset FTDI Ltd.

D) Perché non avete istallato una porta USB direttamente sullo strumento?R) La porta USB può essere comodamente emulata da un convertitore USB seriale il quale non ènulla di più di un cavo. La sua produzione di massa lo rende estremamente economico. Inoltreincorporare una porta USB all'interfaccia ne avrebbe limitato le possibilità di estendere il cavo fral'interfaccia e il PC in quanto la linea USB non può essere estesa oltre 2-3 metri mentre la portaRS232 può essere estesa fino a 10 metri.

D) Come posso sapere quale porta COM è assegnata al mio convertitore USB?R) Da “Gestione periferiche” del vostro computer potete risalire, nella sezione Porte Com e LPT, aquale porta COM è stato assegnato il convertitore USB-Com. Per alcuni convertitori la porta Compuò anche essere riassegnata. Vi raccomandiamo di non utilizzare altri parametri di funzionamentodella porta Com se non quelli di fabbrica, salvo nostra specifica indicazione.

D) Posso alimentare lo strumento con una batteria da 12V?R) Si. Il cavo di alimentazione è di solito predisposto all'uso con batterie al piombo e dispone di duepinze a coccodrillo da collegare ai poli di una batteria. Su richiesta possono anche essereequipaggiati con connettori “banana”. Vi raccomandiamo di tenere sempre ben cariche le batterie alpiombo e di non utilizzarle mai al di sotto della metà della loro capacità nominale.Per gli utenti DoReMi (nuova interfaccia alimentata a batteria) è possibile richiedere uno spinottosupplementare per poter collegare una batteria esterna.

D) Che tipo di polarità è utilizzata nei sensori SARA?R) Il nostro standard (fra l'altro piuttosto comune nella comunità scientifica geologica esismologica) è il seguente: Per i sensori sensibili al movimento verticale: onda positiva = movimento del terreno dal bassoverso l'alto; per i sensori Nord-Sud: onda positiva = movimento del terreno da Sud verso Nord;sensori Est-Ovest: onda positiva = movimento del terreno da Ovest verso Est. Se state utilizzandogeofoni o sensori di diversa provenienza controllatene la polarità prima di usarli. Questo può esserefatto campionando il segnale ad alta velocità (ad esempio a 200 Hz) e applicando al geofono unmovimento di tipo conosciuto; potete esaminare la polarità controllando la registrazione che nerisulterà o, se il vostro sistema lo consente, osservare il grafico in tempo reale.



D) Quanto possono essere lunghi i cavi RS232?R) I cavi seriali che seguono lo standard EIA-RS232 sono dati per un massimo di 10 metri. Al disopra di questa lunghezza le comunicazioni si possono deteriorare. In un ambiente silenzioso dalpunto di vista elettromagnetico (assenza di onde radio di alta potenza o disturbi radio prodotti dasorgenti industriali) il cavo può di solito essere esteso anche fino a 50 metri. Molti utenti hannoutilizzato cavi di 30 metri senza alcun problema. In questi casi si raccomanda di usare cavischermati. Per distanze più lunghe o in presenza di evidenti problemi di comunicazione siraccomanda di usare amplificatori di segnale (ne esistono di specifici per RS232) possibilmente deltipo isolato per prevenire danni causati da extra-tensioni quali fulmini o altre sorgenti.

D) Quanto possono essere lunghi i cavi dei sensori?R) I sensori di tipo analogico, come quasi tutti i velocimetri, hanno una bassa impedenza d'uscita eil loro segnale può essere trasmesso su distanze di svariate decine di metri senza avere unproblematico deterioramento del segnale. Ovviamente la pratica migliore è quella di digitalizzare ilsegnale alla sorgente e limitare il più possibile la lunghezza dei cavi analogici.

D) Quanto posso allungare i cavi di collegamento digitale dello strumento (RS422-485)?R) I bus di tipo differenziale RS422 e 485 possono essere estesi facilmente fino a 500 metri senzadegradare le comunicazioni. Per distanze maggiori raccomandiamo l'uso di amplificatori di segnale.Collegamenti radio potrebbero essere più adatti, contattateci per conoscere le varie possibilità.

D) Quali sono le frequenze di acquisizione raccomandate?R) Questo dipende dal tipo di indagine che si vuole eseguire. In linea del tutto teorica, più alta è lafrequenza di campionamento e più sarà ampia la banda passante.Tuttavia in pratica è bene utilizzare il miglior compromesso fra qualità del segnale e prestazionistrumentali, alcuni strumenti sono limitati da filtri fissi (anti-alias) e pertanto diventa inutilecampionare oltre 3-5 volte la frequenza di taglio di questo filtro.



SEZIONE GLOSSARIO

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A/DAnalogico Digitale, di solito riferito ad un dispositivo per la conversione dei segnali da analogico adigitale.

AliasEffetto che corrompe l'integrità di un segnale campionato da un convertitore A/D rappresentandouna forma d'onda completamente diversa da quella reale.

Baud (Baud Rate, o Bit Rate)Unità di misura della velocità della trasmissione dati seriale in bit per secondo (spesso rappresentataanche dall'acronimo BPS, Bit Per Second).

BufferMemoria di trasferimento per dati seriali e non. È usata come coda di un flusso di dati. Quando ilprocessore principale è impegnato in altre operazioni i dati vengono accodati in questo buffer cheverrà poi svuotato da un processo apposito.

ClockPuò esprimere due concetti:

1) Clock come orologio segnatempo che conteggia il trascorrere delle ore, dei minuti e deisecondi, come anche delle frazioni di secondo o di mesi, anni e giorni.

2) Clock come segnatempo di un microprocessore, ovvero la velocità con cui il processoreeseguirà le varie operazioni programmate. La frequenza di clock si esprime (neimicroprocessori) in Mhz (milioni di oscillazioni al secondo) e, nei processori più potenti, inGhz (miliardi di oscillazioni al secondo)

Data rateVelocità di trasferimento dati da un dispositivo elettronico ad un altro. Il data rate è influenzato nonsolo dalla massima velocità del mezzo di trasporto dell'informazione ma anche dal tipo diprotocollo che viene utilizzato per trasferire correttamente i dati. Di solito il Data Rate esprime unagrandezza sempre inferiore al Baud Rate o Bit Rate.

dBUnità di misura utilizzata per grandezze adimensionali riferita a 10 volte il logaritmo in base 10 delvalore osservato (di solito un rapporto fra grandezze). Spesso è usato per indicare il fattore diguadagno di un amplificatore o il rapporto segnale/rumore di una forma d'onda.

DCF77Standard di radiotrasmissione del segnale orario.

DatalogRegistrazione continua di dati da recuperare quando necessario.

EventoEvento sismico, terremoto.

Extension (Estensione)Nei vecchi sistemi operativi DOS veniva utilizzato un formato di nome dei files chiamato 8.3 checomprendeva 8 caratteri per il nome del file vero e proprio, un punto, e quindi altri 3 caratteri chepermettevano al sistema operativo di identificare la tipologia dei files distinguendo dagli altri



(generalmente files di dati) i files di tipo eseguibile o di comando (EXE e COM). L'estensione di unfile ora è rimasta sopratutto quale identificazione mnemonica per l'utente, che può associarerapidamente il nome del file al suo scopo generale nel programma. Nei moderni sistemi operativisia il nome del file che la sua estensione non sono più limitati ad 8 caratteri o 3 caratteri mapossono essere allungati a piacimento. E' rimasta però la comune abitudine di associare ai caratteriprima del punto (.) un nome significativo riguardo all'origine dei dati in esso contenuti, e ai caratteridopo il punto un significato più generale sulla tipologia dei files, se siano essi di testo (txt),documenti (doc), eseguibili (exe), dati generici (dat), database (db, mdb) eccetera. Le estensioni neifiles sismologici spesso indicano il tipo di componente (verticale, orizzontale, ecc...) oppure ilformato dei dati.

FFTFast Fourier Transform, trasformata veloce di Fourier. Algoritmo matematico per trasformare unsegnale dal dominio del tempo al dominio della frequenza. Usato di solito per realizzare grafici cheesprimono la dominanza di varie frequenze in una forma d'onda osservata.

FirmwareProgramma registrato all'interno di microprocessori o schede di memoria che vengono usatedirettamente dai microprocessori. Il firmware non è di solito removibile ed è riscrivibile utilizzandosolo procedure specifiche e riservate al personale tecnico esperto.

GainGuadagno. Generalmente utilizzato per specificare un fattore di amplificazione. Il termine, usatotalvolta anche nei convertitori A/D, esprime il rapporto ottenuto dividendo l'ampiezza del segnale inuscita da un sistema per l'ampiezza del segnale in ingresso al sistema.

GeofonoDispositivo trasduttore di un effetto fisico cui il suolo è soggetto, ovvero una vibrazione, in unsegnale elettrico proporzionale.

Guadagno Vedi Gain.

GPSGlobal Positioning System. Il sistema GPS di posizionamento globale è usato normalmente perfacilitare la navigazione terrestre, marittima ed aerea. In sismologia il GPS viene usato per ladeterminazione di posizioni di interesse e sopratutto per la sincronizzazione di apparati posti anchea grande distanza l'uno dall'altro. In geologia può essere usato per il monitoraggio di frane e/o dimovimenti estremamente lenti del suolo (studi di deformazione).

GMTGreenwich Mean Time. Tempo medio di Greenwich.

HandshakeSegnale elettrico che sincronizza le operazioni di trasferimento dati da un dispositivo ad un altro.

Interlacing (interallacciamento)Tecnica che prevede la interposizione di serie di segnali (generati o acquisiti) per migliorare ladefinizione (risoluzione) di una indagine o una rappresentazione grafica (es. terminali video); nellasismica si utilizza per raddoppiare il numero dei geofoni disponibili in uno stendimento spostando il



punto di battuta di ½ della distanza fra i ricevitori.

LogVedi Datalog.

miniSeedUn subset dello standard SEED.

NTPNetwork Time Protocol, usato nei PC per sincronizzare gli orologi di sistemi lontani attraversoconnessioni Internet.

Packet (pacchetto)Gruppo di bytes che hanno relazione con uno specifico elemento di dati trasmessi come“pacchetto”. Un pacchetto o packet è spesso codificato secondo specifici protocolli sia peraumentare la capacità di trasmissione dati che per identificare chiaramente il mittente e ildestinatario.

PeriodoPeriodo di oscillazione di un segnale e/o un sensore sismico. E' il reciproco della frequenza dioscillazione.

PurgingProcedura automatica per la pulizia dei dati che vengono ritenuti non più utili e quindi vengonoscartati (purgati).

RangeRelativamente ai convertitori A/D converter il range indica la gamma di segnali che il convertitorepuò trattare e rendere disponibile in digitale.

RisoluzioneRelativamente ai convertitori A/D esprime la grandezza minima che può essere esaminata daldispositivo.

RS232Standard elettrico per le comunicazioni seriali. Il dispositivo è ampiamente utilizzato da decenni enei personal computer è spesso identificato come porta COM (di comunicazione). Un PC puòdisporre di diverse porte di comunicazione e quindi la porta COM o RS232 prende anche nome diCOM1 per la prima, COM2 per la seconda, eccetera. L'uso delle porte USB sta rendendo obsoletele porte RS232 ma non in tutti i contesti; nell'industria e in molti altri campi di applicazione, a causadella sua larghissima diffusione negli anni passati e la facilità di implementazione per sistemi diproduzione non su grandi serie, la porta RS232 rimane di fatto uno standard.

RS422, RS485Standard elettrico di comunicazione seriale simile all'RS232 ma che permette la connessione di piùpunti (elementi di comunicazione) ad una stessa linea e che consente di trasmettere anche a distanzepiù elevate del suo standard minore RS232. L'RS422 permette comunicazioni bidirezionalicontemporanee, lo standard RS485 permette comunicazioni bidirezionali ma solo in un senso allavolta.



RXAcronimo di ricezione.

SACSeismic Analysis Code.

SEEDAcronimo di Standard for Exchange of Earthquake Data, standard per lo scambio di dati relativi aterremoti.

SEISMOWINUna suite di programmi per la registrazione, gestione e analisi di forme d'onda sismiche prodottodalla SARA electronic instruments s.r.l.

SEISMONUXSoftware di registrazione e gestione di stazioni basate su sistema operativo Linux

SensoreElemento capace di trasformare un effetto fisico in un segnale elettrico. Nel nostro contestol'esempio tipico di sensore è un sismometro.

SPSSamples per second. Campioni per secondo (frequenza di campionamento), spesso specificati inHz.

SYNCAbbreviazione di “Synchronism” or “Synchronized” or “Synchronization”, in base dal contesto(sincronismo, sincronizzato, sincronizzazione).

TXAcronimo di trasmissione.

TrasduttoreElemento in grado di trasformare una grandezza fisica in un'altra. Ad esempio un velocimetro ditipo elettrodinamico è un trasduttore in grado di trasformare in una tensione (differenza dipotenziale espressa in Volt) la velocità relativa di un elemento sotto esame.

TriggerInnesco di un'azione. Nel campo della strumentazione elettronica si riferisce di solito all'innesco diuna registrazione dati a seguito di un evento specifico. Nel caso di prospezione sismica il triggerinnesca la registrazione nel preciso istante in cui avviene un'energizzazione e riferisce dunque iltempo t0 della registrazione.

UTCUniversal Coordinated Time, Tempo Coordinato Universale.

USBUniversal Serial Bus. Standard di comunicazione seriale per periferiche di personal computer.



APPENDICE

RELAZIONE SUL COLLAUDO DEGLI STRUMENTIda parte del personale del D.P.C.

Collaudo della strumentazioneNelle pagine seguenti si riporta una sintetica descrizione delle modifiche apportate agli apparati ed irisultati di alcune elaborazioni finalizzate a verificare l'affidabilità dell'acquisitore così modificato.

IntroduzioneLe prime otto stazioni MarsLite furono acquistate dal Servizio Sismico Nazionale alla fine deglianni '90 e successivamente altre sette furono acquistate dal Dipartimento della Protezione Civile nel2001. Tale parco di strumentazione ha permesso di installare reti sismiche temporanee ed acquisireregistrazioni delle più importanti sequenze sismiche che hanno colpito il territorio italiano in questoarco temporale e, data l’alta qualità dei dati forniti, di eseguire numerose campagne dimicrozonazioni e la partecipazione a diverse altre campagne di misura.Pur apprezzando le caratteristiche tecniche come l’alta dinamica di questi acquisitori, si è deciso diprocedere ad un ammodernamento che ne preservasse le qualità, rendendole però funzionali aglistandard più moderni. In particolare si è deciso di sostituire il sistema nativo di memorizzazione susupporto magneto-ottico, privo di file system standard, ormai obsoleto, con uno più moderno,affinché i dati registrati possano essere estratti e letti agevolmente senza un programma specifico.Si è così evidenziata la necessità di sostituire lo stadio CPU delle stazioni Lennartz Mars Lite peravere la possibilità di utilizzare servizi FTP e memorie di massa flash moderne con file systemcompatibili.L’applicazione di una nuova CPU (Linux) che comprenda le interfacce del convertitore A/D, lostadio di input GPS, una unità di memoria USB e una porta ethernet, ha comportato la rimozione,oltre che della vecchia CPU che incorporava il DSP, dell'oscillatore di precisione e dell'interfacciaSCSI.

Architettura della Mars-Lite originaleLa MarsLite della Lennartz e costituita da:

• uno stadio interfaccia utente con display grafico, tastiera, porta seriale (solo console, nondati in uscita), disco magneto – ottico (interfaccia SCSI)

• uno stadio A/D costituto da tre canali separati e schermati costituiti a loro volta da: stadioamplificazione filtro, a/d converter cirrus CS5102A - 16 bit

• una CPU per il pre-post processing dei dati acquisito costituita da: processore NECV25,Digital Signal Processor Texas TMS320C26, aree di memoria, dispositivi di interfaccia fra iquali RS232, SCSI, DCF77

• base dei tempi con oscillatore stabilizzato da 4.096MHz• stadio di alimentazione e servizi

La MarsLite e conosciuta per essere un acquisitore a 20 bit, salta subito in evidenza come l'A/Dconverter nativo CS5102A sia un 16 bit. Cio non deve sorprendere, infatti e tecnica nota quella disovracampionare un segnale per poter guadagnare in risoluzione e quindi il numero di bit assoluti.Il design della MarsLite era dunque orientato a questa tecnica supportata dal potente DSP Texas.

La legge di sovracampionamento indica che per ottenere n bit di informazione stabile in piu occorrecampionare a:



f ov=4n f nyq

quindi per poter avere 24 bit a 50 Hz di banda secondo Nyquist occorre campionare a:

48∗50=3276800 Hz

Con l'A/D converter usato da Lennartz cio non e possibile in quanto la sua frequenza massima dicampionamento e di 20000 Hz. Tuttavia, campionando alla frequenza di 20 kHz e limitando labanda passante con l'ausilio di filtri digitali e possibile ottenere una effettivo aumento di risoluzionecon una ottima protezione anti-alias.Riteniamo che l' ENOB (Effective Number Of Bits) della MarsLite è di 20 bit, una risoluzione ditutto rispetto per una macchina degli anni '90.

Per poter eseguire una corretta acquisizione del segnale sismico occorre sincronizzare i datiacquisiti in modo accurato. La MarsLite ha un'interessante soluzione al riguardo. I dati vengonocampionati e riferiti ad un orario interno all'acquisitore; questo orario e scandito da un oscillatoreTCXO (Oscillatore quarzato controllato in temperatura) il quale garantisce una elevata stabilitaanche in assenza di segnali di sincronizzazione esterna. La sincronizzazione esterna avviene tramiteil segnale DCF77 che puo anche essere emulato da un opportuno ricevitore GPS. Una volta ottenutal'informazione di sincronizzazione l'oscillatore interno non viene fatto “saltare” al nuovo orario maviene fatto “driftare” verso l'orario piu corretto. Ovviamente lo stream dati digitale viene sempreriferito all'orario interno e non a quello di sincronizzazione. Dopo un certo tempo i dati sarannodunque sincronizzati e le stazione fornira dati sismici perfettamente allineati all'UTC. Ci sonoalcuni pro e alcuni contro di questa tecnica, tuttavia questa e cio che Lennartz scelse all'epoca.

Verifiche sperimentaliNel seguito si riportano e commentano alcuni risultati di misure ed elaborazioni effettuate dalcommittente (Dipartimento della protezione civile, Ufficio rischio sismico e vulcanico, ServizioMonitoraggio sismico del territorio, Dott. S. Marcucci, Ing. A. De Sortis) in maniera indipendenterispetto alle verifiche svolte dalla SARA electronic instruments. Pertanto l'esito positivo di talielaborazioni può essere considerato alla stregua di un collaudo della strumentazione prodotta.

Gli acquisitori utilizzati per misure di precisione devono rispettare alcuni parametri di affidabilità,uno dei quali è il basso livello di rumore. Nel caso specifico è importante che le modifiche dellaCPU ed il nuovo cablaggio non abbiano aumentato il livello di rumorosità, tipicamente moltobasso, degli apparati originali. A tal fine è molto interessante commentare la procedura proposta da(Sleeman et al., 2006) (1). L'output di un acquisitore y i può essere scritto come l'integrale diconvoluzione del segnale di input x con la funzione di risposta all'impulso hi (tipicadell'acquisitore), a cui si somma il rumore interno ni :

y i=x ∘hi+ ni

dove il simbolo ∘ indica l'operatore di convoluzione. L'indice i (variabile da 1 a 3) indica i 3canali dell'acquisitore. L'input è lo stesso per i tre canali, in quanto si vuole studiare solo l'effettodel rumore introdotto dall'acquisitore. Passando dal dominio del tempo al dominio delle frequenzel'espressione precedente diventa:

1 R Sleeman, A van Wettum, J Trampert (2006) Three-Channel Correlation Analysis: A New Technique to Measure Instrumental Noise of Digitizers and Seismic Sensors. Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 96, No. 1, pp. 258–271



Y i=X H i+ N i

dove il passaggio dalla lettera minuscola alla maiuscola indica l'operatore trasformata di Fourier. Siipotizza che i rumori di due canali differenti siano scorrelati ed altrettanto avvenga tra rumore esegnale di input. Sulla base di queste ipotesi la densità spettrale di potenza incrociata tra due outputgenerici i e j si può scrivere:

P ij=Y i Y j∅=(X H i+ N i)(X ∅ H j

∅+ N j

∅)=P xx H i H j

∅+ N ij

dove il simbolo X ∅ indica la complessa coniugata di X . Per quanto ipotizzato N ij=0 peri≠ j . A questo punto è possibile calcolare (per i≠ j≠k ) i rapporti:

P ji

P ki

=H j

H k

(eq. 1)

da cui si ricava che il rapporto tra le funzioni di trasferimento di due canali si può ottenere dalledensità spettrali di potenza incrociate dei tre canali dell'acquisitore. Si può anche scrivere:

Pii

P ji

=H i

H j

+N ii

P ji

(eq. 2)

Sostituendo nell'eq. 2 l'eq.1 si ricava:

N ii=∣P ii−P ji

Pik

P jk

∣ (eq. 3)

Questa espressione consente di calcolare la densità spettrale del rumore di un canale partendo dalledensità spettrali di potenza delle misure. In pratica bisogna realizzare una installazione in cui l'inputsia lo stesso per i tre canali. Questo si verifica se si inietta nei tre canali dell'acquisitore lo stessoasse di un sensore, ovvero si connettono ai tre input dell'acquisitore delle impedenze da 50 Ohm persimulare la situazione tipica di un sensore velocimetrico.

La prima esperienza effettuata con questo metodo riguarda una stazione non modificata. È stataapplicata l'eq. 3 in modo da ricavare la densità spettrale di potenza N ii per i 3 canali (i=1,2,3). Ai3 canali sono state collegate impedenze da 50 Ohm (shorted input). Delle 4 possibili sensibilità èstata selezionata quella massima (corrispondente a 2 μV/count). Il passo di acquisizione è stato di 4ms (250 Hz). Il risultato è riportato nel grafico seguente. Il picco intorno a 50 Hz è dovuto a disturbielettrici, che non inficiano il significato della prova. Si nota come il livello di rumore si attestiintorno a -140 dB nell'intervallo da 1 a 100 Hz. Tale valore è particolarmente basso, se si tieneconto delle prestazioni di altri prodotti molto sofisticati disponibili in commercio. Per esempio, nellavoro citato (Sleeman et. al., 2006) si effettua la stessa valutazione con un acquisitore QuanterraQ4120 con passo di acquisizione di 1 ms (100 Hz) ottenendo -134 dB. Si consideri che in genere,all'aumentare della frequenza di acquisizione, il rumore strumentale diminuisce.



La stessa valutazione (eq. 3) è stata ripetuta con una stazione modificata in modo da ricavare ladensità spettrale di potenza N ii per i 3 canali (i=1,2,3). Ai 3 canali sono state collegate impedenzeda 50 Ohm (shorted input). Anche in questo caso, delle 4 possibili sensibilità è stata selezionataquella massima (corrispondente a 2 μV/count). Il passo di acquisizione è stato di 5 ms (200 Hz). Ilrisultato è riportato nel grafico seguente. Si nota come il livello di rumore si attesti al di sotto di-140 dB. Quindi la modifica effettuata non ha inficiato il già basso livello di rumorosità dellestazioni originali. In questo caso si nota l'intevento del filtro FIR che inizia a decadere all'80% dellafrequenza di Nyquist.



Si è ritenuto opportuno ripetere la stessa valutazione con un passo di acquisizione di 2.5 ms (400Hz). Il risultato è riportato nel grafico seguente. In questo caso il filtro FIR implementato cominciaa intervenire a 100 Hz. Si nota come il livello di rumore rimanga intorno a -140 dB, risultato giàcommentato come del tutto accettabile. Infine si è ripetuta l'analisi con un passo di acquisizione di50 ms (20 Hz). Il risultato è riportato nel grafico seguente. Come era da attendersi, il livello dirumore cresce fino a -118 dB. A titolo di confronto, nel lavoro citato (Sleeman et. al., 2006) sieffettua la stessa valutazione con un acquisitore Quanterra Q4120 con passo di acquisizione di 50ms (20 Hz) ottenendo -130 dB. Tenendo di una relazione semplificata riportata in (Sleeman et. al.,2006), si potrebbe dire che questa differenza comporta una perdita equivalente di circa 2 bit, perditache si può ritenere ancora accettabile.



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SARA electronic instruments · Per poter eseguire una corretta acquisizione del segnale sismico occorre sincronizzare i dati acquisiti in modo accurato. I dati vengono campionati