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Un web server integrabile perapplicazioni “Home BuildingAutomation” basate sul proto-collo TCP/IP

Un web server embedded èun web server progettatoper lavorare all’interno di

un sistema a microprocessore ca-ratterizzato da risorse di calcololimitate. Aggiungendo ad un ta-le dispositivo la programmazionetipica del Web unitamente alleproprietà di un linguaggio di pro-grammazione ad alto livello qua-le il Java si ottengono interfacce

di qualità, amichevoli (userfriendly), a basso costo, crossplatform (multi piattaforma), enetwork ready (pronte per lavo-rare in rete). Intellisystem Technologies pre-senta un nuovo dispositivo Recs101, nato per far fronte alle esi-genze di sviluppatori che inten-dono gestire applicazioni profes-sionali per la Home Building

Automation in ambiente TCP/IPin maniera veloce, facile e sicura. Il comfort nell’abitazione è parteintrinseca determinante del be-nessere psichico di ognuno. Il continuo adeguamento del mo-do di vivere alle nuove forme dicomportamento sociale imponeil trasferimento delle nuove abi-tudini alla propria abitazione co-me elemento indispensabile dicontinuità dell’aspetto compor-tamentale. La continua evoluzione delle tec-nologie basate sui sistemi digitaliha fortemente modificato le tec-niche e metodologie usate nei si-stemi di controllo dedicati allaHome Building Automation. In particolare oggi la richiesta diprocessi distribuiti richiede si-stemi intelligenti, dispositivi dicontrollo e sistemi di misura ca-paci di comunicare attraverso larete. Un importante requisito diquesti sistemi è l’esigenza di ri-durre le connessioni, il che si tra-duce nel semplificare la gestionedei sistemi riducendone le pro-blematiche inerenti alla manu-tenzione.

D’altro canto poiché il WorldWide Web (la “ragnatela mon-diale”, o Web) è in continua evo-luzione, per molte applicazionicommerciali e scientifiche ilbrowser web è diventato unostandard per lo sviluppo di inter-facce utente di numerose appli-cazioni. Questo perché i brow-

ser web sono capaci di fornireinterfacce GUI a varie applica-zioni client/server senza il biso-gno di andare ad implementaredei software per il lato client. Lasoluzione migliore a questo tipodi esigenze è sicuramente datadall’utilizzo di un web server em-bedded connesso ad una infra-

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INSERTO

Cristian RandieriIntellisystem Technologies

Fig. 1 - Architettura di un web server embedded

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TABELLA 1 - SPECIFICHE DEL DISPOSITIVO RECS 101

Specifica Recs 101

CPU Ubicom SX52BD (8 bit microprocessor, 50 MIPS)

Memoria 512 Kb flash memory (utilizzata per contenere le pagine web dell’utente)

Connessione di Rete Interfaccia Ethernet 10 Base-T (IEEE802-3)

Connessione Utente 16 Ingressi digitali/16 Uscite digitali

Protocolli Internet Supportati HTTP / BOOTP / TCP / UDP / IP ICMP / ARP Ethernet 802.3

Software di Utilità Recs Utility (Piattaforma Windows) Web page uploader e cambio indirizzo IP

Il browser web èdiventato uno standardper lo sviluppo diinterfacce utente dinumerose applicazioni

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struttura di rete al fine di fornireuna interfaccia utente basata sul-l’utilizzo dell’ormai noto linguag-gio HTML unitamente ad altrecaratteristiche comuni ai webbrowser. Se si pensa di aggiungere allefunzionalità ormai consolidate diun web server embedded la ca-pacità di poter gestire applica-zioni Java ecco che questi siste-mi aprono le frontiere a capacitàinesplorate, che li rendono capa-ci di eseguire i più variegati com-piti quali, ad esempio, quelli dicontrollo remoto, supervisione egestione di sistemi elettronici (fi-gura 1). L’implementazione delle funzio-nalità Java all’interno di un taledispositivo è particolarmente in-dicato per questo approccio per-

mettendo l’uso di una strategia dicontrollo indipendente dalla piat-taforma hardware del sistema incui viene gestita. Questa meto-dologia è stata da tempo adope-rata nelle applicazioni Internet do-ve non sono richiesti stringentivincoli di real-time. L’uso del lin-guaggio di programmazione Javaper le applicazioni di controllo re-moto fornisce il vantaggio di inte-grare sistemi di uso generale conInternet permettendone la super-visione ed il controllo. Il nuovo concetto che intendiamointrodurre si basa sull’esecuzionedi Applet Java (piccoli programmiaggiuntivi) per eseguire operazio-ni di controllo o di monitoraggio didispositivi remoti. In questo tipo di sistemi il con-trollo distribuito si ottiene me-

diante il trasferi-mento di pagineHTML e l’esecuzio-ne di applet Java (fi-gura 2).I vantaggi dell’uti-lizzo di Java posso-no essere breve-mente riassunti neiseguenti punti:- indipendenza dal-

la piattaforma: di-versamente daicomuni compila-tori che produco-no codice per CPUspecifiche, il Javaproduce un codi-ce per una CPUvirtuale. Al fine dirimanere indipen-dente da specifi-che piattaforme hardware il si-stema runtime di Java fornisceun’interfaccia universale perqualsiasi applicazione che si de-sidera sviluppare denominataJVM (Java Virtual Machine)

- Potenza: Java racchiude in sé

nuove caratteristiche che in-cludono la gestione dei databa-se, l’invocazione dei metodi re-moti ed altre caratteristiche ine-renti la gestione della sicurezza

- Networking: Java nasce comelinguaggio di programmazionedistribuito, il che si traduce nelfatto che la sua progettazioneincludeva sin dall’inizio la ge-stione di particolari funzioni ine-renti il networking quali, adesempio, il TCP/IP, l’HTTP, l’FTP

- Efficienza: le moderne JVM, gra-zie all’utilizzo della tecnologiaJust in Time (JIT) compiler, leperformance d’esecuzione del-le applet sono state fortementemigliorate.

Frutto di anni di ricerca e speri-mentazione da parte diIntellisystem Technologies hannoportato alla realizzazione di Recs101 (figura 3). Recs 101 è un dis-positivo di facile utilizzo a pre-

stazioni elevate, ideale per ap-plicazioni di controllo remoto pro-fessionale. Una volta collegatoad una rete Ethernet, Recs 101mette a disposizione dell’utente32 canali digitali di cui 16 di Inpute 16 di Output.

Fig. 2 - Applet Java per eseguire operazioni di controllo o di monitoraggio didispositivi remoti

TABELLA 2 - PARAMETRI DI CONFIGURAZIONE DELL’APPLET PER LA GESTIONE AVANZATA DI RECS 101

Parametro Fusione Esempio Obbligatorio Possibilità di modifica

PDFOOK Stringa inizializzazione Applet Sì No

host Indirizzo IP di RECS host=value*172.16.10.103” Sì Sì

poet Porta TCP per la comunicazione port value=6001 Sì NoRECS 101

polling Intervallo di polling polling value=1 Sì Sì

Title Interstazione Applet Title value=”RECS VO DEMO” No Sì

ColTit Colore da associare alla CotTit value=”green” No Sìstringa Title

CAPL Colore background Applet CAPL value=”yellow” No Sì

Num Led Numero ingressi da Num Led value=16 Sì Sìmonitorare

NumB Numero di pulsanti per il NumB value16 Sì Sìcontrollo delle uscite

TBT* Testo da associare al TBT1 value=”Comando 10” No Sìpulsante*

CTBT* Colore del testo associato al CTBT10 value=”red” No Sìtitolo pulsante*

CLBF* Colore di stato dell’uscita* CLBT10 value=”blu” No Sìquando questa si trovinello stato “OFF”

TLD* Testo da associare al LED* TLD 1 value=”Luce Camera” No Sìrelativo all’ingresso*

CTLD* Colore del testo associato al CTLD1 value=”black” No Sìtitolo del LED* relativo all’ingresso

CLIF* Colore del tessuto al LED di CLIF10 value=”green” No Sìstato dell’ingresso* quandoquest’ultimo è nello stato “OFF”

CLIT* Colore associato al LED di CLIT10=value “red” No Sìstato dell’ingresso “quando”quest’ultimo è nello stato “ON”

Fig. 4 - Scenario d’applicazione del dispositivoRecs 101

Per chi volesse dilettarsi a sperimentare la personalizzazionedelle interfacce, Intellisystem Technologies mette a disposizionenel proprio sito tutto il software necessario (http://www.intel-lisystem.it/recs/Interfaccia.htm).

UN SOFTWARE SUL SITO

Fig. 3 - Il sistema Recs 101

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Facile da installare e configurare,permette di sviluppare un’appli-cazione di controllo remoto inpochi e semplici passaggi.Supportato da qualsiasi browserinternet quale Internet Explorero Netscape permette di gestiretotalmente da remoto qualsiasi

dispositivo dacontrollare.La figura 4 mo-stra lo schema ar-chitetturale sem-plificato di unpossibile scenariod’applicazione diRecs 101. L’architettura pre-sentata permettela gestione di pro-blematiche tipi-che dei sistemi dicontrollo quali, adesempio: acquisi-zione di segnali,azioni di controlloper mezzo di at-tuatori, l’elabora-zione e la presen-tazione delle in-formazioni acqui-site o manipolate.La tabella 1 ripor-ta le principali ca-ratteristiche especifiche del si-

stema proposto.Recs 101 integraal suo interno unnetwork proces-sor dotato di in-terfaccia di reteEthernet per con-nettersi diretta-mente a qualsiasirete locale sia es-sa Internet siaIntranet. Ciò per-mette agli inte-gratori/sviluppa-tori di sistemi e al-le aziende produt-trici di connetterei loro dispositividirettamente adInternet attraver-so una rete Lan e,

di conseguenza, di gestire da re-moto il controllo totale dei lorodispositivi attraverso interfaccegrafiche utente personalizzabili,accessibili mediante i comunibrowser. Il web server integratoin Recs 101 è capace di gestire fi-no a 512k di documenti ed appli-

cazioni web: tali risorse sono pre-caricate all’interno della memoriaflash del dispositivo. La fig. 7 è un esempio di una pa-gina web gestita da Recs 101 chepuò essere personalizzata perfornire informazioni statiche suldispositivo quali, ad esempio, im-magini, video, testi, file eccetera.La caratteristica che rende unicotale dispositivo consiste nella ca-pacità di poter usufruire del co-dice Java per la gestione dell’in-terfaccia relativa al controllo del-le porte di I/O. Tale caratteristica permette dipoter gestire l’interfaccia utentetramite un’Applet Java parame-trica: in questo modo l’utente fi-nale può sviluppare la propriaapplicazione di controllo in modomolto veloce e sicuro senza doveressere in grado di programmarein Java. La figura 5 riassume quanto det-to in precedenza, ovvero parten-do dalla home page del sito webcontenuto in Recs 101 si accedeall’interfaccia utente personaliz-zata che tramite un’applet di con-trollo interviene sulle porte d’in-put e di output per la gestionedell’hardware che si intende con-trollare. Recs 101 è un dispositivo total-mente personalizzabile. Viene fornito con tutto il softwa-re necessario allo sviluppatoreper poter sviluppare rapidissi-mamente la propria applicazio-ne in maniera facile e sicura. Il software in dotazione contieneun’Applet di controllo che puòessere personalizzata mediante iparametri riportati in tabella 2.Facilmente integrabile con qual-siasi altro sistema offre una so-luzione funzionale ed efficiente,per il telecontrollo distribuito. Ad esempio, integrando Recs101 con Recs GSM I/O (moduloGSM prodotto da IntellisystemTechnologies provvisto di dueingressi e due uscite digitali ge-stibili tramite SMS) è possibileintegrare tutte le tipiche funzio-nalità di gestione di sistemi perla Home Building Automation tra-mite Internet ed al tempo stessotramite SMS, fornendo all’utenteuna piattaforma di controllo re-moto multifunzionale non neces-sariamente legata ad un’infra-struttura di rete (figura 6). Recs 101 trova ampio spazio nel-

le applicazioni di Home BuildingAutomation legate ai moderni si-stemi di videosorveglianza rap-presentando un valido strumen-to per integrare tutte le funzio-nalità tipiche di un sistema dicontrollo remoto ai normali si-stemi di monitoraggio video spe-cie quelli che si basano sulla tec-nologia TCP/IP (figura 7). Con particolare riferimento almondo del videocontrollo overIP, si intuisce facilmente che lesoluzioni proposte da IntellisystemTechnologies non hanno limiti intermini di funzionalità ed appli-cazioni ad hoc per tutte le esi-genze dei più disparati utenti. Ad esempio integrando i sistemi

Recs con le ben note telecamereAXIS (di cui IntellisystemTechnologies è partner tecnologi-co) si aprono le frontiere per uncontrollo totale di sistemi remoti,che nel caso della Home BuildingAutomation si traducono in unapresenza virtuale dell’individuoall’interno della propria dimora.Sfruttando la combinazione vin-cente di tali sistemi si ottiene unostrumento completo capace di ge-stire immagini e di rilevare lo sta-to di dispositivi esterni, quali sen-sori e di manovrarne altri quali adesempio attuatori.In conclusione Recs 101, essen-do un dispositivo totalmenteflessibile nelle sue applicazioni,si presta come valido strumentoper la reingegnerizzazione dimacchinari a controllo semi-au-tomatico, fornendo la possibilitàdi telecontrollare a distanza tra-mite Internet sistemi che sinoad oggi non prevedevano talefunzionalità. servizio lettori 118

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Figura 7 - Esempio di una possibile integrazione diRecs 101 con un sistema di videosorveglianza

Figura 5 - Esempio di una possibile interfaccia GUIimplementata in Recs 101

Figura 6 - Esempio di una possibile integrazione di Recs 101 con Recs GSMI/O in un sistema Home Building Automation

L’utente finale può sviluppare lapropria applicazione di controllo in modomolto veloce e sicuro

BIBLIOGRAFIA

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7. Intellisystem Technologies “Reenginnering”, http://www.intel-lisystem.it/servizi/reengineering.htm