sky light intersection system

SKY LIGHT INTERSECTION SYSTEM
Sistema wireless per la regolazione degli
impianti semaforici
Nabla Quadro srl
Via G. Peroni 442/444
00131 Roma, Italy
Tel. 0680368963
Fax. 0680368901
www.nablaquadro.it
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APRILE 2015
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Sky Light Intersection System - Sistema wireless per il monitoraggio del traffico nelle intersezioni semaforizzate
Sommario
Introduzione
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Descrizione dell'Architettura di sistema
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Descrizione dei componenti del sistema
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Sky Light Interface Card
Sky Light Sensor
Specifiche Tecniche
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Sky Light Interface Card
Sky Light Sensor
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Sky Light Intersection System - Sistema wireless per il monitoraggio del traffico nelle intersezioni semaforizzate
Introduzione
Lo Sky Light Intersection System è un sistema progettato per essere direttamente interfacciabile con i sistemi di
regolazione semaforica. In particolare il sistema è in grado di rilevare il traffico veicolare nei vari rami
dell’intersezione e inviare tali dati in tempo reale al regolatore semaforico.
In tal senso lo Sky Light Intersection System si propone come una reale alternativa all'utilizzo di sistemi spire
magnetiche.
Il sistema si basa su un sensore wireless a basso consumo (Sky Light Sensor) e su una tecnologia di rilievo
brevettata che permette di avere elevate prestazioni nel conteggio anche nelle situazioni di traffico
congestionato (tipiche in prossimità delle intersezioni) laddove risultano critiche le performance dei sensori
attualmente disponibili sul mercato.
Di seguito si riportano le principali caratteristiche del sistema:

Semplicità di installazione: la tecnologia wireless permette di ridurre i tempi di installazione all’interno
della pavimentazione stradale.

Affidabilità: la semplicità progettuale e circuitale garantisce un’elevata stabilità del sistema.

Alimentazione completamente autonoma: 6 anni di vita delle batterie dei sensori.

Manutenzione: rapido ripristino in caso di avaria mediante la semplice sostituzione del sensore
(velocemente estraibile dalla relativa controcassa ancorata nell’asfalto).

Performance in condizioni di traffico congestionato: Il principio di funzionamento brevettato e
l’algoritmo di detector eventi consentono un corretto rilievo anche in condizioni di flusso veicolare
congestionato
Le intersezioni stradali, essendo caratterizzate sovente da presenza di veicoli accodati con andamento tipo "stop
and go" rappresentano quindi un’applicazione "ideale" per gli Sky Light Sensor in virtù delle ottime performance
del dispositivo in condizioni di traffico congestionato.
La trasmissione wireless a 868 MHz permette la comunicazione diretta sensori-interfaccia anche a distanze
notevoli dalla posizione del regolatore semaforico (oltre 150 metri) senza necessità di ripetitori radio e senza
effettuare i complicati e costosi collegamenti filari che devono essere realizzati nel caso di utilizzo delle spire
magnetiche.
Il segnale trasmesso dai sensori viene ricevuto direttamente dalla Sky Light Interface Card che, oltre a integrare
la funzione di Hub/Coordinatore dei sensori, dispone di 16 contatti opto-isolati per un immediato
interfacciamento con il regolatore semaforico.
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Sky Light Intersection System - Sistema wireless per il monitoraggio del traffico nelle intersezioni semaforizzate
In sostanza gli eventi trasmessi dai sensori vengono ricevuti dalla scheda di interfaccia che immediatamente
provvede a decodificarli e a trasmetterli al regolatore semaforico attraverso la chiusura e l’apertura dei relativi
contatti, emulando perfettamente il funzionamento dei sistemi a spire induttive.
La possibilità di connettere fino a 16 sensori per ogni scheda permette, nella maggior parte dei casi, di poter
gestire intersezioni medio-grandi con una sola scheda di interfaccia, rendendo particolarmente competitivo il
confronto con i costi tipici degli impianti a spire induttive.
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Sky Light Intersection System - Sistema wireless per il monitoraggio del traffico nelle intersezioni semaforizzate
Descrizione dell'Architettura di sistema
Lo stato architetturale prevede che il sensore (Sky Light Sensor), installato all’interno della pavimentazione
stradale, comunichi i dati di transito rilevati (mediante un link wireless a 868 MHz) direttamente alla scheda di
interfaccia (Sky Light Interface Card), situata tipicamente all’interno del regolatore semaforico.
L'insieme di elementi che costituisce una sezione di monitoraggio stradale sono quindi:
• almeno uno Sky Light Sensor (Traffic Version) per ogni corsia di transito;
• almeno una Sky Light Interface Card (gestisce fino a 16 sensori);
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Sky Light Intersection System - Sistema wireless per il monitoraggio del traffico nelle intersezioni semaforizzate
Descrizione dei componenti del sistema
Sky Light Interface Card
La Sky Light Interface Card integra le caratteristiche dello Sky Light Hub (per la ricezione dei dati e il
coordinamento dei sensori) e di una scheda a contatti puliti a 16 canali (per la comunicazione dei dati al
regolatore semaforico).
In questo modo gli eventi rilevati dai sensori Sky Light danno l’impulso per la chiusura/apertura dei contatti,
esattamente come avviene con le spire induttive.
I dati sono inoltre disponibili attraverso due tipi di interfacce seriali:

RS232

RS485
oltre che sui 16 contatti opto-isolati.
Un convertitore DC/DC permette direttamente di alimentare il sistema direttamente da qualsiasi fonte di
alimentazione in corrente continua con un voltaggio compreso tra 10 V e 26 V.
Come detto la Sky Light Interface Card ha 16 contatti puliti opto-isolati. I canali sono indipendenti l’uno dall’altro
e sono contrassegnati da un numero da 1 a 16. Tutti gli eventi rilevati da un sensore della rete causano una
transizione sul contatto corrispondente. Attraverso il software si può configurare l’azione che deve essere
associata all’evento (“Aperto su evento” o “Chiuso su evento”)
Inoltre, un gruppo di sensori può essere associato ad un output ausiliario che reagisce ad una combinazione di
eventi (ad esempio può essere impostato un OR logico di più sensori al fine di creare una spira magnetica
virtuale di dimensioni più ampie).
Sono infine disponibili 2 contatti per la diagnostica (“guasto sensore” e “interruzione dell’alimentazione
elettrica”).
Il firmware della Sky Light Interface Card 868 ha le seguenti funzionalità:

Ricevere e decodificare i messaggi provenienti dai sensori (funzione di Hub)

Eliminazione degli eventi troppo brevi

Implementazione di politiche di associazione di più sensori in logica OR al fine di creare una spira
magnetica virtuale di dimensioni più ampie
Funzionalità opzionali

Un Access Point (versione traffico) può essere eventualmente connesso attraverso la porta UART per
inviare dati digitali direttamente su un server via Ethernet o GPRS.

Un radio-modem può essere connesso eventualmente tramite il connettore dedicato. Il radio-modem
permette alla scheda di inviare i dati ad un altra scheda Sky Light Interface Card, creando la funzione di
ripetitore.
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Sky Light Intersection System - Sistema wireless per il monitoraggio del traffico nelle intersezioni semaforizzate
Sky Light Sensor
Lo Sky Light Sensor viene installato all’interno della pavimentazione stradale, al centro della corsia di marcia.
L’installazione avviene in tempi brevi (circa 10 minuti) mediante l’utilizzo di resine o cemento a presa rapida e
previa asportazione di una carota di pavimentazione del diametro 130 mm e profondità 80 mm.
Dopo l'installazione il sensore è in grado di auto calibrarsi senza alcun intervento da parte dell'operatore.
Il contenitore assolve allo scopo di creare un volume rigido impermeabile in grado di proteggere la parte
elettronica del sensore dall’acqua piovana e dalle sollecitazioni meccaniche indotte dai transiti veicolari sul
sensore stesso. Le caratteristiche del contenitore permettono una semplice estrazione del sensore rendendo
rapide le eventuali operazioni di manutenzione.
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Sky Light Intersection System - Sistema wireless per il monitoraggio del traffico nelle intersezioni semaforizzate
Specifiche Tecniche
Sky Light Interface Card
Caratteristiche fisiche
- Temperatura di funzionamento: da -40 a +85°C
- Dimensioni: 72x20x135 mm
- Peso: 150 grammi
- Tensione di alimentazione: da 10 a 26 VDC tramite morsetti
- Umidità relativa di funzionamento: da 5% a 90% non condensante
- Porte esterne: UART, RS232 (x2), RS485
- Installazione su guida DIN
Comunicazione dati
- Output di rilevamento: 16 contatti puliti opto-isolati con morsetti e LED di segnalazione
programmabili “chiusi su evento” o “aperti su evento”
- Output ausiliari:
2 contatti puliti opto-isolati con morsetti e LED di segnalazione
programmabili “chiusi su evento” o “aperti su evento”
utilizzabili per implementare funzionalità OR
- Output di errore:
2 contatti puliti opto-isolati con morsetti e LED di segnalazione
programmabili “chiusi su evento” o “aperti su evento”
segnalano “guasto sensore” e “interruzione alimentazione elettrica”
- Numero sensori collegabili: Max 16
- Portata comunicazione: 150 metri
- Frequenza di lavoro 868 MHz
- Numero di canali radio disponibili: 10
Conformità CE:
- Direttiva 1999/5/CE
- Norma
(R&TTE)
ETSI EN 301 489-1 (Electromagnetic compatibility and Radio spectrum Matters- EMC
standard for radio equipment and services-Common technical requirements)
- Norma
ETSI EN 301 489-3 (Electromagnetic compatibility and Radio spectrum matters - Specific
conditions for SRD operating from 9KHz to 40GHz)
- Norma
EN 300 220-1
(Short Range Devices. Radio equipment used from 25MHz to 1000MHz: technical
characteristics and test method)
- Norma
CEI EN 55022
(emissioni irradiate)
- Norma
CEI EN 61000-4-2 (immunità alle scariche elettrostatiche)
- Norma
CEI EN 61000-4-3 (immunità al campo elettromagnetico irradiato)
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Sky Light Intersection System - Sistema wireless per il monitoraggio del traffico nelle intersezioni semaforizzate
Sky Light Sensor
Caratteristiche fisiche
- Temperatura di funzionamento: -20 +80°C
- Dimensioni esterne: Ø 110 mm, H 85 mm
- Foro di installazione: Ø 130 mm
- Materiale contenitore: nylon rinforzato in fibra
- Peso: 1000 grammi
- Alimentazione: Batteria tipo "D" Cloruro di Tionile (3,6 V - 19Ah)
- Autonomia batteria: 6 anni
- Consumo medio < 1mW
Acquisizione dati
- Metodo di rilevamento:
Diurno: variazione luce ambientale incidente (brevetto italiano n°0001379287)
Notturno: Infrarosso attivo
In presenza di neve o sporco : variazione campo geomagnetico
- Frequenza di campionamento: 128Hz
- Sensibilità di rilievo auto-adattativa alle condizioni di luce ambientale
Comunicazione dati
- Protocollo dati radio: TDMA proprietario, conforme IEEE802.15.4
- Frequenza di lavoro: 868 MHz (ISM - unlicensed band)
- Numero di canali programmabili: 10
- Ampiezza di banda canale: 100 KHz
- Potenza trasmettitore: 14dBm
- Sensibilità ricevitore: -110dBm
- Range radio utile: > 150 m
Conformità CE:
- Direttiva 1999/5/CE
- Norma
(R&TTE)
ETSI EN 301 489-1 (Electromagnetic compatibility and Radio spectrum Matters- EMC
standard for radio equipment and services-Common technical requirements)
- Norma
ETSI EN 301 489-3 (Electromagnetic compatibility and Radio spectrum matters - Specific
conditions for SRD operating from 9KHz to 40GHz)
- Norma
EN 300 220-1
(Short Range Devices. Radio equipment used from 25MHz to 1000MHz: technical
characteristics and test method)
- Norma
CEI EN 55022
(emissioni irradiate)
- Norma
CEI EN 61000-4-2 (immunità alle scariche elettrostatiche)
- Norma
CEI EN 61000-4-3 (immunità al campo elettromagnetico irradiato)
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