Introduzione ai sistemi BUS (2)

Livelli dipendenti dal mezzo

La norma EN 50090-5-2 si occupa di reti HBES di Classe 1 che utilizzano come mezzo di comunicazione una coppia ritorta (doppino telefonico). Essa stabilisce i requisiti dei livelli “fisico” e “collegamento dati” per i sistemi di Classe 1, che utilizzano i due tipi di mezzi attualmente più diffusi per l’automazione della casa e degli edifici:
TP0 (Twisted Pair Type 0) – coppia ritorta tipo 0;
TP1 (Twisted Pair Type 1) – coppia ritorta tipo 1.

Sulla coppia di cavi viene trasmesso un segnale analogico in banda base (sbilanciato/asimmetrico nel TP0, bilanciato/simmetrico nel TP1) con una componente continua. La modulazione avviene aprendo e chiudendo il circuito.
Il TP0 usa una “logica negativa”, ossia lo stato (a riposo) di circuito aperto indica un valore logico “0″, il circuito chiuso indica “1″, con velocità di trasferimento del segnale di 4,8 kbit/s. In un secondo si può chiudere/aprire il circuito 4800 volte.
L’ampiezza del segnale è di 12 – 15 V.
Nel TP1 la logica è positiva, lo stato “a riposo” del circuito, quindi “il non trasmettere”, corrisponde a un “1″. La velocità di trasferimento è di 9,6 kbit/s.
L’ampiezza del segnale è di 24 – 30 V.
Il livello fisico TP1 è costituito da una “MAU (Medium Attachment Unit) – Unità di collegamento al mezzo” e da una “Unità logica” (figura 6). La MAU riceve dal mezzo, attraverso il connettore, il segnale analogico (figura 7a) e lo converte in una componente continua (che può essere utilizzata per alimentare il dispositivo) e in un segnale digitale (figura 7b), che viene decodificato in una serie di bit (figura 7c). La serie di bit viene interpretata dalla unità logica come una serie di caratteri (figura 7d), che vengono inviati al livello collegamento dati.

Analogamente, la serie di caratteri ricevuti dal livello collegamento dati vengono trasformati dal livello fisico, con un procedimento inverso, in un segnale analogico da trasmettere al mezzo.
Il livello collegamento dati riguarda la struttura del messaggio, che è suddiviso in campi.

Figura 1 - Struttura di un messaggio HBES classe 1 TP1

In figura riportiamo schematicamente la struttura di un messaggio HBES di Classe 1 su coppia ritorta tipo 1 (TP1).

Rete Hbes: Scambio di informazioni

Come abbiamo visto, i dispositivi HBES si scambiano messaggi strutturati  tramite il mezzo di comunicazione. Le informazioni più importanti, dal punto di vista applicativo, sono contenute in tre campi:

- informazioni operative;
- indirizzo sorgente;
- indirizzo destinazione.

I dati scambiati tra i dispositivi nel campo “informazioni operative” possono essere suddivisi in due classi:

Comandi, che richiedono l’esecuzione di una funzione (accendere o spegnere una lampada);

Stati, che danno un’informazione sullo stato del dispositivo (lampada accesa o spenta) o di una grandezza fisica misurata (livello di temperatura).

I campi indirizzo sorgente e indirizzo destinazione hanno una funzione essenziale. Poichè i dispositivi sono sempre collegati al mezzo di comunicazione e i messaggi trasmessi vengono ricevuti da tutti, per stabilire il destinatario o i destinatari di un messaggio è necessario il collegamento “logico” fornito dal livello applicazione. E’ appunto attraverso questo collegamento, non “fisico”, che ogni dispositivo, quando riceve un messaggio, capisce se è indirizzato a lui leggendo il campo “indirizzo destinazione”; mentre quando lo trasmette, lo “firma” scrivendo il suo indirizzo nel campo “indirizzo sorgente”.

L’indirizzo può essere di due tipi:

indirizzo di un singolo dispositivo;
indirizzo di un gruppo di dispositivi.

Nel campo “indirizzo sorgente” ci sarà sempre l’indirizzo di un singolo dispositivo, nel campo “indirizzo destinatario” ci può essere un indirizzo di gruppo.
L’indirizzo di gruppo può essere assegnato a due o più dispositivi intercorrelati da una stessa logica funzionale; in questo modo si realizza un collegamento “logico” tra diversi dispositivi: per esempio, con un pulsante e un unico messaggio si possono spegnere tutte le luci di un piano o di tutto l’edificio.

Ecco come è organizzata la trasmissione dei messaggi in una rete HBES. Quando si verifica un evento previsto dal programma di gestione del sistema, per esempio viene premuto un pulsante o cambia la temperatura in un ambiente controllato, se la linea risulta libera da altri messaggi per un tempo t1, viene trasmesso un messaggio. Se il dispositivo destinatario non è in grado di ricevere il messaggio, invia un messaggio di “occupato”. Il dispositivo mittente si pone in attesa e ritrasmetterà in seguito il messaggio.
Una volta ricevuto il messaggio, il dispositivo destinatario deve, dopo un tempo t2 confermare con un altro messaggio l’avvenuta ricezione. Se rileva un errore, deve segnalarlo con un messaggio di non corretta ricezione. Il dispositivo mittente ripeterà la trasmissione del messaggio fino ad un massimo di tre volte.
I valori di t1 e t2 sono stabiliti dalle norme EN 50090.
Sono previsti i seguenti livelli di priorità di trasmissione messaggi:

- normali;
- normali ritrasmessi in caso di rilevazione di errori;
- urgenti;
- allarmi;
- gestione della rete.

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