Protocolli e dati

BACnet, OPC UA, MQTT, IEC 60870 e IEC 61850, SCADA, reti wireless e qualità dei dati.

Una lettura serve solo se arriva con data e ora, unità di misura e stato di qualità corretti. Queste guide spiegano i protocolli che la trasportano (BACnet, OPC UA, MQTT, IEC 60870 e IEC 61850) e come mantenere affidabili i dati durante le interruzioni.

Per il quadro generale, parti dall'architettura SCADA; per i progetti degli edifici, confronta BACnet e Modbus.

Reti e architettura

10 guide · circa 129 minuti

  1. Che cos'è Zigbee? Come funziona il protocollo mesh Zigbee Zigbee è un protocollo mesh a basso consumo su IEEE 802.15.4: i router portano le letture al coordinatore. Mesh, Zigbee 3.0, cluster e sicurezza. 9 min
  2. Che cos'è LoRaWAN? Come funzionano le reti LoRaWAN LoRaWAN è una rete a lungo raggio e basso consumo per sensori a batteria. Dispositivi, gateway, network server, frequenze e LoRaWAN contro NB-IoT. 10 min
  3. Zigbee e LoRaWAN per il monitoraggio energetico: quando usarli Zigbee vs LoRaWAN a confronto su portata, velocità dati, consumi, rete e costi; LoRa vs LoRaWAN, limiti di airtime EU868 e quando usare ciascuno. 16 min
  4. Che cos’è SCADA? Architettura e casi d’uso energetici SCADA (controllo di supervisione e acquisizione dati) monitora e comanda impianti remoti: livelli, come funziona l’architettura, SCADA vs EMS e usi energetici. 20 min
  5. API cloud o gateway locale per i siti energetici API cloud del produttore o gateway locale? Confronta quote, marche temporali, interruzioni, controllo, sicurezza e siti energetici ibridi. 9 min
  6. Aggiornamenti firmware over-the-air per dispositivi IoT Zigbee OTA e LoRaWAN FUOTA: distribuzione firmware, tempi, firme delle immagini, guasti e verifica di una campagna di aggiornamento. 11 min
  7. Interoperabilità IoT in sistemi multivendor L’interoperabilità IoT è la capacità di dispositivi di fornitori diversi di scambiare dati e usarli correttamente: i quattro tipi e un test in 12 passi. 26 min
  8. Privacy dei dati IoT e conformità al GDPR Quando i dati IoT di contatori e sensori sono personali per il GDPR, gli obblighi articolo per articolo e come rispettarli nel monitoraggio energetico. 15 min
  9. Come impostare un indirizzo IP statico in Windows 11 Windows 11: Impostazioni > Rete e Internet > Ethernet > Assegnazione IP > Modifica > Manuale. Inserisci IPv4 e subnet mask (prefisso 24), oppure usa netsh. 6 min
  10. Impostare un IP statico in Ubuntu Desktop IPv4 statico in Ubuntu da Impostazioni > Rete o con nmcli (ipv4.method manual, ipv4.never-default). Verifica con ip route get, poi ripristina la rete abituale. 7 min

BACnet e protocolli per gli edifici

7 guide · circa 59 minuti

  1. BACnet e Modbus nell’integrazione degli edifici BACnet ha oggetti, discovery e un array di 16 priorità; Modbus ha registri numerati e una mappa dei registri. A confronto: porte 47808 e 502, MS/TP e RTU. 10 min
  2. BACnet/IP e MS/TP a confronto BACnet/IP funziona su Ethernet in UDP sulla porta 47808, BACnet MS/TP su un bus RS-485 a passaggio di token. Confronto di velocità, cablaggio, indirizzi e BBMD. 12 min
  3. Oggetti, proprietà ed elenco dei punti BACnet Prepara un elenco di punti BACnet: oggetti analogici, binari e multi-state, Present_Value, Units, Status_Flags e la PICS. 6 min
  4. BACnet: istanze, indirizzi e rilevamento dei dispositivi Un’istanza di dispositivo BACnet va da 0 a 4.194.302 ed è unica nel sito; i numeri di rete da 1 a 65.534. Come Who-Is e I-Am trovano i dispositivi. 5 min
  5. Instradamento BACnet, BBMD e dispositivi esterni Un BBMD (BACnet Broadcast Management Device) inoltra Who-Is e I-Am tra sottoreti IP. Voci BDT, registrazione dei dispositivi esterni e TTL, router e UDP 47808. 14 min
  6. BACnet COV o polling e freschezza dei dati BACnet COV invia un valore solo quando varia dell’incremento COV. Durata e rinnovo delle sottoscrizioni, notifiche confermate e quando conviene il polling. 8 min
  7. Array delle priorità e rilascio dei comandi in BACnet Array delle priorità BACnet: 16 livelli, vince il numero più basso. I livelli con nome 1, 2, 5, 6 e 8, il rilascio con NULL e quando vale Relinquish_Default. 4 min

OPC UA e MQTT

6 guide · circa 69 minuti

  1. OPC UA, MQTT e Modbus a confronto OPC UA, MQTT e Modbus a confronto: modello dati, stato, timestamp, sicurezza, porte, esempio di una lettura e guasti da verificare. 11 min
  2. Che cos'è MQTT? Il protocollo MQTT spiegato MQTT è un protocollo publish/subscribe: i client pubblicano sui topic di un broker, che inoltra ai subscriber. Topic, QoS, porte 1883 e 8883, MQTT 5. 11 min
  3. MQTT QoS, messaggi retained e dati obsoleti MQTT QoS 0, 1 e 2 a confronto, messaggi retained e flag retain, intervalli di scadenza di messaggi e sessioni, Will Delay, limiti della coda e dati obsoleti. 12 min
  4. Che cos’è MQTTS? MQTT su TLS per l’IoT energetico MQTTS è MQTT in una connessione TLS sulla porta TCP 8883; MQTT in chiaro usa la 1883. MQTT e MQTTS, certificati, identità del client, ACL e test openssl. 14 min
  5. Client, server e identità dei nodi OPC UA Un NodeId OPC UA è un indice di namespace più un identificatore numerico, stringa, GUID o opaco (ns=2;s=Tag). Client e server, URL degli endpoint e namespace. 7 min
  6. OPC DA e OPC UA: differenze e migrazione OPC DA (OPC Classic) richiede Windows e DCOM; OPC UA funziona su qualsiasi sistema sulla porta TCP 4840. Tabella di confronto, migrazione, qualità e timestamp. 14 min

IEC 60870 e IEC 61850

6 guide · circa 58 minuti

  1. Scegliere le comunicazioni di rete: IEC 101, IEC 104 e IEC 61850 Confine di comunicazione per RTU, fotovoltaico, batteria o manovra: confronti telecontrollo, MMS, GOOSE e sampled values, poi punti e prove. 6 min
  2. IEC 60870-5-101 e IEC 60870-5-104 a confronto IEC 104 usa la porta TCP 2404 con k = 12, w = 8 e i timer da t0 a t3; IEC 101 usa trame seriali FT1.2. Che cos'è IEC 60870-5, tunnel e convertitori. 13 min
  3. ASDU, cause di trasmissione e indirizzi IEC 60870 ASDU sta per Application Service Data Unit, il messaggio IEC 101/104. Tabelle dei tipi (da 1 a 103), cause di trasmissione e indirizzi CA e IOA. 10 min
  4. Timestamp e descrittori di qualità in IEC 60870 Tempo e qualità in IEC 101/104: CP56Time2a, bit di validità e ora legale, e i flag overflow, blocked, substituted, not topical e invalid. 5 min
  5. Comandi IEC 60870, selezione prima dell’esecuzione e conferma Come funziona un comando IEC 101 o 104: esecuzione diretta, selezione prima dell’esecuzione, conferme, qualificatori e verifica dello stato reale. 11 min
  6. IEC 61850: modelli dei dati, MMS, GOOSE e SCL IEC 61850: MMS è client/server sulla porta TCP 102; GOOSE e valori campionati sono multicast di livello 2. Nodi logici, file SCL (ICD, SCD, CID), IEC 104. 13 min

Qualità e trasmissione dei dati

6 guide · circa 66 minuti

  1. Raccolta dei dati dei sensori IoT: metodi, trasporto e qualità Come si raccolgono, trasportano e memorizzano i dati dei sensori IoT: polling e invio, gateway, MQTT, marche temporali, qualità, obsolescenza e rollover. 19 min
  2. Timestamp della telemetria: ora della misura e ora di arrivo Timestamp della telemetria: ora della misura, raccolta e arrivo, intervalli, fusi orari, sincronizzazione, dati tardivi e duplicati. 4 min
  3. Telemetria obsoleta, mancante e non valida Come distinguere letture obsolete, mancanti, non valide e stimate nei dati energetici e IoT e gestirle in totali, grafici e allarmi. 11 min
  4. Memorizzazione dei dati IoT: architettura e opzioni Confronta database IoT, storico locale, code di reinvio e archivi cloud. Dimensiona lo spazio e verifica conservazione e ripristino. 15 min
  5. Dimensionare il buffer di archiviazione e inoltro di un gateway locale Buffer del gateway: misure al secondo, durata dell’interruzione, byte per misura, tempo di svuotamento, limiti di conservazione e comportamento a coda piena. 6 min
  6. Interrogazione industriale, backpressure e nuovi tentativi Dimensiona l’interrogazione su RS-485 o su un gateway Modbus TCP: transazioni per ciclo, tempo di un dispositivo offline, letture in ritardo e tentativi sicuri. 11 min

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