Silicon LogiX presenta SLX RadioTwin, un dimostratore desktop per studiare la propagazione radio in un impianto industriale tridimensionale. Il progetto mette nello stesso ambiente geometria, configurazione delle antenne, ostacoli e movimento di un robot, così da confrontare come cambiano le condizioni del collegamento. La versione 0.2.1 è disponibile su GitHub con un pacchetto Windows per la valutazione.
Per un’azienda che integra sensori wireless, gateway o robot mobili, la domanda riguarda ciò che accade lungo una missione: dove scende la potenza ricevuta? Quali ostacoli attraversa il percorso radio? Che differenza produce una porta metallica? RadioTwin rende queste domande esplorabili e documentabili, collegando ogni risultato alle ipotesi che lo hanno generato.
La connettività industriale dipende anche dalla geometria
Un impianto contiene superfici, volumi e passaggi che influenzano la propagazione. Serbatoi, macchine utensili, scaffalature e pareti possono modificare il percorso del segnale; una porta che cambia stato o un ricevitore in movimento introducono condizioni diverse anche con gli stessi parametri radio. Per analizzare queste variazioni serve un riferimento comune tra posizione degli oggetti, configurazione del collegamento e risultati numerici.
Il dimostratore utilizza una scena con 2.584 mesh nella rappresentazione completa: area di processo con serbatoi e pompe, CNC, magazzino, sala controllo rialzata, bracci robotici, robot ispettore, due gateway e una porta scorrevole. La vista sezionata consente di esplorare l’interno, navigare e selezionare i componenti. Il motore RF mantiene invece l’involucro completo, comprese pareti e copertura, attraverso 373 mesh dedicate ai calcoli. Aprire la visualizzazione della fabbrica non elimina quindi gli ostacoli dal modello radio.
Robot, porta e gateway condividono lo stato dello scenario tra visualizzazione e geometria RF. Questa coerenza permette di associare una variazione della potenza stimata alla configurazione realmente analizzata, senza confondere l’animazione dimostrativa con una misura sperimentale.
Un modello RF esplicito, con risultati leggibili
Il solver combina la perdita di propagazione nello spazio libero con perdite efficaci associate agli ostacoli attraversati. Le intersezioni vengono calcolate sui triangoli della geometria RF; una struttura BVH, una gerarchia di volumi di delimitazione, accelera la ricerca delle possibili intersezioni. Posizione delle antenne, frequenza, potenza trasmessa, guadagni, sensibilità del ricevitore e parametri dei materiali sono configurabili.
È disponibile anche un modello opzionale di riflessioni del primo ordine, basato sulle sorgenti immagine di sei piani dell’involucro. Per ciascun percorso vengono riportati potenza, lunghezza e ritardo. Le potenze si sommano in modo incoerente: questa versione non ricostruisce l’interferenza di fase di un canale multipath coerente. I risultati distinguono potenze in dBm, perdite e margini in dB, distanze in metri e ritardi in nanosecondi.
I coefficienti dei materiali sono assunzioni illustrative, non valori calibrati su un impianto reale. Il modello consente studi comparativi e verifiche del comportamento del software; la sua accuratezza sul campo richiede rilievi e calibrazione. Diffrazione, polarizzazione, diagrammi d’antenna, traffico di protocollo e throughput non sono simulati nella versione pubblicata. La documentazione del modello RF descrive equazioni, unità e limiti.
Dal singolo collegamento al confronto degli scenari
L’interfaccia permette di osservare il collegamento durante il movimento del robot, visualizzare la copertura, individuare zone con margine ridotto e salvare configurazioni da confrontare. Un esempio è lo studio della porta aperta rispetto alla porta chiusa, mantenendo lo stesso percorso pianificato e gli stessi parametri radio.
La copertura è campionata su una griglia di 49 × 37 punti all’altezza del ricevitore, con i punti occupati dai solidi esclusi dal conteggio. Il profilo di missione contiene 81 campioni lungo il corridoio pianificato di 16 metri. La ricerca di posizionamento valuta fino a 15 candidati per il gateway A, mantenendo fisso il gateway B e confrontando il peggior valore del miglior collegamento lungo il percorso. È un confronto tra candidati definiti; fattibilità del montaggio e prestazioni sul sito devono essere verificate separatamente.
Le analisi possono essere esportate in PDF, JSON e CSV, conservando configurazione, identità della geometria, unità e assunzioni. Per un gruppo tecnico questo significa poter discutere la stessa configurazione, confrontare alternative e ripercorrere il ragionamento che ha prodotto un risultato. Prima dell’esportazione, l’applicazione richiede un’analisi aggiornata quando lo stato è cambiato.
Le tecnologie: C++, Qt Quick e rendering GPU nativo
RadioTwin mostra un’architettura software che separa interfaccia, gestione degli scenari e calcolo numerico. Il core in C++17 gestisce importazione degli asset, interrogazioni geometriche, propagazione, copertura e valutazione dei candidati. La presentazione desktop utilizza Qt Quick e QML, mentre il viewport 3D è realizzato in C++ con QQuickRhiItem e Qt RHI, l’interfaccia di Qt verso il backend grafico.
Il rendering raggruppa la geometria per materiale e utilizza buffer sulla GPU. La distribuzione Windows è stata verificata con Direct3D 11. Gli asset GLB/glTF conservano geometria, materiali e gerarchie; le trasformazioni delle coordinate collegano la rappresentazione grafica al sistema metrico usato dal solver. L’accelerazione GPU riguarda il rendering: i calcoli RF di questa versione vengono eseguiti sulla CPU.
QtConcurrent esegue le analisi in modo asincrono su copie dello scenario. L’applicazione controlla la versione dei parametri prima di accettare un risultato, evitando di presentare come aggiornati calcoli riferiti a una configurazione precedente. Il core numerico viene distribuito come DLL con API pubblica e ABI versionata, mentre la sua implementazione resta proprietaria. Questa separazione offre un punto di partenza per moduli e integrazioni concordati con il cliente.
La compilazione utilizza CMake, Ninja e il kit Qt 6.12.0 / MinGW GCC 13.1.0. Le verifiche comprendono formule di riferimento, contabilità del budget radio, riflessioni, coerenza della geometria, persistenza e confronto degli scenari. Gli audit della distribuzione pubblica vengono eseguiti anche con GitHub Actions. Questi controlli verificano la consistenza dell’implementazione; la validazione RF su un impianto richiede dati misurati indipendenti.
Una base concreta per strumenti industriali su misura
Il valore del progetto per le aziende è la possibilità di valutare un’applicazione funzionante e definire un’esigenza specifica: studiare il percorso di un robot, confrontare posizioni ammesse per le antenne, documentare uno scenario o collegare il modello ai dati di un impianto. Si può così impostare una discussione tecnica su geometria, dispositivi, misure disponibili e criteri di accettazione.
La sezione dedicata allo sviluppo personalizzato presenta otto proposte, esplicitamente non implementate nel dimostratore. Comprendono calibrazione su misure e quantificazione dell’incertezza; canali coerenti a banda larga con fading e Doppler; MIMO e orientamento dei fasci; interferenza e coesistenza; missioni robotiche con vincoli radio e di navigazione; progettazione di reti con ridondanza; integrazione CAD/BIM, OPC UA o MQTT; ricerca su superfici programmabili RIS e comunicazione/sensing congiunti.
Ogni proposta indica dati richiesti, risultati attesi e verifiche da concordare. L’applicazione permette di selezionare i moduli e preparare un brief locale con obiettivi e vincoli. Le eventuali estensioni vengono quindi definite attraverso uno studio di fattibilità, un perimetro di sviluppo e un piano di validazione adeguato al caso industriale.
Valutare RadioTwin e discutere un progetto
Il repository SLX RadioTwin contiene frontend, API pubblica, SDK binario, asset ed esempi. La release 0.2.1 include un pacchetto Windows x64 che si avvia senza installare Qt e senza hardware radio. È disponibile anche un video dimostrativo con animazioni 3D e schermate del software.
La licenza consente studio e valutazione aziendale; integrazione produttiva e distribuzione di modifiche richiedono un accordo con Silicon LogiX. Per valutare uno sviluppo personalizzato, contattaci indicando il tipo di impianto, i dispositivi wireless coinvolti, il comportamento da analizzare e i dati già disponibili. Da questi elementi si possono definire il modello necessario, le attività di misura e i risultati da verificare.
