Applicazione del compressive sampling per l’implementazione di sistemi di acquisizione simultanea multicanale a basso costo

L'acquisizione dei segnali provenienti da numerosi sensori risulta essere un passo fondamentale di diversi campi applicativi, come ad esempio le reti di sensori wireless, la verifica della qualità dell'energia elettrica, il monitoraggio e controllo di grandezze di intesse, il rilevamento di segnali vitali e così via. Aspetto molto importante da considerare è lo sviluppo di sistemi di misura a basso costo, nei quali il costo di ogni nodo (composto da sensore vero e proprio, blocco di acquisizione dati, unità di elaborazione e dispositivo di comunicazione wireless) è limitato a pochi euro; tale esigenza rende le piattaforme a basso costo, quali microcontrollori, FPGA e simili, la soluzione ideale. Tali dispositivi sono solitamente caratterizzati da buone capacità di elaborazione, grazie a motori di calcolo in virgola mobile e frequenze operative sempre più alte, ma da ridotte risorse hardware in termini di profondità di memoria interna e convertitori analogico digitali, ADC, ( condivisi mediante multiplexer tra i diversi canali fisici di acquisizione) che limitano le prestazioni del processo di misura completo. La prima limitazione influenza il massimo intervallo di osservazione che tali dispositivi sono capaci di registrare in una singola acquisizione, mentre la seconda dà origine a sfasamenti indesiderati tra i segnali acquisiti sui vari canali dovuti a ritardi intercanali associati all'operazione di multiplexing. Per ovviare a tali problemi, gli autori hanno focalizzato la loro attenzione sul compressive sampling (CS), un paradigma innovativo di acquisizione capace di assicurare ricostruzioni fedeli dei segnali di interesse partendo da un numero ridotto, apparentemente insufficiente, di campioni.