Sviluppo software di un sistema client-server real-time per tabelloni multiscreen interfacciato con controllori video e microcontrollori: caso di studio da esperienza di tirocinio.

This thesis describes the software design and development of an advanced control system for digital LED sports scoreboards, carried out as a case study during an internship experience at the company Debug s.r.l. The core of the project consists of a local area network architecture based on client-server logic for managing a multiscreen environment. The control center is a cross-platform application developed in Flutter for Android devices, which acts as a local server and manages the complex game logic of basketball (scores, timers, timeouts, possession rules). The software interfaces in real time with two different types of hardware: on one hand, peripheral microcontrollers (ESP32) used for low-latency physical input acquisition via the Bluetooth Low Energy (BLE) protocol; on the other hand, industrial video controllers (Novastar Taurus TB50 and TB30) that act as clients for rendering HTML graphical interfaces on the LED panels. One of the main engineering challenges addressed was the need to ensure ultra-low latency data communication and flawless temporal-visual synchronization between the various system nodes. Data transmission (in JSON format), which required a transmission time optimized for game times, was implemented offline via persistent WebSocket connections. The integration of a dedicated network infrastructure (router) made it possible to overcome the load limits of individual controllers, ensuring the simultaneous and smooth reproduction of data on the various LED panels. The final result is a distributed, stable, and scalable IoT ecosystem. This case study demonstrates how targeted software development and the integration of network protocols (WebSocket, BLE) can enable heterogeneous microcontrollers and video controllers to cooperate, ensuring critical real-time performance for the professional management of sports events.

Il presente lavoro di tesi descrive la progettazione e lo sviluppo software di un sistema di controllo avanzato per tabelloni segnapunti sportivi digitali a LED, realizzato come caso di studio durante un'esperienza di tirocinio presso l'azienda Debug s.r.l. Il nucleo del progetto consiste in un'architettura di rete locale basata su logica client-server per la gestione di un ambiente multiscreen. Il centro di controllo è un'applicazione multipiattaforma sviluppata in Flutter per dispositivi Android, la quale funge da server locale e gestisce le complesse logiche di gioco della pallacanestro (punteggi, timer, timeout, regole di possesso). Il software si interfaccia in tempo reale con due diverse tipologie di hardware: da un lato, microcontrollori periferici (ESP32) utilizzati per l'acquisizione di input fisici a bassa latenza tramite protocollo Bluetooth Low Energy (BLE); dall'altro, controllori video industriali (Novastar Taurus TB50 e TB30) che agiscono come client per la renderizzazione delle interfacce grafiche HTML sui pannelli LED. Una delle principali sfide ingegneristiche affrontate è stata la necessità di garantire una comunicazione dati a bassissima latenza e una sincronizzazione temporale-visiva impeccabile tra i vari nodi del sistema. La trasmissione dei dati (in formato JSON), la quale richiedeva un tempo di trasmissione ottimizzato ai tempi di gioco, è stata implementata offline tramite connessioni persistenti WebSocket. L'integrazione di un'infrastruttura di rete dedicata (router) ha permesso di superare i limiti di carico dei singoli controller, garantendo la riproduzione simultanea e fluida dei dati sui vari pannelli LED. Il risultato finale è un ecosistema IoT distribuito, stabile e scalabile. Il caso di studio dimostra come lo sviluppo software mirato e l'integrazione di protocolli di rete (WebSocket, BLE) possano far cooperare microcontrollori e controller video eterogenei, garantendo prestazioni real-time critiche per la gestione professionale degli eventi sportivi.