INTRODUZIONE ALLA DOMOTICA

Transcript

Ing. Cesare Chiodelli
Ing. Giulio Destri
INTRODUZIONE
ALLA
DOMOTICA
http://www.intellidomus.com
by
http://www.areasp.com
http://www.cssoluzioni.it
Introduzione alla Domotica ..................................................................................................3
La Domotica .....................................................................................................................3
Home e Building Automation............................................................................................4
Normative nazionali ed europee.......................................................................................5
Progettare un sistema di Building Automation..................................................................5
Integrazione delle parti .....................................................................................................6
L’edificio “intelligente”.......................................................................................................7
Panoramica sugli standard esistenti per la comunicazione ............................................10
I dettagli di un progetto domotico.......................................................................................15
Requisiti di un impianto di Building Automation..............................................................16
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Introduzione alla Domotica
La Domotica
Il termine “domotica” deriva dal termine francese “domotique”, a sua volta contrazione
della parola latina “domus” (casa) e di “automatique” (automatica; secondo altri
“informatique”, informatica): quindi letteralmente “casa automatica”. La definizione
secondo l’enciclopedia è: “Scienza per lo studio e l’applicazione di nuove tecnologie
elettroniche per l’automazione domestica”. La Domotica è la disciplina che si propone
l’aggregazione dei sistemi e dei servizi di un edificio in un unico macro-sistema integrato,
in relazione ai reali bisogni e necessità dell’utente. Attraverso l’utilizzo di tecnologie e
soluzioni sempre più automatizzate, la domotica dovrebbe consentire sia di migliorare la
flessibilità di gestione, il comfort, la sicurezza, il benessere, il risparmio energetico degli
edifici (pubblici, civili, industriali), e più in generale, la qualità dell’abitare e del lavorare. In
generale, con il termine domotica si intende di solito l’automazione della casa. L’obiettivo
della domotica è realizzare una casa dotata di dispositivi ed impianti (agenti domotici)
integrati mediante una rete di comunicazione e costituenti un sistema aperto, flessibile e
capace di interagire con l’utente in modo diretto ed efficace.
L’agenzia domotica è l’insieme cooperante di più entità, dette agenti, le quali si occupano
di gestire ad alto livello l’abitazione domestica. Essa quindi sostituisce parzialmente l’uomo
nel regolare l’ambiente nel quale egli abita. Metaforicamente si può parlare di un castello
nel quale il signore (utente) non deve preoccuparsi della gestione poiché tale incombenza
è demandata alla servitù (l’agenzia domotica) che è coordinata dal maggiordomo;
quest’ultimo, tra gli agenti domotici, è quello che svolge le attività di supervisione su tutti gli
altri e consente l’interfacciamento con l’utente. In altre parole, l’agenzia domotica si
incarica di espletare una serie di funzioni rispondendo ai bisogni di chi fruisce dello spazio
controllato.
Le parole chiave dell’edificio intelligente sono integrazione e interoperabilità tra i sistemi da
cui esso è controllato, ossia: impianti tecnologici, come climatizzazione ambientale,
distribuzione dell’energia, impianti di sicurezza e sorveglianza, come servizi antincendio,
controllo di accessi, antifurto e videosorveglianza, impianti di comunicazione, come
collegamenti telefonici ed interfonici, videoconferenza, riproduzione e diffusione sonora,
impianti informatici che forniscono servizi come posta elettronica, condivisione di unità
centrali di memoria e accesso a database.
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Home e Building Automation
La domotica può essere suddivisa in diverse specializzazioni: la Home Automation, rivolta
all’automazione della casa intesa come singola unità abitativa (per esempio una villa o
anche un singolo appartamento), e la Building Automation, rivolta all’automazione delle
funzioni di un edificio di dimensioni maggiori ad uso lavorativo (industriale, amministrativo,
commerciale, ecc..). A differenza del mercato dell'Home Automation che oggi si trova in
espansione, il mercato della Building Automation è un mercato già consolidato da diversi
anni ed ha già sviluppato un'offerta articolata e ben recepita dagli utenti, tramite progettisti
e installatori specializzati in questo settore. Talvolta il termine domotica viene circoscritto
a sinonimo di Home Automation. Da parte di molti operatori nell'area della Building
Automation si è formata l'opinione che gli stessi prodotti, gli stessi approcci commerciali e
tecnici, se pur in scala ridotta, possano essere facilmente applicati adattati al mercato
della Home Automation. Questo passaggio in realtà non è così banale poichè le due
aree, per quanto presentino caratteristiche simili, hanno ambiti di utilizzo, di
amministrazione e di tipologia di utenti molto diversi.
Nella seguente tabella sono riassunte le principali differenze:
BUILDING AUTOMATION
HOME
AUTOMATION
Decisore
azienda
abitante
Utente
lavoratore
abitante
Gestore sistema
building manager
abitante
Utilizzo
complesso
semplice
Dimensione
edificio o gruppo di edifici
abitazione singola
Gestione spazi
dinamica
statica
sicurezza
comfort
risparmio energetico
sicurezza
automazione utenze
elettriche
status symbol
controllo accessi
intrattenimento
Motivazioni
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Normative nazionali ed europee
Gli ultimi anni hanno portato profonde innovazioni nel modo di pensare e progettare gli
impianti tecnologici, anche sotto la spinta di provvedimenti legislativi introdotti nel nostro
paese e nella comunità europea. La legge 46/90, che stabilisce delle norme per la
sicurezza degli impianti, e la 10/91, che regola le materie di risparmio energetico e
sviluppo di nuove fonti di energia, hanno regolamentato la progettazione e la realizzazione
degli impianti elettrici, termici, di rilevamento di incendi e di telecomunicazioni. Il Decreto
Legislativo 626/94 ha in seguito introdotto le direttive europee sulla sicurezza completate
successivamente con il regolamento di prevenzione incendi. Questo ha fatto in modo che
il responsabile di una attività si sia trovato ad avere l’obbligo di gestire e tenere in
efficienza un elevato numero di impianti tecnologici e di sicurezza che si presentano
sempre più complessi e sofisticati. Per poter gestire in maniera efficiente queste
problematiche viene in aiuto la Building Automation il cui scopo è quello di integrare tutti gli
impianti sotto un unico strumento di controllo, tramite soluzioni elettroniche ed informatiche
avanzate, in modo da arrivare all’integrazione in una unica rete dei diversi sottosistemi
dedicati alla sicurezza, al risparmio energetico ed alle altre funzioni fondamentali.
Progettare un sistema di Building Automation
Il processo di progettazione edilizia ha come fine ultimo la costruzione di un immobile che
risponda alle esigenze dell’uomo. Questo compito, col passare del tempo, è stato trasferito
dall’edificio vero e proprio agli impianti di cui esso è corredato, ma ha comportato un
prezzo in termini di costi energetici e sociali. Proprio per questo la progettazione degli
edifici, oltre alle iterazioni che intercorrono tra l’ambiente esterno, l’uomo, l’involucro e
l’impianto, deve tener conto anche di questo aspetto. Si può osservare, infatti, come lo
sviluppo di dispositivi impiantistici ha, per certi versi, ulteriormente deresponsabilizzato la
progettazione edilizia riportando esclusivamente sull’impianto di climatizzazione o
d’illuminazione il compito di attivare le condizioni ambientali interne per compensare alle
carenze o agli errori del progetto edilizio. Le problematiche energetiche e una maggiore
attenzione al tema dell’inquinamento ambientale evidenziano, oggi, l’opportunità di
operare direttamente sull’"organismo edilizio", mediante tecnologie sostenibili da un punto
di vista energetico ed ambientale. Si deve poter ridurre al massimo la dipendenza
energetica nell’attivazione di condizioni ambientali coerenti con le attuali attese di qualità.
Infatti le condizioni ambientali interne dipendono da una corretta interazione tra il sistema
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costruttivo e le componenti distributive e di articolazione volumetrica: queste ultime due
possono contribuire in modo notevole a una mediazione intelligente tra clima interno e
clima esterno. Proprio per le precedenti osservazioni il committente spesso ritiene
necessario assegnare alle componenti di controllo ambientale la loro giusta rilevanza,
fissando gli obiettivi del prodotto finale e consegnando la progettazione della sede a più
studi
di
progettazione
ed
ingegneria
che,
individuando
le
possibili
strategie
tecniche/morfologiche praticabili per la loro attivazione, realizzano un progetto capace di
minimizzare i consumi energetici a costi interessanti, soprattutto se confrontati con edifici
costruiti secondo i criteri tradizionali. Si parla spesso a tal proposito di “edificio
intelligente”.
Integrazione delle parti
In un edificio intelligente molte delle funzioni sono controllate da un sistema basato sulla
scienza dell’informazione, sull’automazione, sull’elettronica e su di una strumentazione
dotata di interfacce facilmente comprensibili e gestibili da qualsiasi tipo di utente. L’edificio
stesso fa parte di un sistema che è molto più di una somma delle singole automazioni. Ci
sono molti termini che identificano un sistema integrato e molti termini che indicano
l’approccio all’integrazione, come ad esempio il Building Automation System. Tali sistemi
sono già maturi per i mercati del settore terziario (banche, uffici, centri direzionali e
tecnologici) dove la disponibilità di un più ampio budget e di esperienze maturate negli
anni consentono di valutare meglio i vantaggi dell’integrazione. Per il mercato della casa,
invece, si ricercano soluzioni più facilmente vendibili ad un’utenza disposta a spendere
meno e molto meno consapevole delle opportunità offerte. I sistemi presenti attualmente
sul mercato derivano soprattutto da due filoni:
•
dall’automazione industriale derivano sistemi molto affidabili, completi, flessibili ma
costosi.
•
dai produttori di antifurti derivano sistemi semplici ed economici ma quasi sempre
costruiti senza seguire gli standard e quindi potenzialmente inaffidabili quanto a
supporto sul lungo termine.
Non si riesce a riempire lo spazio intermedio giustificando quindi la lentezza con cui il
mercato risponde a questo tipo di soluzioni. Per accattivare nuovi potenziali clienti i sistemi
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devono presentare caratteristiche di affidabilità e modularità. Su una dotazione base,
comprendente un sistema di “intelligenza locale” (centralizzata o distribuita) e su una rete
di comunicazione, deve essere possibile innestare funzioni diverse, composte da moduli di
programmi, sensori e attuatori, modulando in maniera agevole i costi. Inoltre deve essere
possibile prevedere l’integrazione di ulteriori funzionalità in tempi successivi. Da ciò
l’enorme importanza della standardizzazione a garanzia degli investimenti futuri
dell’utenza.
In altri termini la maggiore valenza del sistema domotico è quella di monitorare e
controllare in tempo reale tutte le funzioni del sistema edificio/impianti/utenza/clima,
considerando tutte le interazioni possibili e ottimizzando le prestazioni complessive
secondo criteri prefissati o perfezionabili nel tempo. Gestendo in modo integrato un
insieme di funzionalità complesse si può ottenere un significativo miglioramento
complessivo del comfort per gli utenti e dell’efficienza energetica. Le riduzioni dei consumi
per l’energia elettrica, il riscaldamento, ecc.. sono difficilmente quantificabili anche se
alcune aziende fornitori di soluzioni promettono risparmi nell’ordine del 25%. Con
l’intelligenza distribuita nell’edificio si possono gestire funzioni complesse quali: il controllo
dell’illuminazione (complessivo o locale), della qualità dell’aria, del funzionamento
dell’impiantistica, degli allarmi tecnici, delle intrusioni, dell’autenticazione degli accessi e
delle risorse. La tecnologia attuale permette di scegliere impianti con o senza fili o con
entrambe le modalità. Essi sfruttano sistemi di comunicazione tradizionali (radiofrequenza
o linea telefonica PSTN/ISDN) oppure le moderne tecnologie GSM, GPRS, ADSL. Ne
deriva una flessibilità generale che si traduce in un’ampia scelta per l’utilizzatore di
funzioni particolarmente utili e finora gestibili solo manualmente e soprattutto complesse
da installare. Inoltre, tali sistemi possono permettere l’accesso al mercato dei teleservizi in
rete permettendo lo scambio di messaggi con l’esterno.
L’edificio “intelligente”
Gli edifici attuali, destinati ad attività produttive nel settore dei servizi, si stanno evolvendo
verso configurazioni chiamate Edificio intelligente oppure Hi-Tech Building. Il vantaggio
della concentrazione in un unico sistema edilizio di una quantità crescente di servizi
avanzati consiste nell’eliminare i passaggi intermedi, e quindi semplificare il processo di
lavorazione a vantaggio della qualità del prodotto finale, della velocità di produzione e
della produttività del capitale investito in uomini e tecnologie. La spinta principale nella
direzione dell’Edificio Intelligente è data dal fatto che questa soluzione è il punto d’incontro
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delle diverse esigenze (architettoniche, funzionali, economiche) che concorrono a definire
le prestazioni richieste al sistema edificio e al suo “hardware”. Questa soluzione nasce
dall’aver capito che in un’attività di produzione le strutture edilizie, gli impianti generali, gli
impianti produttivi vanno considerati come un sistema unico di risorse concorrenti sia
all’esercizio che allo sviluppo dell’intero sistema produttivo. In altri termini nella
progettazione dell’edificio è necessario pianificare lo sviluppo dei mezzi tecnologici di
produzione e anche integrare razionalmente tra loro i principali sottosistemi necessari
all’attività produttiva. All’interno di questa logica si possono individuare le principali ragioni
di natura tecnica, economica e organizzativa che favoriscono l’espandersi di queste
applicazioni:
•
la grande diffusione delle tecnologie elettroniche applicate all’informatica, alle
comunicazioni, al controllo degli impianti, alla sicurezza e alla sorveglianza che ha
favorito la riduzione del costo unitario delle funzioni svolte.
•
la necessità di razionalizzare e coordinare l’installazione, la manutenzione e
l’espansione degli impianti.
•
l’esigenza di evitare la proliferazione di reti di trasmissione di informazioni, di
favorire l’integrazione di apparati diversi che svolgono funzioni simili, di favorire la
compatibilità dei sottosistemi che sono previsti per la comunicazione.
•
la valutazione della produttività dell’edificio che è crescente quando in esso sia
possibile riunire ed organizzare razionalmente molte risorse tecnologiche ed
umane.
Tutte queste considerazioni hanno come conseguenza la scelta di strutture edilizie ed
impiantistiche altamente razionali, affidabili e capaci di garantire efficienza, comfort, e
sicurezza anche nei confronti di gravi eventi perturbativi come incendi, scosse
sismiche, black-out elettrici, furti, ecc.. Nel tempo, lo sviluppo di nuove tecnologie
elettroniche e informatiche (sensori, reti, terminali, ecc.) ha permesso l’introduzione e
l’integrazione di sistemi per controllare e gestire in modo automatico il funzionamento
degli impianti produttivi. Tali processi hanno portato le loro innovazioni a modificare il
controllo e la gestione dei seguenti sottosistemi:
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•
Impianti tecnologici - climatizzazione ambientale, generazione e distribuzione
dell’energia, controllo spaziale e temporale dell’illuminazione interna ed esterna,
distribuzione idrica, trasporti verticali e orizzontali.
•
Impianti di sicurezza e sorveglianza - rilevazione di fumo e gas, servizi antincendio,
controllo barriere di accesso, controllo antintrusione e antifurto, sorveglianza
mediante monitor a circuito chiuso.
•
Impianti
di
comunicazione:
collegamenti
telefonici
ed
interfonici,
telefax,
videoconferenza, traduzione simultanea, riproduzione e diffusione sonora, ricerca
persone.
•
Impianti informatici: trattamento di testi e immagini, posta elettronica, condivisione
di risorse come le unità centrali di memoria e le unità di stampa, accesso a
database.
Questi quattro sistemi sono utili ed efficaci, ma per realizzare l’edificio intelligente è
necessario un successivo passo costituito da un nuovo livello di automazione che integra i
precedenti sottosistemi rendendo possibile una vera e propria gestione centralizzata.
Nasce così un sistema integrato di automazione e controllo di tutti gli impianti tecnologici
di riscaldamento, ventilazione, climatizzazione, illuminazione, sorveglianza antincendio e
antintrusione, di comunicazione, di trattamento delle informazioni. In questo modo si
realizza la gestione complessiva del sistema di produzione e si può ottimizzare l’uso delle
risorse disponibili sia in termini di efficienza che di produttività. Un aspetto importante di
una struttura di tipo gerarchico è quella di garantire la crescita modulare, ossia la
possibilità di espansione al crescere delle esigenze e l’adattamento a specifiche variabili
nel tempo. I campi tipici di applicazione dell’edificio intelligente sono: edifici per uffici,
centri direzionali, centri commerciali, centri per congressi, ospedali, aeroporti, stazioni
ferroviarie, università, musei, alberghi, parcheggi, ecc.. L’obiettivo da raggiungere è la
gestione dei flussi di materiali, energia, comunicazioni e informazioni in modo da garantire
la massima sicurezza e comfort degli occupanti, la funzionalità delle comunicazioni,
l’accesso ad informazioni e la riduzione delle risorse energetiche. L’architettura più adatta
a gestire simili livelli di automazione è il modello ad intelligenza distribuita con duplicazione
dei dispositivi critici. Essa necessita di un centro di controllo specializzato per ognuna delle
quattro aree funzionali ed organizzare la gestione globale tramite un centro di
supervisione. Il processo deve essere il più possibile automatico ma è necessario che un
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operatore abbia la possibilità di intervenire direttamente nel caso di guasti o per ordinaria
manutenzione o per l’attivazione di procedure non usuali. In molte tipologie di edifici come
alberghi, villaggi vacanze, parcheggi, banche, uffici, palestre, ecc.. si ha l’esigenza di
controllare l’accesso ad ambienti, reparti e zone di sicurezza. Tale necessità ha imposto lo
sviluppo di dispositivi che devono poter controllare i dati identificativi del personale che ha
il privilegio di poter passare in queste aree tramite badge o codice PIN e segnalare al
personale addetto alla sorveglianza eventuali infrazioni. Nell’ambito del controllo di un
edificio intelligente è opportuno pensare ad un’integrazione complessiva dei sistemi che
effettuano il controllo degli accessi alla rete con funzioni come quelle relative alla
sicurezza e al monitoraggio degli ambienti (rilevazione e spegnimento incendi, videosorveglianza, ecc..) in modo da semplificare l’installazione e ridurre il cablaggio.
Panoramica sugli standard esistenti per la comunicazione
In questa sezione vengono brevemente descritti alcuni standard utilizzati sia per la
comunicazione che per la realizzazione di sistemi per Domotica e Building Automation.
All Bus Datapark
Tecnologia basata sulla trasmissione bidirezionale impulsiva in banda base su una delle
quattro dorsali bus a disposizione. Delle quattro dorsali chiamate Databus, Parkbus,
Widebus e Virtualbus solo le prime tre sono costituite da un monofilo telefonico riferito a
terra, mentre la quarta non necessita di un vettore fisico (onde convogliate). La loro banda
passante è molto grande, infatti spazia da 3Hz a 5/6 MHz, e questo da la possibilità di
trasmettere dati sia in analogico che in digitale.
Bati Bus
Questo standard fa uso dei normali doppini telefonici per permettere la comunicazione di
comandi tra CPU, attuatori e sensori all’interno di una rete di automazione domestica. Nel
1999 è stato una delle basi su cui sviluppare il più famoso standard KNX (konnex).
Bluetooth
Fondato nel 1998 da colossi come Ericsson, IBM, Intel, Nokia e Toshiba, utilizza un
sistema radio che opera con portanti intorno alla frequenza di 2,4 GHz e permette ad
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apparecchiature elettroniche ed informatiche di dialogare tra loro con velocità fino ad 1
Mbps in un raggio massimo di alcune decine di metri.
EIB (European Installation Bus)
E’ uno standard aperto, disponibile a tutti i costruttori che intendono offrire soluzioni per
l’automazione domestica o degli uffici. Può essere adottato su molti tipi di linea come il
doppino, la powerline, ethernet, radiofrequenza ed infrarosso. Si è diffuso molto sul
mercato ed è andato poi a confluire nello standard KNX.
EHS (European Home System)
Nato con la collaborazione fra case costruttrici e agenzie governative è nato per garantire
la comunicazione fra apparecchiature presenti all’interno di una rete domestica o
dell’ufficio. Supporta milioni di indirizzi, comprende la funzionalità Plug & Play e dispone di
un efficace sistema di gestione degli errori che lo rende particolarmente affidabile. Anche
questo progetto è andato a confluire in KNX.
Ethernet
Noto anche come IEEE 802.3 è stato alla base dello sviluppo delle reti locali di computer
degli ultimi anni. Il costo ridotto della tecnologia dovuta alla semplicità del suo standard e
la possibilità di sfruttare cavi ormai universalmente diffusi ed usati anche per le
connessioni telefoniche come i cavi RJ-45 per velocità di trasmissione comprese tra 1
Mbps e 1 Gbps sono il suo punto di forza e lo rendono il protocollo in assoluto più
utilizzato. Negli ultimi tempi si cerca di utilizzarlo anche per l’automazione domestica.
HBS (Home Bus System)
Nato nel 1988 in risposta da parte di alcune casa giapponesi agli standard europei e
americani, utilizza due cavi coassiali e otto coppie di twisted-pair a cui vengono collegati
tutti gli apparecchi audio/video, telefoni e altri dispositivi.
No New Wires
Permette la realizzazione di una rete multimediale ad alta velocità su rete elettrica, che
può essere integrata con collegamenti radio per coprire anche i punti dove non è
disponibile la cablatura elettrica. Può raggiungere velocità fino a 14 Mbps.
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Shareware
Membro della Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA) offre soluzioni hardware e
software che permettono connessioni con alte prestazioni fra i dispositivi all’interno
dell’abitazione.
X-10
Presente da moltissimo tempo sul mercato statunitense e diffusosi anche in Europa è
diventato uno standard storico e consolidato, anche grazie alla innumerevole presenza di
dispositivi sul mercato. Un impianto X-10 è costituito da una unità centrale che invia i
comandi ai dispositivi periferici ed sfrutta come linea di trasmissione la rete elettrica.
Cebus (Consumer Elettronics Bus)
Sviluppato dall’americana Electronic Industries Association, è uno standard integrato
multimediale per sistemi di Home Automation che ha come caratteristiche principali la
flessibilità e la modularità. Lo svantaggio legato a questo standard è che i dispositivi che lo
supportano necessitano di sufficiente potenza di elaborazione per permettere la
trasmissione dei dati.
HAVI (Home Audio Video Interoperability)
Sviluppato da otto grandi case produttrici di apparecchiature elettroniche di consumo
come Grunding, Hitachi, Matsushita, Philips, Sharp, Sony, Thompson e Toshiba con
l’architettura di una rete domestica paritetica e distribuita. E’ basato sull’interfaccia i.LINK
ed offre servizi come la connettività Plug & Play, l’interoperabilità tra apparecchiature di
marche diverse e facilità d’uso.
HES (Home Electronic System)
E’ uno standard internazionale sviluppato da esperti con varia nazionalità e provenienza.
Gli esperti sono organizzati in un gruppo di lavoro noto come ISO/IECJTC1/SC25/WG1
che ha il compito di sviluppare standard e sottoporli alle nazioni partecipanti per
l’approvazione. Gli obiettivi prefissi sono quelli di un interfaccia universale, un linguaggio di
comunicazione standard e un Residential Gateway che permetta la comunicazione con
l’esterno.
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Home Plug and Play
Le sue specifiche, che rientrano in quelle definite dal CEBus, regolano l’interazione ad alto
livello tra dispositivi ed applicazioni. Questo comporta che ogni costruttore possa
progettare i suoi apparecchi senza conoscere niente del funzionamento delle altre
apparecchiature con cui vorrà dialogare.
Jini
La missione di questo standard basato su tecnologia Java è quella di permettere la nascita
di un ampio numero di dispositivi consumer interoperabili tra loro, mediante uno standard
industriale aperto. In questo modo si da la possibilità di effettuare scambio di dati togliendo
però l’onere alle case costruttrici di pensare anche al mezzo fisico di comunicazione.
KNX (Konnex)
E’ nato in seguito ad una confluenza in questo unico progetto di 3 standard come EIB,
BATIBUS, EHSA in modo da promuovere uno standard unico dedicato al home e building
automation. Lo standard include in se tutte le principali caratteristiche dei tre da cui deriva.
I componenti, realizzati da costruttori diversi, vengono garantiti, dopo una certificazione
della Konex, per essere interoperabili e funzionare correttamente senza il bisogno di
interfacce. Supporta varie modalità di funzionamento e diversi mezzi trasmissivi ed è stato
pensato per diventare un marchio di qualità per il consumatore.
LonWorks
Creata più di 10 anni fa dalla Echelon Corporation costituisce una piattaforma
multimediale, aperta ed indipendente dai tipi di media trasmessi, per la gestione di
dispositivi connessi in rete. Le sue specifiche possono essere utilizzate da chiunque su
qualunque sistema senza il riconoscimento di royalities, e dopo una fase di accurati test il
prodotto può utilizzare il logo LonWorks. Ne esiste attualmente una implementazione su
chip che ha ottenuto un grandissimo successo sul mercato.
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OSGi (Open Service Gateway initiative)
E’ uno standard nato dalla collaborazione di 14 colossi dell’informatica, dell’elettronica e
delle telecomunicazioni. E’ basato su tecnologia JAVA ed è nato per interfacciare
apparecchi domestici intelligenti con reti di dati. Comprende una vasta gamma di servizi
possibili come connettività internet, servizi TV intelligenti, funzioni di automazione
domestica e monitoraggio a distanza.
UPnP (Universal Plug and Play)
Utilizzando tecnologie e protocolli web standard permette ad un’ampia gamma di
dispositivi di riconoscersi e di comunicare tra di loro mediante apparecchiature intermedie
come PC o set-top box. Le sue specifiche sono fornite in modo aperto dal UPnP Forum e
rappresentano delle linee guida da far rispettare ai singoli costruttori.
VESA Home Network
Consente lo scambio di informazioni all’interno di apparecchiature digitali connesse
all’abitazione e fornisce l’interoperabilità anche tra dispositivi presenti su reti diverse.
Consente un controllo diretto sui dispositivi sia da parte dell’utente che dagli altri dispositivi
e fornisce anche un’interfaccia comune fra i vari Residential Gateway presenti.
ZigBee
Sistema Wireless per lo scambio di informazioni tra dispositivi di elettronica di consumo, è
sostenuto dalla ZigBee Alliance, consorzio che raggruppa decine di aziende fra cui colossi
come Samsung e Motorola. Il suo uso entro la Domotica è ancora agli inizi ma si va
rapidamente diffondendo.
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I dettagli di un progetto domotico
Il primo passo nella realizzazione di un progetto è quello di definire e classificare l’insieme
di utenze, ossia di servizi, che il sistema deve gestire, in modo da poter analizzare i
requisiti che esse pongono alla struttura degli strumenti di controllo. In base ad un criterio
funzionale le utenze possono essere suddivise in due settori principali:
•
Gestione ambientale che coinvolge tutte quelle utenze legate al controllo delle
condizioni ambientali e al miglioramento del comfort dell’utente. Tra queste utenze
sono la distribuzione dell’energia, la climatizzazione, l’illuminazione automatica,
l’azionamento remoto di sistemi di aperture e ingresso.
•
Gestione della sicurezza che comprende sia sistemi anti-intrusione e anti-rapina
che sistemi per la gestione di eventi potenzialmente pericolosi come fughe di gas,
allagamenti, incendi ed eventi atmosferici. Questo settore rappresenta uno degli
aspetti salienti nella realizzazione di un impianto di Building Automation perchè
offre una protezione passiva rilevando tutti i possibili eventi dannosi attraverso la
propria rete di sensori e segnalando tempestivamente il problema all’utente o ad
opportune strutture come Polizia, Vigili del Fuoco, 118. Quello però che rende un
impianto di Building Automation
“intelligente” è la possibilità di operare una
sicurezza attiva; l’impianto è quindi in grado di reagire di fronte alla rilevazione di un
allarme evitando o almeno limitando potenziali danni (a volte anche irrimediabili) a
persone o cose.
Lo scopo deve essere quello di realizzare un controllore per Bulding Automation modulare,
ingegnerizzato ed espandibile, predisposto per operare sulle categorie di utenze sopra
definite.
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Requisiti di un impianto di Building Automation
Partendo da alcune ricerche effettuate sulle esigenze imposte dal mercato oggi esistente è
possibile individuare quali devono essere le funzionalità essenziali di un sistema di
Building Automation affinché possa essere considerato appetibile per gli utenti finali. Qui di
seguito sono riportate le caratteristiche delle quali si è tenuto conto nella realizzazione del
progetto.
•
Temporizzazione
Il sistema deve permettere di definire programmi temporizzati per tutte le utenze
collegate: ad esempio per gestire le fasce orarie per l'accensione e lo spegnimento
del riscaldamento o per attivare l′irrigazione del giardino ad uno o più orari
prestabiliti; le programmazioni possono essere definite su base giornaliera,
settimanale o annuale.
•
Rilevazione di presenza/movimento
Nelle zone di passaggio come corridoi, rampe scale o camminamenti esterni è
particolarmente utile prevedere il controllo automatico dell'illuminazione in funzione
del movimento di persone. Il sistema di rilevamento presenze, realizzato attraverso
comuni sensori ad esempio ad infrarosso, offre una duplice funzione: oltre a gestire
la già citata illuminazione automatica, permette di realizzare senza ulteriori costi un
semplice sistema di anti-intrusione.
•
Scenari
possibili
Il sistema deve offrire la possibilità di definire scenari ossia combinazioni di stati e
regolazioni per le diverse utenze. E’ possibile infatti gestire l’attivazione di diversi
dispositivi con un singolo comando in modo da sgravare l’utente dalle numerose
operazioni altrimenti necessarie. Un esempio pratico potrebbe essere uno scenario
chiamato
“Modalità
Notturna”;
il
sistema
provvederebbe
automaticamente
all’abbassamento di tutte le tapparelle, alla regolazione della temperatura ideale
nelle varie zone climatizzate, all’inserimento del sistema anti-intrusione e quant’altro
fosse prestabilito dall’utente. L’uso degli scenari può essere utilizzato non solo per
applicazioni domestiche ma anche per il controllo di edifici destinati per esempio a
contenere molteplici uffici come accade per il settore terziario; con un semplice
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comando sarebbe infatti possibile gestire l’insieme delle operazioni compiute
quotidianamente dal gestori dei vari ambienti come potrebbero essere lo
spegnimento luci, l’inserimento antifurto, la disattivazione dell’impianto di
climatizzazione e quant’altro richiesto dalle esigenze reali.
•
Comando a distanza
Il comando a distanza offre all’utente la possibilità di gestire tutte le utenze in
qualsiasi posizione si trovi all’interno o nelle immediate vicinanze dell’edificio
attraverso un pannello di controllo senza fili. Il pannello di controllo potrebbe essere
rappresentato da un touch-panel in cui comandi, controlli e segnalazioni sono
rappresentati con simboli e scritte ben visibili e di facile comprensione.
•
Illuminazione
Il sistema gestisce l’illuminazione di più zone indipendenti tra loro, si occupa sia
degli ambienti interni che di quelli esterni. Una regolazione automatica
dell’illuminazione permette un risparmio energetico attraverso tecniche di controllo
dei parametri di luminosità di cui un semplice esempio è il sensore crepuscolare. Il
controllo può anche prevedere la gestione degli avvolgibili e delle tende per
permettere la regolazione assoluta anche delle fonti luminose naturali.
•
Climatizzazione
Il controllo della climatizzazione di varie zone indipendenti tra loro è uno degli
aspetti fondamentali. La gestione avviene sia attraverso le impostazioni dell’utente
(temporizzazioni su base giornaliera o settimanale) sia attraverso valutazioni
automatiche
effettuate
autonomamente
dall’impianto
attraverso
la
propria
sensoristica. Anche in questo viene promosso il risparmio energetico attraverso la
valutazione di condizioni ambientali sfavorevoli all’inserimento dell’impianto di
climatizzazione.
•
Telecontrollo
L’intero impianto deve potere essere controllato a distanza attraverso i più comuni
mezzi di telecomunicazione come ad esempio Internet, telefonia cellulare e
telefonia fissa. Il telecontrollo permette in ogni istante la supervisione e il controllo
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completo dell’intero impianto, esso permette quindi all’utente per esempio di essere
informato tempestivamente dell'attivazione di un allarme.
•
Rilevamento parametri meteo
Rilevando i parametri meteo come pioggia, vento o temperatura esterna il sistema è
in grado di intervenire automaticamente su varie utenze quali ad esempio tapparelle
ed infissi in modo da impedire eventuali danni che potrebbero essere prodotti da
eventi atmosferici potenzialmente pericolosi.
•
Monitoraggio aperture
Il sistema deve controllare lo stato di apertura o chiusura di serramenti come porte
o finestre; ciò è essenziale sia per la gestione di un sistema di anti-intrusione
perimetrale sia per esempio per coordinare l′apertura/chiusura dei serramenti in
concomitanza con l’inserimento dell′impianto di climatizzazione.
•
Rilevamento allarmi
Il sistema deve essere in grado di rilevare fenomeni tipo l′allagamento degli
ambienti, le fughe di gas, la presenza di fumi od incendi ed intervenire
tempestivamente. In seguito alla rilevazione di un evento potenzialmente pericoloso
l’impianto deve immediatamente avvisare l’utente del pericolo imminente ed attuare
le opportune contromisure quali ad esempio l’attivazione del sistema anti-incendio
oppure la chiusura dell’elettrovalvola principale per l’erogazione dell’acqua nel caso
di un allagamento.
18
Seminario di Introduzione
alla Domotica
Ing. Giulio Destri
Ing. Cesare Chiodelli
© Intellidomus ® by AreaSP & CS Soluzioni
1
C. Chiodelli & G. Destri - Intellidomus®
Seminario di introduzione alla domotica – Ordine degli Ingegneri della provincia di Cremona – 22 marzo 2007
Agenda
•
•
•
•
•
•
•
La Domotica: definizioni precise
Impianti degli edifici ed automazione
La situazione corrente: miti e realtà
I componenti hardware
Il ruolo del software
Telecontrollo e Domotica
Un esempio di sistema reale: Intellidomus
2
1
Agenda
•
•
•
•
•
•
•
Un esempio di sistema reale: IntelliDomus
3
Origine del termine “Domotica”
• Il termine “domotica” deriva dal termine francese
“domotique”, a sua volta contrazione della parola
latina “domus” (casa) e di “automatique”
(automatica; secondo altri “informatique”,
informatica): quindi letteralmente “casa automatica”.
• Secondo l’enciclopedia è: “Scienza per lo studio e
l’applicazione di nuove tecnologie elettroniche per
l’automazione domestica”.
• La Domotica è la disciplina che si propone
l’aggregazione dei sistemi e dei servizi di un edificio
in un unico macro-sistema integrato, in relazione ai
reali bisogni e necessità dell’utente.
4
2
Definizioni precise
• Domotica
Automazione di un edificio dotato di dispositivi ed impianti (agenti
domotici) integrati mediante una rete di comunicazione e costituenti
un sistema aperto, flessibile e capace di interagire con l’utente in
modo diretto ed efficace.
• Home Automation
Automazione della casa intesa come singola unità abitativa (es. villa
o singolo appartamento).
• Building Automation
Automazione di un edificio di dimensioni maggiori per uso lavorativo
(industriale, amministrativo, commerciale, ecc.).
5
L’edificio “intelligente”
• Concentrazione di diversi servizi in un unico sistema
edilizio, grazie all’utilizzo di tecnologie elettroniche e
informatiche che permettono l’introduzione e
l’integrazione di sistemi per il controllo e la gestione di
impianti produttivi:
–
–
–
–
Tecnologici
di Sicurezza e Sorveglianza
di Comunicazione
Informatici
¾ Requisiti: INTEROPERABILITA’ E INTEGRAZIONE
6
3
Implementazione dell’edificio intelligente - 1
L’obiettivo della domotica è realizzare un’unità edilizia
• dotata di dispositivi ed impianti (agenti domotici)
• integrati mediante una rete di comunicazione
• e costituenti un sistema
– aperto,
– flessibile
– capace di interagire con l’utente in modo diretto ed
efficace.
7
Implementazione dell’edificio intelligente - 2
• L’agenzia domotica è l’insieme cooperante di più agenti,
i quali si occupano di gestire ad alto livello l’unità edilizia.
• Essa quindi sostituisce parzialmente l’uomo nel regolare
l’ambiente nel quale egli abita.
• L’agenzia domotica è coordinata dal “maggiordomo”,
l’agente domotico che svolge le attività di supervisione
su tutti gli altri e consente l’interfacciamento con l’utente.
8
4
Approcci per la realizzazione di un edificio intelligente
• L’approccio può essere comune fra Building e Home
Automation?
• Le due aree, per quanto presentino caratteristiche simili,
hanno ambiti di utilizzo, di amministrazione e di tipologia
di utenti molto diversi.
9
Building vs. Home Automation
BUILDING
AUTOMATION
HOME
AUTOMATION
Decisore
azienda
abitante
Utente
lavoratore
abitante
Gestore sistema
building manager
abitante
Utilizzo
complesso
semplice
Dimensione
edificio o gruppo di edifici
abitazione singola
Gestione spazi
dinamica
statica
sicurezza
comfort
risparmio energetico
sicurezza
automazione utenze
elettriche
status symbol
controllo accessi
intrattenimento
Motivazioni
10
5
Esigenze che spingono allo sviluppo della domotica: legislazione
• Norme per la sicurezza degli impianti (es. legge 46/90)
• Risparmio energetico e nuove fonti di energia (es. legge
10/91)
• hanno regolamentato la progettazione e la realizzazione
degli impianti elettrici, termici, di rilevamento di incendi e
di telecomunicazioni.
• Il Decreto Legislativo 626/94 ha in seguito introdotto le
direttive
europee
sulla
sicurezza
completate
successivamente con il regolamento di prevenzione
incendi.
11
Esigenze che spingono allo sviluppo della domotica: conseguenze
• Si rende necessario inserire entro l’edificio una serie di
impianti tecnologici e di sicurezza
• Che devono essere interconnessi fra di loro
• E garantire una loro gestione integrata
¾ Soluzione: Home e Building Automation
12
6
Esigenze che spingono allo sviluppo della domotica: conseguenze - 2
• Domotica
¾Ottimizzazione uso impianti
¾Risparmio energetico
¾Risparmio economico
13
Agenda
•
•
•
•
•
•
•
14
7
Necessità per un sistema domotico
• Integrazione fra diversi sistemi (allarmi, rete elettrica,
climatizzazione, telecomunicazioni ecc…)
• Gruppi di sensori e gruppi di attuatori
• Supervisione (centralizzata o distribuita)
• Interfaccia/interfacce utente (semplici da usare)
• Memoria per la parametrizzazione ed eventuale
memoria eventi
¾ Sistema integrato (Building Automation System)
15
Un sistema di Building Automation
•
•
•
•
•
Controllo climatizzazione
Controllo generale consumi energetici
Controllo illuminazione
Controllo di presenza persone
Applicazioni mature per diversi contesti
–
–
–
–
Centri commerciali
Industrie (grandi capannoni e complessi)
Centri direzionali
Grandi edifici dell’ultima generazione
16
8
Un sistema di Home Automation
• Deve consentire il controllo di un insieme di utenze,
suddivise in due grandi categorie
– Gestione ambientale
•
•
•
•
•
Climatizzazione
Illuminazione
Irrigazione
Automatismi
Risparmio energetico
– Gestione della sicurezza (passiva e attiva)
• Videosorveglianza
• Sistemi anti-intrusione
• Rilevazione fughe di gas, allagamenti, ecc.
17
Con cosa dovrebbe interagire un sistema di Home Automation?
•
•
•
•
•
•
Impianto elettrico
Impianto idraulico
Impianto di climatizzazione
Impianto del gas
Telefono fisso e cellulare
Internet
18
9
La struttura un sistema di Home Automation
• Sistema di controllo
– Centralizzato
– Distribuito (punti “intelligenti”)
– Ibrido
•
•
•
•
Sensori
Attuatori
Interfacce utente per programmazione e visualizzazione
Rete di comunicazione fra tutti questi elementi
19
Provenienza delle tecnologie per la Home Automation
•
•
•
•
•
“Downsizing” di sistemi di Building Automation
Evoluzioni di apparati di gestione automatismi
Evoluzioni di impianti di allarme
Proposte di grandi fornitori di materiali elettrici
“Trasferimenti” di soluzioni dall’automazione industriale
(automazione civile)
20
10
Agenda
•
•
•
•
•
•
•
21
Il mercato della Home Automation
• Soluzioni di grandi player
– Gewiss
– BiTicino
– Beghelli
– ….
• Costo elevato
• Tecnologie proprietarie
• Soluzioni complete ed esaustive
22
11
Il mercato della Home Automation - 2
• Componenti di grandi player
– Wago
– Siemens
– IMO
– ….
• Derivazione da automazione industriale
• Tecnologie più standardizzate
• Soluzione da costruire
23
Il mercato della Home Automation - 3
• Offerte di piccole e medie imprese
– Da automazione industriale
– Installatori di allarmi
– Installatori di automatismi
• Assenza di standard di mercato globali
• Presenza di standard di mercato per la
comunicazione
24
12
Il mercato della Home Automation: chi sono i clienti
•
•
•
•
•
Edilizia residenziale di fascia alta (ville)
Seconde case di fascia alta
Uffici/esercizi pubblici e non
Piccole aziende (uffici, magazzini, capannoni)
Residenze protette per anziani/disabili
¾Il mercato di massa ancora non è
decollato
25
Home Automation, le professionalità coinvolte
• Ingegnere impiantista (progettazione)
• Ma chi fa l’installazione?
– Elettricista
– Idraulico
– Tecnico di allarmi
– Tecnico videosorveglianza
–…
26
13
Home Automation, le professionalità coinvolte -2
• l’”edificio intelligente” deve offrire
– Flessibilità
– Sicurezza
– Comodità
– Facilità di uso
• Ciò presuppone una progettazione e una
realizzazione dei sistemi con un approccio
multidisciplinare
27
Home Automation, le professionalità coinvolte - 3
Sono infatti necessarie competenze
• di impianti termotecnici ed idraulici,
• di impianti elettrici,
• di sistemi di allarme,
• di sistemi di sorveglianza,
• di apparati per automazione (controllori, sensori e
attuatori),
• di informatica,
• di design di interfacce utente,
• di reti di telecomunicazione
¾ E’ necessaria una “system integration”
28
14
Home Automation, e le soluzioni?
Soluzioni proprietarie:
• Vincolo ai produttori, per tutti i componenti
• Spesso complete solo entro certi ambiti
(illuminazione, automatismi)
• Problemi nella integrazione globale e/o
nella
connessione
verso
reti
di
comunicazione
• Costi piuttosto elevati
29
Home Automation, e le soluzioni? - 2
Soluzioni aperte
• Flessibilità
• Integrabilità tra componenti diversi
• Possibilità di scelta dei vari componenti tra
i migliori sul mercato
• Apertura verso reti e sistemi informatici
• Maggiore lavoro per la realizzazione (si
parte da dei “semilavorati”)
30
15
Agenda
•
•
•
•
•
•
•
Un esempio di sistema reale: Intellidomus
31
Home Automation, tipologie di componenti
•
•
•
•
•
Supervisori
Interfacce utente
Reti
Sensori
Attuatori
32
16
Home Automation, tipologie di componenti
•
•
•
•
•
Supervisore centrale
Smart node
Interfacce utente (es. pannelli operatore)
Rete di connessione
Sensori elettrici
33
Esempio di sistema basato su smart nodes (MYHOME di BiTicino)
34
17
Esempio di sistema basato su smart nodes (MYHOME di BiTicino)
35
Home Automation, le famiglie di tecnologie: le reti
•
•
•
•
Reti a stella
Reti a bus
Reti ibride
Collegamenti wireless
36
18
Home Automation, le famiglie di tecnologie: le reti e i protocolli
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
All Bus Datapark
Bati Bus
Bluetooth
EIB (European Installation Bus)
EHS (European Home System)
Ethernet
HBS (Home Bus System)
No New Wires
Shareware
X-10
Cebus (Consumer Elettronics Bus)
HAVI (Home Audio Video Interoperability)
HES (Home Electronic System)
Home Plug and Play
Jini
KNX (Konnex)
LonWorks
OSGi (Open Service Gateway initiative)
UPnP (Universal Plug and Play)
VESA Home Network
ZigBee
37
Home Automation, le famiglie di tecnologie: sistemi di controllo
•
•
•
•
Pannelli “intelligenti”
Centraline connesse
Centraline + supervisore centrale
Unico supervisore centrale
38
19
Home Automation, le famiglie di tecnologie: sensori
•
•
•
•
•
•
•
Pressometri
Sonde di temperatura
Rilevatori di presenza
Sensori intrusione
Sensori gas/inondazione
Rilevatori aperto/chiuso
Sensori fine corsa
39
Home Automation, le famiglie di tecnologie: attuatori
•
•
•
•
•
Elettrovalvole
Motori passo passo
Interruttori/relé
Prese comandate
Inverter
40
20
Agenda
•
•
•
•
•
•
•
41
Home Automation, le famiglie di tecnologie: sistemi di controllo
• Componenti impostabili ma non
programmabili
• Componenti programmabili con strumenti
proprietari
• Componenti completamente
programmabili
42
21
Home Automation, il software
• Linguaggi proprietari
• Linguaggi standard dell’automazione
• Linguaggi informatici (PC, Palmari e
derivati)
43
• Sviluppo ingegneristico del software
– Documentazione di progetto
– Metodologie rigorose per sviluppo e test
– Documentazione delle varie fasi
– Tendenza a comporre il tutto
44
22
• Il ruolo del software diviene sempre più
importante
• Il software è determinante nei progetti
aperti
• Competenze nel software
45
Home Automation, software per dialogo tra componenti
• Integrazione tra tecnologie informatiche e
sistemi di automazione
– PLC
– SCADA
– PC
– Palmari/Smart devices
– Telefonia cellulare
46
23
Agenda
•
•
•
•
•
•
•
47
Home Automation, le reti
• Reti interne al sistema
– Comunicazione controllori-sensori
– Comunicazione controllori-attuatori
– Comunicazione fra gerarchie di controllori
– Comunicazione fra controllori e HMI
– Comunicazione fra controllori e sistemi
informatici
48
24
Home Automation, le reti - 2
• Reti esterne al sistema
– Internet (TCP/IP)
• Telefono (ADSL, ISDN, Modem analogici)
• Wireless (Wi-Max, Wi-Fi)
– Cellulari GSM (SMS)
49
Home Automation e reti: le possibilità
• Ricezione allarmi via e-mail / SMS
• Invio comandi (semplici) via SMS
• Interazione diretta via pannelli di controllo
Web o client-server per controllo totale
• Videosorveglianza con telecamere IP
50
25
Home Automation e reti: le necessità
•
•
•
•
Integrazione fra ICT ed automazione
Sicurezza (applicazione metodologie)
Robustezza delle comunicazioni
Conoscenza di entrambi i mondi
51
Esempio di sistema completo: CHORUS di GEWISS
52
26
Agenda
•
•
•
•
•
•
•
53
Il sistema Intellidomus® - Introduzione
Intellidomus® è la soluzione sviluppata e proposta da AREA Solutions Providers
e CS Soluzioni per l’automazione degli edifici. E’ applicabile sia a unità funzionali
come uffici, locali pubblici, hotel, officine, negozi, magazzini, sia a unità abitative
private come appartamenti, ville o strutture condominiali.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Uffici
Stabilimenti
Magazzini
Officine
Serre
Alberghi e case di riposo
Centri commerciali
Negozi ed esposizioni
Centri benessere e sport
Ristoranti, locali e musei
•
•
•
•
•
Appartamenti
Spazi condominiali
Ville
Residence
Villaggi turistici
Intellidomus® impiega tecnologie basate su piattaforme hardware e software
ampiamente diffuse; bus e protocolli di comunicazione adottati sono standard a
livello internazionale. Nulla di “proprietario” caratterizza il sistema: al contrario
le intrinseche flessibilità, modularità ed espandibilità verso le diverse tipologie di
reti ne esaltano le capacità di interconnessione e le possibilità di impiego nei più
disparati contesti.
54
27
Il sistema Intellidomus® - Architettura
Moduli interfaccia
reti “domotiche”
Moduli
Controllore/i
Input/Output
BUS
Sistema di
Videosorveglianza
Ethernet
Moduli
Input/Output
STB
Controllo
Remoto via
GSM
SetTopBox
Internet
Utenze elettriche
Controllo
Locale (HMI)
Antifurto /
Antintrusione
Controllo
Remoto (HMI)
(Human Machine Interface)
Comandi manuali “di emergenza”
55
Il sistema Intellidomus® - Configurazioni tipiche
Versione Stand-alone
Versione STB
- No SetTopBox
- Connessione HMI diretta
(via Ethernet)
- Numero I/O controllabili
ridotto
- Interfaccia HMI semplificata
- Costi molto contenuti
- Espandibilità assicurata
- SetTopBox
- Connessione di più dispositivi
per HMI (Wi-Fi, TV, ….)
- Elevato numero di I/O
controllabili
- Interfaccia HMI completa
- Possibilità di interconnessione
con altri sistemi esistenti
(videosorveglianza,…)
Opzioni:
- Controllo remoto via GSM
e via Internet
- Integrazione/interfaccia
sistema antintrusione
Opzioni:
e via Internet
- Moduli interfaccia altre reti:
(LON, EIB-Konnex, RS-485
Modbus,…)
- Sistema di videosorveglianza
Versione MultiCPU
- SetTopBox
- Connessione di più dispositivi
per HMI (Wi-Fi, TV, ….)
- Numero di I/O controllabili
molto elevato
- Interfaccia HMI completa
- Possibilità di interconnessione
con altri sistemi esistenti
(videosorveglianza,…)
Opzioni:
e via Internet
- Moduli interfaccia altre reti:
(LON, EIB-Konnex, RS-485
Modbus,…)
- Sistema di videosorveglianza
56
28
Il sistema Intellidomus® - Il Controllore e i Moduli
- P.L.C. (Programmable Logic Controller) -> Controllore di tipo industriale
- Connettività Ethernet di default
- Programmabile con linguaggi standard IEC 61131-3
Struttura modulare del sistema
Il Controllore interagisce con il mondo esterno tramite Moduli di Input / Output di
diversa natura, posti l’uno a fianco dell’altro secondo le effettive necessità della
singola installazione. Il numero totale di moduli collegabili ad un controllore è di 64.
Tipologie di moduli I/O (Input / Output)
I Moduli si distinguono in:
DIGITALI
ANALOGICI
di COMUNICAZIONE
di INTERFACCIA
(di ingresso – input)
(di uscita – output)
(di ingresso – input)
(di uscita – output)
(RS232, RS485, Modbus,
peer-peer, LonWork,
Ethernet…)
(bus EIB-Konnex,
DALI, EcoBus, BacNet,
Enocean, Profibus,…)
57
Il sistema Intellidomus® - Moduli e segnali elettrici
- Ampia gamma di segnali elettrici gestibili, tipico di un controllore industriale
- Segnali digitali sia a bassa tensione (5, 24, 48 Vdc) che a tensione elevata
(220/230 Vac); disponibili come ingressi e come uscite. Queste ultime anche in
versione a relè.
- Segnali analogici in tensione, in corrente, per sonde di temperatura (ampio
spettro di impiego: 0-20mA, 4-20mA, -10/+10 volt, PT100, termocoppie…)
- Vasta gamma di protocolli e di interfacce hardware per la comunicazione con
altri dispositivi: Intellidomus® può scambiare grazie ad appositi moduli, dati via
RS232 o RS485 sfruttando protocolli standard come Modbus piuttosto che altri di
tipo proprietario, interfacciandosi a tutti i dispositivi che ne fanno uso.
- La connettività Ethernet nativa altresì consente lo scambio di informazioni con
altri sistemi che impiegano i principali protocolli disponibili su tale supporto fisico
(SMTP, HTTP, SOAP, TCP/IP, UDP, Modbus/TCP, …)
- Disponibilità di moduli di interfaccia per creare ed integrare sottoreti che
impiegano ulteriori sistemi di comunicazione, compresi i principali standard
internazionali adottati nella Building Automation: EIB-Konnex, LonWork, BacNet,
EcoBus, DALI, ....
58
29
Il sistema Intellidomus® - Funzionalità di base
In relazione al contesto della singola applicazione
Personalizzabili
Progettazione e sviluppo di nuove funzionalità
Funzionalità Principali in contesto residenziale tipico
•
•
•
•
•
•
Comfort (climatizzazione / riscaldamento)
Illuminazione (interna ed esterna)
Risparmio energetico (prese temporizzate, controllo carichi, …)
Automatismi (cancelli, accessi, basculanti, tapparelle, …)
Sicurezza (allarmi tecnici, antintrusione, …)
Supporto (scenari, irrigazione, telesoccorso, …)
59
Il sistema Intellidomus® - Funzionalità di base: esempio
(1/2)
Comfort: Intellidomus® regola la temperatura dei vari locali secondo la
programmazione effettuata, in base alla presenza di persone e allo stato delle
finestre, evitando inutili sprechi. La climatizzazione viene ristabilita ai valori
prefissati al momento del rientro degli utenti o in seguito a comandi impartiti
da remoto.
Illuminazione: il sistema bilancia l’illuminazione interna con quella esterna,
controlla in modo intelligente le luci artificiali e l’impianto elettrico in genere,
ottimizzandone l’uso alle reali necessità di chi si trova nei vari ambienti.
Risparmio energetico: i dispositivi utilizzatori di energia come ad esempio gli
elettrodomestici possono essere controllati con la semplice connessione a prese
elettriche programmabili e temporizzate direttamente dal sistema centrale che
inoltre gestisce le priorità dei carichi elettrici al fine di evitare blackout ed
interventi degli interruttori magnetotermici di protezione, garantendo un
consistente risparmio.
Automatismi: Intellidomus® comanda cancelli, portoni, basculanti ed accessi
in genere, gestisce localmente e centralmente azionamenti per infissi,
tapparelle ed altri tipi di aperture; grazie al sistema tutte le attivazioni che
sono controllate entrando o uscendo dai locali, possono essere azionate con
un solo tocco.
60
30
Il sistema Intellidomus® - Funzionalità di base: esempio
(2/2)
Sicurezza: il sistema grazie a sensori dedicati rileva i pericoli all’interno della
struttura residenziale (principi di incendio, fughe di gas, allagamenti,…) e
riduce le probabilità di incidenti e danni alle persone e alle cose. Gli eventi
vengono prontamente segnalati via SMS, con chiamata oppure via email;
stessa procedura si ha per le richieste di soccorso operate tramite pulsanti di
emergenza, antipanico o da radiocomando. In ambito sicurezza risulta in primo
piano la protezione del patrimonio: Intellidomus® impiega tecnologie avanzate
per l’antintrusione, l’antifurto e la videosorveglianza garantendo la libertà di
allontanarsi dai luoghi presidiati per qualsiasi motivo di lavoro o di svago. Tra
le tante funzioni si ha la possibilità di simulare la presenza di persone
all’interno dei locali al fine di dissuadere i tentativi di effrazione.
Supporto: Tramite Scenari predefiniti, con semplici pulsanti vengono
richiamate combinazioni di accensione delle luci, di apertura o chiusura degli
accessi automatizzati o di attivazione di impianti e sottosistemi; i comandi si
possono impartire in locale e in remoto, su utenze anche eterogenee tra loro;
luci, regolazione della temperatura, antifurto, distribuzione di acqua e gas ne
sono solo un esempio: in questo modo un unico gesto mette in sicurezza
l’ambiente nel momento in cui lo si lascia e si seleziona il tasto “Uscita”. Il
corrispondente scenario “Rientro” ristabilisce i normali parametri e
funzionamento dei dispositivi.
61
Il sistema Intellidomus® - Gestione
Lo stato di ogni singola utenza, tutte le impostazioni e le informazioni che riguardano
il sistema sono visualizzabili su normali schermi televisivi o su qualunque monitor per
personal computer. Possono essere impiegati touch screen o dispositivi portatili
palmari.
Con questi strumenti si programmano e si comandano tutti i componenti del sistema:
a video compaiono pulsanti, selettori e interruttori con ruolo analogo a quello dei
corrispondenti strumenti fisici collocati sull’impianto.
Gestione remota GSM
Gestione locale
• Sistema HMI con connessione
diretta (Ethernet) [vers.Stand-alone]
• HMI su TV, su monitor PC o via
Ethernet su diversi PC o PDA in LAN
[vers.STB o MultiCPU]
•
•
•
•
•
Via sms da tutti i cellulari GSM
Monitoring di tutte le principali funzioni
Comando di tutte le principali utenze
Segnalazione real time degli allarmi
Telesoccorso con chiamata / sms
Gestione remota Internet
• Completo utilizzo di tutte le funzioni e degli strumenti disponibili nella interfaccia
di gestione locale (HMI web-based) con un semplice browser Internet su
connessione sicura (VPN)
• Comunicazione dal sistema, via email, dei principali eventi e degli allarmi
62
31
Il sistema Intellidomus® - Vantaggi
(1/2)
Intellidomus® coniuga in sè fondamentali benefici: le più recenti tecnologie di
gestione degli apparati e delle utenze elettriche sono combinate con la tradizionale
impiantistica; i componenti e le soluzioni Intellidomus® si integrano perfettamente
ad ogni complemento o materiale di arredo e sono totalmente compatibili con
qualsiasi marca, tecnologia e modello di dispositivi elettronici od elettrici,
elettrodomestici e accessori di comando. Tutto ciò permette assoluta libertà di
scelta non solo al Cliente ma anche ai progettisti, architetti e geometri e di
conseguenza avvantaggia anche gli installatori i quali non devono acquisire particolari
competenze o seguire complessi percorsi di formazione.
L’inserimento di nuove utenze, la modifica di funzionalità e modalità di controllo di
quelle esistenti risulta molto agevole e riguarda soprattutto la programmazione
del sistema riducendo ai minimi termini gli interventi infrastrutturali; questo
consente di integrare ed utilizzare appieno le potenzialità attuali di Intellidomus®
che, grazie alle sue peculiarità e alla sua modularità risulta pronto per le
espansioni future e le tecnologie di domani.
Le operazioni di manutenzione e messa in servizio sono facilitate dalla sicurezza
intrinseca del sistema che prevede alta tensione e potenza solo sugli attuatori
mentre per i comandi viene impiegata bassa tensione (24 Vdc), nel totale
rispetto delle normative e dei canoni della bioarchitettura moderna, con una
forte riduzione delle emissioni elettromagnetiche.
63
Il sistema Intellidomus® - Vantaggi
(2/2)
I costi del sistema sono ottimizzati: in base alle reali esigenze solo le funzionalità
veramente necessarie sono computate, offrendo comunque la possibilità di
aggiungerne progressivamente altre, senza intervenire su quanto già installato o
stravolgerne la configurazione. In questo senso l’investimento economico effettuato
è salvaguardato pienamente.
Altri impianti specifici, come ad esempio pannelli solari, possono essere integrati
in Intellidomus®, allo scopo di centralizzare il controllo dell’intera struttura.
L’integrazione del sistema in una struttura residenziale, in un ambiente pubblico,
professionale o industriale costituisce un consistente e importante valore
aggiunto, che si va a sommare a quello intrinseco dell’immobile. Le funzioni
fondamentali sono garantite anche nelle situazioni di emergenza e in caso di
guasto del controllore principale: si tratta di semplici accorgimenti da adottare
nella realizzazione dell’impianto elettrico.
La prevista adozione anche nel nostro Paese di normative tese, sotto varie forme,
a privilegiare se non imporre politiche e tecnologie tese al risparmio
energetico, costituiscono ulteriore elemento di interesse per un sistema come
Intellidomus®.
64
32
Il sistema Intellidomus® - Interfaccia utente
(1/4)
Esempio di schermata iniziale della interfaccia utente (HMI) per il sistema IntelliDomus. Nel
caso specifico sono gestite 6 differenti tipologie di utenze (funzionalità principali). Tramite i
pulsanti raffigurati si accede ad altrettanti parti dell’applicazione HMI: Comfort,
Illuminazione, Irrigazione, Risparmio Energetico, Automatismi, Allarmi e Sicurezza.
Sono disponibili inoltre le configurazioni per gli Scenari e quelle relative alla gestione via
GSM dell’impianto.
65
(2/4)
Esempio di schermata della sezione Comfort. Questa pagina permette di gestire una singola
zona termica (zona giorno, zona notte, …), ovvero da essa è possibile controllare il
riscaldamento (in inverno), o la climatizzazione (in estate), in modalità manuale (inserendo
direttamente la temperatura desiderata da mantenere costante nel locale), o in modalità
automatica (programmando la temperatura a piacere in diverse fasce orarie/giornaliere). I
vari pulsanti presenti si utilizzano per accedere a tali funzionalità di comando e di
programmazione, con eventuali altre schermate che si vanno ad aprire.
66
33
(3/4)
Esempio di schermata della sezione Risparmio energetico ovvero delle prese di corrente
temporizzate. In questa pagina si possono programmare fino a 8 modalità di risparmio
energetico in un giorno. Per impostare il valore desiderato basta cliccare sul bottone ora e
minuti della fascia voluta; si accede così ad una ulteriore schermata con tastierino di
inserimento dei valori di ore e minuti e pulsante di salvataggio dati. Per ogni punto di
prelievo energia sono configurabili tutti i giorni della settimana (in figura si ha il punto
“Cucina” nella giornata di Mercoledì.
67
(4/4)
Esempio di schermata della sezione Automatismi. In questa pagina è possibile gestire le
eventuali tapparelle e tende motorizzate, i cancelli, le serrande ecc…, sia in modalità
manuale che in modalità automatica, programmando cioè a priori l'orario di apertura o di
chiusura (solo per tapparelle, tende, serrande e finestre), eventualmente anche in base alle
condizioni meteo.
68
34
Un confronto di costi: unità abitative utilizzate
• Villetta a un solo piano con le stanze
ingresso, cucina, soggiorno, due camere,
lavanderia, garage, ripostiglio, bagno,
portico, giardino
• Appartamento 5 stanze + bagno e
cucina, nessun giardino
69
Un confronto di costi: unità abitative utilizzate e valori
• Villetta:
– Gewiss CHORUS: euro 9800 circa (costi di
listino, ricarico escluso)
– Intellidomus: 3500 circa (costi di listino
componenti e software, ricarico escluso)
• Appartamento:
– Gewiss CHORUS: euro 7000 circa (costi di
listino, ricarico escluso)
– Intellidomus: 2700 circa (costi di listino
componenti e software, ricarico escluso)
70
35

INTRODUZIONE ALLA DOMOTICA

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