tecnologie e applicazioni domotiche: potenzialità ed approcci industriali a confronto
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Presentazione di Fulvio Corno presso il seminario "L’innovazione tecnologica nella domotica" tenutosi il 29/10/2013 ed organizzato dalla Agenzia per il Trasferimento Tecnologico e l'Internazionalizzazione in Valle d'Aosta (ATTIVA) della Camera di Commercio di Aosta. Informazione sul seminario: http://www.ao.camcom.it/l-innovazione-tecnologica-nella-domotica.aspxTRANSCRIPT
Tecnologie e applicazioni domotiche potenzialità ed approcci industriali a confronto
Fulvio Corno – [email protected]
Politecnico di Torino Dipartimento di Automatica e Informatica
e-Lite Research Group
http://elite.polito.it
Area Innovazione Tecnologica
Obiettivi
Aosta, 29/10/2013 L’innovazione tecnologica nella domotica 2
Analisi dei principali approcci alla automazione di edifici
residenziali (domotica) o industriali
Illustrazione dei principi tecnologici di base comuni
Principali problemi/opportunità
Molteplicità di standard
‘Killer application’?
Verticalizzazione delle soluzioni
Attenzione al ruolo dell’utente finale.
Definizioni
Home Automation
Systems (HAS) Building Automation Systems (BAS)
Aosta, 29/10/2013 L’innovazione tecnologica nella domotica 3
The use of one or more
computers to control basic home
functions and features
automatically and sometimes
remotely.
Domotica
Smart Home
A computerized,
intelligent
network of
electronic devices
designed to
monitor and
control the
mechanical,
electronic, and
lighting systems
in a building
Applicazioni
Aosta, 29/10/2013 L’innovazione tecnologica nella domotica 4
Comunicazione, Automazione,
Illuminazione, Sorveglianza,
Sicurezza, Intrattenimento,
Riscaldamento, Condizionamento,
Irrigazione, Temporizzazioni, …
Antincendio, Antifurto, Video
sorveglianza, Controllo ambientale,
Trattamento aria e acqua,
Comunicazione, Rete dati,
Riscaldamento/Raffrescamento, Gestione
energetica, Controllo centralizzato, …
Livelli di complessità
Aosta, 29/10/2013 L’innovazione tecnologica nella domotica 5
Singoli impianti di automazione
… dal crepuscolare all’antintrusione
Reti dati (analogiche, digitali)
… dal citofono alla LAN
Domotica
Domus (latino: casa) + Automatica (greco: che funziona da solo)
Unico impianto «integrato» che copre i diversi aspetti
Componentistica esistente sul mercato
Richiede installatore specializzato
Integrazione con nuovi sistemi di stampo informatico
(comprese smart-TV)
Ancora in stadio embrionale
Vantaggi attesi
Aosta, 29/10/2013 L’innovazione tecnologica nella domotica 6
Maggior comodità e
comfort
Migliore qualità ambientale
Maggior efficienza
energetica
Maggiore sicurezza
Minor sforzo fisico
Capacità di evolvere nel
tempo
Definizione di scenari
spazio-temporali
Interfacce di comando più
evolute
Capacità di interagire da
remoto
Gestione centralizzata
Algoritmi di controllo
evoluti
Cablaggio unico
Smart buildings
Aosta, 29/10/2013 L’innovazione tecnologica nella domotica 7
Smart Building
Tecnologie Applicazioni
Tecnologie…
Aosta, 29/10/2013 L’innovazione tecnologica nella domotica 8
Applicazioni…
Aosta, 29/10/2013 L’innovazione tecnologica nella domotica 9
Nulla di nuovo, ma…
Aosta, 29/10/2013 L’innovazione tecnologica nella domotica 10
La chiave dei sistemi domotici è l’integrazione di
sistema
in un unico sistema
di molte sotto-funzioni diverse
che condividono la stessa infrastruttura
e sono in grado di interoperare
Quantomeno, se non si cambia il fornitore!
Tecnologie utilizzate (alcune…)
Aosta, 29/10/2013 L’innovazione tecnologica nella domotica 11
RS-485
Home
Automation
Building Automation
Informatica
A cui si aggiunge …
Aosta, 29/10/2013 L’innovazione tecnologica nella domotica 12
Dispositivi dell’elettronica di consumo
TV, DVD player, Hard disk recorder
Smart phone, Router ADSL
Hi-Fi, Home theater
Antifurti, Videosorveglianza
Sempre più “informatici”
Ma quasi sempre chiusi e privi di capacità di integrazione
Sovrapposizione di funzioni
Feroce lotta sul dominio del futuro
Un esempio recente…
Aosta, 29/10/2013 L’innovazione tecnologica nella domotica 13
Conquistare l’utente di Smart Home
Aosta, 29/10/2013 L’innovazione tecnologica nella domotica 14
Smart Home
Impianti e componenti elettrici
Elettronica di
consumo
Informatica
Telecomunicazioni
Impianti di automazio
ne
Sistemi di sorveglianz
a
Elettrodomestici
intelligenti
Servizi on-line
Controllare il
mercato delle Smart
Home fa gola ai
produttori di …
Alla ricerca delle killer application…
Controllo centralizzato
Solo grandi edifici, scarsa intelligenza
Video sorveglianza
Integrata?
Monitoraggio ambientale ed energetico
Grandi edifici, obiettivi non sempre chiari
Risparmio energetico
Trend corrente, ancora da esplorare
Automazione spinta
Tecnologia presente, requisiti non chiari
Multimedialità
E’ domotica?
Aosta, 29/10/2013 L’innovazione tecnologica nella domotica 15
E l’utente finale?
Aosta, 29/10/2013 L’innovazione tecnologica nella domotica 16
Sempre più nelle mani dei produttori di tecnologie
Costretto a scegliere standard e protocolli
Non interoperabili
Soggetti ad obsolescenza
Non illudersi dei nuovi standard «universali»
http://xkcd.com/927/
E l’utente finale?
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Sempre più nelle mani dei produttori di tecnologie
Costretto a scegliere standard e protocolli
Non interoperabili
Soggetti ad obsolescenza
Non illudersi dei nuovi standard «universali»
Occorre recuperare un metodo di progettazione
Gestito da un livello di «progettazione integrata degli impianti»
Con scelte progettuali predisposte per il futuro (ancora
ignoto)
Che riduca i costi per interventi successivi ed evoluzioni
Un esempio…
Aosta, 29/10/2013 L’innovazione tecnologica nella domotica 18
1997 1994 2003 2006 1954 1977 2008 2005 1998
1980 2009 2001
3D
2010
Un esempio…
Aosta, 29/10/2013 L’innovazione tecnologica nella domotica 19
1997 1994 2003 2006
Segnale TV:
Antenna
Satellite
Cavo
Internet
3G/UMTS
Canale di ritorno:
Modem 56k
ISDN
Internet/WiFi
2G/GPRS
3G/UMTS
Quiz!
1954 1977 2008 2005 1998 1980 2009 2001
3D
2010
Un esempio…
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1997 1994 2003 2006
Segnale TV:
Antenna
Satellite
Cavo
Internet
3G/UMTS
Canale di ritorno:
Modem 56k
ISDN
Internet/WiFi
2G/GPRS
3G/UMTS
Quiz!
1954 1977 2008 2005 1998 1980 2009 2001
3D
2010
Valutando una vita media di
un’abitazione pari a 30 anni,
quale tecnologia predisporre
per l’impianto di ricezione TV?
Non è un caso isolato
Aosta, 29/10/2013 L’innovazione tecnologica nella domotica 21
Ricezione TV
Audio Hi-Fi
Reti LAN per personal computer
Tecnologie videosorveglianza
Controllo temperatura
…
Convergenza di diversi sottosistemi
L’evoluzione tecnologica avviene in tutti i settori della domotica
Diverse tecnologie, nel tempo, dovranno convivere nella stessa casa (e relativi muri, canaline, tubi, …)
Difficilissimo prevedere il futuro
Una vista d’insieme
Aosta, 29/10/2013 L’innovazione tecnologica nella domotica 22
D D D D
Applicazione
Dispositivi
• Tecnologie dei sensori
• Protocolli di
comunicazione
• Scala (locale, geografica)
• Numero di dispositivi
• Frequenze di
campionamento
• Sicurezza / autenticazione
• Tipologia dei dati
• Unidirezionale o
bidirezionale
• Codifica dei dati
• Polling / Pushing
Infrastruttura
• Sensori ambientali (temperatura, umidità,
CO2, inquinanti, illuminazione, vento, …)
• Sensori utente (presenza, movimento, accessi,
…)
• Misuratori energetici (energia e potenza
elettriche, consumi gas e acqua, …)
• Attuatori (relais, elettrovalvole,
motorizzazioni, segnalatori, …)
• Sistemi di automazione
• Tipologie di interconnessione
• Cruscotti (osservazione, monitoraggio, …)
• Dati storici (memorizzazione,
consolidamento, consultazione, …)
• Allarmi (anomalie, superamento soglie, …)
• Controllo remoto (comando attuatori,
dis/attivazione azioni, modifica set-point, …)
• Tendenze (analisi su dati storici, analisi su
dati in tempo reale)
• Elaborazioni in tempo reale (calcolo
grandezze derivate, sensori virtuali, …)
• Intelligenza ambientale (comfort,
risparmio energetico, applicazione scenari,
adattamento dinamico, …)
• Integrazione con sistemi informativi
Nel mondo reale…
Aosta, 29/10/2013 L’innovazione tecnologica nella domotica 23
D D D D
Dispositivi
Infrastruttura
Applicazione
Applicazione
Applicazione
Applicazione
Applicazione
Errori da evitare
Aosta, 29/10/2013 L’innovazione tecnologica nella domotica 24
D D D D
Applicazione
Dispositivi
Infrastruttura
D D
D
D
Applicazione
Dispositivi
Infrastruttura
D
Applicazione «all you can eat» Il caso «ho un gateway troppo
intelligente»
E allora?
Aosta, 29/10/2013 L’innovazione tecnologica nella domotica 25
D D D D D D D D D D D D
Applicazione Applicazione Applicazione Applicazione
Una lingua franca
Aosta, 29/10/2013 L’innovazione tecnologica nella domotica 26
D D D D D D D D D D D D
Applicazione Applicazione Applicazione Applicazione
Rappresentazione neutrale
Architetture orizzontali e aperte
Aosta, 29/10/2013 L’innovazione tecnologica nella domotica 27
D D D D D D D D D D D D
Applicazione Applicazione Applicazione Applicazione
Rappresentazione neutrale
Funzionalità di base
API
Driver di interfacciamento ai protocolli
Scambio dati
Elaborazione real time Regole e scenari Servizio
applicativo
Rappresentazione neutrale
Funzionalità di base
API
Driver di interfacciamento ai protocolli
Scambio dati
Elaborazione real time Regole e scenari Servizio
applicativo
Applicazioni interagiscono
Aosta, 29/10/2013 L’innovazione tecnologica nella domotica 28
D D D D D D D D D D D D
Applicazione Applicazione Applicazione Applicazione
System Architecture
Aosta, 29/10/2013 L’innovazione tecnologica nella domotica 29
D D D D D D D D Domotic devices (switches,
buttons, relays, sensors, meters,
…)
Domotic bus (wired, wireless)
GW Bus-to-IP gateway
Bus-to-serial gateway GW
Ethernet, Wi-Fi, USB
User
Interface
Mobile, Web, Home Display,
Multi Touch, Accessibility,
Natural language, …
Data
analysis
ERP, Web services, Stream
processors, Datawarehouse
Dog
Bundles
Device abstraction, Event
abstraction, State abstraction,
Rules engine, …
User
Interface User
Interface
Smart
Appliance
Progetto
Aosta, 29/10/2013 L’innovazione tecnologica nella domotica 30
http://www.smile-o.org/
Architettura
Aosta, 29/10/2013 L’innovazione tecnologica nella domotica 31
Progetto
Aosta, 29/10/2013 L’innovazione tecnologica nella domotica 32
Progetto
Aosta, 29/10/2013 L’innovazione tecnologica nella domotica 33
Architettura
Aosta, 29/10/2013 L’innovazione tecnologica nella domotica 34
D D D D D D D D D D D D
Schermi pubblici Grafici interattivi Dati x
amministrazione Query avanzate
Server
Meter consumi elettrici Sensori ambientali
GW GW
Impianto termico
GW GW
Internet / Web
Ethernet LAN
C-BUS
Device
model API
“Lessons learnt”
Di chi sono i dati? A chi vanno?
Compliant to Standard XYZ: non fidarti mai
Check your cables, first (© J. Pournelle)
Non sottovalutare la fantasia dei progettisti precedenti
Non partire dall’impianto, parti da ciò che vogliono gli utenti
Non scegliere in funzione della tecnologia «del momento»
Cerca di sfruttare le convergenze tecnologiche
Abbonda nelle predisposizioni generose
Tieni d’occhio informatica e telefonia
Aosta, 29/10/2013 L’innovazione tecnologica nella domotica 35
Conclusioni
Aosta, 29/10/2013 L’innovazione tecnologica nella domotica 36
Pensare “orizzontale”, mai “verticale”
Infrastrutture aperte ed interoperabili per supportare
Dispositivi del futuro
Applicazioni future
Non lasciare il sistema in mano al fornitore!
Business model e Living lab basati su “libera” circolazione
dei dati
For further information
Aosta, 29/10/2013 L’innovazione tecnologica nella domotica 37
Research group
http://elite.polito.it
Dog2 gateway
http://domoticdog.sourceforge.net
Publications
http://elite.polito.it/publications-mainmenu-81
Contact
+39 011 090 7053
Credits
Idee, progettazione, sviluppi Progetti & Sponsor
Aosta, 29/10/2013 L’innovazione tecnologica nella domotica 38
Dario Bonino, Ph.D.
Emiliano Castellina, Ph.D.
Luigi De Russis
Faisal Razzak
Alcotra Applus.energie
Polo ICT (STORIES,
SMILE-O)
Proxima Centauri
Eudata
ISMB
Progetto Lagrange
Licenza d’uso
Aosta, 29/10/2013 L’innovazione tecnologica nella domotica 39
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