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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.aspx

Published in: Technology
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Tecnologie e applicazioni domotiche: potenzialità ed approcci industriali a confronto

  1. 1. Politecnico di Torino Dipartimento di Automatica e Informatica Area Innovazione Tecnologica e-Lite Research Group http://elite.polito.it Tecnologie e applicazioni domotiche potenzialità ed approcci industriali a confronto Fulvio Corno – fulvio.corno@polito.it
  2. 2. Obiettivi Analisi dei principali approcci alla automazione di edifici residenziali (domotica) o industriali   Illustrazione dei principi tecnologici di base comuni Principali problemi/opportunità      2 Molteplicità di standard ‘Killer application’? Verticalizzazione delle soluzioni Attenzione al ruolo dell’utente finale. L’innovazione tecnologica nella domotica Aosta, 29/10/2013
  3. 3. Definizioni Home Automation Systems (HAS) The use of one or more computers to control basic home functions and features automatically and sometimes remotely. Domotica Smart Home    3 Building Automation Systems (BAS)  A computerized, intelligent network of electronic devices designed to monitor and control the mechanical, electronic, and lighting systems in a building L’innovazione tecnologica nella domotica Aosta, 29/10/2013
  4. 4. Applicazioni Comunicazione, Automazione, Illuminazione, Sorveglianza, Sicurezza, Intrattenimento, Riscaldamento, Condizionamento, Irrigazione, Temporizzazioni, … 4 Antincendio, Antifurto,Video sorveglianza, Controllo ambientale, Trattamento aria e acqua, Comunicazione, Rete dati, Riscaldamento/Raffrescamento, Gestione energetica, Controllo centralizzato, … L’innovazione tecnologica nella domotica Aosta, 29/10/2013
  5. 5. Livelli di complessità 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)   5 Ancora in stadio embrionale L’innovazione tecnologica nella domotica Aosta, 29/10/2013
  6. 6. Vantaggi attesi Definizione di scenari spazio-temporali Interfacce di comando più evolute Capacità di interagire da remoto Gestione centralizzata Algoritmi di controllo evoluti Cablaggio unico       6       Maggior comodità e comfort Migliore qualità ambientale Maggior efficienza energetica Maggiore sicurezza Minor sforzo fisico Capacità di evolvere nel tempo L’innovazione tecnologica nella domotica Aosta, 29/10/2013
  7. 7. Smart buildings Tecnologie Applicazioni Smart Building 7 L’innovazione tecnologica nella domotica Aosta, 29/10/2013
  8. 8. Tecnologie… 8 L’innovazione tecnologica nella domotica Aosta, 29/10/2013
  9. 9. Applicazioni… 9 L’innovazione tecnologica nella domotica Aosta, 29/10/2013
  10. 10. Nulla di nuovo, ma…  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! 10 L’innovazione tecnologica nella domotica Aosta, 29/10/2013
  11. 11. Tecnologie utilizzate (alcune…) Building Automation RS-485 Informatica Home Automation 11 L’innovazione tecnologica nella domotica Aosta, 29/10/2013
  12. 12. A cui si aggiunge …  Dispositivi dell’elettronica di consumo      Sempre più “informatici”   TV, DVD player, Hard disk recorder Smart phone, Router ADSL Hi-Fi, Home theater Antifurti,Videosorveglianza Ma quasi sempre chiusi e privi di capacità di integrazione Sovrapposizione di funzioni  12 Feroce lotta sul dominio del futuro L’innovazione tecnologica nella domotica Aosta, 29/10/2013
  13. 13. Un esempio recente… 13 L’innovazione tecnologica nella domotica Aosta, 29/10/2013
  14. 14. Conquistare l’utente di Smart Home Controllare il mercato delle Smart Home fa gola ai produttori di … Impianti e componen ti elettrici Elettronica di consumo Servizi online Elettrodo mestici intelligenti Smart Home Sistemi di sorveglianz a Informatic a Telecomun icazioni Impianti di automazio ne 14 L’innovazione tecnologica nella domotica Aosta, 29/10/2013
  15. 15. Alla ricerca delle killer application…  Controllo centralizzato   Video sorveglianza   Trend corrente, ancora da esplorare Automazione spinta   Grandi edifici, obiettivi non sempre chiari Risparmio energetico   Integrata? Monitoraggio ambientale ed energetico   Solo grandi edifici, scarsa intelligenza Tecnologia presente, requisiti non chiari Multimedialità  15 E’ domotica? L’innovazione tecnologica nella domotica Aosta, 29/10/2013
  16. 16. E l’utente finale?   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/ 16 L’innovazione tecnologica nella domotica Aosta, 29/10/2013
  17. 17. E l’utente finale?   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    17 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 L’innovazione tecnologica nella domotica Aosta, 29/10/2013
  18. 18. Un esempio… 3D 1954 1977 1994 1998 2003 1980 1997 2001 18 2005 L’innovazione tecnologica nella domotica 2006 2008 2010 2009 Aosta, 29/10/2013
  19. 19. Un esempio… 3D 1954 1977 1994 1998 2003 1980 1997 2001 Quiz! 19 Segnale TV:  Antenna  Satellite  Cavo  Internet  3G/UMTS 2005 2006 2008 2010 2009 Canale di ritorno:  Modem 56k  ISDN  Internet/WiFi  2G/GPRS  3G/UMTS L’innovazione tecnologica nella domotica Aosta, 29/10/2013
  20. 20. Un esempio… 3D 1954 1977 1994 1998 2003 1980 1997 2001 Quiz! 20 Segnale TV:  Antenna  Satellite  Cavo  Internet  3G/UMTS 2005 Canale di ritorno:  Modem 56k  ISDN  Internet/WiFi  2G/GPRS  3G/UMTS L’innovazione tecnologica nella domotica 2006 2008 2010 2009 Valutando una vita media di un’abitazione pari a 30 anni, quale tecnologia predisporre per l’impianto di ricezione TV? Aosta, 29/10/2013
  21. 21. Non è un caso isolato        Ricezione TV Audio Hi-Fi Reti LAN per personal computer Tecnologie videosorveglianza Controllo temperatura … Convergenza di diversi sottosistemi 21    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 L’innovazione tecnologica nella domotica Aosta, 29/10/2013
  22. 22. Una vista d’insieme • • • • • • • • • • • • • • 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 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 22 Applicazione • • • • • • • • Infrastruttura • • D D D 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 D Dispositivi L’innovazione tecnologica nella domotica Aosta, 29/10/2013
  23. 23. Nel mondo reale… Applicazione Applicazione Applicazione Applicazione Applicazione Infrastruttura D D D D Dispositivi 23 L’innovazione tecnologica nella domotica Aosta, 29/10/2013
  24. 24. Errori da evitare Applicazione «all you can eat» Il caso «ho un gateway troppo intelligente» Applicazione Applicazione Infrastruttura Infrastruttura D D D D D Dispositivi 24 L’innovazione tecnologica nella domotica D D D D Dispositivi Aosta, 29/10/2013
  25. 25. E allora? Applicazione D 25 D D Applicazione D D Applicazione D D L’innovazione tecnologica nella domotica D Applicazione D D D D Aosta, 29/10/2013
  26. 26. Una lingua franca Applicazione Applicazione Applicazione Applicazione Rappresentazione neutrale D 26 D D D D D D L’innovazione tecnologica nella domotica D D D D D Aosta, 29/10/2013
  27. 27. Architetture orizzontali e aperte Applicazione Applicazione Elaborazione real time Applicazione Applicazione Servizio applicativo Regole e scenari API Funzionalità di base Scambio dati Rappresentazione neutrale Driver di interfacciamento ai protocolli D 27 D D D D D D L’innovazione tecnologica nella domotica D D D D D Aosta, 29/10/2013
  28. 28. Applicazioni interagiscono Applicazione Applicazione Elaborazione real time Applicazione Applicazione Servizio applicativo Regole e scenari API Funzionalità di base Scambio dati Rappresentazione neutrale Driver di interfacciamento ai protocolli D 28 D D D D D D L’innovazione tecnologica nella domotica D D D D D Aosta, 29/10/2013
  29. 29. System Architecture Mobile, Web, Home Display, Multi Touch, Accessibility, Natural language, … User User Interface User Interface Interface ERP, Web services, Stream processors, Datawarehouse Data analysis Device abstraction, Event abstraction, State abstraction, Rules engine, … Dog Bundles Ethernet, Wi-Fi, USB GW Bus-to-IP gateway Bus-to-serial gateway GW Domotic bus (wired, wireless) Smart Appliance 29 D D D D D D L’innovazione tecnologica nella domotica D D Domotic devices (switches, buttons, relays, sensors, meters, …) Aosta, 29/10/2013
  30. 30. Progetto 30 http://www.smile-o.org/ L’innovazione tecnologica nella domotica Aosta, 29/10/2013
  31. 31. Architettura 31 L’innovazione tecnologica nella domotica Aosta, 29/10/2013
  32. 32. Progetto 32 L’innovazione tecnologica nella domotica Aosta, 29/10/2013
  33. 33. Progetto 33 L’innovazione tecnologica nella domotica Aosta, 29/10/2013
  34. 34. Architettura Schermi pubblici Grafici interattivi Dati x amministrazione Query avanzate Internet / Web Device model API Server Ethernet LAN GW GW GW GW C-BUS D D D D Meter consumi elettrici 34 D D D Impianto termico L’innovazione tecnologica nella domotica D D D D D Sensori ambientali Aosta, 29/10/2013
  35. 35. “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 35 L’innovazione tecnologica nella domotica Aosta, 29/10/2013
  36. 36. Conclusioni   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 36 L’innovazione tecnologica nella domotica Aosta, 29/10/2013
  37. 37. For further information  Research group   Dog2 gateway   http://domoticdog.sourceforge.net Publications   http://elite.polito.it http://elite.polito.it/publications-mainmenu-81 Contact   37 fulvio.corno@polito.it +39 011 090 7053 L’innovazione tecnologica nella domotica Aosta, 29/10/2013
  38. 38. Credits Idee, progettazione, sviluppi     Dario Bonino, Ph.D. Emiliano Castellina, Ph.D. Luigi De Russis Faisal Razzak Progetti & Sponsor       38 Alcotra Applus.energie Polo ICT (STORIES, SMILE-O) Proxima Centauri Eudata ISMB Progetto Lagrange L’innovazione tecnologica nella domotica Aosta, 29/10/2013
  39. 39. Licenza d’uso    Questa presentazione è rilasciate con la licenza Creative Commons “Attribuzione-Non commerciale-Condividi allo stesso modo 2.5 Italia” Siete liberi di riprodurre e modificare quest’opera, per scopi non commerciali, e citando la fonte. Eventuali versioni modificate dovranno essere rilasciate con la stessa licenza Testo completo della licenza:  39 http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/it/ L’innovazione tecnologica nella domotica Aosta, 29/10/2013

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