Tesi: Definizione e sviluppo di un sistema di configurazione per Private Assisted House

Università degli Studi di Camerino
Scuola di Scienze e Tecnologie
Corso di Laurea in Informatica (Classe L-31)
Definizione e sviluppo di un sistema di
configurazione per Private Assisted House
Laureando Relatore
Michele Bravi Prof. Francesco De Angelis
Matricola 085858
Correlatore
Prof. Barbara Re
A.A. 2013/2014

a tutti quelli che...
...continuano a sopportarmi.
3

Indice
1 Introduzione 7
2 Il progetto Pass 11
2.1 Descrizione del progetto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.2 Contesto di riferimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.3 Obiettivi della “Private Assisted House” . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.4 Definizione dei profili assistenziali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.5 Utenti assistiti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.6 Definizione e caratteristiche della smart home . . . . . . . . . . . . . . . 14
3 Freedomotic 15
3.1 Panoramica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.2 Architettura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.3 Messaggi e regole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.4 Creazione di un ambiente personalizzato . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.4.1 Object . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.4.2 Trigger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.4.3 Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.4.4 Reaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4 La configurazione da scenari assistenziali per la smart home 21
4.1 Storyboard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
4.1.1 Impatto assistenziale basso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
4.1.2 Impatto assistenziale medio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
4.1.3 Impatto assistenziale alto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.2 Configurazioni dedotte dalle storyboard . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
5 L’implementazione degli smart object coinvolti 27
5.1 Bed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
5.2 Bathtub . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
5.3 ShieldedWindow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
5.4 HealthSensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
5.5 GlucoMeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
5.6 PulseOximeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
5.7 GasMeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

Indice
5.8 Armchair . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
5.9 Oven . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
5.10 TV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5.11 Light . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
5.12 Tablet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
5.13 AlertSystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
5.14 Accelerometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
5.15 LuxMeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
5.16 PressureMeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
5.17 PIR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
6 L’implementazione delle configurazioni 37
6.1 Spegnimento forno allo scadere del timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
6.2 Spegnimento luci del salotto all’accensione della TV . . . . . . . . . . . 38
6.3 Spegnimento luci rimaste accese la notte . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
6.4 Spegnimento luci in caso di uscita dalla stanza . . . . . . . . . . . . . . 39
6.5 Regolazione luminosità della stanza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
6.6 Controllo parametri vitali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
6.7 Rilevazione di eventuali situazioni di pericolo . . . . . . . . . . . . . . . 44
6.8 Plugin per la riconfigurazione on-demand . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
6.9 Simulazione delle configurazioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
7 Conclusione e sviluppi futuri 51
Bibliografia 53
6

1. Introduzione
Gli ultimi decenni sono stati caratterizzati da un repentino sviluppo tecnologico che ha
influenzato, talvolta sostanzialmente, il nostro modo di vivere e di pensare l’ambiente
domestico. La necessità di migliorare il comfort, la sicurezza e la qualità della nostra
vita ha condotto a questo rapido cambiamento.
Figura 1.1: Oggetti di uso comune nella casa di oggi
L’obiettivo di questa tesi nasce proprio dall’esigenza di voler migliorare l’ambiente
domestico sfruttando le attuali tecnologie, cioè di fornire alle persone un’abitazione che
sia in grado di rispondere alle proprie esigenze, soprattutto per quanto riguarda anziani
e disabili che trovano maggiori difficoltà rispetto ad altri.
Negli ultimi anni i produttori stanno fornendo dispositivi tecnologici che integrano
funzionalità sempre più vaste, quindi i nostri acquisti sono condizionati dalla ricerca
delle funzionalità aggiuntive, subordinando il ruolo per il quale l’oggetto è destinato.
Una dimostrazione che conferma quanto suddetto è la scelta che la maggior parte
delle persone compie nell’acquisto di uno smartphone: si dà priorità alla potenza della
CPU e la dimensione alla memoria rispetto alla qualità della ricezione data ormai per
scontata.
I produttori, quindi, stanno cercando di appagare queste richieste di mercato da
cui il cliente è attratto. Si può osservare come le funzionalità offerte da un diffuso
elettrodomestico come la televisione siano notevolmente arricchite rispetto al recente
passato, infatti, quelle che ora vengono chiamate smart TV permettono di compiere
azioni che prima erano possibili solo attraverso l’uso del pc, come collegarsi ad internet

e sfruttarne ampiamente le funzionalità. Parallelamente, l’ampliamento delle possibilità
offerte dai dispositivi con cui interagiamo quotidianamente sta dando una forte spinta
a un settore già di suo in forte crescita: la domotica.
Il termine domotica è un neologismo derivato dal francese “domotique”, a sua volta
contrazione della parola latina “domus” e di “informatique”. La domotica è quindi la
scienza che si occupa dell’integrazione delle tecnologie che consentono di automatizzare
una serie di operazioni all’interno della casa.
Il suo obiettivo è quello aiutare le persone ad abitare in case più sicure e confortevoli,
dotate di un sistema di automazione semplice, affidabile, flessibile e alla portata di
tutti.
Figura 1.2: Esempio di casa domotica
Rispetto ad alcuni anni fa in cui la domotica poteva offrire soluzioni limitate e spesso
a cifre proibitive, le potenzialità odierne sono aumentate enormemente, grazie alla
possibilità di utilizzare dispositivi elettronici sempre più piccoli, accurati ed economici
che permettono un ampliamento considerevole dei controlli effettuabili e naturalmente
migliorano la qualità e la sicurezza della vita.
Attualmente, infatti, è sufficiente spendere poche migliaia di euro per avere un
sistema domotico che permetta la centralizzazione della gestione dell’illuminazione,
amministrazione intelligente della temperatura ambientale, chiusura automatica delle
tapparelle, videocontrollo e sensori di allarme per fughe di gas e allagamento[1].
Interagire con questi dispositivi intelligenti fa parte dei nostri gesti quotidiani, mentre
per altri, a causa di disabilità di varia natura, anche accendere la televisione mediante
il telecomando può essere un’operazione problematica.
Purtroppo tali situazioni non sono cos`ı rare come si potrebbe apparentemente credere,
basti pensare a una patologia come l’ictus, una malattia che in Italia e nel mondo
occidentale è la prima causa di invalidità, che colpisce principalmente gli uomini di
un’età compresa tra i 65 e gli 85 anni e ogni anno è responsabile di oltre un decesso su
dieci[2].
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Quando la gravità dell’invalidità è tale da non permettere una sufficiente autonomia,
il malato deve fare affidamento a una struttura ospedaliera attrezzata tale da garantire
un’adeguata assistenza sanitaria e riabilitativa. Nei casi in cui la disabilità è tale da
non consentire un miglioramento che permetta una minima autosufficienza, il malato è
costretto a non far rientro all’interno delle mura domestiche.
La condizione di ricovero, infatti, comporta un disagio di variabile entità la cui mo-
tivazione è connessa alla separazione dal nucleo familiare, alla necessità di adeguarsi ai
nuovi ritmi istituzionali, alla parziale rinuncia alla privacy, allo stato di inevitabile di-
pendenza altrui e la conseguente perdita di autonomia personale. Tale situazione può
avere anche ripercussioni sul recupero fisico della persona (nel caso ci siano possibi-
lità). Un altro aspetto rilevante riguarda i familiari del malato costretti a spostamenti
ripetitivi, a volte dispendiosi e impegnativi.
In questo ambito la tecnologia deve essere in grado di fornire degli strumenti adatti,
dove il disabile, nei sistemi di aiuto, trova condizioni riabilitative favorenti tanto la
conquista di fondamentali livelli di autonomia, quanto occasioni di sostegno cognitivo
e sensoriale e d’inclusione sociale.
Non a caso, l’Università degli studi di Camerino, in collaborazione con l’Istituto di
Riabilitazione Santo Stefano e altre aziende locali, stanno portando avanti un progetto
che prende il nome di “Pass”. È volto a favorire la longevità attiva e l’indipendenza
dell’anziano e del disabile presso la propria abitazione, attraverso la realizzazione di una
“casa intelligente” dove, fruendo di servizi innovativi basati su contenuti tecnologici
user-friendly, la persona potrà continuare a svolgere le abituali attività sia in caso di
vita indipendente che di vita in famiglia.
L’attività del progetto, che viene esposta in questo elaborato, poggia le basi sulle
esigenze e obiettivi del progetto Pass, quindi nello studio delle necessità che l’anziano
e il disabile trovano nei loro gesti quotidiani e delle tecnologie che possono essere at-
tuate. Questo permettere di continuare una vita indipendente all’interno delle mura
domestiche in totale sicurezza.
Al termine di questa breve introduzione, si inizia a parlare in dettaglio del progetto
Pass: prima viene data una sua descrizione, poi, dopo aver specificato il suo contesto di
riferimento, viene descritta la tipologia di utenza che si vuole assistere e quindi i servizi
che la casa domotica dovrà fornire.
Successivamente si introduce Freedomotic, il software che è stato scelto per la rea-
lizzazione della casa domotica. Ne viene descritta dapprima l’architettura, poi tutto il
sistema di messaggistica che utilizza per la creazione di regole e automazioni.
Terminata questa parte più teorica e descrittiva, nel capitolo seguente si inizia ad
affrontare il problema della creazione di configurazioni per la casa domotica. Si intro-
duce il concetto di storyboard e se ne riportano tre: una per ogni profilo assistenziale
di gravità crescente. Da queste vengono estrapolati gli smart object necessari e le
configurazioni attuabili per la casa domotica e quindi implementabili in Freedomotic.
Nei due capitoli successivi, infatti, vengono elencati e descritti tutti gli oggetti che so-
no stati implementati in Freedomotic e, tutte le configurazioni precedentemente trovate,
sono riproposte nel linguaggio utilizzato dal software in questione. Infine, viene intro-
dotto il plugin creato per il caricamento a runtime delle configurazioni e il simulatore
utilizzato per effettuare i test di corretto funzionamento su di esse.
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2. Il progetto Pass
Nella vita di tutti i giorni siamo abituati a compiere una quantità innumerevole di
azioni in modo del tutto automatico. Aprire la porta, chiudere la finestra, spegnere la
luce, rispondere al telefono o cambiare canale alla TV sono gesti per noi cos`ı naturali
da poter essere svolti senza nemmeno pensarci.
Per le persone con disabilità, anche le azioni più semplici possono diventare estre-
mamente complesse, fino a rendere necessario l’ausilio di altri individui. In molti casi,
l’impossibilità di fornire l’assistenza e l’aiuto adeguato per tutto l’arco della giornata,
costringe la persona malata ad abbandonare la propria abitazione, in favore di strutture
in grado di accoglierla adeguatamente.
2.1 Descrizione del progetto
Il progetto “Pass”, che sta per “Private Assisted
House”, è un progetto regionale finalizzato alla longe-
vità attiva e all’indipendenza dell’anziano, in cui l’Isti-
tuto di Riabilitazione Santo Stefano è azienda capofila
di un gruppo di partner che comprende anche l’Uni-
versità degli Studi di Camerino, due centri di ricerca e
di sviluppo tecnologico e diverse aziende marchigiane
medio-piccole operanti in settori merceologici differenti
(mobile, informatica-elettronica, edilizia e tessile).
Il progetto implementa un modello di servizio volto a favorire la longevità attiva
dell’anziano presso la propria abitazione, luogo dove può continuare a svolgere le abi-
tuali attività sia in caso di vita indipendente che di vita in famiglia, fruendo di servizi
innovativi, basati su contenuti tecnologici user-friendly.
Il progetto intende contribuire alla diffusione di una nuova cultura del concetto di
casa intelligente, che non sia strettamente legata alla domotica in senso tradizionale,
ponendo l’utilizzatore della casa al centro delle soluzioni tecnologiche sviluppate.
Il modello Pass integra le migliori tecnologie di teleassistenza e realizza il supporto
conoscitivo, formativo e assistenziale necessario alla reale diffusione di smart object.
Gli interventi articolati su diverse linee d’azione hanno il comune obiettivo di costruire
un ecosistema in grado di sostenere una pluralità di scenari d’utilizzo, quindi essere
capace di garantire il contatto bidirezionale, diversificato per esigenze, tra l’anziano e
il mondo esterno. Ne consegue che la casa dovrà adattarsi alle esigenze di chi la abita
consentendo, inoltre, di prevenire il verificarsi di situazioni di pericolo.
Un’abitazione, all’atto della sua costruzione, può essere concepita ad-hoc per un
anziano oppure può essere adattata, nel corso degli anni e in modo flessibile, al ciclo

Contesto di riferimento
di vita di chi la abita che, invecchiando, modifica i proprio bisogni di “abitabilità” e
“usabilità”. Ciò deve guidare la progettazione d’interventi non invasivi di rimodulazione
e adattamento che, oltre a permettere l’introduzione di strumenti per l’automazione e il
controllo dell’ambiente domestico, contribuiscano a migliorare anche la sua sostenibilità
energetica.
Il modello Pass si basa pertanto su una piattaforma d’integrazione, in grado di coor-
dinare in modo adattivo l’automazione domestica, le soluzioni di tele-assistenza e gli
smart object. Inoltre il ruolo della piattaforma è quello di realizzare l’integrazione verso
il mondo esterno (es. dominio sanitario e sociale) garantendo il rispetto degli standard
del settore ospedaliero e domotico e offrendo ai vari interessati una vista dedicata sulla
casa, nel rispetto della privacy del singolo individuo.
2.2 Contesto di riferimento
La proposta progettuale si cala in un contesto europeo, nazionale e soprattutto marchi-
giano caratterizzato da una percentuale crescente di popolazione anziana, la maggior
parte della quale ha autosufficienza limitata, tendente verosimilmente al peggioramento
in un regime di cronicità.
Secondo le recenti proiezioni demografiche in Italia, gli ultra 65enni, che nel 2011
ammontavano a 20,3% della popolazione, nel 2020 saranno 22,5% per raggiunger la
soglia del 32,6% entro il 2065. Ancora più rilevante sarà l’incremento degli ultra 80enni,
che nello stesso periodo passeranno da 2,8% a 3,7% e infine al 10%[3]. Va da sé che le
prospettive di longevità della popolazione anziana, ma attiva, crescono velocemente.
In questo panorama, l’Italia è uno dei Paesi europei con il maggior indice d’invec-
chiamento in Europa, che significa crescita esponenziale delle spese di cura per anziani,
ospedaliere e territoriali per il prossimo futuro. Altro aspetto che va preso in seria
considerazione è la progressione della disabilità.
I dati stimati dal Censis per i decenni 2010-2020-2040 mostrano che la disabilità,
per effetto dell’invecchiamento e delle patologie cronico-degenerative, è in significativo
e preoccupante aumento: 6,7% (circa 4,1 milioni di persone nel 2010) e 7,9% nel 2020
(pari a 4,8 milioni di persone), un incremento destinato a creare una fortissima pressione
sul versante della domanda di servizi assistenziali[4].
2.3 Obiettivi della “Private Assisted House”
Il progetto Pass intende favorire la longevità attiva e indipendente dell’anziano, realiz-
zando il desiderio di invecchiare presso la propria abitazione. In tal senso, il modello di
assistenza di tipo “Private Assisted house”, che è alla base della proposta progettuale,
rappresenta una risposta all’eterogeneità delle condizioni psico-fisiche e sociali dell’an-
ziano, eventualmente disabile. Un’attenzione particolare è rivolta all’economicità e
all’usabilità delle soluzioni per garantire il massimo livello di accesso. Non da meno è
il ruolo della scalabilità, poiché la casa è vista come un luogo in grado di cambiare nel
tempo e adattarsi alle esigenze di chi la abita.
Per quanto attiene agli obiettivi realizzativi, il modello di assistenza di tipo “Private
Assisted house” si caratterizza per un’attenzione particolare, posta rispetto alle diver-
sità, rispondendo in maniera personalizzata a esigenze concrete in termini di: sicurezza,
automazione, prevenzione e comunicazione.
12

Definizione dei profili assistenziali
2.4 Definizione dei profili assistenziali
Il progetto orienta il proprio modello sulla centralità dell’utente e fruitore degli spazi
domestici in funzione delle proprie condizioni fisiche e abilità. È quindi necessario
individuare delle tipologie di utenti considerando parametri quali:
ˆ salute fisica
ˆ salute mentale
ˆ capacità funzionali
Si definiscono quindi, alcuni profili di riferimento (profili assistenziali) che possano avere
delle caratteristiche omogenee per modellare dei requisiti progettuali di riscontro.
Nello specifico si intende caratterizzare il profilo in funzione di un grado di abilità che
individui secondo i parametri sopra riportati, le caratteristiche dei sistemi di supporto
di cui necessita (oggetti d’uso, arredi, componenti architettonici, sistemi informatici
ecc.) ad esso associabili, intesi come sistema integrato (smart home).
Si possono stabilire i gradi di abilità in relazione alle proprie capacità di condurre una
vita adeguata in funzione dell’età e delle caratteristiche fisiche, mentali e funzionali.
I livelli di abilità definiscono di conseguenza le necessità di assistenza e funzionalità
domestica strutturando quindi il profilo assistenziale conseguente.
CARATTERISTICHE:
- FISICHE
- MENTALI
- FUNZIONALI
LIVELLI DI ABILITÀ
TIPOLOGIE DI ASSISTENZA:
- DIRETTA
- INDIRETTA
- PERIODICA
- CONTINUATIVA
PIANO DEI REQUISITI
DEL FRUITORE
INPUT METAPROGETTUALI
PROFILO ASSISTENZIALE:
- BASSO
- MEDIO
- ALTO
Figura 2.1: Livelli di abilità e profili assistenziali
2.5 Utenti assistiti
Normodotati: La necessità di questo riferimento è fondamentale perché individua
gli standard da raggiungere (il limite) con interventi di ausilio per i fruitori con
gradi di abilità differenti. Si considera come normodotato un utente che ha una
autosufficienza completa per sviluppare una vita autonoma e appagante nella
fruizione e uso degli spazi domestici e degli oggetti e arredi in essa contenuti,
senza alcun controllo esterno o ausilio. È altres`ı evidente che tale definizione di
standard è funzionale esclusivamente per individuare le caratteristiche di media,
considerando che soggettivamente i livelli di abilità sono talmente differenziati,
per età, cultura, territorio, che è complesso darne una definizione non di media.
Profilo assistenziale lieve: utente in condizioni di fragilità, il cui stato di salute evi-
denzia situazioni di rischio (pressione alta, colesterolo alto, tendenza all’inattività,
13

Definizione e caratteristiche della smart home
cioè condizioni che espongono a rischi coronarici, ecc.) oppure è compromesso da
malattie croniche non gravi tenute sotto controllo mediante farmaci come diabe-
te, artrosi e forme non gravi di artrite. In questo caso è fondamentale attuare
azioni di contrasto verso possibili aggravamenti delle condizioni di salute e verso
il rischio di insorgenza di ulteriori malattie.
Profilo assistenziale medio: utente con disabilità e compromesso da malattie cro-
niche gravi, necessita di strumenti di ausilio per svolgere in maniera autonoma
alcune attività quotidiane, mentre in altre necessita di assistenza. La disabilità
può investire anche la sfera cognitiva in forma moderata.
Profilo assistenziale grave: utente che presenta disabilità accentuate da malattie
croniche molto gravi, necessita di assistenza continua per svolgere la maggior
parte o tutte le attività quotidiane a causa di deficit psicofisici.
Aspetti degenerativi: elemento di fondamentale valutazione è la naturale condizio-
ne di modifiche temporali delle proprie abilità sia per le condizioni normali di
avanzamento dell’età sia per i gradi degenerativi di patologie conclamate.
2.6 Definizione e caratteristiche della smart home
Gli attuali modelli abitativi risultano oramai obsoleti, in quanto non posseggono quei
livelli di flessibilità che permettano di rispondere alle nuove problematiche di un’utenza
allargata. In uno scenario di questo tipo si pone il tema dell’abitare per le persone
anziane e diversamente abili, in un ottica di integrazione sociale e miglioramento della
qualità della vita.
Una smart home deve risultare un modello abitativo complesso e flessibile, formato
da componenti intelligenti, aggregabili e riproducibili in moduli standardizzati, atti a
poter realizzare qualunque ambiente abitativo domestico.
In particolare, il modello di riferimento sarà rivolto all’implementazione di servizi di
tipo “Private Assisted House - Pass”, volti a favorire la longevità attiva dell’anziano
presso la propria abitazione.
Una casa intelligente, che non sia strettamente legata alla domotica in senso tradizio-
nale, è quella che pone l’utilizzatore al centro delle soluzioni tecnologiche, integrando
le migliori soluzioni di teleassistenza e realizzando il supporto conoscitivo, formativo e
assistenziale necessario alla reale diffusione di smart object.
La smart home e gli smart object devono avere caratteristiche tali da garantire:
ˆ adattabilità e flessibilità;
ˆ implementazione di funzioni medicali (misurazione di parametri vitali);
ˆ supporto alla totale copertura dei bisogni specifici (profili assistenziali);
ˆ prevenzione sulle eventuali situazioni di pericolo;
ˆ facilità di comunicazione con il mondo esterno;
14

3. Freedomotic
La necessità di integrare tecnologie e soluzioni che la Smart Home richiede, rende
imprescindibile l’utilizzo di un software per la domotica che sia in grado di gestire gli
scenari descritti nel capitolo precedente. Esistono diversi applicativi, sia gratuiti che a
pagamento, che offrono funzionalità in grado di governare un ambiente domestico e la
scelta è ricaduta su Freedomotic.
3.1 Panoramica
Freedomotic, come affermato nella pagina ufficiale del progetto[5], è un software open
source, flessibile, scalabile, orientato al mash-up1, ma anche in grado di interagire
con i più comuni e utilizzati standard domotici e con soluzioni “fai da te”. Tutto
in Freedomotic (web, social network, front-end) è considerato come un sensore o un
attuatore all’interno di un sistema di automazione. Ad esempio è possibile avviare la
lavatrice con un semplice tweet.
Figura 3.1: Logo del software
Freedomotic è un framework di programmazione realizzato in primo luogo per ridur-
re drasticamente gli sforzi necessari per lo sviluppo di applicazioni della domotica e
controllo di ambienti. Tutto ciò è possibile considerando che qualsiasi sistema di au-
tomazione richiede delle funzionalità di base indipendentemente dal proprio ambito di
utilizzo, come quello domestico, business, industriale, medico, ecc.
3.2 Architettura
L’architettura modulare di Freedomotic prevede un core (framework) e una serie di
estensioni (plugins).
Framework: include delle strutture dati interne per la rappresentazione degli ambienti
(topologia, stanze, connessioni ecc.), degli oggetti presenti e del relativo stato (on,
off, open, closed ecc.) ed inoltre fornisce un motore per la generazione di regole
1
applicazione tale da includere dinamicamente informazioni o contenuti provenienti da più fonti.

Architettura
con un sistema di elaborazione del linguaggio naturale che consente all’utente di
scrivere automazioni come “se fuori è buio accendi la luce del soggiorno”.
Plugins: si dividono a loro volta in due categorie:
Device plugins: permettono di estendere le funzionalità del framework e pos-
sono essere sviluppati e distribuiti come pacchetti indipendenti attraverso
il marketplace ufficiale. Di solito sono creati per comunicare con specifiche
tipologie di hardware, ma anche gli stessi client (grafici o web) sono a tutti
gli effetti dei plugins.
Object plugins: modellano gli oggetti del mondo reale (lampade, porte, sensori
ecc.) con tutte le loro proprietà “istruendo” opportunamente il framework.
Ad esempio un plugin per una lampada indica al framework che l’oggetto
ha una proprietà (behavior) chiamata “powered” e un’altra “brightness”
che può assumere valori interi compresi tra 0 e 100. Una lampada può
essere accesa (turn on) o spenta (turn off) e la sua luminosità regolata
opportunamente (set brightness). Se la proprietà “brightness” assume il
valore 0 allora la lampada è spenta (powered=false) altrimenti è accesa
(powered=true).
Figura 3.2: Interazioni fra le varie componenti
16

Messaggi e regole
3.3 Messaggi e regole
Freedomotic adotta un sistema di messaggistica basato interamente su eventi, ogni
cambiamento nell’ambiente o interazione con il software da parte degli utenti (click
sull’interfaccia grafica, modifica di un valore su un oggetto ecc.) genera un evento.
Questi ultimi sono pubblicati sui channels ed intercettati dai triggers in ascolto. A sua
volta, ciascun trigger può essere associato ad uno o più comandi definendo una reaction.
In altre parole, quando un sensore comunica un qualsiasi cambiamento nell’ambiente,
viene generato un evento su uno specifico canale e, se l’evento è consistente con il trigger,
allora uno o più comandi possono essere inviati all’attuatore in grado di eseguirli.
Questo meccanismo apparentemente elaborato, permette invece, di creare regole per
le automazioni in maniera del tutto semplice e molto vicina al linguaggio naturale. Le
regole, infatti, sono di tipo “if THIS than THAT”, dove la parte THIS corrisponde ad
un trigger, quella THAT è costituita da uno o più comandi eseguiti in sequenza e la
stessa regola presa nella sua interezza rappresenta un’automazione in grado di associare
tra loro trigger e comandi. Per esempio:
if luminosity is less than 50%
trigger
than turn on kitchen light
command
reaction
3.4 Creazione di un ambiente personalizzato
Il sistema di regole basato sullo scambio di messaggi permette di nascondere i detta-
gli implementativi dei trigger e comandi sugli oggetti virtuali di Freedomotic, quindi,
consente il loro utilizzo anche agli utenti più inesperti per la creazione di automazioni.
Ovviamente per creare automazioni che si adattino perfettamente alle necessità di
ogni persona, non sono sufficienti le funzioni fornite di default, infatti Freedomotic offre
la possibilità di modificare o creare oggetti, trigger, comandi e automazioni attraverso
appositi file di configurazione XML. Pertanto ora verranno esposti i concetti necessari
per creare un ambiente personalizzato attraverso questi file.
3.4.1 Object
Ogni oggetto di uso comune ha determinate caratteristiche e proprietà in base al suo
scopo ed utilizzo. Per esempio una lampadina può essere accesa o spenta, mentre
un’altra potrebbe permettere anche il settaggio della luminosità.
In Freedomotic, gli oggetti non sono altro che l’astrazione di quelli reali presenti in ca-
sa e delle loro caratteristiche, pertanto l’oggetto virtuale “lampadina” sarà sintetizzato
dai behaviors stato (accesa o spenta) e luminosità.
Per creare un oggetto è necessario scrivere la relativa classe java ed il file XML che
ne specifica i behaviors. L’implementazione, però, verrà trattata nl capitolo successivo.
3.4.2 Trigger
Ogni evento è inviato su uno specifico canale il cui indirizzo è rappresentato da una strin-
ga con una struttura gerarchica del tipo app.event.sensor.calendar.event.schedule
e, attraverso un trigger, è possibile filtrare gli eventi in transito su uno specifico canale.
Un esempio potrebbe essere quello di un evento che notifichi che sono le ore 10 e che un
17

Creazione di un ambiente personalizzato
trigger sia in ascolto sul corrispondente canale filtrando gli eventi temporali compresi
tra le ore 6 e le ore 12. Possiamo attribuire a questo trigger un nome significativo
come “it’s morning” e utilizzarlo per costruire automazioni del tipo IF “it’s morning”
THEN “turn off outside lights”.
Pertanto un trigger decide se un evento deve essere processato o meno. In altre parole
se il trigger è consistente con l’evento verranno eseguiti i comandi ad esso associati.
Nell’esempio precedente, se l’evento notifica che “it’s 10 o’clock” allora è vero che
“it’s morning”, quindi possiamo eseguire il comando “turn off outside lights”.
1 <trigger>
<name>it’s morning</name>
3 <description>it’s morning (from 6 to 12)</description>
<channel>app.event.sensor.calendar.event.schedule</channel>
5 <payload>
<payload>
7 <com.freedomotic.reactions.Statement>
<logical>AND</logical>
9 <attribute>time.hour</attribute>
<operand>GREATER_EQUAL_THEN/operand>
11 <value>6</value>
</com.freedomotic.reactions.Statement>
<operand>LESS_EQUAL_THEN</operand>
17 <value>12</value>
19 </payload>
</payload>
21 </trigger>
3.4.3 Command
Eseguire un comando, ovvero far compiere un’azione a un oggetto, significa per Free-
domotic cambiare il valore che assume un behavior. Ad esempio, (“turn on livingroom
light”) comporta la modifica del bahavior powered che passa dallo stato false a true.
Un comando, quindi, non è altro che un contenitore di parametri personalizzati che
associano ad ognuno di essi un valore.
1 <com.freedomotic.reactions.Command>
<name>turn on livingroom light</name>
3 <receiver>app.events.sensors.behavior.request.objects</receiver>
<description>turn an object called livingroom light</description>
5 <properties>
<properties>
7 <property name="behavior" value="powered"/>
<property name="value" value="true"/>
9 <property name="object" value="livingroom light"/>
</properties>
11 <tuples/>
</properties>
13 </com.freedomotic.reactions.Command>
3.4.4 Reaction
Nella terminologia di Freedomotic, la reaction identifica l’automazione ed è costituita
da un trigger e da uno o più comandi eseguiti sequenzialmente all’interno di un thread
dedicato in modo da garantire l’elaborazione parallela. Come è stato appena mostrato,
sia i trigger che i comandi sono definiti all’interno di file indipendenti dall’automazione
e questo consente di utilizzarli più volte in automazioni differenti.
18

Creazione di un ambiente personalizzato
Nel caso si volesse creare un’automazione che permetta di spegnere le luci del sog-
giorno e di chiudere le tapparelle ogniqualvolta si accenda la TV, si avrà uno scenario
di questo tipo:
ˆ trigger: TV turns on;
ˆ command 1: turn off livingroom lights;
ˆ command 2: close rolling shutters;
1 <com.freedomotic.reactions.Reaction>
<trigger>TV turns on</trigger>
3 <sequences>
<sequence>
5 <command>turn off livingroom lights</command>
<command>close rolling shutters</command>
7 </sequence>
</reaction>
9 </com.freedomotic.reactions.Reaction>
È altres`ı possibile aggiungere delle condizioni all’interno della reaction per verificare
lo stato di uno oggetto prima di eseguire un’automazione, permettendo cos`ı, di ampliare
il ventaglio dei controlli effettuabili.
“WHEN TV turns on AND livingroom window is closed THEN turn off livingroom
lights AND close rolling shutters” permette di controllare lo stato della finestra dopo
che la TV è stata accesa. Se la verifica dà esito positivo allora verrano eseguiti i comandi
associati.
1 <com.freedomotic.reactions.Reaction>
<trigger>TV turns on</trigger>
3 <conditions>
<condition>
5 <target>livingroom window</target>
<com.freedomotic.reactions.Statement>
7 <logical>AND</logical>
<attribute>status_open</attribute>
9 <operand>EQUALS</operand>
<value>false</value>
11 </com.freedomotic.reactions.Statement>
</condition>
13 </conditions>
<sequence>
15 <command>turn off livingroom lights</command>
<command>close rolling shutters</command>
17 </sequence>
</com.freedomotic.reactions.Reaction>
19

4. La configurazione da scenari
assistenziali per la smart home
Nei precedenti capitoli è stato descritto il progetto Pass e gli obiettivi che la sua piat-
taforma si è prefissata di raggiungere. Successivamente si è introdotto Freedomotic
come software per la gestione della domotica ed è stato spiegato come sono fatte le sue
componenti e come sia possibile farle interagire per creare automazioni personalizzate.
In questo capitolo verranno individuati gli oggetti e configurazioni necessari per la
smart home, in accordo con i requisiti del progetto Pass.
Per poter fare questo, mi sono state fornite delle storyboard da cui trarre tutte
le informazioni necessarie per creare un ambiente domestico che permetta una vita
indipendente dell’anziano e del malato.
4.1 Storyboard
Le storyboard che mi sono state fornite sono dei racconti verosimili, che descrivono la
giornata tipo che potrebbe svolgersi in una Private Assisted House da parte di persone
che non riescono ad avere una vita autonoma a causa di qualche malattia.
Le storie su cui si è basato il mio lavoro sono tre, dove ognuna di esse racconta
situazioni di persone con problemi fisici di diversa gravità, quindi ogni storyboard
rappresenta un livello assistenziale differente, che per semplicità verrà definito come
basso, medio e alto.
Di seguito sono riportate le tre storyboard e, per ognuna di esse, sono messe in
evidenza le frasi chiave che descrivono i bisogni assistenziali di ogni persona.
4.1.1 Impatto assistenziale basso
Il signor Paolo R, di 35 anni, presenta tetraparesi spastica atetosica disartrica, con
difficoltà nell’utilizzo degli arti superiori e inferiori. Il quadro generale del paziente è
stabile e non mostra alcun problema cognitivo e sensoriale. Dal punto di vista motorio,
Paolo riesce a deambulare con l’uso della carrozzina o del girello con ascellari. L’arti-
colarità passiva è completa e, per quanto riguarda le mani, riesce ad afferrare oggetti
ma ha difficoltà nel rilasciarli ed è comunque privo di motilità fine.
Paolo è una persona attiva, vuole lavorare e condurre una vita regolare; la sua
giornata tipo è cos`ı organizzata:
ore 7.00: sveglia e grazie al letto automatizzato riesce a passare da supino a seduto
e a trasferirsi sulla carrozzina utilizzando barre d’appoggio. Può lavarsi in va-
sca dotata di piattaforma sollevabile e farsi la barba con il rasoio elettrico;

Storyboard
necessita di un assistenze per la vestizione, ma è in grado di preparare la colazio-
ne e mangiare grazie ai diversi smart object: braccio meccanico in grado di
raccogliere oggetti, frigorifero e mobili da cucina con piani estraibili,
posata meccanica e forno automatico.
ore 8.10: esce di casa in carrozzina elettronica, comandata con joystick, per dirigersi
al lavoro dopo aver regolato tramite un’interfaccia semplificata i diversi siste-
mi domestici e grazie al braccio meccanico può svolgere le azioni più difficoltose
(motilità fine).
ore 8.30 - 13.00: lavora seduto come segretario per un’associazione utilizzando un PC
con supporti specifici (mouse personalizzato).
ore 13.00 - 14.00: Paolo è in grado di pranzare in autonomia con piatti pronti o già
preparati e riposti in frigorifero che automaticamente ne facilita il prelievo. Deve
solo metterli nel forno.
ore 14.00 – 15.30: due volte a settimana Paolo svolge esercizi per il mantenimento dei
risultati raggiunti (a corpo libero e sull’apposito tapisroulant) durante i quali è
previsto l’utilizzo di strumenti di telemedicina, per il monitoraggio di para-
metri vitali quali misuratore di pressione ed elettrocardiografo, in modo da
valutare a distanza lo stato di salute e, al contempo, il grado di impegno nell’eser-
cizio e lo stato d’animo. Un giorno alla settimana, uno specialista dell’ospedale
si collega con Paolo in videoconferenza e può leggere in real-time tutti i parame-
tri registrati durante lo svolgimento degli esercizi. È in questa occasione che si
rivaluta il programma di esercizi per gli arti superiori ed inferiori, considerando
anche i dati relativi agli esercizi eseguiti nei giorni precedenti.
ore 16.30 – cena: è tempo dedicato a spesa, varie ed eventuali prima della preparazione
della cena, grazie ai medesimi ausili utilizzati per colazione e pranzo. Paolo può
muoversi liberamente in casa in carrozzina o con girello e gestire le funziona-
lità domestiche (apertura porte, finestre, accensione luci ed apparecchiature elet-
troniche, regolazione della temperatura) attraverso un’interfaccia di comando
semplificata. Attraverso la medesima apparecchiatura è inoltre possibile invia-
re chiamate di emergenza con richieste pre-registrate, chattare e leggere libri o
riviste.
4.1.2 Impatto assistenziale medio
Marco, pensionato di 65 anni, sposato, senza figli ha avuto in ictus ischemico con esisti
di paresi agli arti superiore e inferiore destri 14 mesi orsono.
Clinicamente si evidenzia: emiparesi destra, emilato sinistro con conservata mobilità,
afasia e disfagia esito di recente ictus ischemico cerebrale, ipertensione arteriosa, severa
tendinopatia di spalla sinistra, ipertrofia prostatica.
Ci sono margini minimi di miglioramento, tuttavia il rischio è di una regressio-
ne funzionale (perdita della capacità di deambulare, regressione cognitiva generale e
peggioramento della contrattura dell’arto superiore).
Marco è stato dimesso dal centro di riabilitazione 3 mesi dopo l’ictus e ha poi con-
tinuato a far riabilitazione in regime di Day Hospital). Valutata la situazione socio-
sanitaria del paziente, fisiatra e servizi sociali hanno suggerito allo stesso Marco e a
22

Storyboard
sua moglie di trasferirsi in una Private Assisted House, più adatta alle esigenze della
famiglia.
La sua giornata tipo inizia alle 8 del mattino. Dopo la sveglia, riesce ad alzarsi da
letto grazie al sistema di automazione integrato e a vestirsi con l’aiuto di sua moglie;
Marco è in grado di deambulare per brevi tragitti con ortesi gamba-piede e bastone di
appoggio e, pertanto, può raggiungere abbastanza agevolmente il bagno, dove è possi-
bile lavarsi all’interno di una vasca munita di piattaforma sollevabile., sempre
con l’aiuto del caregiver2. Inoltre, qualora i trasferimenti dovessero avvenire in assen-
za dell’assistente, considerando soprattutto i problemi di incontinenza e la necessità di
recarsi più volte al bagno, la presenza di un sistema di sensori di movimento rive-
lerebbe eventuali cadute, garantendo di conseguenza l’arrivo dei soccorsi. Allo stesso
modo Marco può raggiungere la cucina in maniera pressoché autonoma dove è possi-
bile prepararsi la colazione, purché costituita da cibo morbido e sminuzzato in quanto
disfagico.
La mattina è la parte della giornata dedicata alla riabilitazione finalizzata in primo
luogo prevenire complicazioni dovute dall’ipomobilità degli arti e all’incremento delle
performance motorie. Durante questa fase, cos`ı come per il resto della giornata, è
molto importante la misurazione dei parametri vitali (su tutti ECG e PA3) attraverso
un sistema indossabile di sensori, alla luce anche della sua condizione di iperteso,
finalizzata ad un monitoraggio a distanza.
La riabilitazione non riguarda solamente l’aspetto motorio, ma anche quello comu-
nicativo, dal momento che permangono difficoltà nella produzione verbale; tale attività,
cos`ı come quella fisica, può essere realizzata a casa attraverso opportuni esercizi mo-
nitorabili a distanza via skype mediante tablet o PC. Gli stessi strumenti consentono
inoltre la definizione periodica delle cure mediche e l’aggiornamento del trattamento
riabilitativo. Giunta l’ora di pranzo, la presenza della moglie di Marco è importante
per la predisposizione degli alimenti (sbucciatura della frutta, frollatura, ecc.), mentre
l’alimentazione vera e propria può essere svolta in autonomia, anche grazie all’impiego
di una posata meccanica.
Il pomeriggio è il momento del relax e non è pertanto fondamentale la presenza di
alcun caregiver all’interno della casa; Marco infatti, mediante interfaccia semplifica-
ta, può provvedere alla textbfregolazione della temperatura e della luminosità, facilitata
anche dalla presenza di finestre a schermo liquido per la luce solare. In questo mo-
do può dedicarsi alla lettura su tablet o pc e all’esecuzione di esercizi per la memoria
e l’abilità di calcolo utilizzando il pannello attrezzato interattivo dotato di schermi
touch e scrivania regolabile a seconda delle esigenze dell’utilizzatore.
Tuttavia è bene che Marco continui a mantenere i propri contatti sociali ed una certa
motilità a prescindere dagli esercizi riabilitativi; pertanto, verso le ore 16, accompagnato
dagli amici, si dirige a piedi verso il bar, luogo di ritrovo in cui trascorre qualche ora
giocando a carte e dialogando con altre persone. Il rientro a casa è previsto attorno
alle 19, prima della cena che avverrà con le stesse modalità del pranzo.
Prima di coricarsi (sempre aiutato da sua moglie), Marco trascorre la serata guar-
dando la tv seduto comodamente su una poltrona sensorizzata, dotata di dispositivi
di misurazione integrati (misuratore di pressione, bilancia, misuratore livello di glice-
mia e della saturazione di ossigeno nel sangue), con annesso dispositivo per invio dei
dati alla struttura di supporto medico di riferimento.
2
persona che presta le cure
3
elettrocardiogramma e pressione arteriosa sistemica.
23

Storyboard
4.1.3 Impatto assistenziale alto
Giuseppe è un uomo di 45 anni che presenta esiti di poliomielite, cifoscoliosi dorso-
lombare, deficit ventilatorio restrittivo di grado moderato; il suo livello intellettivo è
tuttavia da considerarsi nella norma e possiede una discreta comprensione sia verbale
che scritta oltre che una buona memoria, mentre è pressoché impossibilitato a utilizzare
gli arti inferiori e superiori. È presente inoltre un deficit di espressione verbale.
La giornata di Giuseppe si svolge essenzialmente all’interno della Private Assisted
House ed inizia solitamente alle ore 8, dopo una nottata trascorsa indossando la masche-
rina per la respirazione, considerati i problemi di apnea notturna che determinano una
certa irregolarità del sonno; per tale ragione durante la notte risulta sempre attivo un
sensore per il monitoraggio dei parametri vitali, su tutti textbffrequenza respiratoria,
attività, accelerazione cardiaca e postura.
Giuseppe non è autonomo in gran parte delle attività quotidiane e necessita di as-
sistenza per l’igiene personale e per la vestizione; l’assistente pertanto lo veste ge-
neralmente sul letto e poi lo posiziona sulla carrozzina elettrica con l’aiuto di un
sollevatore, per poi accompagnarlo in bagno, al cui interno la vasca è dotata di una
piattaforma sollevabile, mentre il WC è regolabile in altezza ed è provvisto di
bidet integrato e di scarico automatico.
La mattina vengono eseguite sedute di riabilitazione sia per quanto riguarda la respi-
razione, sia dal punto di vista motorio, sempre in presenza di caregiver. Per la respi-
razione vengono impiegati due apparecchi specifici (In Ex Suffletor e Respi Flo) mentre
gli esercizi riguardanti la motilità sono finalizzati all’esecuzione in maniera più colla-
borativa di attività quotidiane (es. vestizione) e al mantenimento di una certa forma
fisica attraverso un programma dietetico: in tal senso sono necessari alcuni strumenti
per l’analisi multiparametrica del sangue come a esempio misuratore di colesterolo
e trigliceridi, glucometro e saturimetro.
Al momento del pranzo, la cui preparazione avviene necessariamente da parte del
caregiver, Giuseppe riesce ad alimentarsi in maniera autonoma, grazie alla posata
meccanica e al braccio meccanico; nonostante per numerose attività occorra il sup-
porto assistenziale, il fatto di mangiare in maniera indipendente è un grande stimolo
per Giuseppe, considerando soprattutto la sua personalità riservata e le note depressive
di fondo.
All’interno della Private Assisted House sono inoltre disponibili un PC ed un ta-
blet, opportunamente collocati su un pannello attrezzato ad altezza regolabile, in
modo da ingombrare il meno possibile e favorire il passaggio della carrozzina elettrica,
facilitato anche da porte ad apertura automatica che grazie a opportuni sensori
di presenza rilevano la presenza all’interno di una stanza: in questo modo Giusep-
pe può trascorrere parte del suo tempo libero giocando virtualmente (es. carte e altri
passatempo).
La sua vita tuttavia non si svolge esclusivamente all’interno delle mura domestiche:
in estate infatti le attività riabilitative vengono svolte in acqua; inoltre, pur ricevendo
una pensione di invalidità, Giuseppe opera come volontario presso un’associazione e
partecipa a eventi sociali organizzati dalla stessa.
La cena è organizzata allo stesso modo del pranzo, mentre le ore successive vengo-
no trascorse generalmente guardando la tv seduto su una poltrona intelligente dotata
di sensori per il monitoraggio dei parametri vitali e di postura realizzata con tessuti
atermici ed impermeabili.
24

Configurazioni dedotte dalle storyboard
4.2 Configurazioni dedotte dalle storyboard
Le storyboard appena riportate permettono di definire con un quadro più chiaro come
potrebbe essere la vita all’interno di una Private Assisted House.
È importante sottolineare che non tutti gli oggetti nominati esistono effettivamente
(per il momento) e/o possono essere utilizzati per gli scopi sopra descritti (es. braccio
meccanico), ma fanno comunque parte del “metamodello” che contiene gli smart object
che dovrebbero essere realizzati all’interno delle smart home.
Partendo da questo presupposto e dal fatto che lo scopo di questo progetto è quello
di creare una serie di configurazioni attuabili e gestibili attraverso Freedomotic, sono
stati considerati solamente gli oggetti che hanno un senso all’interno della realtà di
Freedomotic. Ad esempio uno smart object come il sensore per ECG fornisce parametri
vitali che possono essere utilizzati per stabilire lo stato di salute della persona e, in
caso di valori fuori norma, la smart home può avvertire i soccorsi tempestivamente. La
posata meccanica, invece, è uno smart object che sicuramente è di grandissimo utilità,
ma è indubbiamente un oggetto fine a se stesso, ovvero non fornisce indicazioni che, se
elaborate dal “sistema”, possono essere di maggior aiuto per la persona.
Per questi motivi, quindi, non tutti gli oggetti sono stati implementati all’interno di
Freedomotic anche se effettivamente nella realtà della piattaforma Pass esistono.
Di seguito viene riportato l’elenco dei possibili smart object coninvolti:
Letto: un letto meccanizzato che consente il settaggio dell’inclinazione dello schienale.
Vasca: una vasca dotata di piattaforma sollevabile.
Finestre a schermo liquido: delle finestre che consentono di regolare l’afflusso lu-
minoso all’interno della stanza.
Sensore CO2: un sensore che misura la quantità di CO2 all’interno della casa.
Sensori indossabili: dei sensori misurano alcuni parametri vitali come battito car-
diaco, pressione arteriosa, saturazione ossigeno, livello del glucosio ecc.
Poltrona sensorizzata: una poltrona che incorpora dei sensori che permettono un’a-
nalisi dello stato di salute del paziente.
Elettrodomestici vari: una serie di oggetti di uso comune nell’abitazione che il cui
utilizzo deve essere facilitato come tv, forno, tablet ecc.
La lista delle possibili configurazioni attuabili è una diretta conseguenza dell’elenco
degli oggetti coinvolti all’interno della Private Assisted House ed è cos`ı composta:
ˆ automatizzazione di azioni quotidiane e ripetitive:
– spegnimento forno allo scadere del timer;
– spegnimento luci in caso di uscita dalla stanza;
– spegnimento luci del salotto all’accensione della TV;
ˆ Regolazione luminosità della stanza:
– diminuzione luce in caso di luminosità troppo alta;
– aumento luce in caso di luminosità troppo bassa;
25

Configurazioni dedotte dalle storyboard
– accensione di luce artificiale in caso di luminosità insufficiente;
ˆ monitoraggio dei parametri vitali:
– rilevazione di valori fuori norma;
– chiamata dei soccorsi in caso di necessità;
ˆ rilevazione di eventuali situazioni di pericolo:
– possibili cadute;
– valori di CO2 anormali;
Agli oggetti precedentemente elencati, è indispensabile aggiungerne altri (non diretta-
mente menzionati nelle storyboard) la cui presenza risulta obbligatoria per effettuare
i controlli necessari all’interno della casa e di conseguenza per creare le configurazioni
appena descritte.
Di seguito sono elencati gli smart object aggiunti alla lista precedentemente creata:
Sistema di allarme: un sistema che permette di inoltrare chiamate automatiche ai
soccorsi (caregiver, 118, centro di telemedicina).
PIR: un sensore che rilevara la presenza di una persona all’interno di una stanza.
Luxmetro: un sensore che misura la quantità di luce all’interno di un ambiente.
Accelerometro: un sensore che permette di rilevare brusche accelerazioni (individua-
zione di possibili cadute).
Misuratore di pressione: un sensore che rileva la presenza di un peso sopra di esso
(persona sopra la poltrona).
26

5. L’implementazione degli smart
object coinvolti
Una volta definiti gli oggetti coinvolti, è possibile passare alla loro implementazione,
ovvero alla loro modellazione in smart object virtuali utilizzabili in Freedomotic.
Ogni tipo di smart object implementato è contraddistinto da un nome, una serie di
behavior ed eventualmente anche dei comandi e dei trigger.
Per evitare un inutile appesantimento di questo documento, viene mostrata solo
la parte di codice relativa all’implementazione di alcuni comandi e trigger a titolo
esemplificativo.
5.1 Bed
Behavior:
statusUp: regolazione dello schienale in percentuale.
Command:
set Bed up: alza lo schienale.
Command setUp = new Command();
2 setUp.setName("Set " + getPojo().getName() + " up");
setUp.setDescription("Raise the backplate of " + getPojo().getName());
4 setUp.setReceiver("app.events.sensors.behavior.request.objects");
setUp.setProperty("object", getPojo().getName());
6 setUp.setProperty("behavior", "statusUp");
setUp.setProperty("value", "100");
8 CommandPersistence.add(setUp);
set Bed down: abbassa lo schienale.
Trigger:
Bed turns up: quando lo schienale si alza.
Trigger turnsUp = new Trigger();
2 turnsUp.setName(this.getPojo().getName() + " turns up");
turnsUp.setChannel("app.event.sensor.object.behavior.change");
4 turnsUp.getPayload().addStatement("object.name", this.getPojo().getName());
turnsUp.getPayload().addStatement("object.behavior." + BEHAVIOR_STATUS, "100");
6 TriggerPersistence.add(turnsUp);
Bed turns down: quando lo schienale si abbassa.

Bathtub
5.2 Bathtub
Behavior:
statusUp: regolazione della piattaforma sollevabile in percentuale.
Command:
set Bathtub up: alza la piattaforma.
set Bathtub down: abbassa la piattaforma.
Command setDown = new Command();
2 setDown.setName("Set " + getPojo().getName() + " down");
setDown.setDescription("Lower the backplate of " + getPojo().getName());
4 setDown.setReceiver("app.events.sensors.behavior.request.objects");
setDown.setProperty("object", getPojo().getName());
6 setDown.setProperty("behavior", "statusUp");
setDown.setProperty("value", "0");
8 CommandPersistence.add(setDown);
Trigger:
Bathtub turns up: quando la piattaforma si alza.
Bathtub turns down: quando la piattaforma si abbassa.
Trigger turnsDown = new Trigger();
2 turnsDown.setName(this.getPojo().getName() + " turns down");
turnsDown.setChannel("app.event.sensor.object.behavior.change");
4 turnsDown.getPayload().addStatement("object.name", this.getPojo().getName());
turnsDown.getPayload().addStatement("object.behavior." + BEHAVIOR_STATUS, "0");
6 TriggerPersistence.add(turnsDown);
5.3 ShieldedWindow
Behavior:
shield: valore della schermatura in percentuale.
Command:
Increase ShieldedWindow shield value: incrementa la schermatura.
Command increase = new Command();
2 increase.setName("Increase " + getPojo().getName() + " shield value");
increase.setDescription("Increase " + getPojo().getName() + " shield value" + " of one step");
4 increase.setReceiver("app.events.sensors.behavior.request.objects");
increase.setProperty("object", getPojo().getName());
6 increase.setProperty("behavior", "shield");
increase.setProperty("value", "next");
8 CommandPersistence.add(increase);
Decrease ShieldedWindow shield value: decrementa la schermatura.
28

HealthSensor
5.4 HealthSensor
Behavior:
powered: sensore acceso o spento.
HeartRate: battito cardiaco rilevato.
BloodPressure: pressione arteriosa rilevata.
ECGAnomalies: rilevazione anomalie nell’ECG (vero o falso).
batteryLevel: valore percentuale della batteria del sensore.
Command:
turn on: accendi il sensore.
Command setOn = new Command();
2 setOn.setName("Turn on " + getPojo().getName());
setOn.setDescription(getPojo().getName() + " turns on");
4 setOn.setReceiver("app.events.sensors.behavior.request.objects");
setOn.setProperty("object", getPojo().getName());
6 setOn.setProperty("behavior", BEHAVIOR_POW);
setOn.setProperty("value", BooleanBehavior.VALUE_TRUE);
8 CommandPersistence.add(setOn);
turn off: spegni il sensore.
Trigger:
HealthSensor turns on: quando il sensore si accende.
HealthSensor turns off: quando il sensore si spegne.
HealthSensor detect an ECG anomalies: quando il sensore rileva un’ano-
malia nell’ECG.
Trigger ECGAnomaliesTrue = new Trigger();
2 ECGAnomaliesTrue.setName(this.getPojo().getName() + " detect an ECG anomalies");
ECGAnomaliesTrue.setChannel("app.event.sensor.object.behavior.change");
4 ECGAnomaliesTrue.getPayload().addStatement("object.name", this.getPojo().getName());
ECGAnomaliesTrue.getPayload().addStatement("object.behavior." + BEHAVIOR_ECG_ANOM, BooleanBehavior.
VALUE_TRUE);
6 TriggerPersistence.add(ECGAnomaliesTrue);
HealthSensor don’t detect an ECG anomalies: quando il sensore non rile-
va un’anomalia nell’ECG.
battery level il too low: quando la batteria del sensore è troppo bassa.
5.5 GlucoMeter
Behavior:
glucose: valore di glucosio nel sangue rilevato.
BatteryLevel: valore percentuale della batteria del sensore.
29

PulseOximeter
Command:
Trigger:
GlucoMeter turns on: quando il sensore si accende.
GlucoMeter turns oﬀ: quando il sensore si spegne.
Trigger BatteryLow = new Trigger();
2 BatteryLow.setName(this.getPojo().getName() + " battery level is too low");
BatteryLow.setChannel("app.event.sensor.object.behavior.change");
4 BatteryLow.getPayload().addStatement("object.name", this.getPojo().getName());
BatteryLow.getPayload().addStatement("AND", "object.behavior." + BEHAVIOR_BATTERY, "LESS_THAN", "10");
6 TriggerPersistence.add(BatteryLow);
5.6 PulseOximeter
Behavior:
sat: valore della saturazione dell’ossigeno in percentuale.
Command:
Command setOff = new Command();
2 setOff.setName("Turn off " + getPojo().getName());
setOff.setDescription(getPojo().getName() + " turns off");
4 setOff.setReceiver("app.events.sensors.behavior.request.objects");
setOff.setProperty("object", getPojo().getName());
6 setOff.setProperty("behavior", BEHAVIOR_POW);
setOff.setProperty("value", BooleanBehavior.VALUE_FALSE);
8 CommandPersistence.add(setOff);
Trigger:
PulseOximeter turns on: quando il sensore si accende.
Trigger turnsOn = new Trigger();
2 turnsOn.setName(this.getPojo().getName() + " turns on");
turnsOn.setChannel("app.event.sensor.object.behavior.change");
4 turnsOn.getPayload().addStatement("object.name", this.getPojo().getName());
turnsOn.getPayload().addStatement("object.behavior." + BEHAVIOR_POW, BooleanBehavior.VALUE_TRUE);
6 TriggerPersistence.add(turnsOn);
PulseOximeter turns oﬀ: quando il sensore si spegne.
30

GasMeter
5.7 GasMeter
Behavior:
CO2: percentuale di CO2 nell’aria.
batteryLevel: valore percentuale della batteria del sensore.
deviceTemperature: temperatura del sensore in °C.
5.8 Armchair
Behavior:
glucose: valore di glucosio nel sangue relevato.
BloodPressure: pressione arteriosa rilevata.
sat: valore della saturazione dell’ossigeno in percentuale.
weight: peso corporeo.
5.9 Oven
Behavior:
powered: dispositivo acceso o spento.
temperature: valore della temperatura di cottura.
timer: valore del timer.
Command:
Trigger:
Oven turns on: quando il dispositivo si accende.
Oven turns oﬀ: quando il dispositivo si spegne.
timer go to 0: quando il timer arriva a 0.
Trigger timer0 = new Trigger();
2 timer0.setName(this.getPojo().getName() + " timer go to 0");
timer0.setChannel("app.event.sensor.object.behavior.change");
4 timer0.getPayload().addStatement("object.name", this.getPojo().getName());
timer0.getPayload().addStatement("object.behavior." + BEHAVIOR_TIMER, "0");
6 TriggerPersistence.add(timer0);
31

TV
5.10 TV4
Behavior:
volume: valore del volume impostato.
channel: valore del canale selezionato.
muted: disattivazione audio (vero o falso).
Command:
volume: valore del volume impostato.
channel: valore del canale selezionato.
muted: disattivazione audio (vero o falso).
Trigger:
turn on: accendi il dispositivo.
turn off: spegni il dispositivo.
volume up: aumenta il volume di una unità.
volume down: decrementa il volume di una unità.
channel up: imposta il canale successivo.
channel down: imposta il canale precedente.
mute TV: disattiva audio.
unmute TV: attiva audio.
5.11 Light4
Behavior:
brightness: valore percentuale della luminosità.
Command:
turn on: accendi la luce.
turn off: spegni la luce.
Increase brightness: aumenta la luminosità di una unità.
Decrease brightness: decrementa la luminosità di una unità.
4
smart object presente di dafault in Freedomotic
32

Tablet
5.12 Tablet
Behavior:
Command:
turn on: accendi il dispositivo.
turn oﬀ: spegni il dispositivo.
Command setOff = new Command();
2 setOff.setName("Turn off " + getPojo().getName());
setOff.setDescription(getPojo().getName() + " turns off");
4 setOff.setReceiver("app.events.sensors.behavior.request.objects");
setOff.setProperty("object", getPojo().getName());
6 setOff.setProperty("behavior", BEHAVIOR_POW);
setOff.setProperty("value", BooleanBehavior.VALUE_FALSE);
8 CommandPersistence.add(setOff);
5.13 AlertSystem
Behavior:
AlertCG: chiamata al caregiver (vero o falso).
Alert118: chiamata al 118 (vero o falso).
AlertTM: chiamata al centro di telemedicina (vero o falso).
Command:
AlCG: chiama il caregiver.
Command AlCG = new Command();
2 AlCG.setName(getPojo().getName() + " alerts the caregiver");
AlCG.setDescription(getPojo().getName() + " alerts the caregiver");
4 AlCG.setReceiver("app.events.sensors.behavior.request.objects");
AlCG.setProperty("object", getPojo().getName());
6 AlCG.setProperty("behavior", "AlertCG");
AlCG.setProperty("value", "True");
8 CommandPersistence.add(AlCG);
Al118: chiama il 118.
AlTM: chiama il centro di telemedicina.
Command AlTM = new Command();
2 AlTM.setName(getPojo().getName() + " alerts the telemedicine structure");
AlTM.setDescription(getPojo().getName() + " alerts the telemedicine structure");
4 AlTM.setReceiver("app.events.sensors.behavior.request.objects");
AlTM.setProperty("object", getPojo().getName());
6 AlTM.setProperty("behavior", "AlertTM");
AlTM.setProperty("value", "True");
8 CommandPersistence.add(AlTM);
33

Accelerometer
5.14 Accelerometer
Behavior:
acceleration: valore dell’accelerazione rilevata dal sensore.
horizontal: rilevata posizione orizzonale (vero o falso).
Command:
Trigger:
5.15 LuxMeter
Behavior:
lux: sensore acceso o spento.
Trigger:
5.16 PressureMeter
Behavior:
pressure: sensore acceso o spento.
deviceTemperature: temperatura del dispositivo in °C.
5.17 PIR
Behavior:
presence: sensore acceso o spento.
34

PIR
Trigger:
PIR relieves a presence: quando il sensore rileva un movimento.
Trigger PresenceTrue = new Trigger();
2 PresenceTrue.setName(this.getPojo().getName() + " relieves a presence");
PresenceTrue.setChannel("app.event.sensor.object.behavior.change");
4 PresenceTrue.getPayload().addStatement("object.name", this.getPojo().getName());
PresenceTrue.getPayload().addStatement("object.behavior." + BEHAVIOR_PRESENCE, BooleanBehavior.
VALUE_TRUE);
6 TriggerPersistence.add(PresenceTrue);
PIR don’t relieves a presence: quando il sensore non rileva un movimento.
Trigger PresenceFalse = new Trigger();
2 PresenceFalse.setName(this.getPojo().getName() + " don’t relieve a presence");
PresenceFalse.setChannel("app.event.sensor.object.behavior.change");
4 PresenceFalse.getPayload().addStatement("object.name", this.getPojo().getName());
PresenceFalse.getPayload().addStatement("object.behavior." + BEHAVIOR_PRESENCE, BooleanBehavior.
VALUE_FALSE);
6 TriggerPersistence.add(PresenceFalse);
35

6. L’implementazione delle
conﬁgurazioni
Freedomotic permette, una volta creati gli oggetti, di posizionarli a proprio piacimento
all’interno dell’abitazione.
La “Private Assisted House” ipotizzata, `e composta da un soggiorno, una camera da
letto e una cucina, pertanto alcuni degli smart object implementati, sono stati inseriti
in ognuna delle suddette stanze:
ˆ Light;
ˆ PIR;
ˆ LuxMeter;
ˆ ShieldedWindow;
Nel suo complesso, l’ambiente virtuale si presenta nella seguente maniera:
Figura 6.1: Casa virtuale in Freedomotic con gli smart object

Spegnimento forno allo scadere del timer
Nonostante la smart home abbia al suo interno tutti gli oggetti di cui necessita,
non può essere ancora considerata come una casa “intelligente”, poiché gli smart ob-
ject non hanno alcuna automazione associata ai loro trigger. Pertanto ora verranno
implementate le configurazioni che sono state in precedenza definite nel paragrafo 4.2.
6.1 Spegnimento forno allo scadere del timer
Smart object: Oven;
Trigger: “timer go to 0”;
Command: “turn off Oven”;
Reaction: “IF timer go to 0 THAN turn off Oven”;
<com.freedomotic.reactions.Reaction>
2 <trigger>Oven timer go to 0</trigger>
<sequence>
4 <command>Turn off Oven</command>
</sequence>
6.2 Spegnimento luci del salotto all’accensione della TV
Smart object:
ˆ LivingroomLight;
ˆ TV;
Trigger: “TV turns on”;
Command: “Turn off LivingroomLight”;
Reaction: “IF TV turns on THAN turn off LivingroomLight”;
2 <trigger>TV turns on</trigger>
<sequence>
4 <command>Turn off LivingroomLight</command>
</sequence>
6.3 Spegnimento luci rimaste accese la notte
Smart object: LivingroomLight;
Trigger: “It’s night time”;
Command: “turn off all lights”;
Reaction: “IF it’s night time THAN turn off all lights”;
2 <trigger>It’s night time</trigger>
<sequence>
4 <command>turn off all lights</command>
</sequence>
38

Spegnimento luci in caso di uscita dalla stanza
6.4 Spegnimento luci in caso di uscita dalla stanza
Smart object:
ˆ LivingroomPIR;
ˆ LivingroomLight;
Trigger: “LivingroomPIR don’t relieve a presence”;
Command: “Turn off LivingroomLight”;
Reaction: “IF LivingroomPIR don’t relieve a presence THAN turn off Livingroom-
Light”;
2 <trigger>LivingroomPIR don’t relieve a presence</trigger>
<sequence>
4 <command>Turn off LivingroomLight</command>
</sequence>
6.5 Regolazione luminosità della stanza5
Smart object:
ˆ LivingroomLuxMeter;
ˆ LivingroomShieldedWindow;
Aumento luce
Trigger: “Livingroom lux is too low”;
<trigger>
2 <name>Livingroom lux is too low</name>
<channel>app.event.sensor.object.behavior.change</channel>
4 <payload>
<payload>
8 <attribute>Object.behavior.Lux</attribute>
<operand>LESS_THAN</operand>
14 <attribute>object.name</attribute>
<operand>EQUALS</operand>
16 <value>livingroomLuxMeter</value>
18 </payload>
</payload>
20 </trigger>
Command: “Decrease LivingroomShieldedWindow shield value”;
Reaction: “IF Livingroom lux is too low THAN decrease LivingroomShielded-
Window shield value”;
5 È documentato solo il salotto poiché cucina e camera da letto hanno un’implementazione analoga.
39

Regolazione luminosità della stanza
Diminuzione luce
Trigger: “Livingroom lux is too high”;
Command: “Increase LivingroomShieldedWindow shield value”;
Reaction: “IF Livingroom lux is too low THAN increase LivingroomShielded-
Window shield value”;
2 <trigger>Livingroom lux is too high</trigger>
<sequence>
4 <command>Increase LivingroomShieldedWindow shield value</command>
</sequence>
Luce artificiale in caso di illuminazione insufficiente (sera)
Trigger: “LivingroomPIR relieves a presence and its evening”;
<trigger>
2 <name>LivingroomPIR relieves a presence and its evening</name>
4 <payload>
<payload>
<operand>GREATER_EQUAL_THAN</operand>
16 <value>LivingroomPIR</value>
20 <attribute>object.behavior.presence</attribute>
22 <value>true</value>
24 </payload>
</payload>
26 </trigger>
Command: “Turn on LivingroomLight”;
Reaction: “IF LivingroomPIR relieves a presence and its evening THAN turn
on LivingroomLight”;
2 <trigger>LivingroomPIR relieves a presence and its evening</trigger>
<sequence>
4 <command>Turn on LivingroomLight</command>
</sequence>
Luce artificiale in caso di illuminazione insufficiente (notte)
Trigger: “LivingroomPIR relieves a presence and its night”;
Command: “Turn on LivingroomLight”;
40

Controllo parametri vitali
Reaction: “IF LivingroomPIR relieves a presence and its night THAN turn on
LivingroomLight”;
6.6 Controllo parametri vitali
Smart object:
ˆ HealthSensor;
ˆ Armchair;
ˆ PulseOximeter;
ˆ GlucoMeter;
ˆ AlertSystem;
Pressione arteriosa troppo alta (HealthSensor)
Trigger: “Blood pressure is too high”;
<trigger>
2 <name>Blood Pressure is too high</name>
4 <payload>
<payload>
8 <attribute>object.behavior.BloodPressure</attribute>
<operand>GREATER_THAN</operand>
16 <value>HealthSensor</value>
18 </payload>
</payload>
20 </trigger>
Command: “AlertSystem alerts the telemedicine structure”;
Reaction: “IF blood pressure is too high THAN AlertSystem alerts the teleme-
dicine structure”;
2 <trigger>Blood Pressure is too high</trigger>
<sequence>
4 <command>AlertSystem alerts the telemedicine structure</command>
</sequence>
Pressione arteriosa troppo bassa (HealthSensor)
Trigger: “Blood Pressure is too low”;
Reaction: “IF blood pressure is too low THAN AlertSystem alerts the teleme-
41

2 <trigger>Blood Pressure is too low</trigger>
<sequence>
</sequence>
Anomalia nell’ECG
Trigger: “HealthSensor detect an ECG anomalies”;
Command:
ˆ “AlertSystem alerts the caregiver”;
ˆ “AlertSystem alerts 118”;
Reaction: “IF HealthSensor detect an ECG anomalies THAN AlertSystem alerts
the caregiver AFTER THAT AlertSystem alerts 118”;
2 <trigger>HealthSensor detect an ECG anomalies</trigger>
<sequence>
4 <command>AlertSystem alerts the caregiver</command>
<command>AlertSystem alerts 118</command>
6 </sequence>
Pressione arteriosa troppo alta (Armchair)
Trigger: “Armchair blood pressure value is to high”;
1 <trigger>
<name>Armchair blood pressure value is to high</name>
3 <channel>app.event.sensor.object.behavior.change</channel>
<payload>
5 <payload>
<attribute>object.behavior.BloodPressure</attribute>
9 <operand>GREATER_THAN</operand>
<value>80</value>
<attribute>object.name</attribute>
<value>Armchair</value>
</payload>
19 </payload>
</trigger>
Reaction: “IF Armchair blood pressure value is to high THAN AlertSystem
alerts the telemedicine structure”;
Saturazione ossigeno nel sangue troppo alta
Trigger: “O2 saturation is too high”;
42

<trigger>
2 <name>O2 saturation is too high</name>
4 <payload>
<payload>
8 <attribute>object.behavior.sat</attribute>
16 <value>PulseOximeter</value>
18 </payload>
</payload>
20 </trigger>
Reaction: “IF O2 saturation is too high THAN AlertSystem alerts the teleme-
Saturazione ossigeno nel sangue troppo bassa
Trigger: “O2 saturation is too low”;
Reaction: “IF O2 saturation is too low THAN AlertSystem alerts the teleme-
2 <trigger>O2 saturation is too low</trigger>
<sequence>
</sequence>
Glucosio nel sangue troppo basso
Trigger: “Glucose value is too low”;
<trigger>
2 <name>Glucose value is too low</name>
4 <payload>
<payload>
8 <attribute>object.behavior.glucose</attribute>
<operand>LESS_THAN</operand>
16 <value>GlucoMeter</value>
18 </payload>
</payload>
20 </trigger>
43

Rilevazione di eventuali situazioni di pericolo
Reaction: “IF glucose value is too low THAN AlertSystem alerts the telemedi-
cine structure”;
6.7 Rilevazione di eventuali situazioni di pericolo
Smart object:
ˆ Accelerometer;
ˆ GasMeter;
ˆ AlertSystem;
Rilevazione di una caduta
Trigger: “The person is dropped”;
<trigger>
2 <name>The person is dropped</name>
4 <payload>
<payload>
8 <attribute>object.behavior.acceleration</attribute>
16 <value>Accelerometer</value>
20 <attribute>object.behavior.horizontal</attribute>
22 <value>true</value>
24 </payload>
</payload>
26 </trigger>
Command:
ˆ “AlertSystem alerts the caregiver”;
ˆ “AlertSystem alerts 118”;
Reaction: “IF the person is dropped THAN AlertSystem alerts the caregiver
AFTER THAT AlertSystem alerts 118”;
2 <trigger>The person is dropped</trigger>
<sequence>
<command>AlertSystem alerts 118</command>
6 </sequence>
44

Rilevazione di eventuali situazioni di pericolo
Concentrazione di CO2 nell’aria troppo elevata
Trigger: “CO2 value is too high”;
1 <trigger>
<name>CO2 value is too high</name>
3 <channel>app.event.sensor.object.behavior.change</channel>
<payload>
5 <payload>
<attribute>object.behavior.CO2</attribute>
9 <operand>GREATER_THAN</operand>
<value>20</value>
<attribute>object.name</attribute>
<value>GasMeter</value>
</payload>
19 </payload>
</trigger>
Command: “AlertSystem alerts the caregiver”;
Reaction: “IF CO2 value is too high THAN AlertSystem alerts the caregiver”;
2 <trigger>CO2 value is too high</trigger>
<sequence>
</sequence>
Queste configurazioni, che permettono a Freedomotic di automatizzare la “Priva-
te Assisted House”, consentono di effettuare i controlli che le storyboard richiedono,
ma ovviamente non rappresentano soluzioni immediatamente applicabili sul campo, in
quanto gli smart object configurati:
non sono associati a un hardware: nonostante la maggior parte degli smart object
utilizzati siano già presenti nel mercato, questi devono essere in grado di comu-
nicare con Freedomotic, altrimenti ogni configurazione agisce solamente a livello
software. Infatti i valori utilizzati nelle configurazioni non forniscano in alcun mo-
do un valore associabile ad una misurazione reale, in quanto tale valore può avere
diverse rappresentazioni (unità di misura) strettamente dipendenti dall’hardware
utilizzato.
devono essere adattati a esigenze specifiche: ogni persona può presentare range
differenti di valori anormali per ogni parametro vitale, poiché essi possono variare
a seconda della condizioni fisiche (sesso, età, peso, altezza, ecc.) e della malattia
di cui ognuno è affetto, senza contare il fatto degli aspetti degenerativi che posso
far mutare nel tempo questi range. Pertanto i valori presentati in questa docu-
mentazione sono assolutamente indicativi. Sarà compito del personale medico
competente stabilire quali sono i valori per i quali deve scattare una procedura di
assistenza.
45

Plugin per la riconfigurazione on-demand
6.8 Plugin per la riconfigurazione on-demand
Tutti gli smart object e le relative configurazioni sono stati implementati per rispondere
alle esigenze che le persone descritte nelle storyboard richiedono.
In precedenza è stato detto che ogni persona può avere esigenze specifiche differenti,
infatti ogni storyboard, che descrive profili assistenziali di diversa gravità, necessita
di configurazioni che forniscono determinati controlli e che, probabilmente, in un’altra
storyboard non sono necessari. Quello che verrà affrontato ora, è la suddivisione delle
configurazioni in base alle esigenze specifiche di ogni storyboard, in modo da creare una
“Private Assisted House” su misura di ogni profilo assistenziale.
Come è stato già discusso nel paragrafo 4.1, ogni storyboard rappresenta un profilo
assistenziale sempre più grave, quindi è possibile dedurre che al crescere della gravità
del profilo assistenziale cresceranno anche i controlli da effettuare.
Nel caso specifico del profilo assistenziale basso, per l’assistito è sufficiente un con-
trollo cardiologico e della pressione per stabilirne lo stato di salute, mentre nel pro-
filo assistenziale grave sono necessari ulteriori controlli come il glucosio, saturazione
ossigeno nel sangue ecc.
Ciò significa che ogni profilo assistenziale avrà le configurazioni presenti in quello
precedente più altre create appositamente per lui.
Di seguito sono proposte le configurazioni specifiche di ogni profilo, dove a queste si
aggiungono quelle di tutti i profili precedenti.
Configurazione per profilo assistenziale basso
ˆ spegnimento del forno allo scadere del timer;
ˆ spegnimento luci del salotto all’accensione della TV;
ˆ spegnimento luci rimaste accese la notte;
ˆ spegnimento luci in caso di uscita dalla stanza;
ˆ regolazione luminosità della stanza:
– aumento luce;
– diminuzione luce;
– luce artificiale in caso di illuminazione insufficiente;
ˆ controllo parametri vitali:
– pressione arteriosa troppo alta (HealthSensor);
– pressione arteriosa troppo bassa (HealthSensor);
– anomalia nell’ECG;
Configurazione per profilo assistenziale medio
– pressione arteriosa troppo bassa (Armchair);
– rilevazione di una caduta;
46

Simulazione delle configurazioni
Configurazione per profilo assistenziale alto
– saturazione ossigeno nel sangue troppo alta;
– saturazione ossigeno nel sangue troppo bassa;
– glucosio nel sangue troppo basso;
– concentrazione di CO2 nell’aria troppo elevata;
Una volta che tutte le configurazioni precedentemente create sono state suddivise in
base al loro profilo assistenziale di riferimento, sono stati creati tre plugin (uno per ogni
profilo), che caricano a runtime le configurazioni attraverso i vari file .xtrg e .rea che
contengono i relativi trigger e reaction.
Questo sistema permette di aumentare l’adattabilità e la flessibilità della “Private
Assisted House” consentendo di gestire anche situazioni degenerative del malato (come
descritto nei paragrafi 2.5 e 2.6).
Figura 6.2: Finestra con i plugin installati
6.9 Simulazione delle configurazioni
In ogni processo di sviluppo software è necessario passare come ultimo step, attra-
verso procedure che permettono di verificare il corretto funzionamento, pertanto in
quest’ultima parte di documentazione varranno trattate le simulazioni effettuate sulle
configurazioni create.
Freedomotic mette a disposizione un apposito pannello di controllo, che per ogni
oggetto creato, fornisce pulsanti e barre di scorrimento che permettono di cambiare
valori ai relativi behavior. In questo modo è possibile “forzare” un cambiamento di
stato per verificare che un determinato trigger scatti in maniera corretta.
Questo modo di operare risulta efficace, ma assolutamente fine a se stesso, perciò
per effettuare simulazioni è stato utilizzato un meccanismo alternativo e decisamente
più interessante. Mi è stato fornito un software e un relativo plugin per Freedomotic,
che permette di simulare i cambiamenti di stato di un oggetto fisico e di conseguenza
al relativo oggetto virtuale.
47

Figura 6.3: Pannello di controllo di Freedomotic
L’applicazione utilizza il protocollo MQTT6 per simulare cambiamenti di un behavior
negli smart object.
Nello specifico, bisogna fornire al software un payload di tipo JSON7 contenente il
template dello smart object con i relativi valori dei behavior modificati. Il software, poi,
si occuperà di pubblicare (effettua una publish) il payload su un determinato broker
(nodo centrale).
Figura 6.4: Interfaccia del simulatore
A questo punto il plugin di Freedomotic, che non è altro che un client MQTT connesso
al broker, intercetta le pubblicazioni fatte dall’applicazione (effettua una subscribe) e
carica i cambiamenti ottenuti sui relativi smart object virtuali.
Di seguito vengono proposti due esempi che mostrano come costruire payload per
simulare il cambiamento di stato degli smart object.
6
MQ Telemetry Transport (MQTT) è un protocollo di messaggistica di tipo publish-subscribe.
7
JavaScript Object Notation è un formato per lo scambio dei dati in applicazioni client-server.
48

Simulazione HealthSensor
Behavior modiﬁcati:
ˆ BloodPressure = 120;
ˆ HeartRate = 90;
Payload di riferimento:
{
2 "time":"165030",
"date":"20140911",
4 "timestamp": 1391100630000,
"sender": "HealthSensor",
6 "object.address": "777",
"object.networkAddress": "0x0001",
8 "object.endpointAddress": "0x0000000000000001",
"object.type": "HealthSensor",
10 "object.uuid": "86a2a5bb-a919-3734-ab81-b7544aaee09f",
"object.cid": "0x0620",
12 "object.ctype": "0x0620",
"measurements":
14 [
{
16 "timestamp": 1396253552418,
"name": "HeartRate",
18 "value": 90,
"unit": "bpm"
20 },
{
22 "timestamp": 1396253552418,
"name": "BloodPressure",
24 "value": 120,
"unit": "mmHg"
26 }
]
28 }
Figura 6.5: Situazione dell’HealthSensor prima della simulazione
Figura 6.6: Situazione dell’HealthSensor dopo la simulazione
Di conseguenza alla modiﬁca dei valori nei behavior, tutti i trigger che soddisfano
tali cambiamenti scattano, infatti in questo caso viene rilevata una pressione troppo
alta e parte la chiamata alla struttura di telemedicina.
49

Simulazione BedroomPIR
Behavior modificato: presence = false;
Payload di riferimento:
{
2 "time":"165030",
"date":"20140911",
4 "timestamp": 1391100630000,
"sender": "BedroomPIR",
6 "object.address": "778",
"object.networkAddress": "0x0001",
8 "object.endpointAddress": "0x0000000000000001",
"object.type": "BedroomPIR",
10 "object.uuid": "86a2a5bb-a919-3734-ab81-b7544aaee09f",
"object.cid": "0x0620",
12 "object.ctype": "0x0620",
"measurements":
14 [
{
16 "timestamp": 1396253552418,
"name": "presence",
18 "value": false,
"unit": ""
20 }
]
22 }
Figura 6.7: Situazione del BedroomPIR prima della simulazione
Figura 6.8: Situazione del BedroomPIR dopo la simulazione
In questo caso il PIR segnala la presenza di una persona all’interno della camera da
letto e la luce è accesa. Nel momento in cui il simulatore pubblica sul broker un payload
in cui il bahavior presence è false, Freedomotic intercetta questo payload e cambia lo
stato del PIR. Come risultato si ha che scatta anche il trigger associato allo stato false:
il sensore che non rileva più alcuna presenza spegne l’ormai superflua lampadina.
50

7. Conclusione e sviluppi futuri
La società odierna è ormai caratterizzata dall’uso di dispositivi tecnologici in qualsiasi
ambito. La tecnologia, inoltre, ha un ruolo in primo piano riguardo la salute e il
benessere delle persone poiché nel corso degli anni si è sviluppata (e lo sta facendo
tutt’ora) per poter offrire un sostegno sempre più concreto alle persone.
Attualmente sono presenti svariate strutture sanitarie che permettono di fornire
assistenza e supporto ad anziani o persone con diverse disabilità, in cui si metto-
no a disposizione operatori competenti che aiutano i pazienti durante la loro attività
quotidiana.
Il passo in avanti che oggi la sanità, con l’aiuto della tecnologia, sta cercando di
effettuare è quello di studiare e fornire impianti domotici che permettano di migliorare
l’autonomia e la qualità della vita degli anziani e persone affette da disabilità.
In particolare, il progetto di cui mi sono occupato è quello che riguarda la “Private
Assisted House”, ovvero un’abitazione in cui il disabile può restare tranquillamente nel
suo ambiente familiare, ma con lo stesso grado di sicurezza che può offrire una struttura
sanitaria specializzata.
Questo avviene attraverso la piattaforma domotica che ho configurato e che, grazie
ai vari sensori e dispositivi posti all’interno dell’abitazione, riesce a controllare il livello
di salute e agire di conseguenza basandosi sulle regole imposte.
Questa soluzione di “casa intelligente” è ancora in fase di sviluppo e, per il momento,
deve essere considerata ancora un come un prototipo, infatti manca della componente
hardware che, seppur esistente, non fornisce l’interoperabilità necessaria affinché tutti
i dispositivi possano comunicare le loro informazioni a Freedomotic.
Lo sforzo che dovrà essere fatto in questa direzione sarà proprio quello di poter
prelevare le misurazioni effettuate tramite il sensore fisico, e quindi, di abbandonare
l’uso del simulatore che io ho sfruttato.
Permettere, però, la comunicazione diretta fra il dispositivo e Freedomotic attraverso
un protocollo di comunicazione, potrebbe portare diverse complicazioni sotto molti
punti di vista. Un’alternativa possibile potrebbe essere quella di sfruttare la stessa
tecnologia utilizzata dal simulatore: il protocollo MQTT (o simile) per permettere al
sensore di comunicare i parametri misurati a un broker che a sua volta li indirizzerà a
Freedomotic che effettuerà le dovute valutazioni.
Lo spostamento delle misurazioni e informazioni verso un ambiente esterno offrirebbe
l’opportunità di nuovi possibili sviluppi. Si potrebbe garantire, infatti, la sorveglianza
della persona anche da una postazione remota, effettuando ad esempio, delle analisi più
approfondite e utilizzare la strumentazione già presente in casa per valutare in tempo
reale le condizioni fisiche del malato.
Vista la possibilità di ottenere e manipolare informazioni al di fuori della smart home,
potrebbe essere un ulteriore e interessante sviluppo quello di poter eseguire dei comandi

o perfino configurare l’ambiente della “Private Assisted House” in maniera del tutto
indipendente dalla postazione in cui è installato Freedomotic.
In questa maniera si otterrebbe un completo decentramento del sistema di gestio-
ne sanitaria che potrebbe essere effettuata dal personale medico addetto, che potreb-
be operare ignorando i dettagli implementativi e di comunicazione che Freedomotic
utilizza.
Concludo la tesi dicendo che sono molto soddisfatto e orgoglioso di aver lavorato per
un progetto tanto ambizioso, perché mettere a frutto le proprie conoscenze acquisite
nel corso degli anni per un qualcosa di pratico è decisamente stimolante, ma lo è ancora
di più sapere di aver lavorato per la salute e per il miglioramento della qualità della
vita di persone bisognose.
52

Bibliografia
[1] La domotica: quanto costa. la Repubblica, 2012. URL: http://design.repubblica.
it/2012/05/17/la-domotica-quanto-costa/.
[2] Grappasonni I. e Petrelli F. I registri dell’ ictus cerebrale in italia. Telemedita-
lia, 2009. URL: http://www.telemeditalia.it/it/edizioni/edizioni/detail/0/
185/201/i-registri-dell-ictus-cerebrale-in-italia.html?edition=20092.
[3] Il futuro demografico del paese: Previsioni regionali della popolazione residente
al 2065. ISTAT, 2011. URL: http://www.telemeditalia.it/it/edizioni/
edizioni/detail/0/185/201/i-registri-dell-ictus-cerebrale-in-italia.
html?edition=20092.
[4] Aumentano le persone disabili, ma scontano invisibilità, ignoranza e pregiudizi.
Censis, 2010. URL: http://www.censis.it/7?shadow comunicato stampa=108589.
[5] Pagina ufficiale di freedomotic. URL: http://www.freedomotic.com/.
[6] Documentazione per freedomotic. URL: http://freedomotic.sednet.it/.

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