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

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. 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. 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. 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. 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. 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. Smart buildings
Tecnologie
Applicazioni
Smart
Building
7
L’innovazione tecnologica nella domotica
Aosta, 29/10/2013

8. Tecnologie…
8
L’innovazione tecnologica nella domotica
Aosta, 29/10/2013

9. Applicazioni…
9
L’innovazione tecnologica nella domotica
Aosta, 29/10/2013

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. Tecnologie utilizzate (alcune…)
Building Automation
RS-485
Informatica
Home
Automation
11
L’innovazione tecnologica nella domotica
Aosta, 29/10/2013

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. Un esempio recente…
13
L’innovazione tecnologica nella domotica
Aosta, 29/10/2013

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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. Progetto
30
http://www.smile-o.org/
L’innovazione tecnologica nella domotica
Aosta, 29/10/2013

31. Architettura
31
L’innovazione tecnologica nella domotica
Aosta, 29/10/2013

32. Progetto
32
L’innovazione tecnologica nella domotica
Aosta, 29/10/2013

33. Progetto
33
L’innovazione tecnologica nella domotica
Aosta, 29/10/2013

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. “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. 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. 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. 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. 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