Domotica e Building Automation

Articolo a cura di Elia SCOLARO, technical manager di UniZEB

L’enorme sviluppo tecnologico dell’elettronica e dell’informatica degli ultimi decenni ha coinvolto anche gli edifici residenziali. Già a partire dagli anni Novanta è iniziata l’integrazione di dispositivi elettronici negli impianti elettrici degli edifici. Inizialmente questi sistemi, dato il loro costo considerevole, erano destinati solamente a grandi complessi commerciali e avevano lo scopo di ridurne i consumi energetici diminuendone i costi di esercizio. Per ottenere ciò si iniziarono a introdurre degli automatismi nella gestione dell’illuminazione e degli impianti termo-tecnici. Questi sistemi venivano progettati seguendo quanto si faceva già da tempo per l’automazione degli impianti industriali e infatti i primi protocolli di comunicazione utilizzati, come ad esempio KNX, erano nati proprio in campo industriale.

Le esigenze di efficienza energetica hanno poi portato all’impiego di sistemi automatici anche negli edifici residenziali di nuova costruzione e l’accentuarsi del processo di digitalizzazione e le nuove esigenze di comfort per l’utente hanno incentivato la loro applicazione. Si è iniziato, quindi, a parlare di building automation, domotica e smart buildings, sempre per indicare l’introduzione di componenti elettronici negli impianti domestici per ottenere un certo grado di automazione.

Ad oggi il mercato dell’automazione residenziale è ancora relativamente giovane e sta vivendo una fase di forte crescita, trend confermato anche da tutti i maggiori player del settore presenti all’evento “Home and Building Automation” di Verona promosso da CEI e SAVE.

Sentendo parlare i rappresentanti di molte aziende ho constatato che attualmente il mercato è una sorta di “Far West”, nel quale tutti propongono il proprio pacchetto dedicato basato su propri software chiusi, in una corsa verso lo standard perfetto. Attualmente le soluzioni commerciali proposte si assomigliano molto. Il protocollo KNX è ancora il più usato per i sistemi cablati installati in edifici di nuova costruzione o in fase di ristrutturazione, anche se si prevede possa essere sempre più sostituito da sistemi wireless a corto raggio basati su protocollo Zigbee. Questi ultimi hanno il grande vantaggio di poter essere impiegati per l’ammodernamento di vecchi impianti con costi molto contenuti e un’installazione molto più semplice dei sistemi cablati. Di contro sono meno affidabili perché soggetti maggiormente a interferenze.

Visto il gran numero di protocolli che sono stati sviluppati finora, molte aziende stanno iniziando a puntare al dialogo tra differenti sistemi. Su questo frangente si collocano gli abbinamenti tra KNX e Dali proposti per la gestione di illuminazione a led, oppure router multiprotocollo che sono in grado di far comunicare reti basate su standard diversi.

Ultimamente poi si sta andando verso la gestione in cloud degli impianti, ossia la connessione in rete dei sistemi attraverso protocollo IP (lo stesso usato dai PC per il collegamento a Internet). Verso questa direzione vanno molte piattaforme web proposte per facilitare l’interfaccia con l’utente. Seguendo questo trend, inoltre, si sono affacciati sul mercato anche grandi colossi di Internet come Google e Amazon, proponendo sistemi wireless integrati con assistente vocale.

La corsa allo standard potrebbe finire proprio con la creazione di reti domestiche in cui tutti gli impianti, elettrodomestici compresi, sono connessi a Internet tramite un proprio indirizzo IP. Quest’ultima eventualità presenta interessanti nuove prospettive, la disponibilità di grandi quantità di dati riguardanti edifici e impianti potrebbe essere usata per creare database sufficientemente grandi per l’addestramento di algoritmi di Machine Learning, al fine di effettuare manutenzione predittiva e assistenza nella gestione dell’edificio. Di contro sorge il problema della cyber-security poiché intere abitazioni potrebbero essere soggette ad attacchi informatici.

In mezzo alla “mischia” degli smart buildings merita considerazione anche il mondo dei makers, intere community nate in rete che si dedicano alla domotica fai-da-te. Con il collega Giuseppe Galati ho svolto la mia tesi di laurea proprio su questo argomento e ho potuto constatare che le prestazioni di sistemi costruiti con Arduino, Raspberry e protocolli open source sono paragonabili a quelli commerciali, ma con il vantaggio di essere più semplici e versatili, essendo nati per scopi didattici. Questo fa sì che queste tecnologie possano essere testate potenzialmente da tutti e le comunità che le sostengono apportano continue migliorie in un contesto dinamico di innovazione condivisa. Purtroppo, nonostante le grandi potenzialità, sono ancora relegate al mondo dell’hobbistica, poiché mancano di certificazioni e di un adeguato apparato hardware di sicurezza. A tal proposito ho avuto modo di incontrare un rappresentante di una startup italiana che si propone di unire il mondo dei makers con quello dell’automazione industriale costruendo dispositivi basati su Arduino e Raspberry, che dispongono di tutte le certificazioni e i requisiti hardware necessari per un utilizzo professionale.

In conclusione, il settore degli Smart Buildings è ricco di potenzialità, nuove prospettive e soprattutto opportunità per professionisti e imprese.