Caratteristiche generali

Testo di Lorenzo Stralanchi

Con automation building si intende il settore dell'automazione intelligente della casa, cioè l'applicazione di sistemi elettronici in grado di gestire la casa nel suo complesso. E' quindi una disciplina che riguarda la casa nel suo insieme e non una singola parte, studiando la fusione e la compatibilità di ogni apparato elettronico ed elettrico che ci circonda, funzionando anche in maniera 'intelligente' cioè autonoma e interattiva su tutti i dispositivi. Domotica deriva dall'unione di 'domus', l'antica abitazione romana, e 'robotica' ed indica appunto la disciplina che si occupa di studiare l'integrazione e l'applicazione delle tecnologie tra le mura domestiche.
La casa intelligente consente l'integrazione di tutti i dispositivi e i sistemi in essa presenti, dando la possibilità di controllarli e di coordinarli tramite un'unità centrale che può decidere in modo autonomo l'azionamento di ogni dispositivo in base alle informazioni che provengono dalle altre unità del sistema.
Questa disciplina, che si occupa dell'integrazione dei dispositivi elettronici, degli elettrodomestici e dei sistemi di comunicazione e di controllo che si trovano nelle nostre abitazioni, trova le sue radici negli anni '70 quando cominciarono ad esser studiati e realizzati i primi progetti che permettevano l'interconnessione di alcuni sistemi come l'impianto di illuminazione e quello di sicurezza, dando all'utente la possibilità di automatizzarne alcune funzionalità.
I prodotti tecnologici che usiamo comunemente hanno sviluppato forme di 'intelligenza' sempre più evolute, anche se l'utilizzatore spesso non se ne accorge; apparecchi elettronici, dispositivi di controllo e comunicazione, elettrodomestici ed utensili nascondono al loro interno uno o più microprocessori che ne gestiscono il funzionamento e sono già potenzialmente in grado di utilizzare opportuni software e protocolli che li trasformeranno in dispositivi di rete; l'avvento di Internet, inoltre, dopo aver cambiato alcune nostre abitudini, ha anche diffuso negli utenti una cultura informatica di base che prima mancava.
Il fatto di convivere ormai con Internet ed utilizzarla sempre più spesso per il lavoro o il tempo libero renderà naturale accettare l'introduzione di una analoga struttura all'interno di casa nostra, dove dispositivi di vario tipo potranno colloquiare tra loro, divenendo così visibili ai propri utenti dai luoghi di lavoro, di vacanza, o magari dall'estero.

L'automazione della casa (unità) è un concetto complesso e l'introduzione della 'rete', Internet, intranet e comunque il concetto stesso di collegamento telematico ha portato la concezione della 'tecnocasa' in una fase di 'webcasa' gestibile e controllabile a distanza con la completa interazione di tutti gli strumenti tecnologici (computer, telefonino) in nostro possesso.
La gestione automatizzata degli elettrodomestici consente, oltre all'implementazione di funzioni spettacolari ma di dubbia utilità, un tangibile risparmio di energia elettrica (stimato fino al 20-30%) e un più sicuro funzionamento degli stessi carichi, e questa è diventata ormai una necessità per l'aumento esponenziale dei dispositivi elettrici avutosi negli ultimi anni nelle nostre abitazioni. l'integrazione dei sistemi di antifurto con il controllo delle luci e del riscaldamento/condizionamento, porta all'ottimizzazione delle risorse energetiche adattando temperatura delle camere ed illuminazione alla effettiva presenza di persone al loro interno ed al tipo di attività che in quel momento praticano.
L'introduzione di comandi vocali rappresenta, oltre che uno sfizio per i più pigri, un valido se non insostituibile aiuto per anziani, malati e portatori di handicap, mentre per la connessione dell'impianto domestico con l'esterno permette di monitorare eventuali parametri vitali dando la possibilità di intervenire rapidamente in situazioni di emergenza.

La diffusione di connessioni permanenti a basso costo aprirà nuove frontiere per il telelavoro, diffonderà l'utilizzo di servizi multimediali e di intrattenimento, favorirà l'home banking e l'e-commerce, migliorerà i rapporti delle pubbliche amministrazioni con i cittadini che sempre più potranno interagire con esse. Un settore già ampliamento affermato, che ha portato tecnologia in casa, è quello inerente i 'sistemi di sicurezza antifurto'.
Centrali elettroniche, sensori di movimento, sistemi a bus, telecontrollo telefonico, sono già presenti da tempo. I sistemi di allarme sono certamente i prodotti che in passato, più di altri, hanno portato un concetto di tecnologia 'intelligente' nelle nostre case, indirizzata però a risolvere un problema specifico, senza alcuna interazione con il resto dei componenti tecnologici degli edifici.
L'aumento di prodotti ad alta tecnologia ha quindi portato ad installare sistemi automatici in 'sovrapposizione' e che difficilmente dialogano tra loro, creando un situazione complessa di cablaggi.
I responsabili di settore si resero conto della difficoltà di interazione tra i componenti e la difficoltà di più interfacce e comandi.
Se gli unici cablaggi, oltre la rete elettrica erano il doppino telefonico e il cavo coassiale dell'antenna tv, ora i segnali a bassa tensione sono sempre più numerosi, termostati ambiente, centralino telefonico, sistemi audio-video in ogni locale, personal-computer, citofoni, antifurto, aperture automatiche richiedono ognuno un proprio cablaggio individuale con le conseguenti difficoltà di cablaggio.

Lo sviluppo dell'elettronica nasce quindi da una precisa esigenza, e le prime soluzioni arrivano dai sistemi a bus, un unico cablaggio seriale da utilizzare per tutti i componenti della casa. Due fili a bassa tensione, oltre ai tre fili di energia elettrica sono tutto quello che serve per alimentare e comandare ogni dispositivo elettronico ed elettrico. Un solo circuito con tutti i dispositivi collegati in parallelo con l'impianto configurato da un apposito software. In specifici standard (X-10) si convogliano le informazioni direttamente nei cavi elettrici a 220 volt, utilizzando i vecchi impianti per le nuove tecnologie.
Ma il problema principale sono proprio gli standard di comunicazione, i protocolli di dialogo, per cui risulta difficile mettere d'accordo i produttori affinché i vari apparati 'dialoghino' tra loro. Ognuno propone il suo standard e la soluzione potrebbe arrivare proprio da sistemi evoluti di controllo, centraline integrate in grado di leggere i differenti 'linguaggi macchina' e sistemi operativi letteralmente 'traducendoli' per lo scambio di informazione.
L'interfaccia utente e il software sono quindi sempre di più il nodo centrale per il futuro della casa telematica e la rete Web, in questo rappresenta la soluzione possibile della domotica.

I sistemi da considerare sono principalmente tre:
1. Una rete digitale ad alta velocità per collegare i computer presenti nella casa e per fornire, tramite questi, una serie di servizi basati soprattutto su internet (home banking, e-commerce, web e posta elettronica). Si possono condividere, inoltre, eventuali periferiche e scambiare files da un pc all'altro. In sostanza si trasferiscono in una casa i concetti e le tecnologie ampiamente utilizzate nell'office automation;
2. Una rete che permetta lo scambio di segnali audio/video allo scopo di diffondere in ogni stanza programmi televisivi, musica, voce (telefoni o citofoni). Si potranno diffondere così in tutte le stanze, purchè dotate di opportuni monitor e di altoparlanti, le immagini di programmi televisivi o satellitari, videocassette e dvd. Eventualmente si potranno impartire istruzioni all'abitazione grazie a comandi vocali. Si possono utilizzare qui le ben note tecnologie applicate ai comuni impianti d'antenna centralizzati;
3. Una rete per il transito dei comandi diretti a dispositivi di controllo come luci, impianto di condizionamento, tapparelle motorizzate, sensori di presenza ed elettrodomestici. In questo caso le tecnologie utilizzabili sono meno note, anche se negli USA già da una ventina d'anni è largamente conosciuto il protocollo X10 che permette ai dispositivi elettrici di dialogare tra di loro utilizzando la normale linea elettrica come mezzo trasmissivo: tramite una centralina si possono controllare fino a 256 dispositivi diversi come lampade, elettrodomestici od automatismi. Più recentemente sono nati CEBUS, Consumer Electronics Bus, che ha introdotto il protocollo Home Plug and Play, e LonWorks, un sistema creato da Echelon e già molto utilizzato nella building automation.
In alternativa ai tradizionali cavi è possibile utilizzare le onde radio per stabilire un collegamento tra computers, periferiche ed altri apparati. I consorzi Home Radio Frequency Working Group e Bluethoot, di cui abbiamo parlato nel numero 55 di interpuntonet, offrono soluzioni che permettono di creare reti wireless con velocità che possono arrivare, e in alcuni casi superare, 1 Mbps.
Se la disponibilità di una rete di una certa complessità rappresenta la situazione ideale, la norma è però costituita da abitazioni dotate di un semplice impianto telefonico e, in alcuni casi, di un impianto d'antenna esteso a qualche locale. Questa situazione è destinata a durare anni, fino a quando nel mondo dell'edilizia non verrà assimilata la "cultura del cablaggio". Per questo motivo i produttori hanno pensato di puntare su dispositivi che possano sfruttare l'esistente infrastruttura per realizzare una cablatura "virtuale".