Geom.AngeloMazza
amministrazione condomini-servizi all'abitare
 p.iva:02050360367 REA: MO-261776

dal sito http://andi.casaccia.enea.it/andi/tecno/smart/smh2.htm#bus

INN-ANDI

HOME SYSTEM : STATO DELL'ARTE

CONCETTI BASE E DEFINIZIONI 

STANDARD E MODALITA' REALIZZATIVE

ANALISI DELL'ESISTENTE

ESISTENTE ITALIANO

L'ESEMPIO DI CHAMBERY

L'INVESTIMENTO EUROPEO PER GLI ANNI 90 - TIDE

---

Concetti base e definizioni Con il termine Home System (HS nel seguito) si identificano sistemi di attuazione, regolazione e controllo di dispositivi periferici elettrocomandati, integrati nell'ambito di un appartamento, per il soddisfacimento dei bisogni di cui già si è detto nei capitoli precedenti. La definizione considera l'appartamento piuttosto che il condominio o palazzo; è infatti la disciplina building automation ad occuparsi, piuttosto che dei bisogni del singolo inquilino, di tutti quei servizi che è lecito ed economico considerare centralizzabili perché comuni. Quanto detto nel seguito intende fornire un quadro dello stato dell'arte per ciò che riguarda i sistemi HS, facendo riferimento a tecniche di building automation solo in materia di possibili connessioni del singolo appartamento con l'esterno (Gateways). Per ciò che riguarda le funzioni, i sistemi HS sono pensati per realizzare essenzialmente due funzioni:

1. la comunicazione, intesa come connessione fisico / logica fra almeno due dispositivi, con conseguente scambio di dati e messaggi di controllo;

2. lo scambio delle funzionalità reciproche, cioè la possibilità di interazione complessa dei diversi dispositivi (per esempio: la possibilità di rilevare con una cellula fotoelettrica l'intensità luminosa esterna e controllare di conseguenza l'accensione delle luci e l'apertura / chiusura delle tapparelle).

Requisiti fondamentali dei sistemi HS sono, come già anticipato:

• la modularità: deve essere possibile assemblare un sistema con un numero limitato di funzioni e farlo successivamente crescere senza elevati costi aggiuntivi;

• il remote control: tutti i comandi devono poter essere impartiti da più punti posti lontano dal luogo di attuazione;

• l'interazione automatica: il supporto fisico su cui viaggiano informazioni e dati deve essere possibilmente unico, ed i comandi devono poter essere impartiti anche da dispositivi periferici.

La comunicazione riveste un ruolo fondamentale, per cui nella trattazione che segue verrà dato notevole rilievo ai BUS (cioè ai supporti fisici e i protocolli utilizzati per il collegamento). Le funzioni che devono essere realizzate dalla rete di comunicazione sono:

1. controllo, e cioè scambio di messaggi tra diverse unità per operarne le diverse funzioni e svolgere un'adeguata opera di diagnostica;

2. distribuzione di segnale, con relativo scambio di comandi di attuazione;

3. distribuzione di dati utente, cioè trasporto di informazioni non strettamente necessarie al controllo, ma di interesse per le attività dell'utente (segnali radio, video, e simili);

4. distribuzione di potenza che, salvo per utenze elettriche di elevata richiesta energetica (frigo, forno, lavatrice), può essere fornita dallo stesso bus di controllo cui il dispositivo è collegato.

Nelle pagine seguenti l'attenzione viene focalizzata sui seguenti punti:

1. indicare le difficoltà generate da standard diversi implementati dai produttori (esistono infatti differenze che rendono difficile l'uso di dispositivi prodotti in conformità a standard non universalmente riconosciuti);

2. identificare gli schemi realizzativi più diffusi;

3. identificare i sistemi già disponibili sul mercato, valutando per ognuno le caratteristiche fondamentali;

4. evidenziare una serie di esempi di sistemi pensati e realizzati esplicitamente per persone con disabilità;

5. fornire un quadro dell'impegno della comunità europea per lo sviluppo e l'incentivazione alla realizzazione di nuove tecnologie e prodotti per la casa intelligente, realizzati con cooperazioni internazionali.

 

Architettura di un sistema tipico Un sistema HS risulta composto da più componenti, fra cui si può generalmente individuare:

• l'interfaccia utente, e cioè lo strumento utilizzato dall'utente per operare il controllo, di cui più ampiamente si parlerà nei capitoli 7 e 9;

• la rete di distribuzione dei comandi di attuazione, che svolge la funzione di codifica e trasporto dei comandi. L'ordine ricevuto viene trasformato in un segnale elettrico secondo una precisa codifica, trasportato sulla linea ed infine interpretato dall'attuatore;

• i sensori e gli attuatori, cioè dispositivi che, interfacciati alla rete, raccolgono i segnali provenienti dal sistema o dall'ambiente e si comportano di conseguenza. In questa categoria rientrano le centraline antiintrusione, i vari tipi di telefono, i sistemi per la movimentazione delle porte, gli interruttori elettrici, e molte altre periferiche "intelligenti" dell'appartamento;

• l'unità intelligente di controllo, che può essere localizzata in un punto o distribuita su diversi nodi intelligenti di supervisione;

• l'unità di interfacciamento esterna, e cioè un elemento (Gateway) per la connessione con le grosse reti di telecomunicazioni esterne (linea telefonica, ITAPAC, ISDN, sistema Minitel e simili).

Mentre la fig. 5.1.1-1 illustra pittoricamente il concetto, la tab. 5.1.1-1 dettaglia le macrofunzioni del sistema, specificando i servizi offerti ed il tipo di azione richiesta all'utente per l'azionamento [rif. Relazione su "La casa del futuro", Prof. Daniele Fabrizi, Milano 28/29 Ottobre 1987, Domotronica - La casa del futuro]. Le funzioni della casa intelligente possono agevolmente essere descritte in riferimento ad ogni particolare ambiente. A titolo di esempio, si può pensare per l'ingresso:

• videocitofono con messaggio prememorizzato e funzione di segreteria

• comunicazione delle immagini su tutti i terminali video della casa

• controllo remoto dell'apertura delle porte

• tessera magnetica o codice di accesso

• sistema antiintrusione

• sistema di illuminazione gestito con l'azione combinata dell'apertura delle porte e della misura dell'intensità luminosa esterna

per il soggiorno:

• presenza del supervisore centrale, nel caso ne esista uno fisicamente identificabile

• dispositivi per la comunicazione (controllo di impianti hi-fi, televisione, sistemi multimediali)

per la camera dei bambini:

• sensori per la rilevazione dei movimenti

• dispositivi di allarme attivati dalla prossimità dei bambini ad oggetti pericolosi (vetri, ecc.);

• segnalatori di finestra aperta

• diffusori acustici

• microfoni "notturni" per la sorveglianza a distanza.

e così via. D'altra parte, una periferica nata per l'utilizzo in un'abitazione servoassistita presume la disponibilità di funzioni avanzate, che si affidano alla centralizzazione del sistema di comando. Ad esempio, un frigorifero potrebbe fornire, oltre alle funzioni standard, anche i servizi seguenti:

• la possibilità di interfacciamento con un microprocessore esterno;

• la possibilità di regolazione automatica;

• l'autodiagnostica, in modo da rendere tempestiva l'assistenza tecnica;

• la possibilità di regolazione differenziata della temperatura del congelatore.

La fig. 5.1.1-2, tratta dalla rivista francese Domotique (la più accreditata e documentata nel campo dell'automazione domestica) rappresenta un esempio di implementazione dei principali controlli, da quelli essenziali (quali la regolazione degli accessi e il controllo antincendio) fino a quelli "superflui" (quali il controllo della posizione del letto, la regolazione dell'orientamento del televisore, e così via) [rif. DOMOTIQUE Magazine, N.9 Dec 92]. Criteri per la classificazione Individuare un criterio unico di classificazione è impossibile, giacché esistono numerosi parametri che possono essere considerati a tal scopo, non ultimo il costo di realizzazione e manutenzione. Tuttavia, i tre criteri più convenienti sono

1. il tipo di funzioni offerte;

2. il tipo di supporto fisico utilizzato per la comunicazione

3. il tipo di bus implementato.

Il tipo di funzioni implementate costituisce un criterio valido di classificazione perché solo una trascurabile minoranza dei sistemi HS risultano essere polifunzionali. La maggior parte di tali sistemi è infatti dedicato ad alcune funzioni specifiche, come ad esempio il controllo degli accessi, la regolazione climatica, la telesorveglianza e la sicurezza medica. È ovvio che tale circostanza crea immediatamente problemi di compatibilità tra sistemi monofunzionali di produttori diversi. A volte il nucleo iniziale di tali realizzazioni ammette una serie di opzioni aggiuntive per l'espansione, che tuttavia raramente presenta la flessibilità dei sistemi multifunzionali veri e propri. Il tipo di supporto fisico utilizzato è quello che secondo le specifiche OSI (Open System Interconnect) della ISO (International Standard Organization) realizza il 'phisical link layer' (livello 1 del modello generale) [rif. "Handbook of Lan Specification", Paul J. Fortier, Intertext Mc Graw Hill]. Tra i possibili supporti fisici sono da citare i seguenti [rif. Home System Specifications, Cap. 2]:

• doppino, da suddividere ulteriormente nelle tre categorie

1. per il supporto energetico (power line)

2. per la distribuzione di segnale in bassa tensione

3. per la comunicazione promiscua (sistemi ad onde convogliate, elettronica di potenza + comunicazione modulata sulla portante).(Tale tipo di supporto, che risulta particolarmente adatto nel caso di limitato numero di stazioni e di comunicazioni con buona tolleranza ai rumori presenti nell'ambiente, è adatta per il controllo di utenze elettriche e la trasmissione di dati a bassa velocità (per esempio nella comunicazione su linea seriale);

• cavo coassiale, su cui si possono ottenere trasmissioni di segnali a frequenze relativamente elevate (fino a 9600 bit/s secondo lo standard ISO). Il supporto risulta particolarmente indicato per la propagazione di segnali audio e video;

• trasmissione via etere, da suddividere ancora in:

1. radiofrequenza, che permette trasmissioni senza limitazioni di stazioni riceventi;

2. infrarossi, sistema più diffuso a livello di periferiche e più immune da disturbi, ma anche più sensibile a problemi di direzionalità della trasmissione.

Per ciò che riguarda il tipo di bus utilizzato per la comunicazione, esistono sul mercato numerose possibilità offerte dalle aziende più importanti, tra cui i bus EIBUS, BATIBUS, HSS, S3B, D2B, Spread Spectrum. Alle caratteristiche dei bus è dedicato spazio nel paragrafo successivo, essendo questo uno dei nodi fondamentali rispetto alla standardizzazione dei sistemi. Il tipo di bus utilizzato condiziona molto spesso il tipo di trasmissione, che può essere dei tipi seguenti:

1. servizio non confermato (send and pray), che prevede l'esclusivo indirizzo della SAP (Service Access Point - punto di connessione del dispositivo posizionato sulla rete di comunicazione) e non resta in attesa di alcuna conferma di ricezione del comando né di attuazione di questo. Per aumentare l'affidabilità del servizio si adotta generalmente una tecnica di 'ripetizione del comandò;

2. servizio con conferma del fornitore (reliable datagram), nel quale l'unità centrale attende la risposta dal periferico e, in mancanza di conferma entro un certo tempo di attesa (time-out), dichiara perso il messaggio e lo rispedisce;

3. servizio con conferma affidata al periferico, nel quale il dispositivo risponde in maniera intelligente, indicando anche un'eventuale difficoltà di interpretazione del messaggio appena ricevuto. Ciò rende potenzialmente più raffinate le procedure di controllo ed offre la possibilità di autodiagnosi.

Come ultima considerazione, vale quella per cui i sistemi possono essere anche considerati in relazione ad aspetti più pratici, tra cui:

• il costo (di installazione e manutenzione): esso può variare anche più di due ordini di grandezza, e cioè da poche centinaia di migliaia di lire, fino a diverse decine di milioni;

• la difficoltà di prima installazione (alcuni sistemi possono essere installati senza dover cablare alcun filo, mentre altri richiedono interventi pesanti sull'appartamento);

• la modularità, che in termini molto pratici può essere valutata considerando il numero e la qualità degli accessori che il sistema possiede rispetto al nucleo di base.

---

Standard e modalità realizzative La crescita di sistemi sempre più complessi ha evidenziato ben presto la necessità di identificare standard e modalità realizzative comuni per tutti i produttori, nell'intento di ottenere una migliore espansione del mercato. I vantaggi della standardizzazione nel campo degli HS sono brevemente riassunti nella Tabella 5.2-1 [rif. Studio "DOMINO" Studi e ricerche per l'edilizia e l'abitare S.r.l. - Milano]. La standardizzazione opera su due diversi piani, uno fisico - realizzativo, l'altro logico.

• Livello fisico: Riguarda essenzialmente le dimensioni dei componenti, le norme di sicurezza da rispettare, il tipo di rete utilizzata per la comunicazione (coassiale, doppino, trasmissione via etere). Sono (o dovrebbero essere) coperti da specifiche standard alcuni componenti quali i cavi di distribuzione dell'energia (sezione del conduttore, spessore dell'isolante, lunghezza, colori), gli impianti ad incasso (dimensioni delle scatole e delle canaline), gli impianti videocitofonici (numero e colore dei cavi, caratteristiche della comunicazione digitale o analogica), gli impianti telefonici (tipo di comunicazione, tipo degli apparecchi installati, modalità di distribuzione delle prese nei vani), e così via.

• Livello logico: Definisce il supporto software implementato, i protocolli utilizzati, le procedure di autodiagnosi e le codifiche dei messaggi.

Molte industrie hanno sviluppato BUS di comunicazione; tuttavia, il risultato è spesso quello di uno standard proprietario monomediale, prodotto per l'uso esclusivo dell'industria originatrice (v. in seguito i casi del D2B e dello Spread Spectrum). Nei paragrafi che seguono è fornito un sintetico quadro dello sviluppo storico delle diverse modalità di comunicazione fra i sistemi dotati di intelligenza centralizzata o distribuita, ed un elenco contenente le caratteristiche tecniche dei principali BUS utilizzati e conosciuti a livello internazionale.

---

L' evoluzione dei BUS per la comunicazione Lo sviluppo dei bus di comunicazione complessi procede in parallelo allo sviluppo dei sistemi di comunicazione tipo LAN (Local Area Network), e basati sulle più recenti acquisizioni dell'informatica distribuita. La Philips, negli anni '70, intraprende lo sviluppo di un protocollo di comunicazione multifunzionale detto D2B (Domestic Digital Bus), che cresce rapidamente grazie all'alleanza con industrie giapponesi del settore. Il sistema, che fornisce numerose funzioni (audio, video, sicurezza e telecomunicazione), conta su una relativa semplicità di installazione. D2B è un cluster bus network, esso cioè connette un gruppo di componenti atti a svolgere servizi omogenei (dello stesso tipo) o collocati fisicamente l'uno in prossimità dell'altro [rif. Documentazione Studio "DOMINO"]. La Echelon è responsabile dello sviluppo dello Spread Spectrum, un sistema misto che è realizzato sfruttando sinergie tra la trasmissione via etere (infrarossi) e quella tramite power line (onde convogliate). L'unione dei due mezzi trasmissivi, complementari sotto diversi punti di vista, realizza un'ottima economia realizzativa ed un'apprezzabile immunità ai disturbi magnetoelettrici. La tecnica su cui lo standard si basa è quella di ampliare ('to spread') lo spettro di frequenze comunemente utilizzato: le informazioni vengono inviate contemporaneamente su un insieme di frequenze portanti, in modo che l'intervento di un disturbo ad una determinata frequenza provochi l'eliminazione di quella portante ma non la perdita dell'informazione, che viene recuperata sulle portanti residue [rif. Documentazione Studio "DOMINO"]. Lo Spread Spectrum è da molti anni utilizzato in ambito militare, ma recentemente la tecnologia ha raggiunto livelli di economicità accettabili per poter essere applicata anche in ambito domestico. L'americana EIA (Elettronic Industries Association) ha sviluppato il CEBus (Conusumer Elettronic Bus), uno standard integrato multimediale per sistemi HS. Lo standard, che si propone di dar vita ad un'architettura aperta rispetto a dispositivi di produttori diversi, è particolarmente flessibile, affidabile e di elevata modularità. La gestione dell'informazione è lasciata alle interfacce poste a bordo dei dispositivi, che devono pertanto essere dotati di intelligenza propria sufficiente ad analizzare i segnali trasmessi in rete. Svantaggio notevole del sistema è la difficile espandibilità verso reti di maggiore complessità (operanti a livello di edificio) [rif. Documentazione Studio "DOMINO"]. In Giappone l'esperienza della NTT (Nippon Telephone and Telegraph) e della KEC (Kansi Industry Development Center) si indirizza verso l'ottimizzazione degli spazi abitativi, più che verso il controllo e la gestione della casa (viste anche le dimensioni medie delle abitazioni). Dalle due industrie citate viene perciò concepito il bus HBS (Home Bus System), basato su un supporto fisico costituito da un doppino telefonico e un cavo coassiale, e da una architettura logica costituita da un HBC (Home Bus Controller, con compiti di gestione delle informazioni, supervisione e controllo) e da una NT (Network Termination, incaricata dello scambio delle informazioni con l'esterno) [rif. Documentazione Studio "DOMINO"]. Il sistema centrale così definito può poi essere integrato da bus di livello inferiore (locale) funzionanti ad onde convogliate o ad infrarossi. E' interessante notare che la NEC si è mostrata disponibile a rendere interfacciabile il protocollo HBS con lo standard Spread Spectrum della Echelon.

---

Il bus BATIBUS Il club BATIBUS è un consorzio di industrie produttrici di componenti base essenziali per HS, quali sensori antiintrusione, automatismi per infissi, sistemi videocitofonici e simili, che hanno sviluppato il bus in questione per poter rendere compatibili i vari dispositivi (fig. 5.2.2-1). Tutti i sensori connessi sulla rete BATIBUS sono in grado di comunicare fra loro in modo trasparente, vale a dire ignorando la presenza di un centro di calcolo più complesso. La comunicazione fra questi dispositivi è già completa, risultando composta da dati e comandi di attuazione. La presenza di un calcolatore e di un centro di controllo, costituito dai livelli 1, 2 e 3, è indispensabile per garantire le seguenti funzioni:

• gestire una strategia di supervisione disponendo di una visione complessiva dello stato del sistema;

• operare un monitoraggio costante e centralizzato dei dati forniti dagli attuatori e dai rilevatori distribuiti nell'abitazione;

• gestire la diagnostica e prevedere un servizio di teleassistenza degli stessi componenti.

BATIBUS utilizza come supporto fisico un doppino telefonico attorcigliato, eventualmente schermato (se passante in prossimità dei cavi elettrici di potenza), alimentato ad una tensione continua di 15 V +/- 10% (tensione di sicurezza in base alle norme CEI 64-8), ed inserito in opportune canaline (la cui lunghezza massima può variare in relazione alla dimensione del cavo stesso, fino ad un massimo di 3000 m su una sezione di 2.5 mm2). Al bus possono essere connessi 75 attuatori e sensori telealimentati, che cioè traggono l'energia per il funzionamento dalla rete stessa, e fino a 1000 dispositivi alimentati da una fonte di energia ausiliaria. Il tipo di comunicazione è differenziato in base al tipo di dispositivo che produce o riceve l'informazione e alla complessità dei dati scambiati. La diffusione dell'informazione può avvenire secondo gli schemi riportati in fig. 5.2.2- 2, con netta preferenza per lo schema "filare". La comunicazione fisica avviene inserendo sulla rete un segnale elettrico costituito da treni di bit che rappresentano le parole scambiate tra i diversi componenti. Ciascun componente, costantemente in ascolto, decifra continuamente la parte iniziale dei messaggi, ove è contenuto l'indirizzo del messaggio stesso. Il componente preleva solo i messaggi di propria competenza ed esegue l'azione richiesta. E' possibile sia l' indirizzamento di messaggi punto-punto che per gruppi di dispositivi (fig. 5.2.2-3). Essendo il sistema realmente modulare, non esiste alcuna difficoltà ad installare inizialmente un sistema ridotto, per poi ampliarlo in relazione alle necessità ed alle disponibilità economiche dell'utente. Sono attualmente disponibili le seguenti funzioni:

• controllo degli accessi, sistemi di allarme

• monitoraggio degli accessi impiantistica citofonica

• controllo utenze elettriche differenziate

• monitoraggio per la presenza/assenza della persona all'interno dell'ambiente

• controllo della temperatura

• controllo della funzionalità di sistemi elettrici e termoconduttivi

Le figure 5.2.2-4 , 5.2.2-5 , 5.2.2-6 , 5.2.2-7 e 5.2.2-8 illustrano alcune caratteristiche del bus e riportano la piantina di un appartamento allestito con periferiche collegate tramite BATIBUS.

---

Il bus EIBUS Un secondo significativo esempio di bus di comunicazione e controllo è costituito da EIBUS, prodotto francese che rappresenta uno dei primi tentativi di costituire uno standard di protocollo modulare. I principi su cui si basa tale protocollo non si discostano eccessivamente da quelli già identificati per il club BATIBUS, specialmente per ciò che riguarda la suddivisione in classi delle periferiche (che condiziona la tipologia dei comandi scambiati sulla rete). La differenza fondamentale rispetto allo standard BATIBUS è che uno stesso elemento può appartenere contemporaneamente a due gruppi distinti, il primo identificato secondo la funzione svolta, l'altro secondo la collocazione nell'appartamento. Ciò fornisce ad EIBUS un'ottima flessibilità in fase di configurazione ed invio dei comandi [rif. BILAN Domotique]. EIBUS risponde alle specifiche HSS di Esprit project 2431 (v. anche paragrafo successivo) ed è conforme alle norme CENELEC. Il rapporto esistente fra questo standard e le norme indicate dalle HSS può essere chiarito dallo schema indicato nella fig. 5.2.3-1 [rif. BILAN Domotique]. Come mostrato nello schema la zona 2 (costituente l'intersezione fra le specifiche HSS e lo standard implementato in EIBUS) risponde bene alle esigenze del controllo domestico, ma non consente la gestione delle comunicazioni per mezzi audiovisivi. Viceversa, EIBUS risulta particolarmente adatto alla realizzazione di sistemi di controllo in aree molto estese, a causa dell'elevato numero di componenti che possono essere connessi sulla linea. L'implementazione di EIBUS in un'abitazione rende disponibili le seguenti modalità di comando:

1. attuazione locale (possibilità di impartire il comando manualmente da una postazione prossima all'attuatore);

2. attuazione della funzione su comando di un dispositivo adiacente (come il riconoscimento di presenza con conseguente accensione delle luci);

3. gestione delle funzioni tramite intelligenza centralizzata (possibilità di eseguire funzioni complesse gestite da un programma software).

Le funzionalità esposte sono schematicamente esposte nella figura 5.2.3-2. Come si deduce dalla figura, un doppino telefonico doppio, su cui passano rispettivamente l'alimentazione per i dispositivi e i segnali per i comandi, rappresenta il supporto fisico del bus. Una serie di ripetitori collegati sulla linea consente la moltiplicazione del grappolo di dispositivi connessi: ciascun amplificatore di linea permette infatti la connessione di 64 dispositivi comprendenti switches, attuatori e sensori (con limite massimo di 256*12 = 3072 dispositivi, fig. 5.2.3-3). Per gestire un comando è necessario formulare l'indirizzo con in testa il ramo destinazione, l'ordine sul ramo ed infine il comando vero e proprio. Quest'ultimo può a sua volta essere costituito anche da una macro, cioè un insieme di comandi impartiti con un solo ordine e formanti una sequenza complessa. La struttura, rigidamente ad albero, risulta di fatto un limite del bus, non sempre compensato dalla semplicità di installazione dei dispositivi stessi. È un grosso pregio, invece, la possibilità di controllare in parallelo i vari dispositivi manualmente. La fig. 5.2.3-4 fornisce un esempio schematico di installazione di un sistema EIBUS.

---

Esprit II (prg. 2431) Al fine di fornire uno standard comune per lo sviluppo di nuove tecnologie Home Systems è stato varato nel 1984 il programma decennale Esprit (European Strategy Programme for Reserc & Development in Information Tecnologies), che ha concluso la sua prima fase nel 1988. Tale forma di cooperazione in ambito europeo, che nasce dal precedente studio per l'integrazione EUREKA [rif. ESPRIT RESUT AND PROGRESS 91/92, Commission of the European Communities (DG XIII)], presenta i seguenti obbiettivi:

• fornire all'industria europea le tecnologie di base necessarie per affrontare competitivamente il mercato internazionale nei seguenti settori:

1. microelettronica

2. tecnologie del software

3. trattamento avanzato dell'informazione

4. sistemi di automazione per l'ufficio e fabbriche,

offrendo uno standard di integrazione dei sistemi esistenti sul mercato attraverso la redazione di una norma tecnologica;

• studio dell'impatto sull'utente dei nuovi sistemi e, sulla base di questo, analisi della rispondenza delle specifiche implementate nei diversi casi (cfr. paragrafo 5.6.2);

• promozione della cooperazione tra industrie, centri di ricerca e università degli stati membri nel campo delle tecnologie avanzate e, a partire dalla seconda fase, coinvolgimento dell'EFTA (Associazione Europea del libero scambio).

Oltre a rappresentare un programma per lo sviluppo delle tecnologie e per l'incremento delle strategie comunitarie, il programma Esprit costituisce anche un banco di prova per lo sviluppo della cooperazione fra enti di ricerca ed industrie europee [rif. ESPRIT RESUT AND PROGRESS 91/92, Commission of the European Communities (DG XIII)]. La seconda fase di Esprit (1989-1994) segna il passaggio ad una fase precompetitiva, ponendo maggior enfasi su alcuni aspetti quali:

• la natura industriale dei progetti;

• la capacità industriale di produrre elettronica di controllo (circuiti microelettronici integrati, fondamentalmente da parte dei gruppi SGS, Thomson e Philips);

• le tecnologie per il trattamento dell'informazione;

• l'integrazione dei sistemi;

• la creazione di un polo per la formazione di ricercatori nel settore.

Lo schema tipo dello sviluppo di un progetto Esprit si basa sui seguenti punti:

1. rispondenza alle HS Specifications (che, già dalla prima parte del progetto, costituiscono un riferimento di fondamentale importanza per la progettazione e la prototipazione di sistemi per la casa intelligente);

2. supporto di nuovi componenti elettronici;

3. sviluppo di nuove tecnologie di trasferimento delle informazioni;

4. sviluppo di nuovi pacchetti software;

5. test, collaudo e certificazione dei prototipi ingegnerizzati.

---

Analisi dell' esistente Nel seguito sono brevemente illustrate le caratteristiche di alcuni sistemi rappresentativi del mercato. La scelta non è stata fatta con il criterio di riportare la maggior parte dell'esistente, quanto piuttosto con l'intento di fornire quanto serve a farsi un'idea di massima del vastissimo panorama di prodotti e produttori ad oggi operanti nel settore. Tutti i prodotti riportati nel seguito, ed abbondantemente presenti sulle riviste specializzate, sono di fatto scarsamente diffusi sia per il costo ancora elevato che per la difficoltà di adattarsi a situazioni architettoniche esistenti. Dal punto di vista della classificazione merceologica è necessario fornire una distinzione macroscopica (molto diffusa tra gli operatori internazionali del settore) che vede suddivisi i prodotti in sistemi collettivi ed individuali. Molto pragmaticamente, i sistemi collettivi (tab. 5.3-1) coincidono con i prodotti destinati alla building automation, e quindi dedicati al controllo di funzionalità dell'intero palazzo / centro abitativo, con particolare enfasi alla comunicazione fra i diversi appartamenti e con l'esterno (esempio tipico, a tal proposito, è costituito dai sistemi di commutazione privata). In genere, sistemi di tal genere sono rivolti all'industria e al terziario, più che a privati. I sistemi individuali (tab. 5.3-2) sono invece pensati per migliorare l'abitabilità ed il comfort dei singoli appartamenti (integrando il controllo di più funzioni) e all'interfacciamento con l'ambiente esterno (per cui essi sono più interessanti dal punto di vista del presente studio). Le tabelle citate (insieme alla tab. 5.3-3) riassumono le caratteristiche fondamentali dei principali prodotti distribuiti attualmente sul mercato internazionale. Nel seguito, i prodotti citati sono brevemente esaminati seguendo una suddivisione fatta in base alla loro funzionalità principale.

---

Sistemi per il controllo energetico Rientrano in questa categoria i sistemi che gestiscono il controllo climatico ed energetico. Il controllo del sistema può avvenire in base a comandi diretti (manuali)

• telefonici (per esempio via Minitel)

• temporizzati

• infrarossi (tramite un opportuno telecomando).

I sistemi in questione consentono, generalmente, di regolare l'attivazione delle periferiche di potenza durante le ore del giorno in cui è massima l'efficienza globale (minore costo dell'energia, maggiore richiesta da parte dell'utente). Prodotto Batibus Isis [rif. BILAN Domotique e Domotique Magazine]. ProduttoreEDF (Elettricitè de France) e Merlin Gerin Descrizione Costituisce un supporto fisico per la gestione centralizzata del riscaldamento elettrico ed il coordinamento delle altre funzioni svolte dagli elettrodomestici, quali l'ottimizzazione del consumo energetico, il controllo degli accessi ed il rilevamento della presenza in vita. Realizzazione tecnica Le funzioni sono gestite con l'ausilio di un triplice supporto fisico, rappresentato da onde convogliate, onde radio, e raggi infrarossi. Il sistema è costituito da una intelligenza centrale e da un numero di attuatori e sensori distribuiti nell'abitazione. Il supporto per la comunicazione fra i dispositivi è garantito da un cavo elettrico di sezione 0,6 mm2. La lunghezza massima dei dispositivi dalla centrale è di 200 m, mentre i segnali possono essere distribuiti su una rete di una lunghezza complessiva di 1500 m. Il sistema è interamente realizzato secondo le specifiche del club Batibus, ed è quindi interfacciabile con qualsiasi dispositivo prodotto in ottemperanza a tali specifiche. E' predisposto inoltre per la comunicazione con l'esterno utilizzando la linea telefonica tradizionale. V. figure 5.3.1-1, 5.3.1-2, 5.3.1-3 e 5.3.1-4, [rif. BILAN Domotique e Domotique Magazine]. Prodotto DOMESTEL [rif. BILAN Domotique e Domotique Magazine]. Produttore Legrand Descrizione Sistema per il risparmio energetico. In base al coordinamento di MINITEL ottimizza il consumo elettrico delle utenze elettriche azionandole nelle fasce orarie a costo ridotto. Realizzazione tecnica E' dotato di tre diversi supporti per la comunicazione: radiofrequenza, infrarossi ed onde convogliate Prezzo (indicativo) 5000 FF Prodotto FIRMIN [rif. BILAN Domotique e Domotique Magazine]. Produttore Apollo Descrizione Sistema per il telecontrollo delle utenze elettriche a partire da comandi gestiti con il supporto fisico offerto dalla linea telefonica. Realizzazione tecnica Il sistema comprende una scatola installata sulla presa telefonica principale, e sulla linea elettrica per il controllo dei dispositivi attraverso un sistema di onde convogliate. Tale sistema consente il controllo di 5 utenze elettriche di potenza (controllo di tipo ON/OFF); gli attuatori non sono forniti nel pacchetto. E' fornito inoltre un telecomando portatile per la codifica degli ordini da parte dell'utente su linea telefonica, in modo da evitare intrusioni sul sistema di controllo ambientale. Prezzo (indicativo) 2500 - 3450 FF Prodotto DOMOCONTROL [rif. BILAN Domotique e Domotique Magazine]. Produttore Flash - Vedette Descrizione E' un sistema per il controllo delle funzioni domestiche via telefono. Realizzazione tecnica Il sistema (fig. 5.3.1-5) offre i seguenti controlli:

• riscaldamento elettrico

• rilevazione intrusione

• centrale di gestione

• interfaccia telefonica

E' disponibile in 4 modelli, ciascuno componibile con gli altri moduli:

• Domocontrol 100: centrale di programmazione e comando

• Domocontrol 110: gestione delle utenze di potenza

• Domocontrol 120: CAD sistema per il controllo a distanza con qualsiasi telefono

• Domocontrol 130: gestione dei sensori di presenza e per il monitoraggio degli accessi

Prodotto NESTOR II [rif. BILAN Domotique e Domotique Magazine]. Produttore S3EB Descrizione Gestisce il controllo delle utenze elettriche ed il monitoraggio degli accessi con interfaccia MINITEL. Realizzazione tecnica Su supporto fisico offerto dalla linea telefonica vengono svolte le seguenti funzioni di controllo e monitoraggio dell'ambiente domestico:

• controllo della temperatura

• controllo degli accessi

• rilevamento presenza in vita

• gestione allarmi tecnici

• comunicazione

Sono compresi nell'installazione sensori di temperatura, sensori volumetrici, suonerie, sirene, apparati per la sintesi vocale (v. figure 5.3.1-6 e 5.3.1-7). La centrale di Nestor è costituita da un processore tipo Z80. Prodotto DOMITEL [rif. BILAN Domotique e Domotique Magazine]. Produttore Domelec Descrizione E'' un sistema adatto per l'ambito domestico e la piccola industria, facile da installare e da utilizzare, basato interamente su terminali utente Minitel. Realizzazione tecnica Funzioni implementate:

• regolazione del riscaldamento elettrico attraverso la programmazione su tre fasce orarie

• centrale di allarme contro i pericoli d'incendio

• gestore delle telefonate in ingresso (può infatti rispondere alle telefonate ed accettare i comandi impartiti)

• dispositivo di controllo a distanza basato su un computer dedicato al monitoraggio dei consumi energetici, telefonici e dell'acqua.

Il cablaggio è fatto su una line a tre fili e la centralina è costituita da un terminale MINITEL o da un emulatore di questo (PC interfacciato con un'opportuna scheda telefonica). Prezzo (indicativo) della centralina 6200 FF dell'installazione completa 15000 - 25000 FF Prodotto MAJORDOME [rif. BILAN Domotique e Domotique Magazine]. Produttore Pea System Descrizione Sistema multifunzionale, interfacciabile attraverso Minitel per il controllo a distanza e l'ottimizzazione del consumo energetico. Realizzazione tecnica Le funzioni disponibili sono le seguenti:

• ottimizzazione del consumo energetico

• gestione a distanza del riscaldamento

• sorveglianza antiintrusione ed esistenza in vita

Prodotto SYNFORIC [rif. BILAN Domotique e Domotique Magazine]. Produttore Synforic Descrizione E' costituito da una centrale che svolge compiti programmabili per la distribuzione del riscaldamento in 6 diversi locali dell'appartamento, ed è dotata di un'interfaccia di monitoraggio dei consumi energetici (fig. 5.3.1-8). L'ultimo modello integra nel dispositivo un display a cristalli liquidi per l'interfacciamento con sistemi videocitofonici presenti nello stabile. Realizzazione tecnica Il sistema offre le seguenti funzioni: regolazione del riscaldamento telerilevamento dei consumi (elettricità, acqua, telefono) allarmi antiintrusione E' possibile interfacciarsi per il comando a distanza in ambiente Minitel. Sono inoltre disponibili centrali cui collegarsi per il monitoraggio medico. Prodotto DOMOBOX [rif. BILAN Domotique e Domotique Magazine]. Produttore Cesame Descrizione Sistema multifunzionale per il controllo ambientale costituito da una intelligenza centrale raccolta all'interno di una scatola posta in un ambiente domestico (fig. 5.3.1-9). Realizzazione tecnica Sono disponibili le seguenti funzioni:

• regolazione del riscaldamento per ciascun vano

• programmazione della temperatura per giorno, per ora e per vano

• monitoraggio dei consumi del riscaldamento, e di acqua calda e fredda

• estensione del monitoraggio all'energia elettrica e al telefono

• cellula per allarme antiintrusione inserita all'interno dell'apparato centrale stesso

• gestione degli allarmi tecnici

• gestione dei messaggi di diagnostica dell'intero apparato monitorato

• funzioni di teleassistenza, telesorveglianza, telesoccorso

---

Sistemi per la comunicazione In questa categoria rientrano quei sistemi in cui si può identificare come funzione principale la gestione della comunicazione ed il controllo remoto dei dispositivi domestici. Prodotto ALTEGE [rif. BILAN Domotique e Domotique Magazine]. Produttore Surtec Alcatel Descrizione Sistema per la sorveglianza domestica, basato su supporto costituito da linea telefonica, con funzioni di controllo domestico, monitoraggio degli ingressi, rilevamento della presenza, azionamenti temporizzati, comandi tramite linea telefonica, supporto per teleconferenze. Realizzazione tecnica Il sistema (fig. 5.3.2-1) utilizza i supporti offerti dalla linea telefonica e dalla rete elettrica. L'interfaccia di controllo, che usa le onde convogliate, segue lo standard utilizzato dalla Legrand su specifiche Batibus. Prezzo (indicativo) 25000 - 30000 FF Prodotto DOMISSIMO [rif. BILAN Domotique e Domotique Magazine]. Produttore TEFAL Descrizione Il sistema (fig. 5.3.2-2) ha la forma di un comune telefono, facile da installare e di aspetto gradevole. Le sue funzionalità sono sommariamente le seguenti:

• regolazione della temperatura in 4 diversi ambienti

• controllo degli accessi

• rilevamento di presenza in vita

• gestione degli allarmi tecnici

• controllo di utenze elettriche di potenza

• funzione di sintesi vocale

• interfaccia telefonica per il controllo integrale delle varie funzioni

Realizzazione tecnica Il sistema multifunzionale TEFAL è realizzato intorno ad un componente a microprocessore costituente l'intelligenza centralizzata del sistema. Tale componente registra continuamente in una memoria di massa lo stato complessivo dell'ambiente. Come supporti fisici sono utilizzati la linea telefonica, le radiofrequenze e le onde convogliate (che trovano corrispondenza nella suddivisione modulare dell'apparecchio visibile dalla figura). Prezzo (indicativo) 10000 FF Prodotto TIPI [rif. Materiale illustrativo di libera circolazione del sistema TIPI]. Produttore SILD Descrizione È un prodotto che si pone al limite fra home e building automation, offrendo un sistema per il controllo dell'intero immobile e la distribuzione dell'informazione all'interno dei singoli appartamenti. Realizzazione tecnica Un modulo centrale provvede alla gestione di più funzioni, tra le quali:

• il controllo degli apparati condominiali (ascensore, caldaia, funzioni videocitofoniche);

• il controllo della temperatura nei singoli appartamenti;

• la telesorveglianza dei singoli inquilini;

• la sorveglianza antiintrusione di aree private e comuni.

---

Sistemi per il controllo degli accessi In questi sistemi la funzione principale è la sorveglianza degli accessi contro i tentativi di effrazione o comunque di violazione della privacy domestica. Prodotto IDT 50 & 80 [rif. BILAN Domotique e Domotique Magazine]. Produttore IDT Descrizione Il sistema è costituito da una rete dotata di due centraline di controllo connesse alla linea telefonica e compatibile con il MINITEL. In particolare, IDT assicura il rilevamento di intrusioni e il monitoraggio della presenza / assenza all'interno dell'ambiente, con uso del telefono per gestire le emergenze. La diversità di prezzo fra le due versioni è giustificata dal numero delle funzioni implementate. Prezzo (indicativo) IDT 50: 4000 - 6000 FF IDT 80: 6000 - 10000 FF Prodotto DIGICOM 100 [rif. BILAN Domotique e Domotique Magazine]. Produttore Handycom Descrizione È un sistema multifunzionale costituito da una motherboard su cui trova alloggiamento una tastiera per la programmazione ed un visore LCD. La funzione principale è costituita dal controllo degli accessi, ma sono disponibili anche funzioni di controllo energetico. Realizzazione tecnica Il sistema è interfacciabile ad una linea telefonica ed utilizza per la comunicazione all'interno dell'ambiente un supporto fisico costituito da un sistema ad onde convogliate. Una serie di periferiche (attuatori, sensori, sonde, radioricevitori) sono disponibili sul mercato come accessori. Prezzo della centrale 12000 FF dei dispositivi distribuiti circa 900 FF Prodotto DISCOFONE 1000 [rif. BILAN Domotique e Domotique Magazine]. Produttore Discofone Descrizione Costituisce un esempio di sistema centralizzato, che fornisce una serie notevole di funzioni di controllo quando connesso con le opportune periferiche accessorie. Realizzazione tecnica Le funzioni realizzate sono in numero notevole. Tra queste:

• la gestione degli allarmi tecnici;

• la sorveglianza all'interno dell'appartamento;

• il controllo degli accessi;

• la gestione delle funzioni telefoniche ed interfoniche.

Prodotto PERFORMER 2000 [rif. BILAN Domotique e Domotique Magazine]. Produttore Delta Dore Energie Descrizione È un sistema multifunzionale per la gestione dell'ambiente ed il controllo delle funzioni a distanza, essendo interfacciabile a Minitel, tutto svolto su linea telefonica. Le principali funzioni implementate sono:

• sicurezza antiintrusione

• gestione del riscaldamento e della climatizzazione

• controllo utenze elettrocomandate

• gestione di allarmi tecnici

Realizzazione tecnica Il sistema (fig. 5.3.3-1) si compone di 3 unità logiche: l'intelligenza centrale, le centraline di comando e gli attuatori periferici. Il funzionamento si basa su una rete di comunicazione per il controllo ed il comando in bassissima tensione su un BUS B3D (Bus DElta Dore Domotique).

---

Componenti ad onde convogliate Per le sue particolari caratteristiche di economia, facilità d'installazione e modularità, il supporto fisico "power line" (cioè quello comunemente detto "onde convogliate") merita un paragrafo a parte. Il sistema più diffuso è rappresentato dal consolidato modulo X10, costituito da un sistema centrale e più dispositivi di attuazione distribuiti all'interno dell'abitazione ed in grado di svolgere numerose funzioni. Il sistema centrale può essere gestito sia in maniera autonoma, con timer e telecomandi ad infrarossi, sia tramite interfaccia RS-232 verso un comunissimo PC tipo IBM compatibile o Apple McIntosh (v. dettagli nel capitolo 8). Tutte le funzioni possono essere programmate in modo periodico o saltuario su un orizzonte temporale praticamente illimitato. Per motivi che saranno più chiari nel seguito, un metodo particolarmente importante per il controllo di una centralina X-10 è quello che fa uso di un telecomando ad infrarossi. Il segnale generato dal remote control è catturato da un modulo installato sulla rete elettrica (che funge da ricevitore di infrarossi e da trasmettitore di onde convogliate), il quale provvede ad immetterlo sulla rete elettrica. Essendo il sistema totalmente modulare, si può inserire un modulo di rilevazione di infrarossi in ciascun vano dell'abitazione ed impartire i comandi da qualsiasi punto. Uno di questi sistemi ( figure 5.3.4-1 e 5.3.4-2 ) è prodotto dall'americana NET CONNEXION, ed è disponibile su quasi tutti i mercati europei (escluso quello italiano) ad un costo estremamente basso (con circa 500 dollari si riesce ad installare un sistema ad onde convogliate per il controllo ambientale estremamente soddisfacente). Un sistema più semplice, ma di elevatissima flessibilità, è quello della X-10 Powerhouse (cfr. capitolo 8, fig. 8.5.4-2), distribuito in Europa dalla Celtel Ltd (UK), che consente il controllo tramite infrarossi di 16 moduli ad onde convogliate. È interessante, a questo proposito, osservare che il telecomando universale proposto per tale sistema (il FOX 400E) è capace di pilotare non solo la centralina ma, previa rapidissima programmazione, anche la maggior parte dei dispositivi infrarossi di uso più comune. Nella letteratura francese, questi dispositivi vengono classificati come componenti per il CAD (Controllo A Distanza), e rientrano in questa categoria tutti gli apparecchi che possono svolgere tale tipo di controllo, tra cui telecomandi ad infrarossi, interfacce telefoniche, componenti per la trasmissione in radiofrequenza. Per finire è importante rilevare che - almeno nell'esperienza americana - molti sistemi ad onde convogliate si sono sviluppati con una logica "software oriented", cosa relativamente infrequente in questo settore. In sostanza si è prima di tutto consolidato un nucleo di controllo ambientale formato da poche periferiche controllate da un sistema centrale dotato di software opportuno (Dynasty). La flessibilità del software, il suo basso costo, e la semplicità di installazione del tutto hanno incoraggiato i produttori ad accrescere il numero delle periferiche disponibili, per coprire una fascia molto larga di applicazioni. Sotto questo aspetto, il software in questione ha costituito una sorta di standard di fatto (a livello consumer), che ha facilitato la progettazione e la diffusione di componenti di costo assai limitato. In U.S.A. esistono cataloghi appositi di componenti 'compatible with Dynasty', in grado di eseguire le più disparate funzioni di controllo domestico, dal controllo degli accessi, alla gestione del telefono, all'attivazione di utenze elettrocomandate, all'interazione con le periferiche audio e video [rif. Catalogo Home Automation Laboratories, edizione 1992]. Sistemi polifunzionali basati sull'uso delle onde convogliate sono a volte dotati di interfacce di azionamento alternative. Tipico esempio, a questo proposito, il sistema Butler in a Box (Mastervoice), in grado di offrire una serie notevole di funzioni con una buona affidabilità e per mezzo di un'interfaccia a riconoscimento vocale (fig. 5.3.4-3).

---

Componenti per la gestione della climatizzazione Sistemi per il controllo e la regolazione della temperatura sono troppo diffusi per doverne discutere a lungo. Basti qui ricordare che la tipologia è varia e dipende essenzialmente dai parametri seguenti:

• fluido utilizzato (acqua o aria);

• dimensione dell'ambiente coperto (con una grossolana suddivisione intorno a superfici di circa 100 metri quadri);

• tipo di distribuzione (collettiva / centralizzata o individuale / autonoma);

• tipo di controllo operato (temporizzato o con centraline di feedback).

L'interazione con la casa intelligente può avvenire ai due livelli di: a. comando, che può essere reso remoto con l'uso di un sistema di accesso ad infrarossi, un modem telefonico, un sistema user friendly di azionamento; b. controllo, che può essere reso automatico con raffinatezze proporzionali costo dell'impianto. Esempio tipico di sistema di minima per la climatizzazione è il Telecomfort distribuito dalla SONOFOR SARL. Si tratta di un componente monofunzionale il quale, interfacciato alla linea telefonica standard, raccoglie input di comando impartiti da una stazione remota che colloquia con il dispositivo utilizzando il Minitel. Il componente (fig. 5.3.5-1) è dotato di una sonda di temperatura, in grado di fornire il monitoraggio in tempo reale della temperatura dell'ambiente di cui si esegue il controllo. Il costo del componente si aggira intorno ai 1000 FF.

---

Componenti per la gestione della climatizzazione È interessante fornire una stima, sia pure molto indicativa, dei costi di installazione di sistemi per la casa intelligente. A tal proposito si è scelto il caso di un'installazione sperimentale eseguita nel Nord della Francia, presso Lille, dove un complesso sistema di automazione domestica è stato installato in un'abitazione di 150 m2, disposti su due piani [rif. Domopress e Domotique Magazine]. Il sistema è dotato delle seguenti funzionalità: a. gestione dell'energia, basato su una centralina Varuna prodotta dalla Hestia (France), 7.588 FF, che provvede al controllo del riscaldamento elettrico in tre diverse zone dell'abitazione (zona giorno, zona notte e sala da bagno). La programmazione viene eseguita secondo fasce orarie ed interagisce con i rilevatori di presenza al fine di aumentare o diminuire la temperatura complessiva in tutta l'abitazione; b. comunicazione, gestita per mezzo del Minitel (il quale fornisce adeguato supporto sia alle funzioni di allarme in caso di emergenza, che a quelle di risparmio energetico, attivando gli elettrodomestici nelle fasce orarie di minor costo); c. protezione antiintrusione e controllo degli accessi, operante su 4 diverse zone:

1. fascia perimetrale del primo piano, con rilevatori di apertura di porte e finestre;

2. fascia perimetrale del secondo piano, con i medesimi sensori;

3. volume interno complessivo (radar ad infrarossi),

4. fascia perimetrale di un edificio separato dall'abitazione e adibito a funzioni ausiliarie (garage, laboratorio, e simili).

La sorveglianza video utilizza un videocitofono ed un sistema di telecamere a circuito chiuso. L'allarme locale è costituito da due sirene elettroniche ed un lampeggiatore. Il sistema è dotato di diversi sensori (tra cui 1 rilevatore di fumi ed incendio, 4 sensori di allagamento ed una sonda di temperatura) ed automatismi (sonde crepuscolari, luci di cortesia, e simili). I costi di questa realizzazione, riportati ai prezzi correnti dell'Agosto 1993, sono indicativamente i seguenti: Materiali 23.338 FF Mano d'opera e avviamento 6.000 FF Cablaggi 1.100 FF Totale (I.V.A. esclusa) 30.438 FF I.V.A. (18,6%)(Fisco Francese) 36.100 FF e cioè circa 10 milioni di lire italiane.

---

Esistente Italiano Pur essendo le industrie italiane pesantemente coinvolte all'interno di grossi progetti europei, non esistono ad oggi - a parte poche eccezioni che confermano la regola - sistemi integrati di progettazione e produzione totalmente italiana. Tuttavia l'Italia dispone di notevoli risorse per quanto riguarda i dispositivi monofunzionali. La relativa standardizzazione, necessaria per l'integrazione in sistemi modulari più complessi, si può ormai dire avviata, essendo i produttori di tali dispositivi coinvolti all'interno di numerosi progetti Europei (ad esempio la Urmet aderisce a Batibus e collabora per Esprit, la Elkron partecipa al programma CHIMENE di Esprit, e così via). Nei paragrafi che seguono sono fornite alcune informazioni generali sull'esistente tecnologico italiano.

---

Sistemi per il controllo dell' accesso I prodotti più sofisticati ed efficaci presenti sul mercato sono in gran parte orientati verso clienti "importanti" o enti che hanno come utente finale l'industria, i grandi costruttori o, nel caso di privati, l'edificio nel suo complesso: il livello "piccolo appartamento", in cui trovano posto componenti di largo consumo, è raramente considerato dalle aziende giacché, a fronte di un mercato molto attraente, gli investimenti necessari sono enormi e la concorrenza agguerrita. Il componente monofunzionale più diffuso nel campo del controllo dell'accesso è l'impianto videocitofonico. Un tipico sistema della nuova generazione può offrire le seguenti funzioni [rif. Catalogo 1993 della URMET di Torino]:

• chiamata da posto esterno verso postazione interna;

• comunicazione fra utenti, impianto telefonico interno;

• funzione di prenotazione di chiamata;

• funzione di centralino e di segreteria con operatore (portineria), in grado di intercettare tutte le chiamate dall'esterno verso l'interno;

• conferenza, comunicazione multipla di più utenti (massimo 4);

• chiamata generale, se l'impianto citofonico è collegato ad un sistema di altoparlanti;

• apriporta per uno o più accessi;

• apriporta con abilitazione a codice segreto.

Dall'analisi delle funzioni si nota che il citofono diventa di fatto un sistema telefonico di commutazione privata, e che quindi è rivolto tipicamente ad insediamenti complessi, condomini, alberghi o più in generale ad "edifici" veri e propri. L'architettura tipica è mostrata nella figura 5.4.1-1. Telecamere con impianto a circuito chiuso (TVCC) sono facilmente reperibili sul mercato (v. prodotti della ELKRON, azienda di grande importanza nel campo della sicurezza e della telesorveglianza). I sistemi più diffusi utilizzano telecamere con convertitore allo stato solido disponibili con diversi tipi di obbiettivi, sia a fuoco fisso che variabile. Le TVCC offrono possibilità di zoom che vanno dal grandangolo al teleobbiettivo per oggetti lontani. La risoluzione offerta è molto elevata, e la trasmissione dalla camera al monitor avviene generalmente con segnale non modulato e con una larghezza di banda di circa 8 MHz. Il sistema offre diversi tipi di monitor e soluzioni flessibili per la commutazione delle immagini in base alle esigenze del cliente. Anche se ciò non rappresenta la regola, l'utilizzo di tali dispositivi per la videosorveglianza di persone disabili è non solo possibile, ma anche di realizzazione relativamente semplice.

---

Sistemi per la sorveglianza domestica Le due grandi categorie di sistemi per la sorveglianza domestica sono quelle degli antifurto (rilevazione antiintrusione) e della rilevazione degli allarmi tecnici (fughe di gas, fumo, incendi, allagamenti).

Sistemi per la sorveglianza dell' accesso Diversi sistemi per la sorveglianza degli ingressi sono già da tempo sui cataloghi di numerose ditte italiane fornitrici di apparecchiature elettroniche [rif. Cataloghi B-Ticino, Beghelli, Ave, ecc.]. L'architettura di tali dispositivi è simile fra i diversi prodotti; essa si basa su un insieme di sensori opportunamente posizionati nell'appartamento e collegati ad una unità centrale. L'unità di controllo è in grado di attivare un dispositivo di segnalazione semplice o una procedure più complessa (che generalmente coincide con una serie di chiamate telefoniche di allarme). I tipi di protezione offerta sono essenzialmente due:

1. volumetrica (stanza o salone), per cui il sistema rivela presenza di corpi estranei in movimento all'intero;

2. a barriera, per cui si proteggono determinati passaggi, porte e finestre.

Per i sensori sono utilizzati i seguenti principi di funzionamento:

• microonde

• raggi infrarossi attivi e passivi (rilevazione del calore del corpo umano)

• combinati (generalmente microonde ed infrarossi passivi)

Il principio di funzionamento dei sensori a microonde e a raggi infrarossi attivi richiede la presenza di un elemento emissivo e di uno ricettivo. Una variazione nel livello di segnale ricevuto indica una variazione di volume o l'ostruzione di una barriera, da cui si deduce la presenza o il passaggio di intrusi in una zona sorvegliata. I sensori passivi sono dotati di solo elemento ricettivo e sfruttano come sorgente caratteristiche stesse dell'intruso (tipica a questo proposito l'emissione di calore da parte di esseri viventi percepita dai sensori ad infrarossi). La forma dei sensori è molto varia; esistono linee di prodotti con sensori sia a parete che da incasso in normali scatole standard. Il sistema si completa con la centralina di comando, in grado di gestire gli allarmi attivando le opportune procedure di segnalazione. È già abbastanza comune la possibilità di trasmettere la condizione di allarme su linea telefonica ad un determinato insieme di utenti; tale funzione è, in modo che dipende dalla linea di prodotto, integrata nell'unità centrale o fornita da compositori telefonici separati. Il tipo di collegamento fra sensori ed unità centrale può variare in base alle scelte tecnologiche della ditta che realizza il prodotto. In breve si può citare:

1. il metodo classico, consistente in linee dedicate di collegamento (Elkron, Ave), e

2. la trasmissione tramite onde convogliate (Beghelli).

Il primo dei metodi proposti richiede un grande sforzo di installazione ma ha ottime prestazioni; il secondo ha un'installazione davvero semplificata, ma è - in linea di principio - meno affidabile.

---

Sistemi per il rilevamento di agenti pericolosi Generalmente rientrano in questa categoria dispositivi in grado di rilevare fughe di gas, perdite d'acqua o principi di incendio. I rilevatori di gas sono in genere in grado di attivarsi in presenza di tutti i possibili gas presenti negli appartamenti, prodotti sia da fughe sia da cattiva combustione, quali metano, GPL e monossido di carbonio. In generale, i sensori sono collegati ad una centralina in grado di attivare una segnalazione acustica e di azionare un'elettrovalvola per bloccare l'afflusso del gas alle apparecchiature domestiche. In generale le ditte produttrici offrono pratici sensori da incasso. La rilevazione di incendi si basa su diversi metodi di funzionamento sensibili agli effetti prodotti da un incendio:

1. il rapido incremento di temperatura (un valore di solito considerato critico è 5 C/min.);

2. il raggiungimento di elevata temperatura (generalmente 60 C);

3. camere a ionizzazione, che rilevano la presenza di fumo;

4. sensori ottici sensibili al fumo, che misurano la trasparenza dell'aria.

I sensori sono generalmente collegati ad una centralina in grado di attivare un allarme e/o un sistema di spegnimento. Fra le aziende produttrici possono essere segnalate:

1. la ditta Beghelli [rif. Catalogo dei dispositivi], che offre il sensore per rilevare incendi integrato con il sensore per il gas (sistema certamente utile ma limitato, in quanto la protezione contro gli incendi richiede un numero maggiore di sensori rispetto a quelli previsti per le fughe di gas);

2. la ditta Elkron [rif. Catalogo dei dispositivi], che offre un prodotto altamente professionale, in grado di gestire l'attivazione di dispositivi di spegnimento.

---

Componenti per il comfort In questa categoria si possono citare:

• i vari tipi di telecomandi (spesso universali) ad infrarossi, che consentono di avere disponibili 'al toccò una notevole serie di funzioni per il relax ed il controllo delle utenze elettrocomandate. I sistemi, molto spesso importati, funzionano perfettamente in Italia, e costituiscono una delle interfacce emergenti del controllo d'ambiente di livello 'consumer'. In alcune recentissime realizzazioni (si veda ad esempio il catalogo B-Ticino) sia i ricevitori ad infrarossi che gli stessi telecomandi possono essere 'da incassò, realizzando così una notevolissima praticità di utilizzo. Sfortunatamente tali sistemi sono proprietari, non universali, e generalmente incompatibili con realizzazioni complementari;

• i sistemi di audiodiffusione all'interno dell'appartamento, mediante i quali l'utente può diffondere i programmi trasmessi dalla radio in tutte le stanze, anche qui facendo uso di opportuni diffusori da incasso (v. catalogo B-Ticino);

• i sistemi di movimentazione di tende e tapparelle (v. catalogo Somfy), generalmente dotate di interruttori di fine corsa, interruttori crepuscolari, anemometri, timers, centraline per il comando multiplo, ed altri simili accessori.

---

Sistemi per il monitoraggio medico Rientrano in questa categoria quei sistemi concepiti appositamente al fine di sorvegliare sullo stato di salute di una persona all'interno dell'abitazione.

Sistemi multifunzionali Pur con alcune restrizioni e limitazioni, il Telesam della ditta Elkron [rif. Catalogo dei dispositivi] rappresenta un esempio di fattibilità nell'integrazione di sistemi monofunzionali. Il dispositivo è rivolto essenzialmente a persone anziane, ma può essere utilizzato con successo anche da persone con disabilità. Il Telesam è sostanzialmente composto da due parti: un telefono da tavolo ed un radiocomando, simile a quelli dei cancelli automatici. Le funzioni disponibili sono le seguenti:

1. funzione di telefono con vivavoce, tasti con numeri pre-programmati;

2. richiesta di soccorso medico a distanza, che viene attivata sia dal telecomando sia da un particolare tasto posto sul telefono stesso: il Telesam telefona ad una serie di numeri pre-programmati per cercare di stabilire un contatto con l'utente;

3. segnalazione di esistenza in vita tramite rivelatori radio installati nell'appartamento; se non viene rilevato nessun movimento per un certo periodo di tempo il Telesam automaticamente provvede a dare l'allarme;

4. segnalazione di pericolo di aggressione, attivata dall'utente tramite il telecomando;

5. antifurto: è infatti possibile collegare il Telesam con una serie di sensori perimetrali o volumetrici.

Il Telesam può essere utilizzato sia privatamente (trasmettendo l'allarme su linee telefoniche di parenti ed amici dell'assistito), sia in modo integrato con centri di telesoccorso e telesorveglianza pubblici o privati. Alla categoria dei sistemi per il monitoraggio medico appartiene anche il Telesalvalavita della Beghelli, che si compone di un telecomando ad onde radio e di un combinatore telefonico a sintesi vocale per inviare la richiesta di soccorso ad una serie di numeri telefonici preprogrammati.

---

Prodotti a gatalogo SIP Di particolare interesse per il presente studio, relativamente ai prodotti telefonici legati all'esistente italiano, alcuni tra i prodotti e servizi offerti dalla SIP. Cardiotelefono L'apparecchio consente - per mezzo di un ricevitore ed un trasmettitore - il monitoraggio delle funzioni cardiache di una persona attraverso la trasmissione di Elettro CardioGrammi (ECG) completi di 12 derivazioni. Il trasmettitore, poco più grande di una valigetta, può essere agevolmente trasportato in qualsiasi luogo mentre il centro ricevente deve essere posizionato presso un centro di medicina preposto all'analisi e alla diagnosi immediata di eventuali disfunzioni. Il funzionamento è assicurato tramite semplice collegamento dell'unità mobile alla linea telefonica. Cardiobip Presenta, rispetto al precedente, un utilizzo molto più dedicato alla diagnosi che alla prevenzione. Pensato per persone affette da aritmie cardiache, consente la registrazione, la memorizzazione e la successiva trasmissione di dati elettrocardiografici. La registrazione deve essere avviata dal paziente stesso, il quale può farlo in qualsiasi luogo senza la necessità della presenza di una linea telefonica; i dati memorizzati vengono successivamente trasmessi ad un centro per la sorveglianza, attraverso la connessione di questo dispositivo ad un tradizionale apparecchio. Teleconsulto L'apparecchio consente la trasmissione di esami medici quali radiografie scintigrafie e TAC per la consultazione da parte di personale medico specializzato. Telesoccorso Si tratta di un sistema costituito da una centralina domestica in grado di ricevere l' input da un telecomando di dimensioni ridotte posto addosso alla persona e da questa attivato in caso di emergenza. L'attivazione dell'allarme provoca l'accorrere di un'unità di soccorso medico. Sistema videolento Può essere agevolmente implementato per la comunicazione fra due punti posti in abitazioni differenti, e per il controllo di accessi ed aree poste all'interno della medesima abitazione. Fino ad oggi è stato concepito maggiormente per il controllo di aree e processi industriali, ma l'esempio francese nel settore dell'utilizzazione domestico ha fornito interessanti risultati. Sistemi per teleconferenza Il sistema presuppone l'utilizzo di un rete TLC per la comunicazione tipo ISDN. Di tale possibilità si dirà più diffusamente nel capitolo 9.

---

Alcuni esempi di telefoni innovativi Pur essendo il telefono uno dei sistemi di comunicazione più diffusi tra gli utenti di tutto il mondo, esso continua ad essere sostanzialmente inaccessibile a persone con difficoltà motorie e sensoriali anche minime. Di recente, la SIP ha cominciato a rivendere (al costo popolare di 208.000 lire + I.V.A.) il telefono Girasole Più Vivavoce. Tale apparecchio, di un apparecchio di costruzione BRONDI, può essere azionato tramite un telecomando a raggi infrarossi. Per la grande importanza concettuale che riveste, il dispositivo è descritto dettagliatamente nella discussione al capitolo 8. Unica alternativa a comando non tradizionale è in Italia rappresentata dal telefono Hypertel II della Softlab (si veda ancora il capitolo 8 per i dettagli), che può essere utilizzato previo collegamento seriale RS-232 con un personal computer (IBM compatibile o McIntosh). Anche di tale telefono meglio si dirà nel corso del capitolo 8. Complessivamente, lo sforzo profuso dalla SIP per rendere più accessibili i servizi (v. Progetto Insieme ed altre simili iniziative) non ha prodotto risultati definitivi: ad oggi nessun apparecchio - tra quelli presenti a catalogo - consente un accesso alternativo o anche semplicemente facilitato da parte di persone con disabilità (e va osservato che l'investimento tecnologico coinvolto - per le dimensioni dell'azienda - potrebbe essere davvero trascurabile). Tra le possibili realizzazioni in questo senso assumerebbe un ruolo di particolare importanza un telefono di base dotato delle seguenti interfacce:

1. interfaccia di input via seriale:

• aggancio, sgancio;

• composizione del numero;

• azionamento dei tasti ausiliari;

• flash e mute;

• polling automatico;

• eventuali memorie;

1. interfaccia di output via seriale:

• segnale di presenza della linea;

• rilevazione dello stato di libero (segnale digitale);

• rilevazione di linea occupata (segnale digitale).

1. interfaccia audio:

• ingresso (voce dell'utente) tramite jack;

• uscita (voce dell'utente) tramite jack.

A questo dovrebbero essere poi affiancati opportuni accessori di interfaccia specializzati in funzione delle risorse residue.

---

L'esempio di Chambery Esempio concreto di applicazione delle nuove tecnologie di automazione domestica ai problemi della disabilità è costituito dall'esibizione organizzata nella città di Chambery in occasione delle Olimpiadi parallele svoltesi nel Febbraio 1992. Ad un anno di distanza l'esperienza in questione si conferma come la più innovativa tra le iniziative sviluppate in Europa in tale settore. All'Esprit Conferente di Bruxelles del Novembre 1993 si sono visti importanti studi successivi dedicati allo sviluppo dei sistemi Home Systems, ma l'implementazione dei risultati ottenuti da Esprit II si realizzerà solo con l'ultimazione dei progetti TIDE (v. dettagli nel seguito).

Il punto di partenza Come si è detto nella città di Grenoble fu realizzato il progetto di allestire 5 appartamenti con sistemi home systems e interfacce utente per persone con disabilità. Pur essendo la responsabilità dell'integrazione finale demandata a cinque sole capocommesse (GIE Handiservice, Simatel, Possum Controls, Net Connexion e Legrand), un numero molto elevato di aziende fu coinvolto e fornì - a diversi livelli - prodotti e servizi (v. tab. 5.5.1-1). Dal 22 al 29 Marzo si svolse un ciclo di conferenze per la valutazione e la pubblicizzazione di tali appartamenti. Per l'occasione furono rese possibili visite e dimostrazioni dei servizi offerti (per lo più da compagnie private) a favore della vita indipendente per le persone con disabilità. Nel seguito l'attenzione è posta sulle modalità realizzative degli appartamenti, per evidenziarne le caratteristiche peculiari di ognuno, e gli eventuali limiti, sulla base delle informazioni reperite durante il soggiorno nella città savoiarda dal 22 al 25 Marzo del 1992.

---

Le funzionalità Le piante topografiche riportate nelle figure 5.5.2.2 ,5.5.2.3, 5.5.2.4, 5.5.2.5, 5.5.2.7 , 5.5.2.8 e 5.5.2-9 riportano, oltre all'indicazione della capofila industriale realizzatrice dell'impianto, lo schema elettrico di massima indicante le connessioni, i cablaggi ed i dispositivi di attuazione e controllo implementati nell'appartamento. Insieme alle piantine, si forniscono di seguito (tabelle 5.5.2-1, , 5.5.2-2, , 5.5.2-3, 5.5.2-4 , 5.5.2-5 e e 5.5.2-6) le schede tecniche relative a ciascun appartamento, in cui si possono trovare alcune importanti informazioni tecniche e commerciali relative all'installazione e al tipo di interfaccia utilizzato.

Valutazioni dell' esperienza di Chambery È importante fare almeno qualche considerazione qualitativa sull'esperienza di Chambery, non per criticare sterilmente un così importante esperimento, quanto per fornire - sulla base dell'esperienza DATARC - indicazioni costruttive per valorizzare gli aspetti positivi ed identificare alcuni errori metodologici da non ripetere in iniziative future. Sul piano dei meriti si può dire quanto segue:

1. Chambery ha voluto essere un importante esempio di realizzabilità di sistemi integrati raggiunto attraverso la cooperazione di diverse aziende operanti nel settore;

2. le risposte delle aziende sono state pronte e mirate;

3. si è potuto constatare come l'adattamento di sistemi HS ad interfacce dedicate a persone con disabilità non presenti un ostacolo insormontabile, ma piuttosto il risultato di un modesto impegno tecnologico;

4. gli operatori nel settore della sanità hanno avuto modo di constatare la possibilità di ricorrere a sistemi tecnologici dedicati per poter attivare, compatibilmente con le disponibilità territoriali, un sistema di assistenza domiciliare efficiente.

Per ciò che attiene agli aspetti negativi è necessario rilevare:

1. l'assenza di coordinamento delle diverse realtà produttive e l'incompleto effetto sinergico (peraltro demandato a grandi organismi europei pubblici - CEE - o a consorzi privati, nell'ambito di promozioni di iniziative comunitarie di rilievo quali ESPRIT, BATIBUS e TIDE);

2. l'approccio metodologico non corretto: non si è proceduto partendo dalla persona e dalle sue difficoltà motorie, quanto piuttosto adattando la persona alla realizzazione tecnologica;

3. la scelta degli appartamenti (fig. 5.5.2-9) avrebbe potuto essere forse più attenta, nel senso che alloggi di nuova costruzione avrebbero dovuto presentare canaline incassate per i cablaggi e la trasmissione dei segnali di comando in bassa tensione, separate da quelle della rete elettrica convenzionale e del segnale telefonico e audio-videofonico.

---

L' investimento europeo per gli anni 90 - TIDE Un notevole lavoro è tutt'oggi svolto dalla comunità europea per l'incentivazione dei prodotti home systems. Di Esprit si è già accennato; qui si vuole - attraverso alcuni esempi pratici - chiarire gli obbiettivi operativi del programma, ricordando che il fine ultimo è piuttosto quello di offrire una realizzazione di prototipi ingegnerizzati suffragata da un'analisi commerciale dell'impatto sull'utente, piuttosto che la realizzazione e la commercializzazione di un certo prodotto. Sviluppo di nuovi componenti elettronici Al progetto di sviluppo di nuovi componenti elettronici [rif. Materiale di presentazione raccolto all'ESPRIT CONFERENCE, 22-27 Nov. 1992, Bruxelles] concorrono la EDF (Elettricitè de France), l'EHSA (European Home System Association) e la SGS Thomson. L'attenzione di questo progetto è rivolta ai seguenti prodotti:

• interfacce per supporti multimediali

• sviluppo di protocolli software ed hardware

• produzione di pacchetti per lo sviluppo del software a corredo dei protocolli

• ricerca nel campo della distribuzione di informazione e della sicurezza.

Oltre allo sviluppo delle specifiche e dei componenti fisici e logici cui questo progetto è dedicato, viene svolta anche un'analisi dell'area di marketing verso la quale può esserci interesse e la contemporanea ricerca dei mezzi necessari per la creazione di una rete di distribuzione adeguata.

---

Studio dell' impatto sull' utente Il principale progetto in tal senso è FACE (Familiarity Achieved through Common user interface Elements, [rif. Materiale di presentazione raccolto all'ESPRIT CONFERENCE, 22-27 Nov. 1992, Bruxelles]) ed è promosso dalla Philips Consumer Electronics. Esso presenta carattere più commerciale che tecnico, in quanto l'obbiettivo è costituito dalla determinazione delle caratteristiche che l'interfaccia utente deve soddisfare al fine di risultare gradevole e facile da usare. Il flusso logico dello studio è riportato in figura. 5.6.2-1: in pratica il punto centrale è costituito da un databook che diventa anche una sorta di specifica di riferimento. Le reazioni dell'utente vengono progressivamente riflesse nel database, il quale viene utilizzato per la nuova progettazione, e così via, con un processo di controllo "ad anello chiuso". L'obbiettivo finale è che il databook, dopo un certo tempo, si stabilizzi nei contenuti, identificando l'optimum e documentando il reale impatto sul pubblico di un determinato prodotto. Il progetto TIDE In ambito europeo è previsto che la forte spinta tecnologica innovativa fornita da progetti di studio, ricerca e prima implementazione, venga convogliata in progetti maggiormente operativi, in grado cioè non solo di proporre sul mercato nuovi sistemi per la casa intelligente dedicati a persone con disabilità ed anziani, ma anche di fornire prodotti finiti realmente disponibili sul territorio attraverso un'opportuna rete di distribuzione. Il progetto TIDE (Technology Initiative for Disabled and Elderly people) si propone di realizzare tutto questo per la fine del 1995. L'iniziativa prevede il finanziamento - da parte della Comunità Europea - di numerosi progetti internazionali precompetitivi volti a diffondere la tecnologia a favore della disabilità motoria e sensoriale. La composizione dei consorzi partecipanti è molto articolata: i consorzi devono essere infatti internazionali (almeno due nazioni devono essere coinvolte) e misti (in ogni consorzio deve essere presente l'industria, insieme ad associazioni, organizzazioni di utenti, università e centri di ricerca). Questa pluralità di categorie dovrebbe assicurare l'adeguatezza dell'analisi del problema, il successo nell'ingegnerizzazione del prodotto e nel successivo sfruttamento commerciale, oltre alla conformità alle norme di sicurezza normalmente accettate come standard. La seconda fase dell'iniziativa è in pieno svolgimento, ed ha visto la presentazione formale di migliaia di progetti, attualmente in corso di valutazione da parte della CEE.

     
Sito ottimizzato per risoluzione >= di 1280 x 1024 - Per informazioni: resident@resident.it  - Creato da a.m. giovedì 14 ottobre 1999 aggiornato da a.m. il: 15 maggio 2010