SISTEMI DI SUPERVISIONE E BUILDING AUTOMATION

TRASFORMIAMO LA QUOTIDIANITÀ IN MANIERA INTELLIGENTE

Un impianto Domotico assicura una qualità di vita migliore e soprattutto:

UNA GESTIONE FACILITATA DEGLI EDIFICI;

IMPIANTI ELETTRICI TECNOLOGICAMENTE EVOLUTI;

INTEGRAZIONE DI TUTTI I PIÙ MODERNI SISTEMI MULTIMEDIALI;

UN VALIDO AIUTO PER PERSONE DISABILI;

Per assicurare massimo comfort, risparmio energetico e totale sicurezza, utilizziamo solo sistemi e prodotti tecnologicamente evoluti e dalle alte prestazioni per andare a gestire:

ILLUMINAZIONE;

SISTEMI DI SICUREZZA;

GESTIONE DELL’ENERGIA;

TERMOREGOLAZIONE;

CONTROLLO REMOTO; 

SISTEMI AUDIO/VIDEO.

La casa intelligente può essere controllata dall'utilizzatore tramite opportune interfacce utente (come pulsanti, telecomando, touch screen, tastiere, riconoscimento vocale), che realizzano il contatto (invio di comandi e ricezione informazioni) con il sistema intelligente di controllo, basato su un'unità computerizzata centrale oppure su un sistema a intelligenza distribuita. I diversi componenti del sistema sono connessi tra di loro e con il sistema di controllo tramite vari tipi di interconnessione (ad esempio rete locale, onde convogliate, onde radio, bus dedicato, ecc.).

Il sistema di controllo centralizzato, oppure l'insieme delle periferiche in un sistema ad intelligenza distribuita, provvede a svolgere i comandi impartiti dall'utente (ad esempio accensione luce cucina oppure apertura tapparella sala), a monitorare continuamente i parametri ambientali (come allagamento oppure presenza di gas), a gestire in maniera autonoma alcune regolazioni (ad esempio temperatura) e a generare eventuali segnalazioni all'utente o ai servizi di teleassistenza. I sistemi di automazione sono di solito predisposti affinché ogniqualvolta venga azionato un comando, all'utente ne giunga comunicazione attraverso un segnale visivo di avviso/conferma dell'operazione effettuata (ad esempio LED colorati negli interruttori, cambiamenti nella grafica del touch screen) oppure, nei casi di sistemi per disabili, con altri tipi di segnalazione (ad esempio sonora).

Un sistema domotico si completa, di solito, attraverso uno o più sistemi di comunicazione con il mondo esterno (ad esempio messaggi telefonici preregistrati, SMS, generazione automatica di pagine web o e-mail) per permetterne il controllo e la visualizzazione dello stato anche da remoto. Sistemi comunicativi di questo tipo, chiamati gateway o residential gateway svolgono la funzione di avanzati router, permettono la connessione di tutta la rete domestica al mondo esterno, e quindi alle reti di pubblico dominio.

ESEMPIO DI FUNZIONI DI UN IMPIANTO DI ILLUMINAZIONE INTELLIGENTE:

• Accensioni multiple anche automatiche di luci in base all'instaurarsi di condizioni specifiche scenari (es. ci sono ospiti, diamo un party, mi vedo un DVD);
• Autoaccensione secondo schemi copiati dalla realtà delle luci dopo il riconoscimento automatico di una prolungata assenza;
• Centralizzazione dello spegnimento o autospegnimento delle luci quando viene riconosciuta l'assenza di utenti; gestione completamente autonoma e automatica dell'illuminazione.

ESEMPIO DI FUNZIONI DI UN IMPIANTO ELETTRICO INTELLIGENTE:

• Coordinamento autonomo del funzionamento degli elettrodomestici;
• Riduzione dei campi magnetici nelle stanze in cui sono presenti utenti;
• Isolamento e protezione automatica in caso di temporale;
• Disalimentazione completa isole tecniche (esempio gruppo televisore, decoder, videoregistratore ecc.) a comando o in automatico di notte o quando non c'è nessuno in casa. 

ESEMPIO DI FUNZIONI DI UN IMPIANTO DI CLIMATIZZAZIONE INTELLIGENTE:

• Funzionamento automatico in base al riconoscimento della presenza di persone;
• Adeguamento del funzionamento in base al tasso di umidità;
• Spegnimento automatico del calorifero sotto una finestra aperta;
• Autoprogrammazione della pre-climatizzazione (es. preriscaldamento in inverno) in base al riconoscimento degli "usi e costumi" degli utenti.

ESEMPIO DI FUNZIONI DI UN IMPIANTO DI SICUREZZA INTELLIGENTE:

• Rilevamento di eventi come fughe di gas, allagamenti e incendi;
• Connessione a distanza con servizi di assistenza (soccorso medico e vigilanza);
• Monitoraggio a distanza degli ambienti con telecamere;
• Interazione TV, telefono, videocitofono e impianto telecamere.

ESEMPIO DI FUNZIONI DI UN IMPIANTO DI AUTOMAZIONE DOMESTICA INTELLIGENTE​:

• Chiusura o apertura in autonomia delle tende esterne (c'è il sole si aprono, c'è vento si chiudono);
• Chiusura o apertura in autonomia degli oscuranti (tapparelle, persiane, ecc.) e coordinamento con l'automazione per la ventilazione in base a parametri di aero-illuminazione dettati dalla legge e coordinamento con gli scenari di illuminazione (aziono il videoproiettore, l'automazione oscura la stanza, l'impianto di illuminazione accende le luci soffuse).

L’UNICO STANDARD MONDIALE APERTO PER IL CONTROLLO DELLA CASA E DELL’EDIFICIO.

Per trasmettere le informazioni di controllo a tutti i componenti per la gestione dell’edificio, è necessario un sistema che elimini il problema delle soluzioni “isola”, assicurando che tutti i componenti comunichino per mezzo di un linguaggio comune: in breve, un sistema come il bus KNX, indipendente dal singolo costruttore e dalla particolare applicazione. Questo standard è basato su oltre 15 anni di esperienza di mercato, acquisita anche grazie ai sistemi predecessori di KNX: EIB, EHS e BatiBUS. Mediante il mezzo trasmissivo KNX al quale sono collegati tutti i dispositivi bus (doppino intrecciato, radio frequenza, onda convogliata o IP/Ethernet), essi sono in grado di scambiare informazione. I dispositivi bus possono essere sensori od attuatori richiesti per il controllo di apparecchiature di gestione degli edifici come: illuminazione, veneziane / tapparelle, sistemi di sicurezza, gestione dell’energia, riscaldamento, sistemi di ventilazione e climatizzazione, sistemi di segnalazione e monitoraggio, interfacce verso sistemi di monitoraggio e di manutenzione per l’edificio, controllo remoto, contabilizzazione, controllo audio / video, elettrodomestici, ecc. Tutte queste funzioni possono essere controllate, monitorate e segnalate mediante un unico sistema, senza necessità di centrali di controllo aggiuntive.
 

MONDIALE SIGNIFICA

Referenze in tutto il mondo: il mondo del controllo della casa e dell’edificio "parla" KNX. Diversi milioni di installazioni KNX di successo si possono trovare non solo in tutta Europa ma anche in estremo oriente, Nord e Sudamerica – una prova dell’interesse per l’approccio KNX. Oltre 400 aziende di tutto il mondo associate a KNX sviluppano prodotti KNX, soluzione e software.

STANDARD APERTO SIGNIFICA

KNX è approvato come Standard Internazionale (ISO/IEC 14543-3), come Standard Europeo (CENELEC EN 50090 e CEN EN 13321-1) e Standard Cinese (GB/Z 20965). KNX è perciò aperto al futuro. I prodotti KNX realizzati da diversi costruttori possono essere combinati KNX pertanto assicura che diversi prodotti di diversi costruttori utilizzati in diverse applicazioni operino e comunichino vicendevolmente. Ciò assicura un alto grado di flessibilità nell’ampliamento e nelle modifiche dell’impianto. La conformità dei prodotti viene testata in modo neutrale in laboratori terzi.

CONTROLLO DELLA CADA E DELL'EDIFICIO SIGNIFICA

Vantaggi per ogni tipo di edificio: dal grande complesso uffici ad una semplice abitazione. Qualunque sia il tipo d’edificio, KNX apre opportunità completamente nuove per i sistemi di controllo degli edifici, mantenendo i costi ad un livello accettabile.
Standard internazionale ed a prova di futuro

• ISO/IEC - Ha riconosciuto la tecnologia KNX come standard internazionale ISO/IEC 14543-3 nell’anno 2006;
• CENELEC - Il comitato tecnico europeo CENELEC ha approvato la tecnologia KNX come standard internazionale registrato secondo la norma europea: EN 50090 nell’anno 2003:
• CEN - L’ente europeo di normazione CEN ha riconosciuto legalmente lo standard KNX come norma europea EN 13321-1 (totale referenza alla norma EN 50090) e EN1332-2 (KNXnet/IP) nell’anno 2006;
• SAC - Ha riconosciuto la tecnologia KNX come standard cinese GB/Z 20965 nell’anno 2007;
• ANSI/ASHRAE - Ha riconosciuto la tecnologia KNX come standard US ANSI/ASHRAE 135 nell’anno 2005.

Ne consegue che KNX è l’unico standard aperto al mondo per la gestione tecnica delle abitazioni e degli edifici.

LA TECNOLOGIA KNX ASSICURA, OLTRE LA CONFORMITA' NORMATIVA, ALTRI INDUBBI VANTAGGI: 

• La logica di controllo integrata nei componenti fa sì che non esista una unità centrale di governo di tutte le funzioni ed eventuali guasti o malfunzionamenti di un componente creeranno un disagio circoscritto alla sola funzione relativa al componente stesso;
• Le caratteristiche elettriche della rete e quelle del segnale assicurano l’immunità del sistema dai disturbi indotti da campi elettromagnetici;
• La tensione di alimentazione a 29 Vcc del sistema garantisce l’assenza di campi elettromagnetici nelle linee di collegamento di pulsanti, interruttori, termostati e, in generale, di tutte le linee poste nelle vicinanze di chi utilizza l’installazione;
• La tensione di alimentazione a 29 Vcc garantisce inoltre una assoluta sicurezza tra impianto e utente, in quanto egli agisce su componenti non alimentati a 230V, come quelli tradizionalmente presenti nelle abitazioni, ma a bassissima tensione di sicurezza, in particolare con tensione SELV di 20/30V;
• La configurazione dei dispositivi è molto semplice, attraverso un software dedicato; eventuali variazioni,consente, se necessario, servizi di diagnosi e manutenzione in locale o a distanza;
• Le apparecchiature omologate KNX coprono tutte le esigenze di automazione di case e edifici, con una gamma molto estesa di tipi e, all’interno di ogni tipo, una scelta di applicazioni completa;
• La maggiore versatilità dell’impianto domotico, rispetto ad uno tradizionale, consente di variare la sua configurazione, adattandola perfettamente alle esigenze del cliente, solo via software e non via hardware.

Dall’idea originaria al prodotto finito, per un novizio di KNX l’elenco di domande su come implementare KNX in un nuovo dispositivo può essere piuttosto lungo:
Quale mezzo trasmissivo KNX (ad esempio doppino intrecciato o radiofrequenza) dovrebbe essere usato? Quali requisiti software sono richiesti da KNX? Quali oggetti di comunicazione – formati dati – dovrebbero essere impiegati e come vengono programmati? Quali sono i requisiti hardware per il dispositivo? Vi sono componenti standard? Come verrà messo in servizio il dispositivo, ad esempio, quali modi di configurazione dovrebbero essere supportati? Vi è supporto tecnico per l’assistenza durante lo sviluppo? Come si svolge il processo di certificazione? Per valutare quale sia soluzione migliore per lo sviluppo di un dispositivo, è utile conoscere quali siano i componenti standard KNX disponibili sul mercato per i differenti mezzi trasmissivi.

Aspetti di realizzazione di dispositivi KNX TP
Esistono una serie di termini tecnici che sono comuni sul mercato come “BCU“, “BIM“, “SIM“, “TPUART“, “chipset“ e “communication stack“: questi termini corrispondono a differenti possibilità di sviluppo di un dispositivo KNX TP.

BCU “Bus coupling units“
Si tratta di dispositivi di sistema che comprendono il circuito di accoppiamento a KNX ed un microprocessore e sono forniti in una custodia. Lo sviluppatore deve limitarsi a sviluppare il modulo applicativo, l’hardware ed il software applicativo.

BIM “Bus Interface Modules“
Sono moduli di interfaccia costituiti fondamentalmente dall’interno di una BCU e dispongono di porte di I/O aggiuntive. Le BIM vengono vendute come moduli che possono essere saldati direttamente alla piastra a circuito stampato. Sono disponibili versioni con memoria flash per il software applicativo da 8 fino a 48 kbyte. Lo sviluppo software avviene per mezzo di un ambiente di sviluppo che consiste di un “Evaluationboard“, un “On-Chip Debug Emulator“ e di un compilatore per linguaggio C.

SIM “Serial Interface Modules“
I moduli SIM contengono il sistema di comunicazione completo senza applicazioni; l’hardware ed il software applicativo sono collegati con la parte di comunicazione per mezzo di un’interfaccia seriale. I SIM vengono venduti sotto forma di moduli che possono essere saldati direttamente alla piastra a circuito stampato.

BAOS “Bus Access Object Server“
Il modulo BAOS (Bus Access and Object Server) serve come interfaccia verso KNX tanto a livello di telegramma (Link Layer KNX) quanto a livello di datapoint (Application Layer KNX). Il formato del telegramma corrisponde a FT1.2. Per la comunicazione a livello di datapoint è disponibile un protocollo seriale ottimizzato.

Chipset
I chipset delle BIM vengono offerti separatamente per aggirare i vincoli meccanici delle BIM. Dal punto di vista software non vi sono differenze fra BIM e chipset.

TPUART
La TPUART contiene solo il vero e proprio accoppiamento a KNX. Il software di comunicazione è fornito da un microcontrollore collegato. La TPUART è stata sviluppata da un lato per evitare al microcontrollore il compito di codifica e decodifica dei bit e dall’altro per consentire l’accoppiamento a KNX per mezzo di diversi microcontrollori.

Communication Stack
Per piccole quantità di prodotto si raccomandano i moduli (BIM, SIM BAOS). Si distinguono per i bassi costi di sviluppo e certificazione e sono ideali per avviare uno sviluppo KNX. Se non c’è spazio o crescono le quantità prodotte, il chipset è un’alternativa interessante. I costi iniziali sono solo un po’ più alti in confronto al modulo BIM. TPUART è la soluzione più utilizzata per i dispositivi prodotti in serie in grandi quantità. La TPUART si distingue per bassi costi unitari ma comporta costi elevati di sviluppo e certifi cazione. In certi casi può essere opportuno optare per un bit transceiver (FZE1066).

Aspetti di realizzazione di dispositivi KNX PL
Analogamente a KNX Twisted Pair, BCU e moduli (PIM) standardizzati sono disponibili anche per KNX PL (110).

BCU “Bus coupling units“
Si tratta di dispositivi di sistema che comprendono il circuito di accoppiamento a KNX ed un microprocessore e sono forniti in una custodia. Lo sviluppatore deve limitarsi a sviluppare soltanto il modulo applicativo, l’hardware ed il software applicativo.

PIM Powerline Interface Modules
I moduli PIM sono costituiti fondamentalmente sulla parte a bassa tensione della BCU. I PIM sono moduli che vengono saldati alla piastra a circuito stampato insieme agli altri componenti di accoppiamento alla rete.

ASIC con Communication Stack
Un ASIC per PL110 è responsabile dell’invio e della ricezione dei bit. Per costruire un dispositivo KNX basato su ASIC, è necessario uno stack KNX per Powerline (communication software). Un communication stack contiene le interfacce per la programmazione dell’applicazione.

Qual è la soluzione giusta?
Le BCU sono particolarmente indicate per produzione di piccole quantità per sviluppare dispositivi in modo efficiente dal punto di vista dei costi. Per prodotti caratterizzati da quantità medie, sono raccomandati i moduli PIM ed uno schema del circuito è disponibile. Lo sviluppo di dispositivi PL con ASIC e communication stack richiede maggiori investimenti in confronto a BCU e PIM ed è perciò effettuato da costruttori con volumi di produzione elevati.

Aspetti di realizzazione di dispositivi KNX RF
Lo sviluppo di dispositivi KNX RF non richiede componenti speciali KNX. Per ridurre tempi e costi di sviluppo, può essere vantaggioso l’impiego di moduli RF pronti; ciò avviene di solito nel caso di piccole quantità. Un nodo KNX RF consiste fondamentalmente degli elementi seguenti:

Transceiver Chip
Per KNX RF non è necessario un chip dedicato. Attualmente sono disponibili un paio di chip che possono essere impiegati per implementare un nodo KNX RF. Per dispositivi unidirezionali sono disponibili chip a basso costo per la sola trasmissione.

Circuito RFI
l transceiver forma, insieme ad una coppia di componenti passivi, il circuito RF. Basato sul progetto di riferimento del costruttore del chip, un circuito può essere progettato ed ottimizzato per i requisiti KNX RF.

Microcontrollore
Il cuore di ogni dispositivo KNX è un microcontrollore che controlla la comunicazione ed i compiti applicativi. Per la trasmissione RF uno dei requisiti più importanti è il basso consumo di energia. La logica di interfacciamento per connettere il transceiver dovrebbe essere presente nella maggior parte dei controllori odierni.

Communication stack
Lo standard KNX definisce un complesso protocollo che porta ad uno sforzo elevato di implementazione e certificazione. Il communication stack è il software di sistema per un dispositivo KNX RF; controlla il transceiver e gestisce completamente la comunicazione, compresa la procedura di configurazione. Il communication stack fornisce un’interfaccia (API) per lo sviluppo applicativo.

Aspetti di realizzazione di dispositivi KNX IP
La trasmissione di telegrammi KNX per mezzo di Ethernet è definita come serie di protocolli KNXnet/IP ed è parte dello standard KNX. Fino ad ora le specifiche prevedevano l’utilizzo di questo mezzo per le interfacce PC ed i router. I router IP sono paragonabili agli accoppiatori di linea ma utilizzano Ethernet per la linea principale. Ora, in aggiunta, è possibile integrare dispositivi terminali KNX direttamente via IP nella rete KNX. In questo modo Ethernet o IP (Internet Protocol) diviene a pieno titolo un mezzo trasmissivo KNX. Per lo sviluppo di dispositivi KNX IP non sono necessari componenti KNX Bauteile speciali. Un nodo KNX IP consiste principalmente degli elementi seguenti:

Controller Ethernet
I Controller Ethernet sono disponibili presso diversi produttori di semiconduttori. Le esigenze di KNX IP sono di norma soddisfatte senza problemi. Sono suffi cienti nella maggior parte dei casi Controller mit einer velocità di 10 MBit/s.

Microcontrollore
La scelta del microcontrollore dipende fondamentalmente dalla potenza di calcolo necessaria al dispositivo. In linea di principio, il protocollo KNXnet/IP può essere implementato su un controllore ad 8 bit. A seconda dell’applicazione, possono essere necessari anche controllori con prestazioni superiori. Numerosi controllori offrono già un’interfaccia Ethernet sul chip, in modo che debba essere completato solo il livello fi sico.

Communication stack
Il software di sistema per un dispositivo KNX IP è costituito da due stack di protocollo. Per la comunicazione mediante Ethernet è necessario uno stack IP con UDP (User Datagram Protocol), poichè KNXnet/IP si basa su una comunicazione wireless. Vengono utilizzati sia telegrammi Unicast che Multicast. Sullo stack IP/UDP viene disposto lo stack KNX. Questo è il kernel comune KNX che naturalmente deve essere implementato in modo speziale per ogni modello di dispositivo. Lo stack KNX utilizza lo stack IP/UDP come interfaccia verso il sistema. La traduzione di telegrammi KNX in telegrammi UDP è stabilita mediante KNXnet/IP. L’applicazione KNX ha accesso all’API (Application Programming Interface) dello stack KNX per comunicare con l’intero sistema.

Qual è la soluzione giusta?
La scelta del giusto hardware dipende in modo rilevante dall’applicazione. Implementazioni hardware speciali per dispositivi KNX-IP sono già disponibili sul mercato. Vengono offerti anche i corrispondenti stack. Per dispositivi complessi possono essere impiegati anche potenti sistemi operativi, come ad esempio Linux, che di norma contengono uno stack IP con UDP. In questo caso sono ancora necessari soltanto lo stack KNX e naturalmente il relativo programma applicativo.