Come funzionano le case intelligenti/implementazione della casa intelligente
Le case di nuova costruzione sono spesso costruite con infrastrutture per la casa intelligente. Le case più vecchie, invece, possono essere dotate di tecnologie intelligenti. Mentre molti sistemi per la casa intelligente funzionano ancora su X10 o Insteon, il Bluetooth e il Wi-Fi sono diventati sempre più popolari.
Zigbee e Z-Wave sono due dei più comuni protocolli di comunicazione domotici oggi in uso. Entrambi utilizzano tecnologie di rete mesh, segnali radio a corto raggio e a bassa potenza per collegare i sistemi di casa intelligente. Sebbene entrambi si rivolgano alle stesse applicazioni per la casa intelligente, Z-Wave ha una portata di 30 metri fino ai 10 metri di Zigbee, con Zigbee spesso percepito come il più complesso dei due. I chip Zigbee sono disponibili presso diverse aziende, mentre i chip Z-Wave sono disponibili solo presso Sigma Designs.
Una casa intelligente non è un insieme di dispositivi ed elettrodomestici intelligenti disparati, ma quelli che lavorano insieme per creare una rete controllabile a distanza. Tutti i dispositivi sono controllati da un controller domotico master, spesso chiamato smart home hub. Lo smart home hub è un dispositivo hardware che funge da punto centrale del sistema di casa intelligente ed è in grado di rilevare, elaborare dati e comunicare in modalità wireless. Esso combina tutte le diverse applicazioni in un’unica applicazione per la casa intelligente che può essere controllata a distanza dai proprietari di casa. Esempi di hub per la casa intelligente sono Amazon Echo, Google Home, Insteon Hub Pro, Samsung SmartThings e Wink Hub.
Alcuni sistemi per la casa intelligente possono essere creati da zero, ad esempio, utilizzando un Raspberry Pi o un’altra scheda di prototipazione. Altri possono essere acquistati come kit per la casa intelligente in bundle – noto anche come piattaforma per la casa intelligente – che contiene i pezzi necessari per avviare un progetto di automazione domestica.
In semplici scenari di casa intelligente, gli eventi possono essere cronometrati o attivati. Gli eventi temporizzati si basano su un orologio, ad esempio l’abbassamento delle tende alle 18:00, mentre gli eventi attivati dipendono dalle azioni del sistema automatizzato; ad esempio, quando lo smartphone del proprietario si avvicina alla porta, la serratura intelligente si sblocca e le luci intelligenti si accendono.
L’apprendimento automatico e l’intelligenza artificiale (IA) stanno diventando sempre più popolari nei sistemi per la casa intelligente, permettendo alle applicazioni domotiche di adattarsi ai loro ambienti. Ad esempio, i sistemi ad attivazione vocale, come Amazon Echo o Google Home, contengono assistenti virtuali che imparano e personalizzano la casa intelligente in base alle preferenze e ai modelli dei residenti.
Edifici intelligenti
Mentre ogni casa intelligente è un edificio intelligente, non ogni edificio intelligente è una casa intelligente. Gli edifici aziendali, commerciali, industriali e residenziali di ogni forma e dimensione – compresi uffici, grattacieli, condomini, uffici e residence con più inquilini – stanno impiegando le tecnologie dell’internet degli oggetti per migliorare l’efficienza degli edifici, ridurre i costi energetici e l’impatto ambientale e garantire la sicurezza, oltre a migliorare la soddisfazione degli occupanti.
Molte delle stesse tecnologie intelligenti utilizzate nelle case intelligenti sono impiegate negli edifici intelligenti, tra cui l’illuminazione, l’energia, il riscaldamento e il condizionamento dell’aria e i sistemi di sicurezza e di accesso agli edifici.
Ad esempio, un edificio intelligente può ridurre i costi energetici utilizzando sensori che rilevano il numero di occupanti in una stanza. La temperatura può regolarsi automaticamente, accendendo l’aria fresca se i sensori rilevano una sala conferenze piena, o abbassando il riscaldamento se tutti in ufficio sono andati a casa per la giornata.
Gli edifici intelligenti possono anche collegarsi alla rete intelligente. Qui, i componenti degli edifici intelligenti e la rete elettrica possono “parlare” e “ascoltare” l’uno l’altro. Con questa tecnologia, la distribuzione dell’energia può essere gestita in modo efficiente, la manutenzione può essere gestita in modo proattivo e le interruzioni di corrente possono essere gestite più rapidamente.
Oltre a questi vantaggi, gli edifici intelligenti possono fornire ai proprietari e ai gestori di edifici il vantaggio della manutenzione predittiva. I bidet, ad esempio, possono ricaricare le forniture per i servizi igienici quando i sensori di utilizzo controllano che i dispenser di sapone o di carta assorbente siano bassi. Oppure la manutenzione e i guasti possono essere previsti sulla refrigerazione degli edifici, sugli ascensori e sui sistemi di illuminazione.
Le origini della casa intelligente
Con l’uscita nel 1975 di X10, un protocollo di comunicazione per la domotica, la casa intelligente, un tempo un sogno a la Jetsons, ha preso vita. X10 invia a 120 kHz radio frequenza (RF) raffiche di informazioni digitali sul cablaggio elettrico esistente di una casa a prese o interruttori programmabili. Questi segnali trasmettono i comandi ai dispositivi corrispondenti, controllando come e quando i dispositivi funzionano. Un trasmettitore potrebbe, ad esempio, inviare un segnale lungo il cablaggio elettrico della casa, dicendo ad un dispositivo di accendersi in un determinato momento.
Tuttavia, poiché il cablaggio elettrico non è progettato per essere esente da “rumore” di banda radio, X10 non è sempre stato completamente affidabile. I segnali andrebbero persi e, in alcuni casi, i segnali non attraverserebbero circuiti cablati su polarità diverse, creati quando il servizio a 220 volt è diviso in una coppia di alimentazioni a 100 volt, come è comune negli Stati Uniti. Inoltre, X10 era inizialmente una tecnologia a senso unico, quindi, mentre i dispositivi intelligenti possono prendere i comandi, non possono rimandare i dati ad una rete centrale. In seguito, tuttavia, i dispositivi X10 bidirezionali sono diventati disponibili, anche se ad un costo più elevato.
Quando la società di domotica Insteon è entrata in scena nel 2005, ha introdotto una tecnologia che combinava il cablaggio elettrico con i segnali wireless. Da allora sono emersi altri protocolli, tra cui Zigbee e Z-Wave, per contrastare i problemi legati all’X10, anche se l’X10 rimane ancora oggi un protocollo di comunicazione ampiamente installato.
Nest Labs è stata fondata nel 2010 e ha rilasciato il suo primo prodotto intelligente, il termostato Nest Learning Thermostat, nel 2011. L’azienda ha anche creato rilevatori di fumo/monossido di carbonio e telecamere di sicurezza intelligenti. Dopo essere stata acquisita da Google nel 2015, nello stesso anno è diventata una filiale di Alphabet Inc.
Nel 2012, SmartThings Inc. ha lanciato una campagna Kickstarter, raccogliendo 1,2 milioni di dollari per finanziare il suo sistema di casa intelligente. A seguito di ulteriori finanziamenti, l’azienda è entrata sul mercato nell’agosto 2013 ed è stata acquisita da Samsung nel 2014.
Più recentemente, aziende tra cui Amazon, Apple e Google hanno rilasciato i propri prodotti per la casa intelligente e piattaforme domotiche, tra cui Amazon Echo, Apple HomeKit e Google Home.
