Domotica, smart home o casa intelligente
Che tipo di domotica, smart home o casa intelligente scegliere per la propria casa?
Le scelte possono essere moto differenti tra loro e con costi notevolmente diversi a secondo delle scelte che si fanno, quindi partire con il piede giusto è fondamentale.
Per domotica si intende la scienza interdisciplinare che si occupa dello studio delle tecnologie atte a migliorare la qualità della vita nella casa e più in generale negli ambienti antropizzati.
Per domotica si po’ anche intendere comandi singoli di una lampada senza avere per questo una casa totalmente domotizzata.
Protocolli d’interfaccia – rete tradizionale
Per collegare gli apparati alla domotica si possono usare sia un cavo elettrico (doppino) sia una connessione senza fili.
I protocolli con filo elettrico possono avere vari tipi di interfacce al mondo esterno, di seguito i più conosciuti:
1. KNX Konnex
2. BACnet
3. TCI/IP
4. DALI
5. DMX
6. Altri
La scomodità di avere il sistema tradizionale con cavo elettrico è che l’intera casa doveva essere prevista per la domotica facendo passare, oltre ai consueti cavi elettrici anche i cavi di comando (doppino).
L’alternativa al cablaggio della casa è la connessione senza fili o wireless.
Protocolli Wireless per la domotica, smart home o casa intelligente
I protocolli wireless maggiormente conosciuti sono:
- Z-Wave
- ZigBee (Utilizzato da HUE di Philips e Domotica BTicino)
- Thread
- Bluetooth Low Energy
- WeMo
- Wi-Fi
Z-Wave
È attualmente il protocollo wireless più conosciuto nel mondo della domotica e non accenna a rallentare il passo. Si tratta di un protocollo wireless proprietario progettato per le esigenze di bassa potenza e bassa larghezza di banda relativamente all’Internet delle Cose. Z-Wave utilizza lo standard fisico radio Ieee 802.15.4 come anche il sistema di reti mesh, al fine di incrementare il range operativo e migliorare il livello di robustezza della rete. Diversamente da Bluetooth e da ZigBee, che operano nella banda dei 2,4 GHz, Z-Wave opera a 868 MHz in Europa e a 915 MHz nel Nord America. Il funzionamento alle frequenze sub-1GHz consente a Z-Wave di avere un segnale robusto e resistente al Bluetooth e alle reti Wi-Fi. La bassa frequenza permette a Z-Wave di funzionare con un range superiore e quindi di essere tre volte più potente di ZigBee.
ZigBee
Utilizzato da HUE di Philips, Amazon Echo Plus, Domotica Bticino, ecc. In quanto standard aperto realizzato nel 2005 e che utilizza lo strato fisico Ieee 802.15.4, ZigBee è stato il primo protocollo wireless più importante progettato per l’IoT. Come Z-Wave, funziona a bassa potenza e con reti mesh. Nonostante siano previsti per funzionare fino a 100 metri all’aria aperta, i dispositivi ZigBee raggiungono spesso una portata inferiore, poiché il sistema radio è configurato per l’efficienza energetica e non per il range operativo. Tuttavia, la rete mesh di ZigBee consente l’utilizzo su reti ampie che possono arrivare a un range superiore rispetto a un singolo dispositivo ZigBee.
Come funziona la rete mesh: la rete mesh è un collegamento tra i vari dispositivi che creano, appunto, una rete senza necessità di creare dei ripetitori di segnale. Per esempio: se vogliamo accendere una luce notturna due piani sopra l’apparato che riceve il segnale della nostra “smart home” (bridge, tipo Hue di Philips oppure Amazon Alexa Echo Plus); il segnale non avrebbe la potenza per poter comandare la nostra lampada al 2° piano. Se però noi abbiamo una lampadina Zigbee nel salone vicino al brige di rete, poi abbiamo un’altra lampadina sul pianerottolo delle scale e un’altra lampadina Zigbee sugli altri pianerottoli compreso quello del piano 2° dove c’è la lampadina che vogliamo comandare, tutte le lampade Zigbee comunicano tra di loro fino alla nostra lampada. La mesh quindi funziona che tutte le lampade operino come una rete virtuale senza nessun ripetitore Wifi. Altro grande pregio del Zigbee è il basso consumo, perché a differenza del Wifi che trasmette tantissimi Mbite per secondo, il Zigbee trasmette pochi Kbite.
Thread
Lanciato nel 2015, Thread è un protocollo IP wireless molto promettente per la domotica, creato da Google Nest in collaborazione con Samsung, Freescale e Arm, che mira a unire i prodotti della domotica in un solo protocollo d’avanguardia capace di operare su un hardware già esistente. Diversamente da Z-Wave e ZigBee, i dispositivi Thread sono intrinsecamente indirizzabili tramite IP utilizzando 6LowPan sullo strato di rete, allo scopo di assegnare a ciascun dispositivo Thread il proprio indirizzo IPv6. Questo consente di collegare con molta facilità le reti Thread a Internet e semplifica l’integrazione con le applicazioni Cloud. Invece di introdurre un nuovo strato fisico, Thread utilizza 802.15.4 come ZigBee e Z-Wave. I moduli radio Thread sono già presenti sul mercato e numerosi moduli radio ZigBee esistenti possono essere anche aggiornati per poter supportare Thread.
Bluetooth Low Energy
Bluetooth Low Energy, entrato in scena nel 2010, è parte integrante della specificazione Bluetooth 4.0. Con il Bluetooth integrato nei sistemi operativi Android e iOS, il supporto al Ble è già integrato negli smartphone odierni, rendendolo un protocollo interessante per i dispositivi dei clienti, tra cui la domotica. Mentre ai dispositivi che fanno uso di altri protocolli IoT (anche Thread) è necessario accedere tramite un gateway, ai dispositivi Ble si può accedere direttamente da smartphone o tablet. Diversamente dal Bluetooth tradizionale, progettato per il flusso di dati, Bluetooth Low Energy è ottimizzato per la comunicazione a bassa larghezza di banda, non frequente e a impulsi.
WeMo
WeMo è un marchio di proprietà di Belkin (azienda celebre nel campo delle reti e degli accessori tecnologici), e a differenza degli altri protocolli non è uno standard wireless vero e proprio. WeMo si appoggia infatti sul Wi-Fi standard, disponibile praticamente ovunque nelle case con una connessione a Internet; questo particolare rimuove il bisogno di avere un hub o un controller e ha il vantaggio di rendere i suoi dispositivi compatibili con Internet. I prodotti WeMo mandano i segnali da un router Wi-Fi all'altro, verso la più estesa rete locale Wi-Fi e perfino a tutto il web
Wi-Fi
Il Wi-Fi, rispetto ad altri protocolli, non è mai stato concepito per la domotica e non è efficiente a livello di potenza per applicazioni a bassa larghezza di banda; ma rimane comunque un protocollo di domotica di enorme importanza perché la rete wireless è presente praticamente in ogni abitazione. I dispositivi Wi-Fi, invece di dover creare una propria rete, possono trarre vantaggio dalle reti esistenti.
Quindi cosa scegliere per la propria casa per evitare errori e costi eccessivi?
Per chi sta ancora costruendo casa si potrebbe optare per il cablaggio di una rete, ma le reti sono difficili da configurare e se qualche tempo dopo si decidesse di fare una modifica bisognerebbe fare un nuovo cablaggio con costi elevati, a meno che non si vogliano cavi volanti per casa.
Perché scegliere protocollo Zigbee
L’entrata in commercio di Amazon con Echo Plus, il consolidato Hue di Philips oppure l’italiana BTicino che hanno protocollo Zigbee, oltre al fatto che è uno standard aperto quindi utilizzabile con costi ridotti per le aziende, fa pensare che tutte le case si orientino verso questo standard per le case smart home. Una raccomandazione sui prodotti Amazon: purtroppo la casa produttrice non è molto chiara nell'evidenziare la differenza tra i prodotti che fornisce: Echo (senza il termine "plus" non ha protocollo Zigbee) per funzionare ha bisogno di un bridge tipo Hue di Philips, mentre Echo Plus ha il procollo Zigbee incorporato.
Il costo dei componenti Zigbee da poter integrare agli apparati casalinghi (in particolare le lampadine) non è elevato, non si ha la necessità di cablare tutta la casa, quindi con poche decine di euro si potrebbe avere una casa domotizzata o casa intelligente. Consumi ridotti del componente Zigbee e lampadine Philips Hue già disponibili direttamente con protocollo Zigbee.
Il problema di questa tecnologia ma di tutta la domotica Wifi in genere è che in caso di assenza di rete elettrica le lampadine si accendono da sole. Hue di Philips ha cercato di risolvere il problema ma non tutti i componenti Zigbee sono supportati dal bridge di Philips quindi non sempre è possibile configurare la memoria di spegnimento delle lampade al ritorno della rete elettrica.
Lighthole e l’integrazione Zigbee
Lighthole sta per aggiornare i propri apparati con il protocollo Zigbee.
Finiti tutti i test e le analisi inseriremo tra i nostri prodotti per la casa intelligente o smart home comandabili con protocollo Zigbee. Dalle prime analisi il prodotto che stiamo studiando è compatibile con Hue di Philips e con Amazon Alexa Echo Plus.
In questo modo implementeremo la nostra gamma di lampade con un ulteriore opzione di domotica e smart home, oltre a quelli già presenti, così da soddisfare le necessità di più utenti e dare prodotti il più completi possibile.
