Smart home or building (home automation or domotics)

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Una casa intelligente è una residenza che utilizza dispositivi connessi a Internet per consentire il monitoraggio e la gestione da remoto di apparecchi e sistemi, come l'illuminazione e il riscaldamento.

La tecnologia Smart Home, spesso chiamata anche automazione residenziale o domotica (dal latino "domus" che significa casa), fornisce sicurezza, comfort, convenienza ed efficienza energetica ai proprietari di case permettendo loro di controllare i dispositivi intelligenti, spesso tramite un'app di casa intelligente sul loro smartphone o altro dispositivo in rete. Una parte dell'internet degli oggetti (IoT), i sistemi e i dispositivi di casa intelligente spesso operano insieme, condividendo tra loro i dati sull'utilizzo dei consumatori e automatizzando le azioni in base alle preferenze dei proprietari di abitazione.

Le origini della casa intelligente

Siamo negli Stati Uniti e corre l'anno 1975 qunado viene rilasciato un protocollo di nome di X10.
Si tratta di un protocollo di comunicazione per la domotica, la casa intelligente, una volta un sogno da sogno a la The Jetsons, prende vita. X10 invia raffiche di radiofrequenza (RF) a 120 kHz 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 a un dispositivo di accendersi in un momento specifico.

Tuttavia, poiché il cablaggio elettrico non è progettato per essere particolarmente libero dal "disturbo" della banda radio, "X10 non è sempre stato completamente affidabile. I segnali andrebbero persi e, in alcuni casi, i segnali non incrocerebbero circuiti collegati a 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 ricevere comandi, non possono inviare dati a una rete centrale. Successivamente, tuttavia, i dispositivi X10 bidirezionali divennero disponibili, anche se a un costo più elevato.

Home sweet home

Quando la società di automazione domestica Insteon entrò in scena nel 2005, introdusse la tecnologia che univa il cablaggio elettrico con i segnali wireless. Altri protocolli, tra cui Zigbee e Z-Wave, sono emersi per contrastare i problemi legati all'X10, sebbene X10 rimanga un protocollo di comunicazione ampiamente installato fino ad oggi.

Nest Labs è stata fondata nel 2010 e ha lanciato il suo primo prodotto intelligente, il Nest Learning Thermostat, nel 2011. La società ha anche creato rilevatori di fumo / monossido di carbonio e telecamere di sicurezza intelligenti. Dopo essere stata acquisita da Google nel 2015, è diventata una consociata di Alphabet Inc. nello stesso anno.
Smart home Nest smart thermostat
Termostato Nest di terza generazione

Nel 2012, SmartThings Inc. ha lanciato una campagna Kickstarter, raccogliendo $ 1,2 milioni per finanziare il suo sistema di casa intelligente. A seguito di ulteriori finanziamenti, la società è arrivata sul mercato nell'agosto del 2013 ed è stata acquistata da Samsung nel 2014.

Più di recente, aziende come Amazon, Apple e Google hanno rilasciato i propri prodotti per la casa intelligente e le piattaforme domotiche, tra cui Amazon Echo, Apple HomeKit e Google Home.

Esempi di tecnologie domestiche intelligenti

Quasi ogni aspetto della vita in cui la tecnologia è entrata nello spazio domestico (lampadine, lavastoviglie e così via) ha visto l'introduzione di un'alternativa casa intelligente:

  • Le Smart TV si collegano a Internet per accedere ai contenuti attraverso applicazioni come video e musica on-demand. Alcune smart TV includono anche il riconoscimento vocale o gestuale.
  • Oltre a poter essere controllati da remoto e personalizzati, i sistemi di illuminazione intelligenti, come Hue di Philips Lighting Holding B.V., possono rilevare quando gli occupanti sono nella stanza e regolare l'illuminazione secondo necessità. Le lampadine intelligenti possono anche regolare se stesse in base alla disponibilità di luce diurna.
  • I termostati intelligenti, come Nest di Nest Labs Inc., sono dotati di Wi-Fi integrato, che consente agli utenti di programmare, monitorare e controllare a distanza le temperature di casa. Questi dispositivi imparano anche i comportamenti dei proprietari di casa e modificano automaticamente le impostazioni per offrire ai residenti il ​​massimo del comfort e dell'efficienza. I termostati intelligenti possono anche segnalare il consumo di energia e ricordare agli utenti di cambiare i filtri, tra le altre cose.
  • Utilizzando le serrature intelligenti e gli apri della porta del garage, gli utenti possono concedere o negare l'accesso ai visitatori. Le serrature intelligenti possono anche rilevare quando i residenti sono vicini e sbloccare le porte per loro.
  • Con le telecamere di sicurezza intelligenti, i residenti possono monitorare le loro case quando sono assenti o in vacanza. I sensori di movimento intelligenti sono anche in grado di identificare la differenza tra residenti, visitatori, animali domestici e ladri e possono notificare alle autorità se viene rilevato un comportamento sospetto.
  • La cura degli animali domestici può essere automatizzata con gli alimentatori collegati. Piante domestiche e prati possono essere irrigati tramite timer collegati.
  • Sono disponibili elettrodomestici da cucina di tutti i tipi, tra cui macchine per il caffè intelligenti che possono preparare una tazza fresca non appena scatta l'allarme; frigoriferi intelligenti che tengono traccia delle date di scadenza, creano liste della spesa o addirittura creano ricette basate su ingredienti attualmente disponibili; fornelli e tostapane più lenti; e, nella lavanderia, lavatrici e asciugatrici.
  • Ad esempio, i monitor del sistema domestico possono rilevare una scarica elettrica e spegnere gli elettrodomestici o rilevare guasti dell'acqua o congelare i tubi e spegnere l'acqua in modo che non ci sia un'alluvione nella cantina.

Smart home Philips Hue smart lighting

 

Kit di illuminazione intelligente Philips Hue

Smart home pro e contro

Uno dei vantaggi più promossi dell'automazione domestica è fornire tranquillità ai proprietari di case, consentendo loro di monitorare le loro case da remoto, contrastando pericoli come una macchina da caffè dimenticata lasciata accesa o una porta anteriore lasciata aperta.

La domotica è anche utile per gli anziani, fornendo un monitoraggio che può aiutare gli anziani a rimanere a casa comodamente e in sicurezza, piuttosto che trasferirsi in una casa di cura o richiedere assistenza domiciliare 24 ore su 24, 7 giorni su 7.

Non sorprende che le case intelligenti possano soddisfare le preferenze degli utenti. Ad esempio, non appena arrivi a casa, la porta del garage si aprirà, le luci si accenderanno, il caminetto ruggirà e i tuoi brani preferiti inizieranno a suonare sugli altoparlanti intelligenti.

La domotica aiuta anche i consumatori a migliorare l'efficienza. Invece di lasciare l'aria condizionata tutto il giorno, un sistema di casa intelligente può imparare i tuoi comportamenti e assicurarsi che la casa si raffreddi al momento del tuo arrivo a casa dal lavoro. Lo stesso vale per gli elettrodomestici. E con un sistema di irrigazione intelligente, il tuo prato verrà irrigato solo quando necessario e con la quantità esatta di acqua necessaria. Con la domotica, energia, acqua e altre risorse sono utilizzate in modo più efficiente, il che aiuta a risparmiare risorse naturali e denaro per il consumatore.

Tuttavia, i sistemi di automazione domestica hanno faticato a diventare mainstream, in parte a causa della loro natura tecnica. Uno svantaggio delle case intelligenti è la loro complessità percepita; alcune persone hanno difficoltà con la tecnologia o si arrenderanno con il primo fastidio. I produttori e le alleanze di case intelligenti stanno lavorando per ridurre la complessità e migliorare l'esperienza dell'utente per renderla piacevole e vantaggiosa per gli utenti di tutti i tipi e livelli tecnici.

Affinché i sistemi di automazione domestica siano veramente efficaci, i dispositivi devono essere interoperabili indipendentemente da chi li ha fabbricati, utilizzando lo stesso protocollo o, almeno, quelli complementari. Dato che è un mercato così nascente, non esiste ancora un gold standard per l'automazione domestica. Tuttavia, le alleanze standard stanno collaborando con produttori e protocolli per garantire l'interoperabilità e un'esperienza utente completa.

Un altro problema importante è la sicurezza domestica intelligente. Un report NTT Data Corp. 2016 ha rilevato che l'80% dei consumatori statunitensi è preoccupato per la sicurezza dei dati della propria casa intelligente. Se gli hacker sono in grado di infiltrarsi in un dispositivo intelligente, potrebbero potenzialmente spegnere le luci e gli allarmi e sbloccare le porte, lasciando un'abitazione indifesa a un'irruzione. Inoltre, gli hacker potrebbero potenzialmente accedere alla rete del proprietario della casa, portando a attacchi peggiori o alla sottrazione di dati. Nell'ottobre 2016, la botnet Mirai IoT è stata in grado di far cadere parti di Internet in una serie di attacchi DDoS (distributed denial-of-service) utilizzando telecamere, DVR e router protetti male come punti di ingresso.

Oltre alla sicurezza, molti avversari di casa intelligenti si preoccupano della privacy dei dati. Il rapporto NTT Data ha rilevato che il 73% dei consumatori è preoccupato per la riservatezza dei dati condivisi dai dispositivi di casa intelligente. Mentre i produttori di dispositivi e piattaforme smart home possono raccogliere i dati dei consumatori per adattare meglio i loro prodotti o offrire servizi nuovi e migliorati ai clienti, la fiducia e la trasparenza sono fondamentali per i produttori che creano fiducia con gli utenti dei loro prodotti intelligenti.

Come funzionano le case intelligenti / l'implementazione della casa intelligente

Le case di nuova costruzione sono spesso costruite con un'infrastruttura domestica intelligente. Le case più vecchie, d'altra parte, possono essere adattate con tecnologie intelligenti. Mentre molti sistemi di casa intelligenti funzionano ancora su X10 o Insteon, Bluetooth e Wi-Fi sono cresciuti in popolarità.

Zigbee e Z-Wave sono due dei più comuni protocolli di comunicazione domotica oggi in uso. Entrambe le tecnologie di rete mesh, utilizzano segnali radio a corto raggio ea bassa potenza per collegare i sistemi di casa intelligente. Sebbene entrambi mirino alle stesse applicazioni domestiche intelligenti, Z-Wave ha un raggio di 30 metri dai 10 metri di Zigbee, con Zigbee spesso percepito come il più complesso dei due. I chip Zigbee sono disponibili da più aziende, mentre i chip Z-Wave sono disponibili solo da Sigma Designs.

Una casa intelligente non è costituita da disparati dispositivi e dispositivi intelligenti, ma da quelli che lavorano insieme per creare una rete controllabile a distanza. Tutti i dispositivi sono controllati da un controller domotico principale, spesso chiamato hub di casa intelligente. L'hub della casa intelligente è un dispositivo hardware che funge da punto centrale del sistema di casa intelligente ed è in grado di rilevare, elaborare i dati e comunicare in modalità wireless. Combina tutte le app disparate in un'unica app per smart home che può essere controllata da remoto dai proprietari di case. Esempi di hub di casa intelligenti includono Amazon Echo, Google Home, Insteon Hub Pro, Samsung SmartThings e Wink Hub, tra gli altri.

Alcuni sistemi di casa intelligenti possono essere creati da zero, ad esempio utilizzando un Raspberry Pi o un'altra scheda di prototipazione. Altri possono essere acquistati come kit di smart home in bundle - noto anche come piattaforma di 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 a tempo sono basati su un orologio, ad esempio abbassando i bui alle 6:00, mentre gli eventi attivati ​​dipendono dalle azioni nel sistema automatizzato; ad esempio, quando lo smartphone del proprietario si avvicina alla porta, la serratura intelligente si sblocca e le luci intelligenti si accendono.

Machine learning e artificial intelligence (AI) (apprendimento automatico e l'intelligenza artificiale) stanno diventando sempre più popolari nei sistemi di casa intelligente, consentendo alle applicazioni di automazione domestica di adattarsi ai loro ambienti. Ad esempio, i sistemi a comando vocale, come Amazon Echo o Google Home, contengono assistenti virtuali che apprendono e personalizzano la casa intelligente secondo le preferenze e i modelli dei residenti.

Edifici intelligenti

Mentre ogni casa intelligente è un edificio intelligente, non tutti gli edifici intelligenti sono una casa intelligente. Edifici aziendali, commerciali, industriali e residenziali di tutte le forme e dimensioni - tra cui uffici, grattacieli, condomini e uffici e residenze multi-tenant - stanno implementando le tecnologie IoT per migliorare l'efficienza degli edifici, ridurre i costi energetici e l'impatto ambientale e garantire sicurezza, oltre a migliorare la soddisfazione degli occupanti.

Molte delle stesse tecnologie intelligenti utilizzate nella casa intelligente vengono impiegate in edifici intelligenti, tra cui illuminazione, energia, riscaldamento e condizionamento, nonché sistemi di sicurezza e di accesso agli edifici.

Ad esempio, un edificio intelligente può ridurre i costi energetici utilizzando sensori che rilevano quanti occupanti si trovano in una stanza. La temperatura può essere regolata automaticamente, mettendo l'aria fresca accesa se i sensori rilevano un'intera stanza per le conferenze, o abbassando il riscaldamento se tutti gli addetti all'ufficio sono tornati a casa per la giornata.

Gli edifici intelligenti possono anche connettersi alla smart grid. Qui, i componenti di edifici intelligenti e la rete elettrica possono "parlare" e "ascoltarsi" l'un l'altro. Con questa tecnologia, la distribuzione di energia può essere gestita in modo efficiente, la manutenzione può essere gestita in modo proattivo e le interruzioni di corrente possono essere soddisfatte più rapidamente.

Oltre a questi vantaggi, la costruzione intelligente può fornire ai proprietari degli edifici e ai gestori il vantaggio della manutenzione predittiva. I bidelli, ad esempio, possono rifornirsi di prodotti per il bagno quando i sensori di utilizzo controllano il sapone oi distributori di asciugamani di carta sono bassi. O la manutenzione e gli insuccessi possono essere previsti sulla costruzione di refrigerazione, ascensori e sistemi di illuminazione.

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