Semplice prototipo di Building Automation con una rete Ethernet Classe 5 Elettronica 1

Cos'è la Building Automation? Per BUILDING AUTOMATION si intende la tecnologia che si occupa di integrare gli impianti tecnologici degli edifici sotto un numero ristretto di strumenti di controllo. La HOME AUTOMATION (DOMOTICA) invece si occupa dell'automazione delle abitazioni Sono tecnologie simili ma non sono la stessa cosa...

Building Vs Home Automation Building Automation Domotica DECISORE Azienda / Istituto Chi ci vive UTENTE Ci lavora Ci abita GESTIONE SISTEMA Building manager Uso complesso Uso semplice DIMENSIONE Edificio Abitazione singola GESTIONE SPAZI Più Dinamica Più Statica MOTIVAZIONE Sicurezza Risparmio Energia Automazione utenze elettriche Controllo accessi Costi adeguati Semplicità Qualità della vita Status symbol Intrattenimento

L'infrastruttura ICT del Marconi Il nostro istituto, a partire dal 2000, è stato “cablato” con una rete LAN (Local Area Network) con collegamenti in fibra ottica e rame; la rete permette la condivisione di risorse interne (applicativi, stampanti, file server...) ed esterne (internet, posta elettronica, sito web...) a quasi 250 computer sia per l'amministrazione che la didattica

L'idea... Perchè non usare questi collegamenti attivi 24h x 365 giorni anche per trasmettere informazioni e dati “ambientali” da tenere sotto controllo? Ad esempio, è importante mantenere la temperatura delle due sale server entro valori stabiliti, altrimenti sono possibili danni ingenti e gravi disservizi. Un gruppo di allievi della quinta elettronici del precedente anno scolastico ha iniziato a lavorare in questo ambito e oggi vi presentiamo ciò che hanno realizzato e come vorremmo continuare l'esperienza.

Schema a blocchi

La scheda a microcontrollore Basata su PIC 16F876A della Microchip ha due compiti principali: Attende i comandi inviati dal server TCP/IP via seriale RS232. I comandi in questo caso sono: “leggi” la temperatura e “aggiorna” le uscite digitali. Invia e riceve i segnali dall'ambiente in cui è inserita (praticamente “esegue” i comandi indicati prima) In questo prototipo è stato usato un sensore digitale 18B20 della Dallas Semiconductor E' programmata in linguaggio assembly

Il computer server TCP/IP Deve essere nell'ambiente da controllare o ad una distanza massima di 15 m (standard RS232) e deve restare sempre acceso Il programma server non termina mai e attende la connessione di un client (in questo caso il server web) Quando la connessione (tramite socket) viene accettata invia i comandi e riceve i dati dalla scheda micro Il programma è scritto in Perl

Il web server e client TCP/IP Ha una doppia funzione: Inviare a tempi prestabiliti e/o a discrezione dell'operatore i comandi al server TCP/IP Salvare in un database e rendere accessibili in remoto (anche graficamente) i valori delle grandezze controllate Si noti che il significato di server e di client non è legato ad un computer “fisico”; questo computer è client di quello precedente e contemporaneamente server perchè pubblica pagine web in rete Il programma client TCP/IP è scritto in Perl mentre le pagine web in html “dinamico”

Il controllo remoto Dato che il web server è “pubblico” è raggiungibile da internet da qualsiasi punto del mondo Il visitatore “normale” può solo leggere i dati presenti aggiornati automaticamente ogni 5 min L'amministratore può entrare in una pagina con password e può inviare comandi alla scheda (in questo caso cambiare lo stato acceso/spento di otto uscite) Proviamo? .... vai!!

Gli sviluppi futuri...speriamo! Permettere l'interfacciamento con porta USB tra scheda micro e computer in sostituzione della seriale Ampliare i segnali di I/O della scheda Eliminare la necessità dell'uso del computer server TCP/IP sostituendolo con dispositivi embedded con interfaccia Ethernet Gestire dal web server più ambienti contemporaneamente