ABOUT
Technology
La smart automation applicata agli edifici intelligenti si basa su una rete di sensori, attuatori e controller che monitorano e gestiscono parametri ambientali come temperatura, illuminazione e sicurezza. Questi dispositivi comunicano tra loro e con sistemi centrali per ottimizzare comfort ed efficienza energetica. L’integrazione tra hardware e software consente una gestione dinamica e adattiva, riducendo l’intervento umano e favorendo la manutenzione predittiva e il risparmio operativo.
Alla base della comunicazione tra dispositivi vi sono protocolli come BACnet, LonWorks, Modbus e MQTT, ciascuno con caratteristiche specifiche. Questi protocolli operano su diversi livelli del modello ISO/OSI: ad esempio, BACnet agisce principalmente sui livelli di rete e applicazione, mentre Modbus si colloca tra il livello fisico e quello di trasporto. La scelta del protocollo dipende da fattori come la scalabilità, la sicurezza, la compatibilità e la latenza richiesta dal sistema.
Un sistema di building control efficace richiede un’architettura distribuita e interoperabile. I dispositivi devono poter dialogare anche se prodotti da aziende diverse, grazie a standard comuni e all’adozione di middleware. I livelli ISO/OSI garantiscono una struttura modulare: il livello fisico gestisce la trasmissione dei segnali, quello di collegamento assicura l’integrità dei dati, mentre il livello applicativo interpreta le informazioni per l’automazione. Questa stratificazione favorisce la flessibilità e la Technology Evolution del sistema.
TECHNOLOGY
Il canale di
comunicazione
Tra quanti i mezzi di comunicazione idonei a trasmettere dati su cavo bus per lo smart automation e il building control, MIRA ha adottato gli standard RS485, FT-10, 100Base-T, e RF. Il primo per la trasmissione con protocollo Modbus, il secondo per la comunicazione in sistemi con i protocolli LonWorks e BACnet over LonTalk, e gli altri 2 per i sistemi TCP/IP, WiFi, e MQTT.
I primi 2 sono canali di comunicazione per trasmissione dati su doppino di rame intrecciato, ma ciasuno di essi detiene peculiarità diverse.
FT-10
Il transceiver FT-10 è un canale basato sul principio della trasmissione differenziale con codifica Manchester. Il segnale viaggia isolato poiché in uscita dal secondario di un trasformatore, e può correre anche su una linea di alimentazione. Il risultato è un segnale che può propagarsi su qualunque tipo di distribuzione e che non necessita di rispettare nessuna polarità, motivo per cui viene detto a topologia libera. Affinchè però il risultato sia ottimo occorre rispettare alcune semplici regole di base:
- La velocità di trasmissione dati è limitata a 78 Kbps
- Il cavo deve essere intrecciato ma non necessariamente schermato.
- Può essere necessaria una sola impedenza di linea da piazzare ovunque.
RS-485
Il transceiver RS-485 è un canale di comunicazione basato sul principio della trasmissione differenziale. Il segnale viaggia su due linee con polarità invertita, lasciando al ricevitore l’onere di ricostruirlo attraverso una sottrazione. Il risultato è un segnale abbastanza immune da disturbi che può propagarsi anche a distanze piuttosto grandi e con un buon baud rate. Affinchè però il risultato sia ottimo occorre rispettare alcune regole di base:
- La distribuzione del cablaggio è di tipo “bus”, entra ed esce dallo stesso nodo.
- Il cavo è intrecciato e schermato, con una impedenza caratteristica di 120 Ω.
- Occorrono le impedenze di inizio e fine linea per evitare riflessioni del segnale.
| Canale | Mezzo | Velocità | Dispositivi singolo tratto | Distanza singolo tratto |
| FT-10 | Topologia libera | 78 Kbps | 64 | 500 mt |
| FT-10 | Topologia bus | 78 Kbps | 64 | 2200 mt |
| RS-485 | Topologia bus | 39 Kbps | 32 | 2200 mt |
TECHNOLOGY
I Protocolli
L’insieme delle regole e dei criteri che caratterizzano la comunicazione tra dispositivi e verso il server è chiamato Protocollo di comunicazione. MIRA adotta per i suoi sistemi solo protocolli standard, e questo per favorire lo sviluppo di prodotti interoperabili e intercambiabili. I protocolli utilizzati sono al momento: TCP/IP, BACnet, LonTalk, Modbus, MQTT, MBus, WiFi, Bluetooth.
Questi protocolli stabiliscono il formato, la sequenza e il controllo degli errori durante la comunicazione, garantendo che le informazioni arrivino correttamente e in modo sicuro. Alcuni protocolli sono progettati per reti locali, altri per comunicazioni su Internet, e altri ancora per applicazioni specifiche come la smart automation e il building control.
Modbus
è un protocollo di comunicazione basato su una architettura master/slave. Lo scopo di questa technology è quello di facilitare la comunicazione tra dispositivi di campo e controller in un sistema di smart automation e building control. Sono stati definiti 3 tipi di Modbus:
- MODBUS TCP: che comunica tramite ETHERNET TCP/IP e si basa sul modello Client / Server
- MODBUS RTU: protocollo seriale che trasmette attraverso una porta seriale asincrona via RS-485 in modalità Master / Slave
- MODBUS ASCII: come il protocollo RTU tranne che per il formato dati e l’algoritmo di checksum.
LonTalk
La tecnologia LonWorks viene sviluppata da Echelon a partire dagli anni 80. LON vuol dire Local Operating Network, ed è quel set di strumenti e componenti per lo sviluppo di una rete industriale di automazione realizzata sulla concezione di sistema aperto. Questo protocollo è stato sviluppato per sistemi di smart automation e building control specialmente in ambito industriale.
BACnet
BACnet è un protocollo standard di Comunicazione Dati per l’automazione di edifici e per le reti di sensori sviluppato dalla società ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers), ed è acronimo di Building Automation and Control Networks.
MQTT
Acronimo di “Message Queuing Telemetry Transport” è un protocollo di messaggistica leggero ed efficiente per la comunicazione machine-to-machine. Nato nel 1999 per l’industria petrolifera, MQTT è stato sviluppato da IBM e successivamente reso open source. Dal 2013 è gestito da OASIS, con l’ultima versione (MQTT v5) pubblicata nel 2019.
News
Artificial Intelligence
Technology e intelligenza artificiale possono rappresentare un valido supporto nell’analisi dei dati di un sistema di Building Automation, grazie alla sua capacità di elaborare grandi quantità di informazioni in tempo reale. Attraverso la Machine Learning può identificare anomalie nei consumi energetici, prevedere guasti degli impianti, ottimizzare la gestione degli ambienti e suggerire interventi correttivi. Inoltre, l’ AI può riconoscere pattern ricorrenti e generare report dettagliati, facilitando decisioni strategiche e migliorando l’efficienza operativa; il tutto tramite linguaggio naturale e nella lingua dell’ Utente.
MIRA realizza il collegamento tra l’ AI e il database del sistema di Building Automation in due modi diversi a seconda della collocazione delle tabelle dati. Se il database è locale, l’ Artifial Intelligence viene integrata direttamente nel sistema, accedendo ai dati tramite API o connessioni dirette, con vantaggi in termini di velocità e sicurezza. Nel caso invece di database su cloud, la Machine Learning sfrutta servizi remoti e scalabili, accedendo ai dati tramite protocolli sicuri come HTTPS o VPN. Questo approccio consente maggiore flessibilità, aggiornamenti continui e analisi distribuite.
