Un edificio intelligente è un'implementazione di un mondo intelligente (connesso). Un mondo intelligente, come uno smart building, si differenzia dall'IoT (Internet delle cose) solo per il nome; sia l'IoT che i mondi intelligenti condividono gli stessi framework, vantaggi e sfide. La sottile differenza tra l'IoT generico e un tipo di mondo intelligente è che un mondo intelligente di solito descrive l'uso di una rete IoT in una specifica implementazione o settore, in questo caso uno smart building.
Gli edifici intelligenti comprendono abitazioni private, uffici e edifici commerciali, luoghi di lavoro, fabbriche e magazzini.
Gli edifici intelligenti forniscono informazioni utili su un edificio stesso o su una stanza specifica al suo interno, in modo che i proprietari o gli inquilini possano gestirlo meglio. Il termine smart building si riferisce di solito a build commerciali, mentre il termine smart home si riferisce di solito a residenze private, ma molte delle funzionalità sono le stesse e quindi i termini si sovrappongono.
L'obiettivo della creazione di un edificio intelligente è quello di ridurre le spese di gestione, migliorare il comfort degli occupanti, automatizzare la gestione dei consumi energetici, monitorare lo stato delle risorse principali dell'edificio e soddisfare le normative globali e gli standard di sostenibilità del settore.
Per essere efficaci, gli edifici intelligenti richiedono un monitoraggio complesso delle reti IoT che controllano il sistema dell'edificio.
Gli avvisi personalizzati e la visualizzazione dei dati consentono di identificare e prevenire rapidamente i problemi di salute e di prestazioni della rete.
Le build intelligenti vanno oltre il concetto di automazione, una caratteristica chiave dell'IoT. Un sistema di smart building deve essere in grado di valutare i dati raccolti dai sensori e di agire automaticamente in base ai dati, ad esempio attivando un sistema di sprinkler senza l'intervento umano in caso di incendio.
Le case intelligenti sono progettate per migliorare la sicurezza e il comfort dei residenti, consentire il controllo remoto di molti elettrodomestici, automatizzare gli orari di manutenzione della casa, monitorare il consumo energetico e controllare i sistemi di sicurezza della casa.
Al centro dello sviluppo delle case intelligenti c'è il concetto di tecnologie assistive. Le tecnologie assistive tradizionalmente descrivevano ausili, come le sedie a rotelle, progettati per aiutare le persone con disabilità nella loro vita quotidiana.
Nell'era dell'IoT, il concetto di tecnologie assistive viene esteso. Esempi di tecnologie assistive sono i dispositivi che consentono di programmare automaticamente l'accensione o lo spegnimento di elettrodomestici come luci e lavatrici. I dispositivi medici e sanitari intelligenti sono tecnologie assistive utilizzate nelle case intelligenti per il monitoraggio a distanza dei residenti anziani o malati e dei bambini. I sensori indossabili nelle case intelligenti aprono automaticamente le porte, mantengono la temperatura ambiente e monitorano e analizzano il consumo di energia nella casa.
I sensori di sicurezza nelle case intelligenti sono in grado di rilevare e segnalare perdite di gas, acqua e vulnerabilità della sicurezza.
Un edificio intelligente per uffici o un complesso commerciale consente il controllo automatizzato e centralizzato dell'acqua e dell'elettricità della struttura, dell'illuminazione, del riscaldamento, della ventilazione, della sicurezza, dei parcheggi, della gestione dei rifiuti, degli ascensori e delle uscite di emergenza, del controllo degli accessi ai sistemi informatici e della manutenzione di giardini e attrezzature attraverso una rete IoT.
Nel settore della vendita al dettaglio, i sensori IoT presenti nei negozi possono aiutare le aziende a raccogliere dati come l'ora in cui un cliente è entrato in un negozio, i prodotti a cui ha mostrato interesse e quelli che ha acquistato. Il commercio intelligente aiuta i team di marketing e di prodotto a ottimizzare il layout di un negozio, a mantenere livelli ottimali di scorte, a monitorare il comportamento del personale, a migliorare il monitoraggio dei prodotti come i tassi di restituzione, a monitorare i tempi di attesa nelle code e il traffico pedonale e ad automatizzare le casse.
Le applicazioni IoT commerciali distribuite nei supermercati, nei centri commerciali, negli hotel, nelle strutture sanitarie, nei musei e nelle mostre e nei complessi ricreativi mirano a creare un'esperienza di consumo piacevole al di fuori degli ambienti domestici. Per creare un ambiente confortevole, i sensori monitorano e regolano automaticamente la qualità dell'aria, l'illuminazione e la temperatura nelle build pubbliche. Le applicazioni IoT commerciali gestiscono il controllo degli accessi e la sicurezza, monitorano l'inventario nei negozi al dettaglio, raccolgono dati sul comportamento delle persone nei luoghi pubblici e forniscono servizi di localizzazione per i visitatori delle strutture ricettive.
L'IoT commerciale non va confuso con l'IoT consumer, che riguarda gli indossabili personali e i dispositivi per la casa intelligente.
L'edge computing è una tendenza in crescita nell'IoT commerciale. L'edge computing offre ai dispositivi la possibilità di raccogliere, elaborare e agire sui dati raccolti vicino alla loro fonte, ad esempio il traffico pedonale in un supermercato, senza dover effettuare il backhaul verso un centro dati.
La comunicazione nelle soluzioni IoT commerciali avviene tramite numerosi tipi di connettività, tra cui Bluetooth, wifi, LoRa, 4G LTe e ZigBee, a seconda dell'applicazione.
I luoghi di lavoro intelligenti sono dotati di hardware e software per migliorare la comunicazione e la collaborazione, come le videoconferenze. Negli ambienti di lavoro intelligenti, i sensori possono tenere traccia delle risorse aziendali, come i computer portatili. Gli ambienti di lavoro intelligenti consentono il monitoraggio automatico delle vulnerabilità della sicurezza IT e la gestione remota di dipendenti e appaltatori fuori sede. Negli ambienti di lavoro intelligenti, molte attività banali come la programmazione di una sala conferenze adatta o il catering per una riunione possono essere svolte da remoto o da assistenti aziendali digitali. Negli ambienti di lavoro intelligenti, i nuovi dipendenti possono ricevere notifiche push che li guidano all'interno dei loro nuovi uffici, ad esempio notificando loro la posizione all'interno della build o l'autorizzazione di sicurezza di cui hanno bisogno per entrare in un determinato ufficio.
In un luogo di lavoro intelligente, il caffè non finisce mai, i bagni vengono sempre scaricati e i visitatori non devono mai fare il giro dell'isolato per trovare un parcheggio.
In ambito industriale, le fabbriche e i magazzini intelligenti sono gestiti tramite reti IoT industriali (IIoT). L'IIoT è una combinazione di fabbriche e magazzini intelligenti, catene di fornitura intelligenti, logistica intelligente e macchinari industriali intelligenti, che creano un ecosistema industriale intelligente.
Un esempio di come vengono gestite le build intelligenti in ambito industriale è l'uso dei robot nelle fabbriche e nei magazzini. L'uso dei robot nell'industria intelligente è chiamato Internet delle cose robotiche (IoRT).
Notifiche in tempo reale significano una risoluzione più rapida dei problemi, in modo da poter intervenire prima che si verifichino problemi più gravi.
Un dispositivo IoT è un dispositivo in grado di connettersi a Internet, sia in modalità wireless che tramite una connessione cablata. Nei mondi intelligenti, i dispositivi IoT sono solitamente, ma non sempre, wireless. Un dispositivo IoT si integra con la tecnologia che supporta le connessioni di rete, con il software funzionale come le API e con sensori e attuatori. I dispositivi IoT consentono il trasferimento automatico di informazioni tra oggetti, persone e software senza l'intervento umano. I dati provenienti dai dispositivi IoT vengono talvolta utilizzati per creare nuove applicazioni per l'utente finale.
Esistono tre categorie principali di build intelligenti: consumer, commerciali e industriali. I dispositivi IoT utilizzati in queste build possono essere diversi, ma si sovrappongono. I dispositivi smart consumer includono automobili, smartphone, computer portatili, sistemi di intrattenimento domestico, monitor per la salute ed elettrodomestici connessi. Ad esempio, in un ambiente domestico intelligente, un veicolo connesso può fornire il controllo biometrico dell'accesso al garage.
I dispositivi commerciali intelligenti nei negozi includono controlli dell'inventario, localizzatori di dispositivi, telecamere di sicurezza, assistenti vocali, termostati, allarmi e scanner biometrici. Ad esempio, nel settore della vendita al dettaglio, le telecamere di sicurezza possono fornire avvisi automatici in caso di taccheggio.
I dispositivi industriali intelligenti includono contatori elettrici, gauge, monitor per tubazioni, robot, prodotti per la misurazione dell'inquinamento e router wireless. Ad esempio, la qualità dell'aria nelle fabbriche può essere misurata per garantire un ambiente di lavoro sempre sicuro e sano.
Il livello di comunicazione in uno stack tecnologico per smart building comprende tecnologie di connettività come le reti cellulari o LPWAN (Low Power Wide Area Network) e anche protocolli di comunicazione come Zigbee o MQTT (Message Queuing Telemetry Transport). Zigbee e MQTT sono protocolli di dati.
Zigbee è uno standard wireless a corto raggio e a bassa potenza utilizzato in topologia mesh per trasmettere i dati dei sensori su più nodi sensore. Zigbee è spesso utilizzato nelle case intelligenti e per la gestione remota dei macchinari nelle fabbriche.
MQTT è lo standard di fatto per le comunicazioni IoT per garantire che tutte le comunicazioni di dati tra i dispositivi siano crittografate e sicure. L'MQTT è comunemente usato per le connessioni a luoghi remoti in cui la larghezza di banda della rete è molto limitata.
I mondi intelligenti utilizzano diverse tecnologie di connettività come l'identificazione a radiofrequenza (RFID), le reti cellulari o LPWAN. Queste tecnologie sono anche chiamate protocolli di trasporto o di comunicazione.
Applicazioni diverse possono utilizzare tecnologie di connettività diverse. Le LPWAN sono economiche e forniscono comunicazioni a lungo raggio per tutti i tipi di sensori IoT, ma inviano solo piccoli blocchi di dati a bassa velocità. Le LPWAN sono spesso utilizzate per l'illuminazione intelligente, il monitoraggio e la tracciabilità delle risorse e la gestione dell'energia. Le reti cellulari offrono comunicazioni a banda larga affidabili ma costose e sono spesso utilizzate in applicazioni di streaming video, automobili automatizzate, salute connessa e applicazioni industriali. Nelle abitazioni private, gli smartphone e i dispositivi indossabili per il fitness e la medicina utilizzano spesso il Bluetooth Low-Energy (BLE) per trasferire i dati da e verso le applicazioni cloud. L'RFID utilizza le onde radio per trasmettere piccole quantità di dati da un tag RFID a un lettore su una breve distanza. L'RFID è spesso utilizzato nei negozi al dettaglio.
Le soluzioni di connettività e comunicazione dell'IIoT sono generalmente diverse da quelle delle applicazioni IoT. La maggior parte delle connessioni IIoT avviene su linee fisse, ad esempio DSL, Ethernet e PSTN. L'LPWA è la tecnologia di connessione wireless in più rapida crescita nell'IIoT.
Le build intelligenti permettono a privati e aziende di risparmiare sui costi energetici, ad esempio monitorando il consumo di energia. Grazie al risparmio energetico e all'utilizzo di tecnologie verdi, le build intelligenti riducono l'impronta di carbonio e sono più rispettose dell'ambiente.
Utilizzando le tecnologie intelligenti, è possibile aumentare il valore di rivendita delle proprietà e delle build intelligenti.
I sensori di fumo, incendio e gas negli edifici intelligenti contribuiscono a creare un ambiente di vita e di lavoro più sicuro.
Il monitoraggio degli edifici intelligenti automatizza gli orari di manutenzione e può identificare i malfunzionamenti degli elettrodomestici e dei macchinari di fabbrica.
Le tecnologie wireless possono ridurre i costi per il personale nelle build commerciali, ad esempio i sensori possono attivare l'illuminazione e gli sprinkler invece di dover essere accesi o spenti da un responsabile dell'edificio. Nelle build intelligenti, le attrezzature di sicurezza come gli estintori e le telecamere CCTV possono essere monitorate a distanza.
Il monitoraggio dei dipendenti nei luoghi di lavoro comporta problemi di privacy e di dati che molte organizzazioni non hanno mai affrontato prima e per i quali potrebbe essere necessaria un'assistenza legale.
Gli edifici intelligenti possono richiedere un notevole investimento di capitale in tecnologia, ad esempio un sistema di gestione degli edifici (BMS) o un sistema di automazione degli edifici (BAS) che funge da hub digitale per gestire i dispositivi e le applicazioni che controllano l'edificio.
Per alcuni, le tecnologie intelligenti possono intimorire, soprattutto quando le cose vanno male, ad esempio un sensore guasto o un messaggio di errore incomprensibile da un dispositivo collegato.
I build intelligenti si basano su connessioni Internet persistenti.
Il monitoraggio dello stato degli edifici genera informazioni sullo stato di salute di un edificio e sul suo utilizzo, che possono essere utilizzate per ottimizzare le operazioni dell'edificio, migliorare l'ambiente di vita dei residenti e aumentare i profitti per il proprietario dell'edificio.
Il monitoraggio dello stato dell'edificio monitora le risorse dell'edificio, registra il consumo di risorse, identifica i danni imprevisti e i guasti alle apparecchiature, ottimizza le schedule di manutenzione e avvisa le autorità competenti dei problemi all'interno e nelle vicinanze dell'edificio.
Applicazioni per smart building e sensori di basso livello automatizzano il monitoraggio degli edifici. I sistemi di monitoraggio sono in grado di tradurre in tempo reale i dati dei sensori in informazioni utili e di rispondere fisicamente a perdite di acqua o gas, incendi, effrazioni o cambiamenti ambientali senza la necessità di un intervento umano.
Paessler Building Monitor è uno strumento di monitoraggio facile da usare che si integra perfettamente con i dispositivi connessi all'IoT negli edifici intelligenti. Building Monitor misura, monitora e analizza i dati dei sensori 24 ore su 24, 7 giorni su 7, in tre aree principali: danni, manutenzione e risorse.
I danni in tempo reale, come la rottura di una finestra o l'incendio, producono un allarme di emergenza per il supervisore dell'edificio o per i servizi di emergenza. Le parti interessate negli edifici commerciali possono ottenere rapporti sul costo dei danni e sui danni potenziali, come muffa o perdite d'acqua, e prendere decisioni sulla redditività di un edificio.
Building Monitor analizza lo stato fisico di un edificio e automatizza la creazione di schedule di manutenzione, rendendo più veloce e meno laborioso per i supervisori dell'edificio valutare la portata, la priorità e il costo di ciò che deve essere riparato, modificato o rinnovato in futuro.
Building Monitor monitora il consumo delle risorse, ad esempio dai contatori intelligenti, e aiuta i responsabili degli edifici a identificare i consumi inaccettabili. Ad esempio, il monitoraggio può identificare apparecchiature difettose, come rubinetti che perdono, e l'uso non necessario di illuminazione o riscaldamento in stanze non occupate.
PRTG Network Monitor è un software di monitoraggio di rete completo e tiene traccia dell'intera infrastruttura IT.
Le tecnologie alla base dell'IoT sono complesse e nuove tecnologie emergono regolarmente sul mercato. Per le aziende può essere costoso tenersi al passo con le tendenze nello sviluppo di applicazioni per smart building.
Uno dei modi per creare soluzioni IoT economicamente valide è quello di consentire flussi di lavoro di codifica più efficienti, ad esempio utilizzando framework di programmazione no-code/low-code per accelerare lo sviluppo. Node-RED di Paessler è uno strumento di programmazione visuale open-source, basato sul flusso, ampiamente utilizzato nell'IIoT e nell'IoT. Node-RED consente agli sviluppatori di creare facilmente processi automatizzati per lo sviluppo e il monitoraggio di applicazioni per smart building.
