ITTV20070123A1 - Apparato per l'automazione delle funzionalita' operative di uno o piu' carichi di uno spazio ambientale. - Google Patents

Description

"APPARATO PER L'AUTOMAZIONE DELLE FUNZIONALITÀ' OPERATIVE DI UNO O PIU' CARICHI DI UNO SPAZIO AMBIENTALE"

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce al campo dell'automazione di ambienti residenziali inerenti spazi abitativi o lavorativi di edifici. In particolare, la presente invenzione si riferisce ad un apparato per l'automazione delle funzionalità operative di uno o più carichi elettrici di uno spazio ambientale d'interesse. E' noto come, negli ultimi anni, l'automazione domestica (nota anche con i termini di "domotica" o "home automation") e, più in generale, l'automazione di spazi abitativi o lavorativi di edifici (nota anche con il termine di "building automation") abbiano avuto impulso notevole .

Le soluzioni tecnologiche sviluppate nell'ambito di tali discipline consentono, infatti, di ottenere una gestione coordinata, integrata e computerizzata dei principali impianti o delle utenze di un edificio, un'abitazione o, più in generale di un qualunque spazio ambientale, migliorandone sensibilmente la gestione operativa, ad esempio in termini di risparmio energetico, comfort e/o qualità delle condizioni di vita e di lavoro.

Attualmente, il mercato offre una grande disponibilità di soluzioni tecnologiche per l'automazione di uno spazio ambientale.

Alcuni sistemi d'automazione di tipo noto sono facilmente acquistabili presso centri commerciali o negozi specializzati e sono direttamente installabili dall'utente. Purtroppo, le capacità operative di tali sistemi d'automazione presentano, generalmente, ridottissima flessibilità e non possono essere espanse o modificate secondo le esigenze dell'utente.

Altri sistemi d'automazione, come quello descritto nella domanda di brevetto internazionale WO 03/40839, sono caratterizzati da una certa flessibilità strutturale e funzionale. Tali sistemi d'automazione risultano però relativamente costosi nel loro assieme e di difficile configurazione e programmazione.

Lo stato dell'arte offre anche soluzioni tecnologiche alquanto evolute, in grado di offrire prestazioni elevate in termini d'automazione d'impianto. Tali sistemi d'automazione presentano però alcuni inconvenienti, quali, ad esempio, l'utilizzo di una pluralità di centraline di controllo o l'utilizzo di soluzioni informatiche e/o protocolli di comunicazione strettamente proprietari, quindi difficilmente interiacciabili con prodotti informatici comunemente disponibili sul mercato. Ciò si traduce in costi relativamente elevati per l'utente, per quanto riguarda l'installazione e la gestione operativa del sistema d'automazione .

Bisogna inoltre rilevare come i sistemi d'automazione dell'arte nota siano, in genere, caratterizzati da consumi energetici relativamente elevati per alimentare le centraline di controllo e/o le schede elettroniche installate .

Molto spesso, infine, i sistemi d'automazione di tipo noto richiedono di eseguire, per la loro installazione, opere murarie o cablature ad hoc, spesso con rilevanti inconvenienti in termini funzionali ed estetici.

Pertanto, è compito precipuo della presente invenzione quello di fornire un apparato d'automazione delle funzionalità operative di uno o più carichi elettrici di uno spazio ambientale che permetta di ovviare agli inconvenienti appena sopra indicati.

Nell'ambito di questo compito, uno scopo della presente invenzione è quello di fornire un apparato d'automazione che offra prestazioni operative molto affidabili, flessibili e facilmente adattabili alle esigenze dell'utente .

Altro scopo della presente invenzione è quello di fornire un apparato d'automazione che sia di facile realizzazione industriale e relativamente economico per l'utente, in particolare per quanto riguarda la sua installazione e successiva gestione operativa.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire un apparato d'automazione che presenti consumi energetici relativamente ridotti e possa essere installato con un impatto funzionale ed estetico relativamente ridotto.

Questo compito e questi scopi, nonché altri scopi che appariranno evidenti dalla successiva descrizione e dai disegni allegati, sono realizzati, secondo l'invenzione, da un apparato d'automazione delle funzionalità operative di uno o più carichi elettrici di uno spazio ambientale, secondo quanto indicato nell'allegata rivendicazione 1 e le successive rivendicazioni che da essa dipendono.

L'apparato d'automazione, secondo la presente invenzione, comprende un dispositivo di controllo centralizzato che consente una gestione agevole e coordinata dei carichi elettrici controllati dall'apparato d'automazione.

L'apparato d'automazione, secondo la presente invenzione, presenta altresì una struttura modulare facilmente espandibile a livello hardware/software, in grado di offrire prestazioni molto elevate ed affidabili, facilmente adattabili alle esigenze dell'utente e dello spazio ambientale d'interesse.

Per la sua realizzazione pratica, l'apparato d'automazione, secondo la presente invenzione, non necessita dell'utilizzo di tecnologie proprietarie hardware o software, risultando interiacciabile con facilità con qualunque tipo di dispositivo elettrico, elettronico od elettromeccanico.

Proprio grazie alla sua spiccata semplicità strutturale, modularità, flessibilità e interiacciabilità operativa, l'apparato d'automazione, secondo la presente invenzione, presenta costi d'installazione e di gestione operativa relativamente ridotti.

L'apparato d'automazione, secondo la presente invenzione, comprende una rete di comunicazione facilmente integrabile con una rete secondaria di alimentazione elettrica e/o con la rete primaria di distribuzione dell'energia elettrica nello spazio ambientale d'interesse. Esso può quindi essere messo in opera mediante interventi non invasivi, con notevoli benefici funzionali ed estetici.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione, potranno essere meglio percepiti facendo riferimento alla descrizione data di seguito ed alle allegate figure, fornite a scopo puramente illustrativo e non limitativo, in cui:

la figura 1 illustra schematicamente una forma realizzativa dell'apparato d'automazione, secondo la presente invenzione; e

la figura 2 illustra schematicamente una forma realizzativa di un'architettura software, utilizzata nell'apparato d'automazione, secondo la presente invenzione; e

la figura 3 illustra schematicamente una forma realizzativa di una sorgente di energia elettrica, utilizzata nell'apparato d'automazione, secondo la presente invenzione; e

la figura 4 illustra schematicamente una forma realizzativa di un cavo di connessione, utilizzato nell'apparato d'automazione, secondo la presente invenzione .

Con riferimento alle citate figure, la presente invenzione si riferisce ad un apparato 1 per l'automazione delle funzionalità operative di uno o più carichi elettrici 100A-100E (globalmente indicati con il riferimento 100) di uno spazio ambientale, come ad esempio una qualunque abitazione, edificio e/o area d'interesse .

I carichi elettrici 100 possono comprendere qualunque tipo di dispositivi elettrici, elettronici e/o elettromeccanici 1 d'interesse per l'utente. Ad esempio, senza con questo voler limitare l'ambito d'utilizzo della presente invenzione, i carichi elettrici 100 possono riferirsi ad un impianto di climatizzazione, un impianto di riscaldamento, una qualunque utenza domestica, un impianto di sicurezza, un impianto di diffusione audiovisiva, un impianto per la movimentazione di serramenti, un sistema di comando e controllo di elettrodomestici, dispositivi elettronici di regolazione, dispositivi sensori, dispositivi attuatori e così via.

L'apparato d'automazione 1 comprende un dispositivo di controllo centralizzato 11, provvisto di almeno un'unità d'elaborazione (non illustrata), comprendente, ad esempio, uno o più microprocessori.

L'apparato d'automazione 1 comprende anche uno o più dispositivi elettronici periferici 10A-10E (globalmente indicati con il riferimento 10), operativamente connessi al dispositivo di controllo 11.

I dispositivi periferici 10 sono vantaggiosamente utilizzati come interfaccia tra il dispositivo di controllo 11 ed i carichi elettrici 100. A titolo meramente esemplificativo, i dispositivi periferici 10 possono comprendere dispositivi elettronici comprendenti mezzi sensori predefiniti e/o canali di comunicazione in ingresso, dispositivi elettronici di pilotaggio per i carichi elettrici 100, dispositivi elettronici per la programmazione delle funzioni operative dei carichi elettrici 100, dispositivi elettronici adattatori per fornire energia elettrica ai carichi elettrici 100, e così via.

I dispositivi periferici 10 possono essere realizzati come unità autonome, operativamente connesse ai rispettivi carichi elettrici 100 oppure essere integrati a bordo di quest'ultimi (come nel caso del dispositivo 1OD di figura 1).

L'apparato d'automazione 1 comprende anche una rete di comunicazione digitale 20 per permettere lo scambio d'informazioni tra il dispositivo di controllo Il e i dispositivi periferici 10.

La rete di comunicazione digitale 20 comprende preferibilmente un bus di campo 20A, ad esempio un bus di tipo CAN (Control Area Network). Questa soluzione consente di coniugare buone prestazioni in termini di capacità di traffico dati con una notevole flessibilità funzionale, immunità ai disturbi ed affidabilità. Ad esempio, grazie all'utilizzo di un bus di tipo CAN è possibile evitare cablaggi strutturati (come meglio vedremo in seguito) e, allo stesso tempo, servire dispositivi elettronici periferici con un numero relativamente elevato di canali d'ingresso, con velocità di trasmissione relativamente elevate ed a distanze considerevoli .

Il bus di campo 20A implementa preferibilmente una connessione del tipo master-slave tra il dispositivo di controllo 11 e dispositivi periferici 10A-10D. Per la gestione del bus di campo 20A è preferibilmente utilizzato un procedimento di "polling" che prevede l'interrogazione ciclica dei dispositivi periferici 10A-10D. Nel caso in cui si renda necessario l'invio di segnalazioni d'urgenza, si può anche utilizzare una modalità di trasmissione "ad evento", in modo da evitare inutili tempi di attesa, particolarmente nel caso in cui siano presenti numerosi dispositivi periferici 10.

Per una connessione senza fili di uno o più dispositivi periferici (riferimento 10E), la rete di comunicazione digitale 20 può comprendere anche uno o più canali di comunicazione wireless 20B, i quali utilizzano, ad esempio, un protocollo di comunicazione ZIGBEE o un altro equivalente protocollo comunemente utilizzato per la gestione di WPANs (Wireless Personal Area Networks). L'utilizzo del protocollo ZIGBEE consente di ottenere prestazioni relativamente elevate a costi relativamente contenuti .

Anche i canali di comunicazione 20B realizzano una connessione master-slave tra il dispositivo di controllo il e il dispositivo periferico 10E.

Un modulo di interconnessione (non illustrato) può essere utilizzato per interfacciare ulteriormente la suddetta rete di comunicazione wireless 20B con un dispositivo di telecomando ad infrarossi, dotato di un sistema di auto-acquisizione (non illustrati). Ciò potrebbe consentire di controllare, mediante un unico dispositivo comando remoto, tutti gli elettrodomestici che prevedono un telecomando tradizionale.

Il dispositivo di controllo il può essere operativamente connesso, ad esempio mediante un ulteriore bus di comunicazione di tipo noto, con reti di comunicazione locale, ad esempio con una rete LAN (Locai Area Network) 201.

Il dispositivo di controllo il può anche essere operativamente connesso con una rete di comunicazione remota 202, ad esempio mediante un dispositivo di comunicazione di tipo GSM (Global System for Mobile Communications) .

Il dispositivo di controllo il comprende vantaggiosamente almeno un'interfaccia utente 700, la quale può consistere in un classico monitor del tipo "touch-screen" o addirittura in un televisore. La navigazione può vantaggiosamente avvenire attraverso una serie di menù grafici di facile e immediata comprensione, eventualmente selezionabili mediante un radio-mouse.

Il dispositivo di controllo il è provvisto di un'architettura software ili di tipo distribuito, comprendente una pluralità di moduli software 111A-111L, interagenti tra loro (figura 2).

Un primo modulo software 111F, è atto a generare un insieme d'informazioni indicative della struttura, configurazione e funzionalità dei carichi elettrici 100. Il modulo software 111F utilizza dati ed informazioni inviati in ingresso al dispositivo di controllo il dall'installatore o dall'utente, dagli stessi dispositivi periferici 10 e/o da altri dispositivi/sistemi connessi all'unità di controllo il. Il primo modulo 111F potrebbe anche utilizzare informazioni provenienti da un motore inferenziale (non illustrato) che utilizza una base di dati per determinare modalità di funzionamento di tipo adattativo per l'apparato d'automazione 1. Infine, il primo modulo software 111F potrebbe anche utilizzare informazioni provenienti da un sistema di auto-diagnostica dedicato (non illustrato), vantaggiosamente in grado di identificare e di segnalare un guasto, in particolare a bordo dei dispositivi periferici 10.

Il primo modulo software 111F comprende vantaggiosamente almeno un programma per generare una rappresentazione dello spazio ambientale in cui l'apparato d'automazione I è installato. In tal modo, il dispositivo di controllo II può acquisire una serie d'informazioni relative, ad esempio, alla topologia del suddetto spazio ambientale, alla natura degli impianti presenti, alle funzionalità che devono essere realizzate da ciascun impianto, ai dati/comandi da fornire in ingresso a ciascun impianto, ad altre specifiche necessità dell'utente.

Il primo modulo software 111F, inoltre, elenca, per ciascuna porzione dello spazio ambientale d'interesse (ad esempio per ciascun locale di un'abitazione), le funzionalità che devono essere implementate (ad esempio luci, riscaldamento ed allarme).

In base alla configurazione elaborata per ogni porzione di spazio ambientale, il primo modulo software 111F crea una lista delle attività che devono essere svolte dal dispositivo centralizzato di controllo 11, per assicurare che gli impianti presenti si comportino nel modo desiderato.

Per 1' esecuzione di tali attività, 1'architettura software 111 comprende un secondo modulo software 111G, atto ad effettuare una configurazione delle funzionalità da eseguirsi da parte dei dispositivi elettronici periferici 10.

Tale modulo software 111G comprende vantaggiosamente un programma che esegue un procedimento articolato come segue .

Ad un primo passo, il modulo software 111G acquisisce, in base alle informazioni generate dal primo modulo software 111F, una o più variabili d'ingresso FINnecessarie per l'esecuzione di almeno una funzione software Fxdescrittiva di una certa funzionalità da eseguire. Tali variabili d'ingresso possono essere immesse dall'utente e/o provenire dai dispositivi periferici 10, dal suddetto motore inferenziale e/o da dispositivi/sistemi esterni.

Il modulo software 111G procede quindi ad invocare la funzione software Fx in modo da generare una o più variabili d'uscita F0UT- Le variabili d'uscita F0UTsono successivamente utilizzate per la generazione di segnali di comunicazione da inviare in ingresso ai dispositivi elettronici periferici 10 per 1' esecuzione della suddetta funzionalità.

Le funzioni software Fx, invocate dal modulo software 111G, sono vantaggiosamente predefinite in funzione della struttura dello spazio ambientale d'interesse e delle esigenze dell'utente. Ad esempio le funzioni software Fxpossono essere programmate e memorizzate nel database 111H, in fase d'installazione del sistema d'automazione 1 o in un momento successivo, secondo le esigenze contingenti. Addirittura, le funzioni software Fxpotrebbero essere generate in un modo automatico sulla base di informazioni provenienti dal motore inferenziale , sopra descritto. Prima della loro memorizzazione nel database 111H, le funzioni software Fxpossono essere testate a parte, in un ambiente di simulazione dedicato, in modo da poterne verificare 1'efficacia .

Le funzioni software Fxsono vantaggiosamente realizzate in modo modulare, come combinazione di blocchi di codice di programmazione predefiniti. Esse sono vantaggiosamente programmate in modo da poter fornire differenti variabili d'uscita F0UTÌin funzione delle variabili FINricevute in ingresso. In altre parole, esse possono essere programmate per descrivere funzionalità differenti, in base ai parametri FINricevuti in ingresso. La modularità (a livello di codice di programmazione) delle funzioni software FXianche se apparentemente più complessa da implementare praticamente, presenta l'indubbio vantaggio di rendere le funzionalità dei dispositivi elettronici periferici 10, ed in definitiva il comportamento dei carichi elettrici 100, facilmente adattabili alle esigenze dell'utente ed ai differenti scenari operativi dell'apparato d'automazione 1, senza software e/o hardware aggiuntivi.

L'architettura software 111 comprende anche terzi moduli software 111A-B per interfacciare il dispositivo di controllo centralizzato 11 con la rete di comunicazione digitale 20, quindi sia con il bus di campo 20A, sia con i canali di comunicazione wireless 20B.

I moduli software 111A-B si occupano di creare una relazione logica tra le variabili d'uscita F0UTÌgenerate dal modulo software 111G, e le variabili logiche (non illustrate), relative ai segnali d'ingresso da inviare ai dispositivi elettronici periferici 10, connessi (con 0 senza fili) alla rete di comunicazione 20. In tal modo, ad una o più variabili d'uscita F0UTgenerate, corrisponde un segnale d'ingresso inviato al dispositivo elettronico 10 atto ad eseguire le funzionalità descritte dalla suddetta funzione software.

1 moduli software 111A-B utilizzano vantaggiosamente un database d'appoggio 111H, dove sono memorizzati una pluralità d'indirizzi identificativi dei dispositivi elettronici periferici 10.

Ciascuno di tali indirizzi identificativi è ottenuto mediante la composizione logica di una pluralità di variabili di campo. Tale composizione è eseguita in fase d'inizializzazione dell'apparato d'automazione 1 (o a valle di un intervento di manutenzione), mediante una scansione della rete di comunicazione 20 e la relativa verifica della presenza di ciascuno dei dispositivi elettronici periferici 10 previsti.

L'utilizzo d'indirizzi identificativi composti da una pluralità di campi permette di far convivere nella medesima rete di comunicazione 20 una pluralità di dispositivi elettronici periferici 10 dello stesso tipo ma con funzionalità diverse tra loro.

Si noti come tale approccio consenta di evitare un procedimento d'inizializzazione preventiva degli indirizzi dei dispositivi periferici 10, generalmente utilizzato nei sistemi d'automazione dello stato dell'arte. Inoltre, l'utilizzo d'indirizzi multi-campo permette di evitare fenomeni di collisione nella rete di comunicazione 20, ad esempio nel caso in cui siano attivi dispositivi elettronici periferici dello stesso tipo ma con funzionalità differenziate.

Da quanto sopra, risulta evidente come l'architettura software 111 comprenda moduli software (i moduli 111G e 111A-B) che interagiscono vicendevolmente in modo da rendere indipendenti tra loro l'operazione di configurazione delle funzionalità dei dispositivi elettronici periferici 10 (affidata al modulo 111G) e l'operazione di gestione del flusso di informazioni da/a detti dispositivi elettronici periferici 10 (affidata ai moduli 111A-B).

In altre parole, l'architettura software ili prevede l'esistenza di un livello d'astrazione 112 tra le funzionalità che devono essere eseguite dai dispositivi elettronici periferici 10 e la configurazione hardware di tali dispositivi periferici. Tale livello d'astrazione è fisicamente implementato, nella forma realizzativa di figura 2, dal database 111H ma potrebbe trovare implementazioni fisiche più articolate rispetto a quella illustrata.

Per l'attivazione (o configurazione) delle funzionalità da eseguire, il dispositivo di controllo centralizzato il non interagisce direttamente con i dispositivi periferici 10, ma utilizza una descrizione o, meglio, una proiezione predefinita dell'hardware di tali dispositivi periferici 10 nell'architettura software ili. L'interazione con i dispositivi elettronici periferici 10 è pertanto limitata al mero scambio di segnali d'ingresso/uscita, con grande beneficio in termini di flessibilità operativa.

In una forma realizzativa preferita, l'architettura software ili comprende almeno un quarto modulo software 111C per gestire 1'interfacciamento del dispositivo di controllo il con uno o più apparati di comando e controllo esterni 301, ad esempio con apparati d'automazione di tipo tradizionale.

Preferibilmente, inoltre, l'architettura software ili comprende almeno un quinto modulo software 111D per interfacciare il dispositivo di controllo il con una o più reti di comunicazione locale 201. Un corrispondente sesto modulo software 111E può essere predisposto per l'interfacciamento con reti di comunicazione wireless 202.

In una forma realizzativa preferita, l'architettura software ili potrebbe comprendere almeno un settimo, modulo software 1111 per implementare funzionalità d'interfaccia utente (riferimento 700 di figura 1). Come sopra accennato, tali funzionalità possono comprendere una serie di menù di scorrimento facilmente utilizzabili dall'utente. Ovviamente, è possibile l'utilizzo di funzionalità d'interfaccia utente di tipo più tradizionale .

Infine, l'architettura software ili potrebbe comprendere anche un ottavo modulo software 111L atto ad implementare funzionalità di "data-logger", utilizzando ad esempio il database 111H per la memorizzazione di eventi/dati significativi (ad esempio allarmi sicurezza) rilevati durante il funzionamento operativo dell'apparato d'automazione 1.

In una forma realizzativa preferita, l'apparato d'automazione 1 comprende una sorgente di energia elettrica 50 per fornire energia elettrica ad una rete secondaria d'alimentazione 51 atta a trasmettere energia elettrica ai dispositivi elettronici periferici 10 e/o al dispositivo di controllo il.

Per l'alimentazione dei componenti elettronici dell'apparato d'automazione 1, la rete secondaria 51 opera, ovviamente, ad una tensione molto inferiore rispetto alla tensione della rete primaria (non illustrata) di distribuzione dell'energia elettrica. Infatti, la rete secondaria 51 è vantaggiosamente predisposta per trasmettere energia elettrica ad una tensione di 24 V in continua. Tale tensione di lavoro consente di limitare la sezione dei cavi d'alimentazione, pertanto limitando la caduta di tensione lungo la linea d'alimentazione. Ciò consente evidentemente di ridurre i consumi energetici complessivi dell'apparato d'automazione 1.

Vantaggiosamente, la rete secondaria 51 può essere utilizzata, ove necessario, per alimentare direttamente anche un carico elettrico 100D. Tale soluzione presenta il vantaggio di evitare l'utilizzo di unità trasformazione a bordo dei carichi elettrici 100. Questo fatto comporta, oltre ad una diminuzione dei costi complessivi degli impianti utilizzati, anche un aumento complessivo del livello di sicurezza e di affidabilità dei carichi elettrici 100.

Preferibilmente, la sorgente di energia elettrica 50 comprende un dispositivo elettronico d'alimentazione principale 501 (figura 3), operativamente connesso alla rete secondaria 51 ed alla rete di comunicazione digitale 20.

Il dispositivo elettronico 501 è preferibilmente connesso ad un dispositivo elettronico d'alimentazione secondario 502, predisposto per alimentare la rete secondaria di distribuzione 51, in caso d'interruzione del servizio da parte del dispositivo elettronico 501. Il dispositivo elettronico 502 è, a sua volta, operativamente connesso ad una batteria tampone 503, la quale è atta ad intervenire nel caso d'interruzione di servizio di entrambi i dispositivi elettronici 502 e 503. Preferibilmente, il dispositivo 502 comprende mezzi elettronici 5021 atti a mantenere costantemente in carica la batteria tampone 503.

Risulta evidente come la sorgente di energia 50 sia in grado di assicurare una notevole affidabilità di servizio, unitamente ad un rendimento relativamente elevato. La connessione alla rete di comunicazione digitale 20 permette alla sorgente di energia 50 di effettuare cicli di diagnostica del proprio stato, comunicandone i risultati al dispositivo di controllo 11. D'altra parte, il dispositivo di controllo 11 può a sua volta gestire l'attivazione di ciascuno degli dispositivi componenti della sorgente di energia 50, come se si trattasse di un qualunque dispositivo elettronico periferico controllato dall'apparato d'automazione 1.

In un'ulteriore forma realizzativa preferita, l'apparato d'automazione 1 comprende mezzi di cablaggio 61 per (fisicamente) integrare tra loro la rete secondaria 51 ed la rete di comunicazione digitale 20.

I suddetti mezzi di cablaggio comprendono un cavo di connessione 61 comprendente un mantello esterno 612 ed un "filler" 614 realizzati in materiale isolante. Il cavo 61 comprende uno o più conduttori 610 atti a trasmettere energia elettrica ed uno o più conduttori 611 atti a trasmettere segnali di comunicazione digitale. In tal modo, esso consente la contestuale trasmissione di energia elettrica e informazioni. Come illustrato in figura 4, una coppia di conduttori 610 posti al potenziale di 0V e 24V consente di trasmettere energia elettrica in continua. Una coppia di conduttori 611 permette di realizzare un bus di trasmissione di tipo CAN, particolarmente adatto per questo tipo di soluzione, presentando un'elevata immunità ai disturbi elettromagnetici .

Il cavo 61 presenta vantaggiosamente dimensioni relativamente ridotte, paragonabili ad un cavo d'antenna televisiva, ed una notevole flessibilità strutturale. In tal modo, esso può facilmente essere inserito all'interno dei tubi corrugati e delle scatole di derivazione, comunemente utilizzati nella rete primaria di distribuzione dell'energia elettrica.

Si ottiene, pertanto, una notevole riduzione dell'invasività dell'apparato d'automazione 1 rispetto allo spazio ambientale d'interesse. Tale riduzione è vieppiù marcata se si considera che molti componenti dell'apparato d'automazione 1 (come ad esempio i dispositivi elettronici periferici 10) possono essere posizionati in corrispondenza delle suddette scatole di derivazione, risultando così perfettamente integrati nello spazio ambientale, senza la necessità di opere aggiuntive.

Si è visto nella pratica che l'apparato d'automazione, secondo la presente invenzione, consente di raggiungere il compito e gli scopi prefissati.

L'utilizzo di un controllo centralizzato consente di evitare l'utilizzo di centraline multiple e, più in generale, il sovrapposto e concorrente utilizzo di hardware e software dedicato al soddisfacimento delle diverse esigenze dell'utente, con la conseguente riduzione del consumo energetico complessivo dell'apparato d'automazione 1.

Il suddetto controllo centralizzato consente peraltro di gestire in modo agevole qualunque tipo di servizio per lo spazio abitativo d'interesse. Ad esempio, è possibile gestire in modo coordinato la fornitura di energia elettrica mediante una pluralità di sistemi di produzione concorrenti tra loro, come ad esempio pannelli fotovoltaici, altri sistemi per la produzione di energian elettrica alternativa, rete elettrica primaria. Tale coordinamento può avvenire partendo dalle esigenze di routine dell'utente (ad esempio utilizzo di lavatrice, lavastoviglie, etc.), dalle sue esigenze immediate (ad esempio richiesta di acqua calda di una doccia) e/o in funzione del tipo/costo della fonte energetica disponibile. Il dispositivo di controllo 11, ad esempio mediante il menzionato motore inferenziale, può acquisire informazioni sulle reali esigenze di consumo dell'utente e/o sul rendimento/costo delle fonti energetiche disponibili ed ottimizzare la fornitura di energia elettrica, secondo i più svariati parametri d'interesse. Risulta evidente come tutto ciò comporti una notevole razionalizzazione dei consumi energetici (in particolare dei consumi dalla rete elettrica primaria) e l'ottimizzazione dell'utilizzo di eventuali fonti energetiche alternative/rinnovabili.

D'altra parte, la struttura modulare dell'architettura software 111, sia a livello di strutturazione dei moduli, sia a livello di codice di programmazione, consente un'estrema flessibilità d'utilizzo ed adattabilità allo spazio ambientale in cui l'apparato d'automazione deve essere installato. Tale struttura modulare consente di espandere le capacità operative del sistema d'automazione 1, secondo le esigenze.

Per la sua realizzazione, l'apparato d'automazione, secondo la presente invenzione, non necessita di tecnologie proprietarie soprattutto per quanto riguarda i linguaggi di programmazione ed i protocolli di comunicazione. Per lo stesso dispositivo di controllo 11 può essere utilizzato un comune computer. Ciò consente di ottenere notevoli benefici in termini di riduzione dei costi d'installazione e di gestione operativa.

L'apparato d'automazione, secondo la presente invenzione, si caratterizza per un'elevata affidabilità di funzionamento, con consumi energetici relativamente ridotti. La possibile integrazione tra rete secondaria d'alimentazione, rete di comunicazione digitale e preesistente rete primaria di distribuzione dell'energia elettrica permette una facile installazione, senza la necessità di opere invasive con notevole beneficio dal punto di vista funzionale ed estetico.

Sulla base della descrizione data, altre caratteristiche, modifiche o miglioramenti sono possibili ed evidenti al tecnico medio. Tali caratteristiche, modifiche e miglioramenti sono perciò da considerarsi parte della presente invenzione.

Claims (20)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparato d'automazione (1) delle funzionalità operative di uno o più carichi elettrici (100, 100A-100E) di uno spazio ambientale, comprendente almeno : un dispositivo di controllo (11) centralizzzato, comprendente almeno un'unità d'elaborazione; e uno o più dispositivi elettronici periferici (10, 10A-10E), operativamente connessi a detto dispositivo di controllo; e una rete di comunicazione digitale (20) per permettere lo scambio di informazioni tra detto dispositivo di controllo e detti dispositivi elettronici periferici; e caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di controllo comprende un'architettura software di tipo distribuito (111), detta architettura software essendo provvista di una pluralità di moduli software (111A, 111B, 111G) vicendevolmente interagenti in modo da rendere sostanzialmente indipendenti tra loro le operazioni di configurazione delle funzionalità di detti dispositivi elettronici periferici e di gestione del flusso di informazioni da/a detti dispositivi elettronici periferici.
2. 2. Apparato d'automazione, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti dispositivi elettronici periferici comprendono: uno o più dispositivi elettronici d'interfaccia comprendenti uno o più canali di comunicazione in ingresso; e/o uno o più dispositivi elettronici d'interfaccia comprendenti mezzi sensori predefiniti; e/o uno o più dispositivi elettronici di pilotaggio per detti carichi elettrici; e/o uno o più dispositivi elettronici programmatori delle funzioni operative di detti carichi elettrici; e/o uno di detti dispositivi elettronici adattatori per fornire energia elettrica ad uno o più di detti carichi elettrici.
3. 3. Apparato d'automazione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta rete di comunicazione digitale comprende almeno un bus di campo (20A).
4. 4. Apparato d'automazione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta rete di comunicazione digitale comprende almeno un canale di comunicazione digitale (20B) di tipo wireless.
5. 5. Apparato d'automazione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una sorgente di energia elettrica (50), atta a fornire energia elettrica, per valori di tensione inferiori alla tensione della rete primaria di distribuzione dell'energia elettrica in detto spazio ambientale, ad una rete secondaria d'alimentazione (51), elettricamente connessa a detti dispositivi elettronici periferici e/o a detto dispositivo di controllo.
6. 6. Apparato d'automazione, secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detta rete secondaria d'alimentazione è elettricamente connessa ad uno o più di detti carichi elettrici.
7. 7. Apparato d'automazione, secondo una o più delle rivendicazioni da 5 a 6, caratterizzato dal fatto che detta sorgente di energia elettrica comprende: un dispositivo elettronico d'alimentazione principale (501), operativamente connesso a detta rete secondaria d'alimentazione ed a detta rete di comunicazione digitale; e un dispositivo elettronico d'alimentazione secondario (502), operativamente connesso a detto dispositivo elettronico d'alimentazione principale, detto dispositivo elettronico d'alimentazione secondario comprendendo mezzi elettronici (5021) per ricaricare elettricamente una batteria tampone (503).
8. 8. Apparato d'automazione, secondo una o più delle rivendicazioni da 5 a 7, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di cablaggio, per integrare fisicamente tra loro almeno una porzione di detta rete secondaria d'alimentazione ed almeno una porzione di detta rete di comunicazione digitale.
9. 9. Apparato d'automazione, secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di cablaggio comprendono almeno un cavo di connessione (61) comprendente almeno un conduttore atto a trasmettere energia elettrica (610) ed almeno un conduttore (611) atto a trasmettere segnali di comunicazione digitale.
10. 10. Apparato d'automazione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto cavo di connessione è inserito in almeno un tubo corrugato e/o in una scatola di derivazione della rete primaria di distribuzione dell'energia elettrica di detto spazio ambientale.
11. 11. Apparato d'automazione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta architettura software comprende un primo modulo software (111F) atto a generare un insieme d' informazioni indicative della struttura, configurazione e funzionalità di detti carichi elettrici in detto spazio ambientale.
12. 12. Apparato d'automazione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta architettura software comprende un secondo modulo software (111G) atto ad effettuare, in base alle informazioni generate da detto primo modulo software, la configurazione delle funzionalità che devono essere eseguite da detti dispositivi elettronici periferici.
13. 13. Apparato d'automazione, secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che detto secondo modulo software esegue un procedimento che comprende i seguenti passi: acquisire una o più variabili d'ingresso (FIN), per eseguire almeno una funzione software (Fx) descrittiva di una di dette funzionalità da eseguire; invocare detta funzione software; generare una o più variabili d'uscita (F0UT), da utilizzare per la generazione di segnali da inviare in ingresso a detti dispositivi elettronici periferici.
14. 14. Apparato d'automazione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta architettura software comprende almeno un terzo modulo software (111A, 111B) per interfacciare detto dispositivo di controllo con detta rete di comunicazione digitale.
15. 15. Apparato d'automazione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta architettura software comprende un database d'appoggio (111H), detto database d'appoggio comprendendo una pluralità d'indirizzi identificativi di detti dispositivi elettronici periferici, ciascuno di detti indirizzi identificativi essendo ottenuto mediante la composizione logica di una pluralità di variabili di campo.
16. 16. Apparato d'automazione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta architettura software comprende almeno un quarto modulo software (111C) per interfacciare detto dispositivo di controllo con uno o più apparati di comando e controllo esterni (301).
17. 17. Apparato d'automazione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta architettura software comprende almeno un quinto modulo software (111D) per interfacciare detto dispositivo di controllo con una o più reti di comunicazione locale (201).
18. 18. Apparato d'automazione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta architettura software comprende almeno un sesto modulo software (111E) per interfacciare detto dispositivo di controllo con una o più reti di comunicazione di tipo wireless (202).
19. 19. Apparato d'automazione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta architettura software comprende almeno un settimo modulo software (1111) per implementare funzionalità d'interfaccia utente.
20. 20. Apparato d'automazione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta architettura software comprende almeno un settimo modulo software (111L) per implementare funzionalità di data-logger.