Controllo di un impianto My Home da iPad iPhone-iPod touch

Ing. Marco Signorini – Dott. Maurizio Ferrari
INGEGNI Tech S.r.l. – registered office: via Resegone, 24 – 20025 Legnano (MI) headquarters: via Monza, 6 - 20025 Legnano (MI) – Italy
Gruppo Fogliani – Main office: Via per Cassano, 157 - 21052 Busto Arsizio (VA) 21052 - tel. +39.0331.69.69.11 - info@fogliani.it

Indice
• Integrazione ai sistemi tablet/mobile nel contesto domotico
– Cosa sono e come possono essere utilizzati in un sistema di domotica
– Vantaggi/svantaggi dei sistemi mobili rispetto ai sistemi tradizionali
• Accesso all'impianto di domotica con iPhone, iPad e iPod Touch
– Concetti base della comunicazione di rete: Ethernet, indirizzi IP
fissi/dinamici, DNS
– Il gateway e il Web Server: protocollo OpenWebNet e bus SCS
– Configurazione del Web Server
– La configurazione del router: apertura porte, DNS e DNS dinamico
• Il prodotto Domotica di INGEGNI Tech
– Demo del prodotto
– Elenco funzionalità
– Configurazione del prodotto
Indice

INTRODUZIONE
Lo sviluppo tecnologico ha determinato l’introduzione sul mercato di
nuovi strumenti di comunicazione.
In particolar modo negli ultimi 2/3 anni sono diventati alla portata di
tutti i cosiddetti SmartPhone, telefoni cellulari che promettono
molto di più che la sola comunicazione vocale.
Sono stati introdotti ancor più di recente dispositivi denominati
Tablet, che integrano e a volte sostituiscono le funzioni del personal
computer.
Integrazione ai sistemi tablet/mobile nel contesto domotico

Che cosa si intende per SmartPhone
Uno SmartPhone o in italiano “telefonino intelligente”,
“cellulare intelligente”, “telefonino multimediale” è un
dispositivo portatile che abbina funzionalità di telefono
cellulare a quelle di gestione di dati personali.
Può derivare dall'evoluzione di un PDA a cui si aggiungono
funzioni di telefono (per questo detti anche PDA-Phones) o
viceversa, di un telefono mobile a cui si aggiungono funzioni di
PDA.
Un PDA (Personal Digital Assistant) è un computer palmare,
detto anche palmare, ovvero un computer di dimensioni
contenute, tali da essere portato sul palmo di una mano.
Cosa sono e come possono essere utilizzati in un sistema di domotica

La caratteristica più interessante degli SmartPhone è la
possibilità di installarvi ulteriori applicazioni (= programmi),
rispetto a quelli inseriti dal produttore, che aggiungono nuove
funzionalità.
Questi programmi possono essere sviluppati dal produttore
dello SmartPhone, dallo stesso utilizzatore o da terze parti.
I programmi più utilizzati negli ultimi tempi sono:
- Giochi, come per esempio AngryBirds
- Sistemi di messaggistica: es. WhatsApp

Apple iPhone 4s Samsung Galaxy S2

BlackBerry Curve Nokia Lumia 710

Che cosa si intende per Tablet
Il Tablet PC (lett. PC tavoletta) è un computer portatile che grazie alla
presenza di uno o più digitalizzatori (digitizers, in inglese) permette
all'utente di interfacciarsi con il sistema direttamente sullo schermo
mediante una penna o con le dita.
Il tablet PC è di fatto un normale Personal Computer portatile con
capacità di input diverse.
Generalmente è un dispositivo più grande di uno SmartPhone e non
permette di telefonare. Le differenze tra i due oggetti, SmartPhone e
Tablet tende comunque ad essere spesso labile.

Apple iPad 3

Samsung Galaxy TAB

I sistemi operativi
SmartPhone e Tablet sono venduti con un software di base che
permette il funzionamento del dispositivo: il sistema operativo (SO).
Il SO determina il tipo di interfaccia di comunicazione che il dispositivo
offre all’utente e la tipologia di programmi che si possono installare.
Nel caso dei personal computer, esempi di sistemi operativi sono:
Windows, Mac OS X, Linux.
Un programma creato per un sistema operativo non può funzionare per
un altro sistema operativo (i programmi per Windows infatti non
funzionano per Macintosh e viceversa).

I sistemi operativi
Nel caso degli SmartPhone e dei Tablet abbiamo i seguenti sistemi
operativi:
- Apple iOS, installato sui iPhone, iPad, iPod Touch
- Android, prodotto da Google e installato ad esempio sui Samsung
Galaxy
- Windows Phone, installato sui nuovi Nokia
- RIM BlackBerry OS

I nuovi dispositivi e la domotica
Nel campo della domotica da sempre si è cercato di individuare degli
strumenti che permettessero il controllo dello stabile in modo
centralizzato.
Altro aspetto fondamentale è il monitoraggio dei dispositivi installati
e dell’ambiente.

I nuovi dispositivi e la domotica
Installando un’apposita applicazione (App) su SmartPhone o Tablet e
sfruttando la rete wireless o 3G, è possibile soddisfare le 2 necessità
principali della domotica, il controllo e il monitoraggio.
L’applicazione Domotica di INGEGNI Tech funziona su dispositivi
Apple, come iPhone, iPad e iPod Touch e permette il controllo degli
impianti My Home BTicino, distribuiti dal Gruppo Fogliani.

Vantaggi/svantaggi dei sistemi mobili rispetto ai sistemi
tradizionali
• ieri: i pannelli di controllo centralizzati
– costruiti ad hoc per un sistema domotico specifico
– poche possibilità di migliorare l’interfaccia grafica
– non sono personalizzabili
– spesso non è possibile controllare l’abitazione dall’esterno
– costi elevati
Vantaggi/svantaggi dei sistemi mobili rispetto ai sistemi tradizionali

Vantaggi/svantaggi dei sistemi mobili rispetto ai sistemi
tradizionali
• oggi: l’interazione può avvenire tramite Tablet e SmartPhone
– interfaccia grafica notevolmente migliorata
– infinite possibilità di interazione: il software può essere
aggiornato con facilità
– possibilità di personalizzazione del prodotto con ad
esempio inserimento del logo dell’installatore
– possibilità di controllare e monitorare l’abitazione
dall’esterno
– costi minori per l’installatore = più margine nella vendita
del prodotto al cliente finale
Vantaggi/svantaggi dei sistemi mobili rispetto ai sistemi tradizionali

Concetti base della comunicazione di rete
Una rete è un insieme di agenti tra di loro direttamente o
indirettamente interconnessi.
• Presenza di agenti disomogenei che dialogano tra di loro
• Trasferimenti di informazioni eterogenee con differenti requisiti di
banda e tempistiche
• Utilizzo di un unico mezzo condiviso
Accesso all'impianto di domotica con iPhone, iPad e iPod Touch

Queste caratteristiche determinano la necessità di:
• Definire un linguaggio di comunicazione
• Definire un metodo di risoluzione degli agenti
• Definire una metodologia di integrazione tra reti differenti
• Definire l’arbitraggio del mezzo di comunicazione, spesso con
priorità

Tutto questo viene standardizzato da ISO/OSI

Nel caso di reti ethernet IP:

Per sistemi TCP-IP:

Un sistema TCP-IP è caratterizzato da:
• Definizione di reti e sotto-reti
• Indirizzi MAC (Media Access Control) univoci
• Indirizzi IP univoci all’interno della sottorete
• Uno ed un solo indirizzo MAC associato ad una porta (dispositivo)
• Uno o più indirizzi IP associati ad una porta (dispositivo)
• Associazione statica o dinamica di indirizzi IP con indirizzi MAC
• Arbitraggio intrinseco al sistema di comunicazione fisico

Risoluzione ed individuazione nodi (livello fisico) e smistamento
pacchetto (livello dati)
• Una porta fisica è identificata da un indirizzo MAC
• Indirizzo MAC assegnato dal produttore ed unico al mondo
• Smistamento pacchetti a livello di Switch (layer2)
• Ogni switch conosce il percorso necessario all’invio di un
pacchetto creando una tabella dinamica degli indirizzi MAC
• L’indirizzo MAC composto da “tutti uno” è detto di broadcast

Risoluzione ed individuazione servizi (livello rete)
• Un agente di rete è identificato con uno o più indirizzi IP
• L’assegnazione degli indirizzi IP ad una determinata porta può
essere statica o dinamica: DHCP (Dynamic Host Configuration
Protocol)
• La risoluzione degli indirizzi MAC a partire dagli indirizzi IP avviene
tramite il servizio di rete ARP (Address Resolution Protocol)

Esempio di tabella dinamica generata da ARP

Caratteristiche di un indirizzo IP
• Composto da una serie di 4 numeri da 0 a 255. (es: 192.168.0.100)
• Identifica una unità logica all’interno di una rete
• Generalmente viene associato ad una maschera di rete che
organizza, di fatto, gruppi di unità logiche in sotto-reti

Caratteristiche di un indirizzo IP
• Gli indirizzi più bassi e più alti all’interno della sottorete sono
adibiti a funzioni speciali (ad esempio broadcast)
• Vengono standardizzati alcuni gruppi di indirizzi IP per usi speciali
quali: reti private, reti pubbliche, reti multicast…
• Il passaggio di dati tra sotto-reti avviene tramite router. Il gateway
è un particolare dispositivo di routing

Risoluzione dei nomi di dominio
• Ad uno o più indirizzi IP viene comunemente associato un nome
per un più semplice accesso da parte degli umani
• La risoluzione dell’indirizzo IP associato ad un nome (e viceversa)
avviene tramite il servizio fornito da DNS (Domain Name Server)
• Il DNS è un sistema gerarchico come praticamente tutto il “sistema
rete”

Il gateway e il Web Server
Cosa è un gateway?
• In generale, il gateway è un particolare agente di rete che
permette l’accesso di una sottorete ad una rete di più ampie
dimensioni o di differente tecnologia
In MyHome, il gateway è quell’apparecchio che permette di
interfacciare il mondo SCS di BTicino/Legrand con la rete ethernet
Esso, per comodità, viene racchiuso all’interno dello stesso
dispositivo comunemente conosciuto come web server

Cosa è OpenWebNet
• E’ la trasposizione su protocollo TCP-IP dei comandi presenti sul
bus SCS
• Permette una integrazione dei sistemi compatibili SCS con il
mondo informatico

• Connessione TCP/IP
• Protocolo OpenWebNet
• Apertura 2 canali di comunicazione: monitoring e comando.
Applicativo per iPad, iPhone e iPod Touch 1/1
Canale di comando
Canale di monitoring

Configurazione del Web Server
Due semplici operazioni:
• Impostare l’indirizzo IP, maschera di rete e default gateway
• Abilitare l’accesso senza autenticazione per un indirizzo specifico o
per una serie di indirizzi (ad esempio una intera sottorete)

Configurazione del Web Server

Configurazione del Router
Il dispositivo che connette la rete domestica o dell’ufficio ad Internet
svolge una molteplicità di funzioni:
• Interfaccia la rete ethernet con mezzi fisici differenti (ADSL)
• Si comporta da gateway per la rete domestica
• Opera da server DHCP assegnando gli indirizzi agli agenti connessi
alla rete locale
• Opera da server DNS per gli agenti locali
• Filtra gli accessi esterni non autorizzati (firewall)
• Nasconde all’interfaccia pubblica la moltitudine di indirizzi IP locali
attraverso la tecnica di natting (NAT o masquerading)

Come funziona il NAT?
R: Router
A: Agente posto sulla rete interna
B: Server posto sulla rete pubblica
1. A invia un pacchetto contenente una
richiesta per B
2. R sostituisce l’indirizzo di sorgente con il
suo indirizzo pubblico, poi invia il
pacchetto a B
3. R crea una tabella di routing dinamica (o
tabella di NAT) in modo da ricordarsi che
il pacchetto di risposta proveniente da B
sulla sua interfaccia pubblica sarà
destinato, in realtà, ad A
4. Quando R riceve il pacchetto da B, prima
di inoltrarlo ad A sostituisce l’indirizzo di
destinazione in maniera congrua

Vantaggi introdotti dal NAT:
Permette di interfacciare una moltitudine di agenti rendendoli visibili
alla rete di destinazione attraverso un unico indirizzo IP
Svantaggi introdotti dal NAT:
E’ intrinsecamente monodirezionale. Un agente esterno che deve
comunicare con un agente interno non può farlo poiché non esiste
una regola in grado di instradare un determinato pacchetto
proveniente dall’esterno verso l’IP interno desiderato

Impostare una regola di routing corretta: i Virtual Server
La maggior parte dei modem danno la possibilità di modificare la
tabella di NAT aggiungendo delle regole statiche di routing
Queste permettono di inoltrare determinati pacchetti destinati ad
una particolare porta sull’indirizzo pubblico del router verso una
particolare porta di uno specifico indirizzo affacciato sulla rete
privata
Tipicamente tali impostazioni si trovano sotto la dicitura virtual
server

Il protocollo TCP-IP definisce il concetto di Porta
• Una porta è, concettualmente, un indirizzo che identifica un
canale logico associato ad un particolare IP
• Tipicamente un applicativo utilizza una o più porte per offrire i
propri servizi
• Il gateway OpenWebNet offre i suoi servizi attraverso la porta
20000

Limitazione dei contratti residenziali ADSL
• Indirizzi IP dinamici
• Indirizzi IP non raggiungibili dall’esterno poiché facenti parti di
sottoreti (anche tramite NAT!)
Possibili soluzioni:
• Utilizzo di un DNS dinamico esterno
• Utilizzo di sistemi esterni per triangolazione tramite VPN

Utilizzo di un DNS dinamico esterno
• Si appoggia ad un servizio (anche gratuito per domini di terzo
livello) che permette di registrare un sottodominio con un nome
mnemonico
• Tramite un client, spesso integrato nel router ADSL, si effettua
l’aggiornamento periodico della tabella del DNS
Esempio: DynDNS.org

Utilizzo di un DNS dinamico esterno

Indice
• Integrazione ai sistemi tablet/mobile nel contesto domotico
– Cosa sono e come possono essere utilizzati in un sistema di domotica
– Vantaggi/svantaggi dei sistemi mobili rispetto ai sistemi tradizionali
• Accesso all'impianto di domotica con iPhone, iPad e iPod Touch
– Concetti base della comunicazione di rete: Ethernet, indirizzi IP
fissi/dinamici, DNS
– Il gateway e il Web Server: protocollo OpenWebNet e bus SCS
– Configurazione del Web Server
– La configurazione del router: apertura porte, DNS e DNS dinamico
• Il prodotto Domotica di INGEGNI Tech
– Elenco funzionalità
– Configurazione del prodotto
– Demo del prodotto
Indice

Il prodotto Domotica di INGEGNI Tech
INGEGNI Tech ha sviluppato Domotica, un software di controllo per i
sistemi My Home di BTicino, distribuiti da Fogliani Group.
Il prodotto è acquistabile su App Store al seguente indirizzo:
http://itunes.apple.com/it/app/domotica/id391354876?mt=8

Le funzionalità di Domotica 1/2:
• accendere, spegnere e regolare l'intensità delle luci di casa, anche
per gruppi
• controllare gli automatismi: tende, tapparelle, serrande, prese
automatiche e meccanismi di irrigazione
• visualizzare le immagini delle telecamere di casa con possibilità di
salvare degli snapshot
• controllare gli scenari messi a disposizione dal sistema
• controllare la diffusione sonora per quanto riguarda:
accensione/spegnimento e controllo volume amplificatori, ciclo
sorgenti

Le funzionalità di Domotica 2/2:
• controllare le telecamere My Home e le telecamere IP
• controllare la termoregolazione, sia per gli impianti 4 zone sia per
gli impianti 99 zone
• inserire comandi personalizzati OpenWebNet
• visualizzare lo stato corrente di tutti gli elementi
• esportare e salvare il database delle configurazioni e scambiarlo
tra i vari devices (anche da iPhone a iPad e viceversa)

Alcune schermate:

Filosofia di navigazione: la vista
per ambienti
- Su iPhone e iPad gli elementi
quali luci, tapparelle,
telecamere ecc sono organizzare
per ambienti

Filosofia di navigazione: l’elenco
degli elementi presenti in un
ambiente
- Su tutti i dispositivi Apple,
entrando nel singolo ambiente è
possibile accedere alla lista di
tutti i gli elementi domotici,
dove è visualizzato anche lo
stato, aggiornato in tempo reale

Filosofia di navigazione: il
dettaglio dell’oggetto
- Selezionando una voce
dell’elenco, l’utente accede al
dettaglio dell’oggetto domotico,
in cui potrà monitorare lo stato
in tempo reale e controllarne il
funzionamento
- La figura a fianco è un esempio
di dettaglio zona di un impianto
di termoregolazione.
L’immagine è stata presa da
iPhone

Filosofia di navigazione: la vista sinottica per iPad
- Esclusivamente nella versione per iPad, è disponibile una vista sinottica dove è
possibile controllare e monitorare gli oggetti dell’ambiente selezionato

Grazie per l’attenzione
http://www.gruppofogliani.it http://www.ingegnitech.com

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