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DOMOTICA E

INTELLIGENZA NELLE

CASE

Vittorio Cecconi

Palermo 8 giugno 2012

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DOMOTICA E INTELLIGENZA

NELLE CASE bull Domotica (domotics in inglese domotique in francese) egrave

un neologismo ottenuto per contrazione di domotronica parola composta da quella latina domus e da elettronica Piugrave recentemente altri hanno preferito ritenere coinvolta la parola informatica invece che elettronica

bull Si tratta di un aggettivo ma anche di un sostantivo o di un aggettivo sostantivizzato che indica linsieme delle scienze e delle tecniche (quindi costituisce una scienza ma anche una tecnologia operativa) connesse allrsquoapplicazione allinterno dellambiente di vita o di lavoro (domus nel senso piugrave ampio del termine) dellrsquoelettronica dellrsquoinformatica dellrsquoimpiantistica della sensoristica dellrsquoattuazione di funzioni e di processi operativi dellrsquoautomazione della comunicazione uomo-macchina e macchina-machina

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NELLE CASE

bull La domotica si occupa dellrsquointegrazione delle

tecnologie degli impianti dei prodotti e dei

servizi resi con lrsquoobiettivo di realizzare case

intelligenti (si parla di smart house o intelligent

house) confortevoli sicure di alte prestazioni di

gestione economica e di semplice fruizione Si

parla anche di home automation (automazione

domestica) in quanto i processi che si attuano

per la realizzazione della casa intelligente sono

processi automatizzati

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NELLE CASE Lautomazione domestica interessa una vasta gamma di

funzioni tra le quali si citano

bull Sicurezza attiva (delle persone e delle cose) detta safty

bull Sicurezza passiva (antintrusione manomissioni indebite utilizzo improprio) detta security

bull Sicurezza di funzionamento (di apparecchi impianti e sistemi) detta dependability

bull Comfort

bull Facilitagrave drsquouso

bull Manutenibilitagrave

bull Disponibilitagrave

bull Flessibilitagrave ed espandibilitagrave

bull Facilitagrave di riprogrammazione e di riconfigurazione

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NELLE CASE bull Controllo gestionale

bull Comunicazione

bull Gestione economica (dellrsquoenergia delle apparecchiature degli impianti delle strutture)

bull Riscaldamento

bull Ventilazione

bull Condizionamento dellrsquoaria

bull Illuminazione

bull Intrattenimento

bull Processi di lavori domestici programmati e automatizzati

bull Gestione automatica a distanza e coordinata dei processi

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NELLE CASE Un sistema egrave ritenuto domotico quando sono presenti

almeno tre sistemi digitali diversi interagenti

Il mercato della domotica puograve essere diviso in due diverse categorie

bull La DOMOTICA DI BASE comprende la sicurezza antintrusione la sicurezza e il comfort ambientale il controllo di alcuni carichi elettrici

bull La DOMOTICA AVANZATA riguarda invece le personalizzazioni e le applicazioni specialistiche (motorizzazioni automazioni luci diffusione audio-video scenari di automazione integrati etc)

Si distinguono secondo le modalitagrave di installazione impianti domotici distribuiti concentrati ibridi

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NELLE CASE

Oggi lrsquoinstallazione di un sistema di automazione

domestica non particolarmente spinto puograve

essere realizzato facilmente senza o con

ridotti interventi sulle strutture della casa

utilizzando per le comunicazioni onde

convogliate viaggianti sulle linee elettriche di

potenza esistenti (power lines) e onde radio e

adottando singole apparecchiature e macchine

di per seacute automatizzate e intelligenti

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NELLE CASE bull Per far funzionare il sistema non occorre essere un

esperto di informatica e di operazioni informatiche neacute un esperto conduttore di automatismi Spesso basta premere semplici tasti quando si egrave in casa oppure usare il telefono quando si egrave fuori Saragrave lo stesso sistema con i suoi messaggi visivi e vocali a guidare lrsquooperatore nelle azioni da compiere

bull Per comandare lrsquointelligenza pur quando non si egrave in casa ovvero per seguire da fuori casa la successione degli eventi che si sviluppano in casa le connessioni e le comunicazioni con interfacce intelligenti devono attraversare delle ldquoporterdquo (informatiche di comunicazione) di ingresso-uscita da casa

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NELLE CASE bull Una automazione spinta un alto livello di intelligenza

una capillaritagrave e diffusione del sistema (impiego di PC multimediali reti locali Internet Smartphone molteplicitagrave di macchine automatizzate gestione coordinata di piugrave edifici o addirittura di quartiere power lines reti intelligenti di interconnessione di complessi di case etc) consiglia in fase progettuale della casa e delle case di intervenire aggiungendo nuovi criteri progettuali che siano funzionali allo scopo Si tratta cioegrave di introdurre nuovi parametri progettuali che condizionano la ricerca della soluzione che porta al progetto ottimo Si tratta di tenere conto sin dallrsquoinizio di tutti i parametri di interesse facendoli cosigrave intervenire quali parametri progettuali consente di realizzare il progetto ottimizzato evitando di dover intervenire successivamente con esiti inevitabilmente piugrave ridotti e piugrave costosi

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NELLE CASE bull Agli edifici complessi (con piugrave abitazioni negozi uffici locali

pubblici etc) si trasferiscono gli stessi concetti della singola abitazione Si parleragrave allora di Sistema Elettronico dellrsquoEdificio (Buildng Electronic System) di Sistema di Automazione dellrsquoEdificio (Building Automation System) di Edificio Intelligente (Smart or Intelligent Building) e di Sistema di Gestione dellrsquoEdificio (Building Management System)

bull Per lrsquoIntelligent Building Institute degli USA un edificio intelligente egrave quello che garantisce un elevato livello di produttivitagrave in un ampio arco di attivitagrave a costi certi attraverso lrsquoattivazione delle prestazioni delle sue quattro componenti fondamentali che sono la struttura (building structure) gli impianti tecnici (building system) i servizi disponibili (building services) la gestione (building management)

bull Una conclusione egrave che egrave edificio intelligente quello la cui struttura tecnologica consente di incrementarne le prestazioni (livelli e tipi) e di migliorare la produttivitagrave dei suoi occupanti

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NELLE CASE bull Naturalmente per un corretto progetto della casa che tenga

conto dei diversi aspetti (sicurezza consumi energetici funzionalitagrave fruibilitagrave etc) occorre poter definire tecnicamente le prestazioni delle sue diverse funzioni e parti componenti valutare il loro vantaggio il loro costo iniziale il costo della loro gestione (energetica manutentiva etc) e la durata di vita di tutte queste parti La durata di vita infatti egrave fondamentale per poter confrontare i costi di realizzazione (da riportare in costi annui tramite la valutazione delle relative quote di ammortamento) con i costi di gestione in maniera tale da ricercare il minimo costo complessivo Nel costo complessivo occorrerebbe comprendere in considerazione anche il costo della dismissione dellrsquoopera al termine della sua vita o di parti dellrsquoopera durante la vita della stessa tenendo conto dello smaltimento dei materiali e per quel che egrave possibile del loro recupero

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NELLE CASE

bull Un sistema domotico egrave formato da alcuni elementi fondamentali quali centrale di controllo sensori attuatori con motorizzazioni rete di comunicazione interfacce utente I sensori a seconda della diversa tipologia di controllo captano gli eventi esterni li trasmettono alla centrale intelligente che li elabora e comanda un intervento che puograve essere di tre tipi 1 onoff se si riferisce ad un comando accesospento 2 sugiugrave quando si tratta di motorizzazioni 3 regolazione a esempio quando si tratta di illuminazione

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NELLE CASE

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Struttura di un Sistema Domotico

EVENTO

SENSORI

CENTRALE DOMOTICA

Collegamento

Punto a punto

Bus

Onde Convogliate

Onde Radio

Infrarossi

Segnalazione dellrsquoevento

Tipologia di controllo

Elaborazione

INTERVENTO

ALLARME

Interno

Esterno

REGOLAZIONE

Illuminazione

Temperatura

ONOFF

Tapparelle

Motorizzazioni varie

Interfacce utente

Consolle

Touchscreen

Telecomandi hellip

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NELLE CASE

ASPETTI GENERALI DEGLI IMPIANTI

DOMOTICI SONO

bull Integrazione

bull Normalizzazione (Standardizzazione)

bull Multidisciplinarietagrave

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NELLE CASE La integrazione egrave il collante della domotica Integrare vuole

dire

bull Mettere insieme prodotti (componenti e sistemi) trasformandone la sommatoria in un sistema omogeneo

bull Rendere i diversi prodotti reciprocamente compatibili fisicamente e logicamente

bull Uniformare il cablaggio le tecniche di automazione di trasmissione dei dati e di comunicazione garantendo la interoperabilitagrave di tutte le parti e funzioni

bull Far interagire i servizi (tecnici e professionali) per raggiungere obiettivi comuni 1048708

bull Operare per perseguire risultati completi con la possibilitagrave di poter adeguare il sistema a cambiamenti (flessibilitagrave) e di poter aggiungere successivamente ulteriori elementi (espandibilitagrave)

Nasce lrsquoesigenza di una nuova figura professionale che egrave lrsquoIntegratore di Sistema (System Integrator)

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NELLE CASE

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Requisiti di un Sistema Domotico

CONTINUITArsquo

DI FUNZIONAMENTO

AFFIDABILITArsquo SEMPLICITArsquo

APERTURA

INTEGRAZIONE

FLESSIBILITArsquo

ESPANDIBILITArsquo

Requisiti di un sistema

domotico

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NELLE CASE

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NELLE CASE

bull La normalizzazione e piugrave in generale la normazione sono elementi di garanzia di una buona integrazione della diffusione commerciale dei sistemi della loro economicitagrave I linguaggi informatici le compatibilitagrave strumentali la interoperativitagrave delle apparecchiature e dei componenti sono oggetto di normazione che ancor oggi incontra difficoltagrave per uno sviluppo generalizzato

bull In senso lato la comunicazione interna e con lrsquoesterno egrave assolutamente necessaria

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NELLE CASE La comunicazione puograve utilizzare segnali di diversa

natura e mezzi di propagazione di tipo diverso

I segnali possono essere elettrici o elettromagnetici (condotti a onde convogliate radioelettrici) ottici a raggi infrarossi etc

I mezzi di propagazione dei segnali possono essere le stesse linee elettriche di energia lrsquoaria appositi doppini fibre otticheetc

Le scelte sono determinate dalla tipologia del sistema di controllo e dei componenti utilizzati cosigrave come dalle caratteristiche funzionali da realizzare

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NELLE CASE

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Evoluzione impianti

Gli impianti devono

poter parlare tra loro

Ieri

Oggi

Prossimo futuro

Intrusione Incendio

Gas

Climatizzazione

Domotica

Home

networking

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NELLE CASE

bull La multidisciplinarietagrave della domotica non puograve essere affrontata con il semplice coinvolgimento delle varie competenze necessarie in una ipotetica suddivisione dei compiti Ersquo necessaria la stretta integrazione delle competenze e il diretto confronto tra le stesse

bull Ritorna come imprescindibile anche ai fini della funzionalitagrave del progetto la necessitagrave di far intervenire tutte le variabili del sistema domotico come altrettanti parametri progettuali che nella sintesi della ottimizzazione del progetto si condizionano reciprocamente

bull Ancor oggi soprattutto nellrsquoambito professionale questo processo ritarda a evolversi adeguatamente

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NELLE CASE

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NELLE CASE

Sono fasi per la progettazione di un a sistema di home automation le seguenti

bull 1Analisi delle esigenze dellrsquorsquoutente

bull 2Valutazione degli impianti e dei componenti

bull 3Definizione delle funzionalitagrave del sistema

bull 4Scelta del sistema di controllo e dei suoi componenti

bull 5Stesura dei layout degli impianti

bull 6Mappa dei segnali (ingressi) e dei comandi (uscite)

bull 7Schemi delle connessioni

bull 8Specifiche di programmazione del sistema

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NELLE CASE bull La domotica costa anche alcune unitagrave o decine

percentuali in piugrave

bull In contrapposto si migliorano e si accrescono le prestazioni della casa e quindi il suo valore

bull Si migliora anche la gestione della casa e si economizza durante la sua utilizzazione

bull La decisione di rendere domotica la casa egrave bene che sia presa in fase progettuale per meglio e piugrave economicamente conseguire lrsquoobiettivo

bull Nel progetto quindi vanno fissati alcune specifiche tecniche preliminari e poi va trovata la soluzione che ottimizza il bilancio economico della stessa riconoscendo di volta in volta il valore che lrsquoopera finita acquisteragrave

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NELLE CASE bull Per un corretto progetto della casa occorre quindi tenere in

conto i diversi aspetti (sicurezza consumi energetici funzionalitagrave fruibilitagrave etc) occorre poter definire tecnicamente le prestazioni delle sue diverse funzioni e parti componenti valutare il loro vantaggio il loro costo iniziale il costo della loro gestione (energetica manutentiva etc) e la durata di vita di tutte queste parti

bull La definizione della durata di vita infatti egrave fondamentale per poter confrontare i costi di realizzazione (da riportare in costi annui tramite la valutazione delle relative quote di ammortamento) con i costi di gestione in maniera tale da ricercare il minimo costo complessivo Nel costo complessivo occorrerebbe comprendere anche il costo della dismissione dellrsquoopera al termine della sua vita o di parti dellrsquoopera durante la vita della stessa tenendo conto dello smaltimento dei materiali e per quel che egrave possibile del loro recupero

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NELLE CASE bull Si presenta adesso una nuova metodologia atta a trovare in

sede progettuale la condizione di minimo dei costi totali (costruzione gestione e dismissione) di unrsquoopera Per questo si fa riferimento a un importantissimo aspetto della domotica quello legato allrsquoenergia Ma la validitagrave del metodo egrave generale

bull Sono presi in considerazione i costi attualizzati di seguito riportati

bull Yge costo annuale per la gestione energetica dellrsquoedificio moltiplicato per la sua presunta durata di vita espressa in anni

bull Zde costo di dismissione dellrsquoedificio alla fine della sua vita

bull Xce costo di costruzione dellrsquoedificio

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NELLE CASE bull Esiste un valore di Xce (Xcemin) sotto il quale non

egrave possibile andare in corrispondenza del quale il valore di Yge egrave massimo (Ygemax)

bull Esiste anche un valore minimo di Zde

bull Esiste un valore massimo di Xce (Xcemax) al di sopra del quale non si ottiene alcun vantaggio (riduzione) economico nel costo di Yge In corrispondenza quindi si ha il minimo valore di Yge (Ygemin)

bull In un primo approccio egrave possibile pensare che Xce abbia unrsquoinfluenza su Zde che egrave significativamente piugrave bassa di quella che ha su Yge e per questa ragione noi consideriamo preliminarmente solo lrsquoinfluenza di Xce su Yge

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NELLE CASE

bull Ovviamente incrementando Xce Yge decresce Poichegrave esistono i valori limiti Ygemax Ygemin Xcemax e Xcemin allora si puograve supporre una dipendenza iperbolica tra Yge e Xce anche se a dire il vero questa dipendenza puograve avere alcune discontinuitagrave

bull La figura rappresenta la dipendenza supposta Ciascuna curva egrave caratterizzata dal valore del parametro

bull K = (Yge - Ygemin) x (Xce - Xcemin)

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NELLE CASE yge

xcexce maxxce min

yge max

yge min

K1

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K

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NELLE CASE bull La soluzione del problema egrave ottenuta determinando

la condizione per la quale il costo totale Yge + Xce supposto variabile assume il minimo valore

bull Il costo minimo egrave ottenuto ponendo la derivata della somma che rappresenta il su menzionato costo totale uguale a zero il che vuol dire quando

bull Xceopt = Xcemin + radicK

bull In un ristretto campo di variazione di Xce attorno a Xceopt puograve essere determinato il valore di Zde e cosigrave il valore minimo della somma Yge + Zde per ricavare poi il valore di Xce corrispondente al valore di Yge determinato in questo modo

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NELLE CASE bull Domotica (domotics in inglese domotique in francese) egrave

un neologismo ottenuto per contrazione di domotronica parola composta da quella latina domus e da elettronica Piugrave recentemente altri hanno preferito ritenere coinvolta la parola informatica invece che elettronica

bull Si tratta di un aggettivo ma anche di un sostantivo o di un aggettivo sostantivizzato che indica linsieme delle scienze e delle tecniche (quindi costituisce una scienza ma anche una tecnologia operativa) connesse allrsquoapplicazione allinterno dellambiente di vita o di lavoro (domus nel senso piugrave ampio del termine) dellrsquoelettronica dellrsquoinformatica dellrsquoimpiantistica della sensoristica dellrsquoattuazione di funzioni e di processi operativi dellrsquoautomazione della comunicazione uomo-macchina e macchina-machina

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NELLE CASE











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bull Comfort






5



bull Comunicazione


bull Riscaldamento

bull Ventilazione


bull Illuminazione




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NELLE CASE










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NELLE CASE


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NELLE CASE

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EVENTO

SENSORI

CENTRALE DOMOTICA

Collegamento

Punto a punto

Bus

Onde Convogliate

Onde Radio

Infrarossi



Elaborazione

INTERVENTO

ALLARME

Interno

Esterno

REGOLAZIONE

Illuminazione

Temperatura

ONOFF

Tapparelle


Interfacce utente

Consolle

Touchscreen

Telecomandi hellip

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NELLE CASE


DOMOTICI SONO

bull Integrazione



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dire







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NELLE CASE

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CONTINUITArsquo

DI FUNZIONAMENTO


APERTURA

INTEGRAZIONE

FLESSIBILITArsquo

ESPANDIBILITArsquo


domotico

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NELLE CASE

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Evoluzione impianti

Gli impianti devono


Ieri

Oggi

Prossimo futuro

Intrusione Incendio

Gas

Climatizzazione

Domotica

Home

networking

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bull Comfort






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bull Riscaldamento

bull Ventilazione


bull Illuminazione




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EVENTO

SENSORI

CENTRALE DOMOTICA

Collegamento

Punto a punto

Bus

Onde Convogliate

Onde Radio

Infrarossi



Elaborazione

INTERVENTO

ALLARME

Interno

Esterno

REGOLAZIONE

Illuminazione

Temperatura

ONOFF

Tapparelle


Interfacce utente

Consolle

Touchscreen

Telecomandi hellip

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DOMOTICI SONO

bull Integrazione



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dire







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CONTINUITArsquo

DI FUNZIONAMENTO


APERTURA

INTEGRAZIONE

FLESSIBILITArsquo

ESPANDIBILITArsquo


domotico

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Evoluzione impianti

Gli impianti devono


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Oggi

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Intrusione Incendio

Gas

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Domotica

Home

networking

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bull Comunicazione


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bull Ventilazione


bull Illuminazione




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EVENTO

SENSORI

CENTRALE DOMOTICA

Collegamento

Punto a punto

Bus

Onde Convogliate

Onde Radio

Infrarossi



Elaborazione

INTERVENTO

ALLARME

Interno

Esterno

REGOLAZIONE

Illuminazione

Temperatura

ONOFF

Tapparelle


Interfacce utente

Consolle

Touchscreen

Telecomandi hellip

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DOMOTICI SONO

bull Integrazione



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dire







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CONTINUITArsquo

DI FUNZIONAMENTO


APERTURA

INTEGRAZIONE

FLESSIBILITArsquo

ESPANDIBILITArsquo


domotico

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Evoluzione impianti

Gli impianti devono


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Intrusione Incendio

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Home

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EVENTO

SENSORI

CENTRALE DOMOTICA

Collegamento

Punto a punto

Bus

Onde Convogliate

Onde Radio

Infrarossi



Elaborazione

INTERVENTO

ALLARME

Interno

Esterno

REGOLAZIONE

Illuminazione

Temperatura

ONOFF

Tapparelle


Interfacce utente

Consolle

Touchscreen

Telecomandi hellip

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DOMOTICI SONO

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APERTURA

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Evoluzione impianti

Gli impianti devono


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Intrusione Incendio

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EVENTO

SENSORI

CENTRALE DOMOTICA

Collegamento

Punto a punto

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Onde Convogliate

Onde Radio

Infrarossi



Elaborazione

INTERVENTO

ALLARME

Interno

Esterno

REGOLAZIONE

Illuminazione

Temperatura

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Interfacce utente

Consolle

Touchscreen

Telecomandi hellip

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DOMOTICI SONO

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INTEGRAZIONE

FLESSIBILITArsquo

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Evoluzione impianti

Gli impianti devono


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Intrusione Incendio

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Climatizzazione

Domotica

Home

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EVENTO

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CENTRALE DOMOTICA

Collegamento

Punto a punto

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Onde Convogliate

Onde Radio

Infrarossi



Elaborazione

INTERVENTO

ALLARME

Interno

Esterno

REGOLAZIONE

Illuminazione

Temperatura

ONOFF

Tapparelle


Interfacce utente

Consolle

Touchscreen

Telecomandi hellip

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DOMOTICI SONO

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DI FUNZIONAMENTO


APERTURA

INTEGRAZIONE

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ESPANDIBILITArsquo


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Evoluzione impianti

Gli impianti devono


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Intrusione Incendio

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EVENTO

SENSORI

CENTRALE DOMOTICA

Collegamento

Punto a punto

Bus

Onde Convogliate

Onde Radio

Infrarossi



Elaborazione

INTERVENTO

ALLARME

Interno

Esterno

REGOLAZIONE

Illuminazione

Temperatura

ONOFF

Tapparelle


Interfacce utente

Consolle

Touchscreen

Telecomandi hellip

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DOMOTICI SONO

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CONTINUITArsquo

DI FUNZIONAMENTO


APERTURA

INTEGRAZIONE

FLESSIBILITArsquo

ESPANDIBILITArsquo


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Gli impianti devono


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Oggi

Prossimo futuro

Intrusione Incendio

Gas

Climatizzazione

Domotica

Home

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EVENTO

SENSORI

CENTRALE DOMOTICA

Collegamento

Punto a punto

Bus

Onde Convogliate

Onde Radio

Infrarossi



Elaborazione

INTERVENTO

ALLARME

Interno

Esterno

REGOLAZIONE

Illuminazione

Temperatura

ONOFF

Tapparelle


Interfacce utente

Consolle

Touchscreen

Telecomandi hellip

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DOMOTICI SONO

bull Integrazione



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CONTINUITArsquo

DI FUNZIONAMENTO


APERTURA

INTEGRAZIONE

FLESSIBILITArsquo

ESPANDIBILITArsquo


domotico

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Evoluzione impianti

Gli impianti devono


Ieri

Oggi

Prossimo futuro

Intrusione Incendio

Gas

Climatizzazione

Domotica

Home

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EVENTO

SENSORI

CENTRALE DOMOTICA

Collegamento

Punto a punto

Bus

Onde Convogliate

Onde Radio

Infrarossi



Elaborazione

INTERVENTO

ALLARME

Interno

Esterno

REGOLAZIONE

Illuminazione

Temperatura

ONOFF

Tapparelle


Interfacce utente

Consolle

Touchscreen

Telecomandi hellip

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DOMOTICI SONO

bull Integrazione



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CONTINUITArsquo

DI FUNZIONAMENTO


APERTURA

INTEGRAZIONE

FLESSIBILITArsquo

ESPANDIBILITArsquo


domotico

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Evoluzione impianti

Gli impianti devono


Ieri

Oggi

Prossimo futuro

Intrusione Incendio

Gas

Climatizzazione

Domotica

Home

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EVENTO

SENSORI

CENTRALE DOMOTICA

Collegamento

Punto a punto

Bus

Onde Convogliate

Onde Radio

Infrarossi



Elaborazione

INTERVENTO

ALLARME

Interno

Esterno

REGOLAZIONE

Illuminazione

Temperatura

ONOFF

Tapparelle


Interfacce utente

Consolle

Touchscreen

Telecomandi hellip

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DOMOTICI SONO

bull Integrazione



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CONTINUITArsquo

DI FUNZIONAMENTO


APERTURA

INTEGRAZIONE

FLESSIBILITArsquo

ESPANDIBILITArsquo


domotico

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Evoluzione impianti

Gli impianti devono


Ieri

Oggi

Prossimo futuro

Intrusione Incendio

Gas

Climatizzazione

Domotica

Home

networking

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