La gestione e il controllo degli edifici vengono sempre più spesso effettuati tramite i BMS (Building Management Systems), piattaforme software che hanno il compito di interfacciarsi con i numerosi sistemi di building automation che utilizzano diversi protocolli di comunicazione. FIN Framework è una soluzione basata sul progetto open source Project Haystack che, grazie a un approccio innovativo, consente di ridurre i tempi di progettazione e implementazione di un sistema BMS.
Le nuove tecnologie portano con sé spesso problemi di acquisizione e adozione nella nostra attività professionale poiché sono onerose, coperte da brevetti e difficili da implementare. I primi computer, ad esempio, avevano un prezzo nettamente superiore rispetto a quello attuale, anche perché i sistemi forniti erano creati su misura dai produttori, che si occupavano internamente dello sviluppo di ogni singolo elemento (dal software all’hardware passando per il firmware). Oggi, come è noto, l’universo della tecnologia informatica ha subito molti cambiamenti grazie all’attività di sviluppo portata avanti da aziende quali IBM, Microsoft, The Linux Foundation e dal movimento del software libero. Se anche voi avete lavorato nel settore dei sistemi di controllo degli edifici, riconoscerete sicuramente meccanismi analoghi in questo ambito, oltre a qualche differenza.
L’utilizzo di soluzioni informatiche per il controllo degli edifici è una chiara conseguenza dell’abbattimento dei costi dei prodotti tecnologici e della necessità di strumenti molto più complessi per garantire il comfort nei grandi immobili moderni. Come era accaduto con i computer, anche il lancio dei sistemi di ‘Building Management System’ sul mercato ha presentato inizialmente alcune difficoltà, dovute soprattutto al fatto che i fornitori si tenevano l’esclusiva sull’installazione e sulla manutenzione dell’intero sistema. Nel tempo, lo sviluppo di questa tecnologia ha portato a semplificare l’utilizzo del software nel programmare la logica di controllo e, di conseguenza, sempre più player sono stati in grado di fornire il sistema. A questo si aggiunga la volontà degli utenti di non essere vincolati a un unico produttore. Situazione che ha portato allo sviluppo di nuovi standard di protocollo aperti, che hanno permesso l’interazione tra più sistemi.
Una miriade di tecnologie e protocolli
È noto a tutti come le modalità di appalto per la realizzazione degli edifici comportino l’esistenza di sottosistemi sviluppati indipendentemente l’uno dall’altro in base ai requisiti del settore di appartenenza. Di conseguenza, gli attuali protocolli “standard” adottati dai vari sottosistemi sono pressoché infiniti: tra i più noti troviamo BACnet per gli impianti di riscaldamento, di ventilazione e di condizionamento dell’aria, DALI e KNX per l’illuminazione, Modbus per i contatori dell’elettricità e per la gestione dei consumi e M‑Bus per i contatori di calore. Sebbene alcuni protocolli (ad esempio LONworks) abbiano inizialmente conquistato più settori, il loro utilizzo ha recentemente subito un calo: l’esistenza di uno standard valido per tutti resta infatti un’utopia, un sogno di molti, che però si scontra con una realtà estremamente frammentata. In questo contesto, l’interconnessione tra i vari sistemi rappresenta una sfida più che attuale.
Non fraintendeteci: ovviamente la crescente specificità degli standard aperti, insieme alla loro adozione sempre più diffusa, ha semplificato molto il lavoro degli sviluppatori di sistemi BMS, ma questo non significa che la standardizzazione delle comunicazioni abbia risolto del tutto il problema. L’interazione tra due sistemi richiede infatti un lungo e delicato lavoro da parte degli sviluppatori che ha l’obiettivo di garantire la perfetta interpretazione dei dati scambiati durante la comunicazione. Inoltre, il software di supervisione, che gestisce il rendimento dell’immobile, richiede un processo di configurazione particolarmente complesso in grado di mostrare le planimetrie, gli schemi relativi agli impianti, il pannello operativo e i report necessari.
Il paradigma del “tagging”: il progetto open source Project Haystack
Provate ora a immaginare un mondo in cui i vari sistemi comunichino automaticamente tra di loro senza la necessità di un intervento umano e in cui tutti i dati relativi agli edifici siano consultabili nel formato desiderato, tutto ciò dopo un minimo sforzo di setup tecnico. Se possiamo individuare il punto nodale di questo scenario ideale lo troveremmo nel contesto dei dati che i sistemi si scambiano, attraverso il cosiddetto “tagging”. Sono stati sviluppati numerosi progetti in tal senso che hanno prodotto alcuni standard di protocollo, come LONworks e BACnet, che hanno portato i tecnici alla definizione del concetto di “profilo”, definendo così molti metadati associati alle informazioni reali. Tuttavia, tutto questo non è stato sufficiente per raggiungere un’interconnessione completamente automatizzata tra i sistemi.
Negli ultimi anni è stato messo in atto un progetto di open source denominato Project Haystack con l’obiettivo di soddisfare le necessità legate al tagging nell’ambito degli edifici, un progetto che oggi è arrivato a riscuotere un discreto successo a livello globale. I numerosi incontri tra gli esponenti di ASHRAE (la società americana che riunisce gli sviluppatori operanti nell’ambito degli impianti di riscaldamento, refrigeranti e di condizionamento dell’aria, e che ha ideato lo standard BACnet) e i tecnici di Brick (un’iniziativa più recente legata al mondo informatico), hanno portato a concordare un approccio comune. I sistemi che utilizzano il tagging per tutti i dati, infatti, sono potenzialmente in grado di generare schemi relativi agli impianti, planimetrie, pannelli operativi, allarmi e report sui consumi, nonché di fornire analisi del rendimento e degli errori in tempo reale, il tutto in maniera quasi del tutto automatizzata.
FIN Framework e le piattaforme aperte: un approccio innovativo
L’importanza delle piattaforme aperte risiede proprio in questo. La maggior parte dei software attualmente disponibili per i sistemi BMS, ad esempio per gli impianti di illuminazione e antincendio, è coperta da brevetto o basata su un unico protocollo aperto, come BACnet, mentre la scelta di altri protocolli richiede l’aggiunta di gateway o di ulteriori software opzionali. Le piattaforme aperte, invece, sono progettate in ogni componente per essere in grado di gestire dati provenienti da svariate fonti e basati su molteplici protocolli, semplificando notevolmente il processo di sviluppo e integrazione di sistemi dotati di interfacce di visualizzazione comuni. L’aggiunta della funzionalità di tagging a una piattaforma aperta rende possibile la raccolta completa di dati provenienti da più fonti, migliorando notevolmente l’automazione dei processi di configurazione e analisi. La software house J2 Innovations, per esempio, ha scelto di investire su questo fronte e ha proposto al mercato la propria soluzione FIN Framework, la prima piattaforma software per l’automazione degli edifici completamente basata sul tagging e sullo standard del Project Haystack. Si tratta di un approccio radicalmente innovativo che rende possibile per la prima volta l’automazione dei processi di creazione grafica, degli allarmi, dei pannelli operativi e dei report, permettendo anche di ridurre i tempi di sviluppo delle tecnologie BMS e dei sistemi correlati, ponendo così le basi per l’implementazione di nuove funzionalità e nuovi strumenti diagnostici.
Prima dell’introduzione del tagging e dello standard del Project Haystack, la definizione dei vari messaggi dipendeva dal tipo di protocollo utilizzato, che era specifico del settore dei sistemi di controllo degli edifici. Oggi, invece, le piattaforme software aperte come FIN Framework consentono di “leggere” i dati provenienti da qualsiasi altro sistema, a prescindere dal protocollo adottato, a patto che la comunicazione avvenga via IP mediante un sistema di trasmissione autorizzato come MQTT, JSON o una REST API (standard adottati per i sistemi informatici anche in molti altri ambiti). Con la diffusione crescente del Project Haystack, i tag autorizzati non saranno più limitati al settore dei servizi per gli edifici, ma entreranno anche nel mondo dei software aziendali, cui fanno parte ad esempio i sistemi CAFM/CMMS e quelli dedicati alla gestione delle risorse, ai parcheggi, alla prenotazione di sale riunioni e di scrivanie condivise (hot desk), e tanti altri campi di applicazione.
Destinati a durare nel tempo
Gli edifici sono dotati di sistemi elettronici con un ciclo di vita stimato di 10-15 anni: non bisogna sorprendersi, quindi, se il nostro settore manifesta una certa lentezza nell’adeguarsi ai continui cambiamenti che avvengono nel mondo dell’informatica. Da diversi anni i software sono indipendenti dagli hardware grazie all’adozione di sistemi operativi comuni come Windows, Unix e Linux, e delle cosiddette JVM (Java Virtual Machine), che favoriscono la portabilità del software sulle piattaforme hardware incorporate: un trend che ha accelerato notevolmente i processi di innovazione, portando sul mercato una maggiore flessibilità e un aumento della concorrenza. Nel settore dei sistemi di controllo degli edifici, la separazione tra hardware e software è una realtà ancora lontana per la maggior parte dei nostri prodotti, dai dispositivi di verifica a quelli di raccolta dei dati primari, ancorchè soluzioni come Niagara e FIN Framework sono stati scelti e adottati da numerosi player operanti nel mercato dei sistemi di controllo originali.
Non ci sono più dubbi: in futuro il settore del controllo degli edifici adotterà sistemi aperti che utilizzeranno standard sia di tagging connesso mediante il network IP sia di messaggistica informatica. Tutto ciò con un hardware in gran parte indipendente dal software che fornisce l’applicazione. Il paradigma attualmente proposto dai leader del settore si avvale di hardware e software proprietari che necessitano di un grande lavoro di programmazione e sviluppo e che comportano un vincolo per il cliente per quanto riguarda le operazioni di manutenzione e aggiornamento. Questo modello lascerà il posto a piattaforme software aperte, in grado di connettere più sistemi e dispositivi tra loro e di effettuare procedure di configurazione in gran parte automatizzate.
Maggiori informazioni sul Progetto Haystack sono disponibili qui.
