Che cos’è e caratteristiche di OpenHAB per la gestione della rete domotica

Che cos’è la domotica?

La domotica, data dall’unione del termine latino domus (ovvero casa) e dal suffisso greco ticos (muro, rivestimento), è la materia che si occupa dello studio di tutte le tecnologie volte a migliorare e ottimizzare la qualità della vita delle persone all’interno delle proprie abitazioni e, più in generale, all’interno di tutte le strutture nelle quali quotidianamente viviamo.

Deriva dall’unione di varie scienze dell’architettura e dell’ingegneria, tra le quali l’ingegneria edile, meccanica, energetica, delle telecomunicazioni e specialmente dell’informatica.

Lo scopo di questo progetto, sviluppato in ambito universitario, è in primo luogo quello di presentare e dare una caratterizzazione alle moderne tecnologie usate per la costruzione di una rete domotica all’interno di un’abitazione. In secondo luogo, ci si propone di illustrare, oltre che ai moltissimi casi d’uso di questi sistemi, anche quali sono le potenzialità in ottica di efficienza energetica.

In questo caso specifico, come tecnologia su cui si basa la costruzione del sistema domotico è stato utilizzato un hub software, ovvero un dispositivo di rete che in questo caso è:

• fornito sotto forma di software, che funge da nodo smistatore dei dati di una certa rete di comunicazione, cioè la nostra rete domotica, formata da tutti i dispositivi corredati alle informazioni che generano
• come diretta conseguenza di essere un software, è semi-virtuale, in quanto si appoggia su un dispositivo come un pc e garantisce interoperabilità (e quindi non un uso esclusivo).

L’hub in questione è OpenHAB, un software open source per la gestione della rete domotica all’interno di un’abitazione.

Ad esso vengono collegati, tramite vari protocolli (Wi-Fi, Zigbee, ecc…), una moltitudine di dispositivi, come per esempio i termostati per la gestione della temperatura ambientale, le lampadine per l’illuminazione, smart TVs e altre innumerevoli apparecchiature.

In questo contesto si inserisce l’elemento del database relazionale: usato per la raccolta dei dati generati dai vari dispositivi, esso è un elemento di archiviazione che fornisce accesso a data points correlati tra loro. La raccolta, e la successiva consultazione dei dati, ci permette di svolgere operazioni più efficienti in diversi scenari.

Per esempio, si può pensare di raccogliere la temperatura di una casa e di ogni stanza nell’arco di mesi attraverso un sensore adibito allo scopo, in modo da intervenire in modo efficiente e dopo un accurato studio per effettuare alcuni lavori che possano portare a migliorare l’efficienza energetica della casa. Ovviamente, questo è solo uno dei tanti scenari di utilizzo dei vari dati raccolti all’interno di un database collegato ad un hub domotico.

L’hub domotico personale: OpenHAB

Lo strumento principale sul quale costruire il nostro sistema domotico personale è OpenHAB.

È un software che va installato su un pc con un quantitativo di memoria RAM adeguata e che, una volta configurato, permette di creare e gestire un ecosistema di dispositivi di costruzione diversi tra loro.

I motivi della scelta di questo software sono da ricercare nelle funzionalità che offre.

Innanzitutto, OpenHAB si definisce una “pluggable architecture“, ovvero un software la cui architettura prevede l’utilizzo dei plugin, dei pacchetti aggiuntivi installabili che permettono l’espansione delle sue funzionalità. Le altre peculiarità di OpenHAB sono:

1. Integrazione totale: attraverso l’installazione dei sopracitati plugin è possibile integrare al suo interno dispositivi realizzati da molti costruttori diversi. Ogni produttore di strumenti domotici, nonostante rispetti delle specifiche fornite da un modello già deciso, permette solitamente di controllare il proprio prodotto attraverso l’uso della propria app su Se si acquistano due lampadine smart di due marche diverse, bisognerà utilizzare due app separate su smartphone per controllarle, e in nessun modo esse potranno comunicare tra loro. Con OpenHAB invece, è possibile integrare all’interno di un unico sistema (e controllare in modo avanzato) una lampadina della marca IKEA con una della marca Philips;
2. Automazioni: è possibile creare automatismi tra i vari dispositivi, ovvero situazioni in cui l’utente non deve intervenire per cambiare lo stato di un determinato dispositivo (o anche più di uno). Un esempio può essere quello dell’automazione creata per lo spegnimento di tutte le luci in casa ad una determinata ora oppure in presenza o meno di una persona in Un altro caso d’uso delle automazioni può essere lo spegnimento o l’accensione dell’impianto di riscaldamento al raggiungimento di una determinata temperatura ambientale verificata tramite un termostato, e così via;
3. Efficienza: OpenHAB è di sua natura un software leggero, ovvero poco esoso in termini di risorse computazionali, cosa che gli permette di essere installato “ovunque”: possiamo trovarlo su macchine con Windows, macOS, con una qualsiasi distribuzione Linux, oppure anche su sistemi meno potenti dei tradizionali pc come Raspberry Pi, NAS, ecc;
4. Non cloud-based, ma cloud-friendly: l’architettura dell’hub è tale da permettere il suo l’utilizzo all’interno della LAN (la rete domestica), sia in assenza di una connessione alla rete internet, sia senza l’utilizzo del cloud, ovvero di quell’infrastruttura prevista dai produttori per usare i prodotti da loro creati quando non siamo a casa.

Non è però esclusa la possibilità di controllare i dispositivi collegati da OpenHab anche se non ci si trova all’interno della LAN nella quale è presente la macchina su cui gira il software: questo può avvenire grazie all’uso di alcuni plugin che permettono di accedere all’hub via cloud, e di poterlo controllare anche a km di distanza grazie ad una semplice connessione ad internet.

Installazione e configurazione di OpenHAB

In questa sezione verranno descritti i passaggi necessari per installare e configurare un’istanza di OpenHAB all’interno dell’ambiente operativo appena virtualizzato su VirtualBox.

Per l’installazione sono disponibili due soluzioni: la prima prevede l’utilizzo del terminale, usando un semplice script reperibile dal sito ufficiale di OpenHAB; la seconda prevede di scaricare il pacchetto zip con tutti i file necessari al suo interno. Si procederà con il primo metodo.

Una volta “accesa” la macchina virtuale e avviato Debian, essa acquisirà un indirizzo IP derivante dalla connessione alla scheda di rete virtuale specificata nelle impostazioni di VirtualBox. Attraverso questo indirizzo IP, è possibile collegarsi alla macchina virtuale attraverso il protocollo SSH (Secure SHell): grazie all’utilizzo di quest’ultimo, è possibile interagire con la macchina virtuale tramite riga di comando direttamente dal terminale della macchina ospitante.

Dal sito https://www.openhab.org/download/ si seguono le indicazioni e i comandi per scaricare il pacchetto dell’ultima versione stabile disponibile (in questo caso 3.1.0): dopo alcuni minuti, l’installazione sarà completata e OpenHAB sarà pronto ad essere lanciato in esecuzione.