Z-Wave portable energy profiler - e-Lite - Politecnico di Torino

74 Pages·2013·12.87 MB·Italian

POLITECNICO DI TORINO
III Facoltà di Ingegneria dell’Informazione
Corso di Laurea in Ingegneria Informatica
Tesi di Laurea Specialistica
Z-Wave portable energy profiler
Relatori:
prof. Fulvio Corno
ing. Dario Bonino
Candidato:
Davide Aimone
matricola: 167138
Dicembre 2013
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A mia mamma e mio
papà che prima di
chiunque altro mi
hanno spinto a
realizzare i miei sogni
Sommario
QuestatesidiLaureatrattalaprogettazioneelosviluppodiunsistemaportatiledi
monitoraggio dei consumi tramite dispositivi Z-Wave. La soluzione qui proposta
si basa sul gateway domotico Dog e sulla piattaforma hardware Raspberry Pi.
Verrannoillustratelesoluzioniadottateperlosviluppodelsistemacompleto: dalla
stesura dei driver per la comunicazione con i sensori fino all’interfaccia utente per
la visualizzazione e l’analisi dei dati raccolti, passando per la definizione di un
sistema ad hoc per la memorizzazione degli stessi. Al momento della stesura di
questodocumentopartedellavorosvoltoèstatointegratonelprogettoDogstesso.
vi
Ringraziamenti
Grazie Papà, per tutto quello che hai fatto e che mi hai permesso di fare. Non so
come tu abbia fatto a sopportare me e mio fratello e a renderci ciò che siamo. Sei
sempre stato presente nonostante tutte le difficoltà che abbiamo dovuto affrontare
e non mi hai mai fatto mancare nulla. Senza il tuo aiuto e il tuo affetto non sarei
la persona che sono oggi.
Grazie ai miei nonni: fin da piccolo mi avete donato un affetto incondizionato
e siete sempre stati pronti a spronarmi e ad indicarmi la strada da seguire. Starei
giorni interi ad ascoltare i vostri racconti dai quali ho sempre tratto grande ispira-
zione. GrazienonnaAnna: datehoimparatochenonèmaitroppotardieancora
riesci a stupirmi con le tue mille risorse. Grazie nonno Piero e nonna Sarina per
avermi insegnato ad essere così determinato, anche nei momenti più duri.
Grazie a mio fratello Alessandro, che sto imparando a conoscere davvero solo
adesso, benché io ti voglia bene da sempre.
Grazie zio, da te ho preso la passione per la tecnologia e per tutto ciò che la
circonda, il sapermi arrangiare e che esiste sempre ‘un altro modo’. Grazie per il
primo PC e per i primi insegnamenti.
Grazie Monica, Santa Monica sostengono in molti, per come mi sopporti, per
come mi hai aiutato e per tutte le emozioni che mi hai regalato in questi anni. E
grazie per le nottate passate a correggere la mia tesi: se ha un filo logico è solo
meritotuoedelletuepagineevidenziate(quasideltutto, adireilvero)persegna-
larmiglierrori. Hocondivisocontepaure, tensioniemomentitristi, manontisei
maitirataindietro. Perte, checonunaparolariesciafarmitoccareilcieloconun
ditoofarmisprofondareall’inferno,nonesistonoparoleperringraziartiabbastanza.
Grazie Bea, perché sei stata paziente anche tu: adesso posso tenere fede alle
mille promesse che ti ho fatto in questi mesi. Niente più scuse! Ma soprattutto
vii
grazie per l’affetto sincero che mi doni tutti i giorni con i tuoi piccoli gesti.
Grazie Giuliana, unica ed insostituibile. Il tuo sorriso e la tua allegria sono un
punto fermo del mio mondo ed è inutile dirti quanto tu sia stata importante per
me e per mio fratello in tutti questi anni. Adesso sarà più semplice organizzare di
mangiare una pizza, credo.
Grazie Val, dove sarei senza di te? Le nostre mille nottate a parlare dei nostri
‘trip’ mentali, quasi mai ripetibili e spesso frutto delle mie paranoie. Grazie per-
ché sei sempre riuscita a tirarmi su il morale e a strapparmi un sorriso anche nei
momenti più difficili.
Grazie Francesca, per avermi preso per i capelli tanti anni fa. Senza il tuo in-
tervento non credo che oggi sarei qui a festeggiare il raggiungimento di questo mio
obiettivo. Senzacontareilfattocheognivoltacheconiugounverboalcongiuntivo
è solo grazie a te!
Grazie Davide e Francesco, compagni di vita ormai da tanti anni. Siamo cre-
sciuti insieme e tra un litigio ed una ‘primizia’ mi avete dato molto più di quanto
possiate immaginare.
Grazie Luca e Silvano. Per me siete stati come una seconda famiglia in questi
anni di studi e tutta la mia esperienza lavorativa la devo a voi, ma prima di essere
colleghi siete stati amici e quello che ho vissuto con voi difficilmente si potrà ripe-
tere.
GrazieAlessioeLuca,nonpossoscrivereciòchepensodivoiperchéèpursem-
preundocumentoufficiale,magrazieperl’amiciziachecilegadasempre,sietestati
compagnidimilleavventureedavoihoimparatoaprenderelavitaconleggerezza.
GrazieNonnoMauro: vorreipotertidirequantoituoiinsegnamentisianostati
importantiesonosicurocheseavessipotutoraccontartideimieistudisarestistata
la persona più entusiasta ed avresti studiato insieme a me.
Grazie Mamma, mille volte grazie. Tante volte ho desiderato tu fossi vicina a
me, ma oggi vorrei poter incrociare il tuo sguardo più di ogni altra cosa al mondo.
Semplicemente, grazie.
viii
Indice
Sommario vi
Ringraziamenti vii
1 Introduzione 1
1.1 Stato dell’arte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2 Scopo del progetto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2 Tecnologie utilizzate 11
2.1 Principi generali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.2 Definizione componenti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.3 Dog . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.3.1 Architettura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.3.2 spChains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.4 Z-Wave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.4.1 RaZberry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.5 H2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.6 AngularJS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.6.1 HighChart. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3 Sviluppo progetto 31
3.1 Introduzione. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.2 Driver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.2.1 Device Access Specification . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.2.2 Driver Z-Wave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.2.3 Network driver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.2.4 Gateway driver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.2.5 Driver dispositivi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.3 Database . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.4 UI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
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4 Risultato finale 53
4.1 Possibili sviluppi futuri. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
A Guida all’uso 57
A.1 Aggiunta di un nuovo sensore . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
A.2 Uso della UI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
A.3 Grafico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
Bibliografia 63
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