Tipologia dell'ente/Kind of organization:
Istituto di Istruzione Superiore
Nome dell'ente che lo ha realizzato/Organization-institute presenting the project:
Istituto Tecnico Archimede - Catania
Descrizione del progetto/Describe the project :
“TechAlive” è un servizio web, il cui obiettivo principale è proprio quello di permettere a tutti gli utenti, anche a chi non ha competenze informatiche, di poter controllare dispositivi domotici.
“Tech Alive” è organizzato in due servizi principali:
Il primo servizio fornito è attienente al controllo dei dispositivi IoT (Internet of things) tramite una centralina realizzata con un raspberry chiamato “Hub Tech Alive” in grado di controllare sensori smart, sensori di temperatura, luci, wifi-button, sensori di pioggia e molto altro.
Il secondo è un servizio web a supporto di tutti gli utenti, mediante il quale potranno ricevere aiuto da parte della community o saranno in grado di contattare direttamente il supporto “Tech Alive” o potranno informarsi sulle news e documentarsi sul funzionamento e sui servizi offerti dal sistema “Tech Alive”.
La home Page di supporto e documentazione contiene le seguenti funzionalità:
• news inerenti il sistema “Tech Alive” quali ad esempio, aggiornamenti disponibili o nuove funzioni implementate;
• guida per l’utilizzo del sistema “Tech Alive”;
• shop per l’acquisto di prodotti proprietari “Tech Alive”, e per i download di codici di esempio dimostrativi e/o utilizzabili anche per la creazione di dispositivi IoT di terze parti;
una sezione aiuto per richiedere assistenza tecnica.
L’utente dopo aver acquistato “l’hub Tech Alive” dovrà connetterlo alla propria rete lan attraverso il cavo di rete o il wi-fi e poi connettersi ad esso ed effettuare il login per l’accesso alla “Techplace”, la pagina web che permette di utilizzare i servizi del sistema “Tech Alive”.
La configurazione è facilitata grazie all’ausilio di una procedura guidata passo passo “Wizard”.
Gli utenti hanno la possibilità di creare delle “card” cioè degli elementi grafici che permettono di aggregare le “entità”, vale a dire, elementi che si interfacciano con i dispositivi domotici permettendone il controllo. Le card possono essere create semplicemente , grazie a dei template pre costruiti, completamente personalizzabili attraverso le funzioni rese disponibili dal card editor.
Inoltre, l’utente ha la possibilità di creare le “scene”, cioè, delle pagine in cui si possono aggiungere tutti gli elementi relativi a un determinato soggetto. Ad es. nella scena “cucina”, si possono inserire tutte le card inerenti ai controlli delle entità presenti nella cucina.
Vi è la possibilità, infine, di creare “automazioni”, ovvero, degli eventi che si verificano all’avverarsi di una certa condizione (ad es. se un sensore di temperatura raggiunge la temperatura di 25°C verrà acceso il ventilatore).
Anche le Le automazioni possono essere create in modo semplice e veloce tramite l’ausilio di un wizard.
Link al video di presentazione/Link to the presentation video:
https://drive.google.com/drive/folders/1bXo1Z5al5gQftsgOmYE6Z1xE7_vp6ylO
Categoria del progetto/Project category :
Educazione fino ai 29 anni/Up to 29 years
Uso delle tecnologie / Use of technologies:
TechAlive è pensato per soddisfare le esigenze di tutti gli utenti anche quelli più esigenti.
Gli utenti più esperti (developer) hanno la possibilità di collegare anche sensori o altri dispositivi IoT di terze parti, che rispettino gli standard del protocollo “MQTT”, uno dei protocolli su cui è basato l’intero progetto.
I dispositivi smart per comunicare utilizzano il protocollo “MQTT”, conosciuto come il protocollo dell’IoT. MQTT è un protocollo leggero e veloce che adotta un meccanismo di pubblicazione e sottoscrizione per scambiare messaggi tramite un apposito server "message broker". i mittenti pubblicano i messaggi su un certo argomento detto “topic” sul “message broker”, Invece di inviarli a un determinato set di destinatari. Ogni destinatario si iscrive agli argomenti che lo interessano e ogni volta che un nuovo messaggio viene pubblicato su quel determinato argomento, il “message broker” lo distribuisce a tutti i destinatari.
Il progetto è stato realizzato utilizzando diversi linguaggi di programmazione che lavorano in sinergia tra loro in modo da ottenere il miglior risultato possibile. Nello specifico è stato utilizzato:
• html: per la creazione delle pagine web necessarie per l’utilizzo del servizio;
• css: per definire lo stile delle pagine web permettendo di rendere il tutto fruibile anche da dispositivi mobili;
• php: per la gestione lato server dei servizi es. login, registrazione ecc…;
• javascript: per la realizzazione di svariate attività all’interno del progetto es. gestione dinamica delle pagine, ma il suo utilizzo è di fondamentale importanza per la comunicazione tra il web client e il “broker MQTT”;
• ajax: per supporto a svariate attività ed in particolar modo per ottimizzare il carico del server;
• c++: per la programmazione dei dispositivi iot “Tech Alive”;
• phyton: per realizzare l’applicazione server attiva nell’hub “tech alive”;
• java: per la configurazione ed il caricamento automatico degli sketch nelle centraline basate su arduino.
Per la realizzazione di TechAlive è stato utilizzato un Raspberry pi 3/4 con sistema operativo raspbian, sul quale si trova il “broker MQTT”, il database locale, l’interfaccia di utilizzo del sistema (Web Server) e un’applicazione server programmata in python che interagisce con il sistema “Tech Alive” ad es. per la gestione delle automazioni.
Il progetto risulta al 100% economicamente sostenibile, A parte le ore di progettazione e la programmazione dei servizi, lo sviluppo hardware ed il testing dei vari servizi forniti non sono particolarmente onerosi . di seguito si fornisce un elenco minimo di acquisti per la realizzazione del progetto:
• raspberry per hub “Tech Alive”;
• microcontrollori per la creazione di sensori proprietari “Tech Alive”;
• batterie per il funzionamento dei sensori;
• box stampati in 3d per il loro utilizzo.
Indicare gli elementi di innovazione del progetto / What are the innovative aspects of the project?:
TechAlive è l’unico sistema che permette di configurare in un'unica interfaccia dispositivi creati con centraline basate su Arduino o altri sensori che rispettano l’utilizzo del protocollo “mqtt”, in modo semplice e senza il bisogno di avere elevate conoscenze a livello informatico.
Per configurare un sensore e aggiungerlo nella propria interfaccia basterà seguire un “wizard” cioè una procedura guidata. Mentre altri software già presenti sul mercato per quanto possano essere completi non permettono di utilizzare dispositivi di terze parti in modo semplice senza scrivere neanche una riga di codice, anzi il loro utilizzo risulta molto complesso e pressoché inavvicinabile a chi non ha conoscenze approfondite in materia informatica.
Inoltre il progetto è del tutto sostenibile a livello economico, alcuni costi derivano
• dall’hosting della homepage pubblica che deve essere raggiungibile da tutti gli utenti e variano in base ai servizi scelti generalmente tra i € 20 - € 50 annui per un hosting in grado di supportare un certo traffico.
• raspberry pi 4 dal costo di € 60 che dovrà sostenere l’utilizzatore dei servizi / sd con sistema preinstallato se l’utente dispone già di un raspberry pi costo € 35;
• Centraline “esp8266” costo: € 4;
• Batterie li-po: € 6;
• Batterie li-ion: € 4;
• Modulo ricarica per batterie: € 5;
Dai costi sopra elencati si evince chiaramente che questo sistema è alla portata di tutte le tasche ed inoltre i costi che l’utente finale andrà ad affrontare saranno molto più bassi rispetto a quelli di altri sistemi attualmente in commercio.
Con quanti utenti interagisce il progetto?/How many users does the project interact with? :
Il progetto TechAlive è stato presentato e si è candidato al secondo posto della Settima Edizione 2020-21 "dell'ArchimedeLab", concorso interno, riservato agli studenti dell' Istituto Tecnico Archimede di Catania, competizione che intende premiare i migliori contributi progettuali, realizzati dagli studenti, nel corso dell'anno anno scolastico. "L'ArchimedeLab" ha coinvolto tutti gli alunni dell'Istituto, che nei giorni 27 e 28 maggio hanno seguito la fase conclusiva e la premiazione del concorso. Nelle suddette giornate, durante le quali sono stati presentati i progetti realizzati, per poter consentire a tutti gli studenti e le studentesse, con le loro famiglie, e ai Docenti di seguire l'evento, questo è stato trasmesso in diretta streaming.
Di quali mezzi o canali si avvale il progetto?/Which media or channels does the project use?:
TechAlive è attualmente hostato presso un server privato raggiungibile da internet, e lo utilizzo personalmente da diversi mesi testandone affidabilità, flessibilità ed efficienza.
Il progetto è già stato replicato? /Has the project already been replicated? :
Il progetto TechAlive non è stato ancora replicato in tutte le sue funzioni, esistono altri sistemi che permettono la realizzazione di un sistema domotico ma non con le funzioni che rendono unico il sistema TechAlive. E' stato ideato e realizzato integralmente dall'alunno Pagano Andrea, di V B informatica. Il prototipo realizzato, al collaudo funziona in modo corretto e non sono stati riscontrati particolari problemi. Sicuramente l’utilizzo prolungato del sistema TechAlive, anche con diverse tipologie di sensori di brand differenti, servirà per testare la flessibilità e l’affidabilità nel tempo dell’sistema e per integrare eventuali sensori che non sono ancora compatibili, orientando nelle scelte di eventuali possibili modifiche migliorative del progetto.
Quali sono le aspettative future?/What are future expectations?:
Per questo progetto vi sono prospettive molto interessanti, dato che oggi giorno il mondo della domotica è in rapida espansione, e gli utenti sono sempre alla ricerca di nuovi sistemi più semplici, meno costosi e funzionali. Questo sistema sopperisce a diverse mancanze presenti in altri software già presenti sul mercato, permettendogli di diventare un ottimo concorrente di altri sistemi già presenti.
TechAlive ha tutte le caratteristiche per diventare un progetto imprenditoriale, essere commercializzato e reso disponibile a tutti gli utenti.
Durata progetto/project duration:
Risultati ottenuti/Results:
Il sistema TechAlive è già funzionante e pronto all’uso, anche se dovranno essere apportate ancora moltissime migliorie e nuove integrazioni con svariati dispositivi IoT.
Cognome del coordinatore del progetto/project coordinator surname :
Nome del coordinatore del progetto/project coordinator name :
Il Progetto ha contribuito ad affrontare la pandemia da Covid-19? / Has the project helped facing the emergency of Covid-19? :
Questo progetto ha contribuito molto ad affrontare la pandemia da covid-19, permettendomi di distogliere la mente dai problemi quotidiani, e concentrarmi sulle mie passioni e sulla realizzazione del progetto TechAlive, che ha richiesto moltissimo tempo e fatica che sono stati ampiamente ripagati dalle soddisfazioni ottenute.
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