Bluetooth NLC: il nuovo standard per l’illuminazione smart

Bluetooth Special Interest Group (SIG) ha annunciato un nuovo standard per l'illuminazione intelligente, il Bluetooth Networked Lighting Control (NLC). Il nuovo standard aggiunge specifici profili ai dispositivi per l'illuminazione allo standard Bluetooth Mesh per contribuire a migliorare l'interoperabilità tra gli elementi di differenti fornitori. Bluetooth NLC promette anche una migliore scalabilità, utilizzando un'architettura di controllo decentralizzata, che può funzionare per una singola lampadina fino al sistema di illuminazione dell'intera casa. In questo articolo, andremo a vedere le caratteristiche del nuovo standard.

Introduzione

Lo standard Bluetooth NLC è stato creato per colmare una lacuna nell'attuale standard Bluetooth Mesh, ovvero la mancanza di interoperabilità tra i dispositivi di differenti fornitori. La soluzione trovata è stata quella di standardizzare tutti e tre i livelli dello stack di comunicazione, utilizzando BLE per il livello radio, Bluetooth Mesh per il livello di rete e Bluetooth NLC per il livello di dispositivo. La Figura 1 mostra l'evoluzione che ha portato all'attuale stack software.

Figura 1: Evoluzione dello stack per giungere a Bluetooth NLC

Bluetooth Networked Lighting Control

Bluetooth Networked Lighting Control (NLC) è l'unico standard full-stack per il controllo wireless dell'illuminazione. Bluetooth NLC impiega la standardizzazione dal livello radio fino al livello dispositivo, consentendo una vera interoperabilità tra dispositivi di diversi fornitori e l'adozione di massa del controllo wireless dell'illuminazione. Nel settore dell’illuminazione il potenziale offerto dalle soluzioni di controllo wireless ha iniziato a suscitare l’interesse del mercato oltre un decennio fa. Tuttavia, la mancanza di uno standard wireless rappresentava un ostacolo all’adozione di massa e i leader del settore si sono rivolti alla tecnologia Bluetooth per aprire la strada alla standardizzazione. In primo luogo, l’industria si è standardizzata rispetto al livello radio con Bluetooth Low Energy (LE), apportando le tanto necessarie economie di scala che solo lo standard radio wireless più diffuso al mondo poteva fornire. Il passo successivo è stato il rilascio di Bluetooth Mesh nel 2017. La tecnologia Bluetooth Mesh offre un ricco set di funzionalità e opzioni per consentire la creazione di reti di dispositivi su larga scala. Bluetooth Mesh allevia il peso dello sviluppo di mesh proprietarie e aumenta l'innovazione consentendo ai team di ingegneri dei produttori di rivolgere la loro attenzione allo sviluppo di caratteristiche e capacità differenzianti a maggior valore aggiunto. Ciò ha aiutato Bluetooth Mesh ad affermarsi come la tecnologia wireless preferita per applicazioni IoT commerciali e industriali scalabili. Tuttavia, la natura opzionale delle funzionalità di Bluetooth Mesh può causare difficoltà agli implementatori quando devono decidere quali opzioni scegliere per i segmenti di prodotto prescelti. Se i fornitori che operano negli stessi segmenti di prodotto scelgono un insieme diverso di opzioni che non funzionano bene con altri prodotti simili (ad esempio, le caratteristiche scelte per le lampadine non sono compatibili con le caratteristiche selezionate per gli interruttori della luce), può verificarsi una situazione in cui gli ecosistemi di prodotto non interagiscono, il che peggiora l'esperienza dell'utente. Per affrontare questa sfida, Bluetooth SIG ha sviluppato una nuova classe di specifiche chiamate Bluetooth Mesh Device Profiles.

Profili di controllo dei dispositivi d'illuminazione

I profili di controllo dei dispositivi definiscono quali opzioni e caratteristiche delle specifiche Bluetooth Mesh sono obbligatorie per un determinato tipo di prodotto finale. I profili NLC definiscono i profili per i casi d'uso comuni relativi ai sistemi di illuminazione. Questa standardizzazione consente l'interoperabilità tra dispositivi di diversi fornitori richiedendo un insieme minimo di funzionalità e parametri prestazionali. Garantire l’interoperabilità richiede la standardizzazione su tutti e tre i livelli di una soluzione di controllo wireless dell’illuminazione: livello radio, livello di comunicazione e livello del dispositivo. Prima di Bluetooth NLC, non esisteva uno standard wireless per definire le funzionalità a livello del dispositivo, limitando l'adozione globale e impedendo al mercato di raggiungere il suo pieno potenziale. I profili NLC al livello dispositivo definiscono i requisiti per una gamma di dispositivi e funzionalità. Ciascun profilo NLC Bluetooth dispone di un documento di specifiche separato. Ad oggi, sono stati rilasciati i seguenti profili di dispositivo:

Sensore di luce ambientale
Controller di luminosità di base
Selettore scene di base
Controllo dell'attenuazione
Monitoraggio energetico
Sensore di presenza

Le specifiche per ciascun profilo sono presenti sul sito web Bluetooth. Sebbene l'annuncio del nuovo standard sia avvenuto solo da pochi giorni, le industrie interessate hanno iniziato da tempo a preparare la documentazione necessaria. Ad esempio, sul sito web di Nordic Semi sono già presenti dettagli e porzioni di codice per tutti i sei profili di dispositivi Bluetooth NLC elencati.

Controllo interconnesso dell'illuminazione

Vediamo adesso come sono fatti i sistemi di controllo interconnesso e quali benefici Bluetooth NLC porta ad essi. I sistemi di controllo interconnesso dell'illuminazione (NLC) sono caratterizzati da una rete intelligente di apparecchi di illuminazione indirizzabili individualmente e ricchi di sensori e dispositivi di controllo, che consentono a ciascun elemento del sistema di inviare e ricevere dati. In Tabella 1 vengono riportati gli elementi di base che realizzano un sistema interconnesso di controllo dell'illuminazione.

Tabella 1: Elementi base di un generico sistema interconnesso di controllo dell'illuminazione
Tipologia	Descrizione	Benefici	Limiti
Luci controllabili	Apparecchio o altro carico che necessita di poter ricevere un segnale dal sistema di controllo	Può portare ad un consumo di potenza inferiore con il cambiamento delle condizioni	Aggiunge costi e complessità al sistema di illuminazione
Sensori e dispositivi di input	Tipi multipli di sensori inviano segnali a una rete centrale	Permette una strategia di controllo unificata	Tutti i dispositivi di controllo devono essere compatibili
Occupazione/ Posto vacante	Sensori che raccolgono dati in modalità a infrarossi, ultrasuoni e/o video	Conveniente risparmio energetico	Sapere quale tipo di sensore impiegare può essere impegnativo
Illuminazione diurna	Possono essere utilizzati: fotosensori a ciclo aperto o chiuso, dati meteorologici, e orologi astronomici	In uno spazio ben illuminato, l'illuminazione elettrica può essere spenta o attenuata durante la maggior parte della giornata	Molti edifici non hanno adeguata illuminazione naturale. La messa in servizio di sistemi di controllo dell'illuminazione naturale può essere complessa
Orologio (Astronomico)	Orologio elettronico che si auto-regola per i cambiamenti quotidiani negli orari dell'alba e del tramonto	Timer autoregolanti, in particolare per gli spazi perimetrali, possono aumentare il risparmio energetico	Richiede che l'unità sia impostata sulla posizione geografica corretta
Controllo manuale	Possibilità da parte dell'utente di eseguire il controllo dell'illuminazione	Gli studi dimostrano che gli occupanti spesso impostano i livelli di illuminazione inferiori alle impostazioni automatiche	Richiede un'interfaccia utente che sia intuitiva e robusta per un uso a lungo termine
Modalità di Comunicazione	I segnali di controllo vengono trasportati attraverso sistemi aperti o chiusi. Il protocollo di comunicazione può essere open source o specifico del produttore	Esistono diversi modi con cui il segnale di controllo può raggiungere le luci	La compatibilità e l’interoperabilità del sistema sono problematiche. Tutti i componenti devono essere in grado di interfacciarsi correttamente
Cablata	C'è un collegamento via cavo dal controller fino alla luminaria. Questo può essere un cavo di controllo dedicato, doppino telefonico o Ethernet	I sistemi cablati sono meno soggetti ai problemi di interferenze rispetto a quelli wireless	I sistemi cablati richiedono maggiore pianificazione e maggiori costi iniziali. Soprattutto negli edifici esistenti, potrebbe non essere pratico installare i cavi di controllo
Wireless	Parti del sistema possono comunicare senza fili. Questo può essere fatto mediante radio Bluetooth, WiFi, etc.	Utilizzare dei controlli wireless può ridurre i costi di installazione	Non tutti gli spazi sono adatti per i segnali wireless

Possiamo quindi riassumere in tre punti i vantaggi nell'adozione di un sistema interconnesso di controllo.

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