Smart School Integrated System

24/05/2023

23/05/2023

Il nostro progetto SSIS è stato presentato ai Docenti delle Facoltà di Ingegneria delle Università Campane ed al Direttore Generale di STMicroelectronics Italia, Ing. Lucio Colombo, in occasione della manifestazione «StudentDay@ST» tenutasi il 10 maggio, nella sede di Arzano.

23/05/2023

SOTTOSISTEMA ESS

Una delle possibili applicazioni di sistemi di automazione riguarda il controllo dell’illuminamento degli ambienti interni ed in particolare negli edifici pubblici comprese le scuole.
Le esigenze di illuminazione di un ambiente variano nell’arco della giornata e dell’anno in funzione della luce naturale.
È inoltre necessario considerare che nel caso di specie, le aule, non sono sempre occupate durante l'orario scolastico perché:
•in alcune ore sono previste attività di laboratorio o in palestra;
•gli alunni possono essere impegnati in attività all'esterno dell'Istituto (visite guidate, cinema, teatro ecc.)
L’uso di sistemi completamente o parzialmente automatici per il controllo e l’integrazione dell’illuminamento artificiale e naturale può contribuire alla determinazione di alcuni vantaggi quali:
•l’incremento del comfort visivo;
•l’ottenimento di un risparmio energetico;
Il sistema ESS prevede un insieme di DL, equipaggiati con una serie di sensori (luce, guide di luce..) che hanno il compito di ricevere dati rilevati e di rielaborarli generando segnali in grado di modificare le condizioni di funzionamento dei sistemi di illuminamento artificiale in funzione del livello di illuminamento naturale giungendo, con opportuno bilanciamento, ad un livello ottimale dal punto di vista del confort visivo.
La predisposizione dei corpi illuminanti viene organizzata su tre gruppi ciascuno disposto nella direzione longitudinale dell'aula secondo tre file parallele in modo da permettere la loro gestione separata automatica o manuale complessiva.
I sensori di luminosità misurano costantemente la luminosità dell'ambiente.
Attraverso tale misurazione permanente della luce, il controller è in grado di accendere e di spegnere la luce artificiale quando la luce diurna è rispettivamente insufficiente o sufficiente.

23/05/2023

SOTTOSISTEMA SHC

La Direttiva (UE) 2918/844 sull’efficienza energetica in edilizia sancisce l’importanza della qualità dell’ambiente interno nei suoi diversi aspetti: comfort termico, acustico, visivo e qualità dell’aria interna, anche nota come IAQ.
In particolare, l’emergenza sanitaria legata al COVID-19 ha evidenziato la necessità garantire una buona qualità dell’aria interna, soprattutto negli ambienti ad uso pubblico, come le scuole.
La soluzione ai problemi di IAQ consiste nella realizzazione di impianti di ventilazione che immettono aria esterna filtrata in quantità adeguata, secondo quanto previsto dalla norma UNI EN 16798-1, così da diluire la concentrazione degli inquinanti.
Va sottolineato che tutto ciò non è realizzabile con la semplice apertura delle finestre, che non garantisce né le portate richieste, né un’adeguata diffusione dell’aria in ambiente, oltre a presentare problemi di discomfort termico per gli occupanti e uno spreco di energia termica.
Il progetto prevede:
•una stazione di monitoraggio di alcuni parametri esterni quali: temperatura, umidità, velocità del vento e pioggia collegata al server centrale di controllo che servirà per valutare la possibilità di areazione parziale delle aule con apertura delle finestre.
•opportuna sensoristica in ogni aula che consenta di rilevare i valori di concentrazione di alcuni contaminanti che spesso sono presenti negli ambienti scolastici: CO2, VOC e particolato, in seguito visualizzati su un display o sul laptop dell’aula stessa.
•controllo di un VMC decentralizzato a doppio flusso con recupero di calore che provvede al ricambio dell'aria nell’aula limitando al minimo il dispendio energetico.

23/05/2023

l progetto denominato SSIS acronimo di Smart School Integrated System, si pone l’obiettivo di realizzare una soluzione a basso impatto architettonico basata su un’architettura IoT che consente di controllare la qualità dell’aria (IAQ) e di gestire il risparmio energetico (ES).
Esso affronta due problematiche importanti degli ambienti indoor:
•Qualità dell’aria (IAQ)
•Risparmio energetico (ES)
integrando due distinti sottosistemi con funzionalità specifiche:
•Smartness for Healthy Classrooms (SHC), che riguarda il controllo della qualità dell’aria negli ambienti indoor (IAQ);
•Energy Saving School (ESS) che riguarda il controllo del livello di illuminamento negli edifici scolastici e non solo.
E’ un sistema innovativo, modulare e scalabile adattabile alle diverse esigenze di qualsiasi ambiente indoor e prevede l’integrazione di futuri moduli aggiuntivi da sviluppare per esigenze specifiche .
Il sistema è costituito da un data logger (DL) per ciascuna aula, equipaggiato con scheda WiFi NUCLEO-IDW01M1 e opportuna sensoristica.
Ciascun DL prevede, inoltre, un sensore PIR per rilevare la presenza degli alunni nell’aula in modo da disattivare il sistema di rilevazione in caso in cui l’aula non sia occupata oltre a sensori magnetici per verificare lo stato delle finestre e delle porte.
I DL sono connessi, attraverso l’infrastruttura di rete dell’istituto, al server centrale.
Nel caso di crash della connessione il DL salva i frame non inviati al server su una scheda SD di cui è dotato.
Al ripristino della comunicazione provvederà ad inviare al server le informazioni memorizzate durante il «black out»
Il sistema è configurabile utilizzando un applicativo da noi sviluppato sul server che consente di selezionare la sensoristica presente in ciascun DL (ciascuna aula) consentendo la personalizzazione delle aule e l’eventuale integrazione dei due sottosistemi.