Progettare un sistema di antifurto affidabile non significa solo collegare sensori e attuatori, ma definire un’architettura solida, capace di funzionare nel tempo, resistere ai disturbi e gestire errori reali.
Questo progetto nasce con l’obiettivo di realizzare un sistema di sicurezza domestico modulare, basato su:
- un nodo centrale con Raspberry Pi e Node-RED
- nodi periferici basati su schede Arduino custom
- una comunicazione cablate RS485, robusta e scalabile
In questo articolo vediamo la visione d’insieme del sistema, senza entrare ancora nei dettagli di scheda, firmware o flussi software.
Obiettivi del progetto
Prima di entrare nell’architettura, è importante chiarire cosa questo sistema vuole (e non vuole) essere.
Obiettivi principali
- Affidabilità nel tempo
- Resistenza ai disturbi elettrici
- Modularità (aggiungere o rimuovere nodi)
- Separazione netta tra:
- logica di alto livello
- gestione hardware di basso livello
Cosa non è
- Un prodotto commerciale “chiavi in mano”
- Un antifurto wireless basato su cloud
- Un sistema chiuso o proprietario
Il progetto è open-source e nasce come piattaforma di studio, sperimentazione e possibile base evolutiva.
Panoramica generale dell’architettura
Il sistema è suddiviso in tre livelli principali:
- Nodo centrale
- Rete di comunicazione
- Nodi periferici
Questa separazione è fondamentale per mantenere il sistema leggibile, manutenibile ed estendibile.
Nodo centrale: Raspberry Pi + Node-RED
Il nodo centrale è basato su Raspberry Pi, che svolge il ruolo di cervello del sistema.
Il Raspberry:
- raccoglie i dati dai nodi periferici
- gestisce la logica dell’antifurto
- mantiene lo stato globale del sistema
- gestisce notifiche, log ed eventuali interfacce utente
Il tutto è orchestrato tramite Node-RED, che permette di:
- isualizzare chiaramente i flussi logici
- modificare il comportamento senza ricompilare codice embedded
- debuggare facilmente eventi e stati
L’utilizzo di una piattaforma supportata dalla Raspberry Pi Foundation garantisce:
- stabilità software
- grande disponibilità di librerie
- lunga vita del progetto
Nodi periferici: schede Arduino dedicate
I nodi periferici sono basati su schede Arduino custom, progettate specificamente per questo sistema.
Ogni nodo è pensato per:
- gestire sensori locali
- comandare attuatori (come le tapparelle)
- comunicare con il nodo centrale
- continuare a funzionare correttamente anche in caso di problemi di rete
Ogni scheda può gestire:
- 2 sensori IR (interno ed esterno)
- sensore magnetico finestra
- pulsanti su / giù tapparella
- sensori di stato tapparella
La logica di basso livello (lettura sensori, debounce, sicurezza locale) è sempre demandata al nodo Arduino, non al Raspberry.
Comunicazione: perché RS485
Uno degli aspetti chiave del progetto è la scelta della comunicazione RS485.
Perché RS485 in un antifurto
- Comunicazione cablata, quindi più sicura
- Elevata immunità ai disturbi
- Lunghe distanze (decine o centinaia di metri)
- Possibilità di collegare più nodi sullo stesso bus
A differenza di soluzioni Wi-Fi o radio:
- non dipende dalla qualità del segnale
- non introduce latenze imprevedibili
- non richiede cloud o servizi esterni
La rete è organizzata in modalità master / slave, con il Raspberry come master e le schede Arduino come slave indirizzati.
Separazione delle responsabilità
Un principio fondamentale di questo progetto è la separazione dei compiti:
| Livello | Responsabilità |
|---|---|
| Raspberry + Node-RED | Logica globale, stati, notifiche |
| RS485 | Trasporto affidabile dei dati |
| Arduino | Gestione hardware e sicurezza locale |
Questa separazione:
- riduce la complessità
- migliora l’affidabilità
- rende il sistema più facile da espandere
Scalabilità del sistema
L’architettura è pensata per crescere:
- aggiungere nuove schede senza modificare l’impianto esistente
- estendere il protocollo di comunicazione
- integrare nuovi tipi di sensori
- separare zone e funzioni
Ogni nodo è indipendente e identificato in modo univoco sulla rete RS485.
Conclusione
Questa architettura rappresenta la base di tutto il progetto.
Nei prossimi articoli entreremo nel dettaglio di:
- scheda elettronica
- scelte hardware
- firmware Arduino
- protocollo RS485
- flussi Node-RED