Protocolos de comunicaciòn

Es la forma como se comunican los elementos del control del sistema domótico· Protocolos propietarios. Son aquellos que, desarrollados por una empresa, solo son capaces de comunicarse entre sí. · Protocolos estándar. Los protocolos estándar son los que de alguna manera son utilizados ampliamente por diferentes empresas y estas fabrican productos que son compatibles entre sí, como son el X-10, el EHS, el EIB y el BatiBus.

• EHS

EHS (European Home System) es un estandar creado en Europa (1984) por la comisión Europea para implementar la tecnologia domotica en el mercado residencial. De resultado se obtuvo la especificación del EHS en 1992, la cual está basada en la topología de niveles OSI (Open Standard Interconnection). Estos niveles son: físico, enlace de datos y aplicación. Al inicio, estuvieron involucrados los fabricantes de electrodomésticos más importantes, las empresas eléctricas, las de telecomunicaciones y los fabricantes de equipamiento eléctrico. La idea fue crear un protocolo abierto que dejara cubrir las necesidades de interconexión de los productos de los fabricantes y proveedores de los servicios. Como se estimó, el objetivo de la EHS es de cubrir las necesidades de automatización de la mayoría de los hogares europeos. Los propietarios no se podían dar el lujo de usar sistemas más potentes o caros; por ejemplo, “Lonworks”, “EIB” o “Batibus”), por la mano de obra especial que se requiere para su instalación.

Nivel Físico
Entre 1992 y 1995, la EHSA (European Home Systems Association) auspició el desarrollo de nuevos componentes electrónicos para la implementecación en la primera especificación. Como resultado surgió el ST-Microelectronics, un circuito integrado, el cual permite la transmisión de datos por un canal serie asíncronico a través de las líneas de baja tensión de las casas (ondas portadoras). Esta tecnología, consigue velocidades de hasta 2400 bps. Además puede utilizar cables de pares trenzados como soporte de la señal
En la actualidad se están utilizando o desarrollando estos medios físicos
· PL-2400: Ondas Portadoras a 2400 bps.
· TP0: Par Trenzado a 4800 bps (idéntico a nivel físico del BatiBUS).
· TP1: Par Trenzado/Coaxial a 9600 bps.
· TP2: Par Trenzado a 64 Kbps.
· IR-1200: Infrarrojo a 1200 bps.
· RF-1100: Radiofrecuencia a 1100 bps

Este protocolo es abierto, esto significa que todo fabricante asociado a la EHSA puede crear sus productos y dispositivos que implementen el EHS.
Con la filosofía “Plug & Play” se piensa aportar las siguientes ventajas a los usuarios finales
· Compatibilidad total entre dispositivos EHS.
· Configuración automática de los dispositivos, movilidad de los mismos (poder conectarlo en diferentes emplazamientos) y ampliación sencilla de las instalaciones.
·Compartir un mismo medio físico entre diferentes aplicaciones sin interferirse entre ellas

• X-10

X-10 es uno de los protocolos más antiguos que se están usando en aplicaciones domóticas. Fue diseñado en Escocia entre los años 1976 y 1978 con el objetivo de transmitir datos por las líneas de baja tensión a muy baja velocidad (60 bps en EEUU y 50 bps en Europa) y costes muy bajos. Al usar las líneas de eléctricas de la vivienda, no es necesario tender nuevos cables para conectar dispositivos.
Se puede afirmar que el X-10 es ahora mismo la tecnología mas asequible para realizar una instalación domotica no muy compleja.

Nivel Físico
El protocolo X-10 usa una modulación muy sencilla, comparado con las que usan otros protocolos de control por ondas portadoras. El transceiver X-10 está pendiente de los pasos por cero de la onda senoidal de 50 Hz típica de la alimentación eléctrica (60 Hz en EEUU) para insertar un instante después una ráfaga muy corta de señal en una frecuencia fija.

Se puede insertar esta señal en el semiciclo positivo y el negativo de la onda senoidal. La codificación de un bit 1 o de un bit 0, depende de cómo se inyecte esta señal en los dos semiciclos. Un 1 binario se representa por un pulso de 120 KHz durante 1 milisegundo y el 0 binario se representa por la ausencia de ese pulso de 120 KHz.

La transmisión completa de un orden X-10 necesita once ciclos de corriente. Esta trama se divide en tres campos de información:
1. dos ciclos representan el Código de Inicio.
2. cuatro ciclos representan el Código de Casa (letras A-P),
3. cinco ciclos representan o bien el Código Numérico (1-16) o bien el Código de Función (Encender, Apagar, Aumento de Intensidad, etc...).

Para aumentar la fiabilidad del sistema, esta trama (Código de Inicio, Código de Casa y Código de Función o Numérico) se transmite siempre dos veces, separándolas por tres ciclos completos de corriente.

Protocolo

Existen tres tipos de dispositivos X-10: los que sólo pueden transmitir órdenes, los que sólo pueden recibirlas y los que pueden enviar/recibir estas.
Los transmisores pueden direccionar hasta 256 receptores. Los receptores vienen dotados de dos pequeños conmutadores giratorios, uno con 16 letras y el otro con 16 números) que permiten asignar una dirección de las 256 posibles. En una misma instalación puede haber varios receptores configurados con la misma dirección, todos realizarán la función preasignada cuando un transmisor envíe una trama con esa dirección. Evidentemente cualquier dispositivo receptor puede recibir órdenes de diferentes transmisores.

Los dispositivos bidireccionales, tienen la capacidad de responder y confirmar la correcta realización de una orden, lo cual puede ser muy útil cuando el sistema X-10 está conectado a un programa de ordenador que muestre los estados en que se encuentra la instalación domótica de la vivienda.

• BatiBus
  

Este protocolo de domótica está totalmente abierto, esto es, al contrario de los que sucede con el protocolo LonTak de la tecnología Lonworks, el protocolo del BatiBUS lo puede implementar cualquier empresa interesada en introducirlo en su cartera de productos.

A nivel de acceso, este protocolo usa la técnica CSMA-CA, (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) similar a Ethernet pero con resolución positiva de las colisiones. Esto es, si dos dispositivos intentan acceder al mismo tiempo al bus ambos detectan que se está produciendo una colisión, pero sólo el que tiene más prioridad continua transmitiendo el otro deja de poner señal en el bus.

Al igual que los dispositivos X-10, todos los dispositivos BatiBUS disponen de unos micro-interuptores circulares o miniteclados que permiten asignar una dirección física y lógica que indentifican unívocamente a cada dispositivo conectado al bus.

Tecnología
La velocidad binaria es única (4800 bps) la cual es mas que suficiente para la mayoría de las aplicaciones de control distribuido.

Instalación
La instalación de este cable se puede hacer en diversas topologías: bus, estrella, anillo, árbol o cualquier combinación de estas. Lo único que hay que respetar es no asignar direcciones idénticas a dos dispositivos de la misma instalación.

Elección de Sistema de Domótica

Para una elección de sistema de domótica adecuada (para una vivienda o una promoción de varias viviendas con zonas comunes, etc.) es preciso tener en cuenta los siguientes aspectos:

• Tipología y Tamaño – La tipología del proyecto arquitectónico (apartamento, adosado, vivienda unifamiliar), y su tamaño.

• Nueva o Construida – Si la vivienda no se ha construido todavía hay prácticamente libertad total para incorporar cualquier sistema, pero si la vivienda esta ya construida, hay que tener en cuenta la obra civil que conllevan los distintos sistemas.

• Las Funcionalidades – Las funcionalidades necesarias de un sistema de domótica suele basarse en la estructura familiar (o la composición de los habitantes) y sus hábitos y si el uso es para primera vivienda, segunda vivienda o vivienda para alquiler, etc.

• La Integración – Además de los aparatos y sistemas que se controla directamente con el sistema de domótica hay que definir con que otros sistemas del hogar digital que se quiere interactuar.

• Los Interfaces – Hay una gran variedad de interfaces, como pulsadores, pantallas táctiles, voz, presencia, móvil, Web, etc. para elegir e implementar. Los distintos sistemas disponen de distintos interfaces.

• El Presupuesto – El coste varía mucho entre los distintos sistemas, y hay que equilibrar el presupuesto con los otros factores que se desea cumplir.

• Reconfiguración y Mantenimiento – Hay que tener en cuenta con que facilidad se puede reconfigurar el sistema por parte del usuario y por otro lado los servicios de mantenimiento y post venta que ofrecen los fabricantes y los integradores de sistemas.

Descripción de los sistemas

• Iluminación:

Las paredes en zonas de urgencia están hechas de vitroblock, que permite el paso de luz y brinda una ventilación adecuada. La iluminación puede ser regulada ya sea por el lugar o por el uso. Por ejemplo, la luz puede ser regulada si estuviera en un pasadizo, ático, o sala. Así también para darle uso de linternas, lámparas de noche, etc. La iluminación puede ser activada en función de la presencia de personas. Este se activa cuando un sensor detecta movimiento o ruido de una persona, y este inmediatamente regula la luz para tal caso. Activación de la iluminación mediante otros eventos como al pulsar un botón del control remoto, y programarlo por un cierto periodo para que no desperdiciar la energía.

Climatización:

La forma de aclimatar el ambiente es simplemente conectando y desconectando el sistema de climatización, ó simplemente regulándolo a cierta temperatura, aplicada generalmente a todas las áreas de la casa ó por zonas.

• Zonificación:

La zonificación es la división que se hace a la casa, interviniendo en esta, la climatización, iluminación,etc. Ya sea para crear diferentes ambientes en la misma casa. Por ejemplo, en la sala se puede sentir un ambiente fresco, al activar el aire acondicionado, o cambiar un poco la iluminación de la sala. Y a la misma vez, activar la calefacción y modificar la iluminación en el dormitorio sin que afecte a la sala.

• Puertas y ventanas:

Si se tuviera puertas y ventanas motorizadas, pueden ser integradas dentro del sistema. Especialmente se instalan para las personas con discapacidad que no pueden abrir una puerta o ventana, o se les hace muy difícil hacerlo.

Además, la automatización de estas, hace posible que en un ambiente caluroso o frio, actúen por si solas. Por ejemplo, si hace demasiado calor, la ventana se abriría para permitir el ingreso de aire fresco a la casa y/o crear un flujo de aire eficaz. También pueden ser programas, si se da el caso de incendios, fugas de agua o gas.

• Aparatos:

Hay muchos sistemas y aparatos dentro y fuera de la vivienda que pueden ser controlados por el sistema de domótica. Cafeteras, radios, y otros aparatos que se encienden simplemente activando la alimentación sueles ser integrados con facilidad y pueden para muchas personas prácticas y curiosas. Esto se puede realizar según una programación horaria, para simular presencia, para escenarios o según que se disparan otros eventos.

Sistemas más complejos tipo controladores de piscinas, suelos radiantes, etc.
Estos también incluyen los electrodomésticos que se usan a diario, que pueden ser programados. Por ejemplo, hacer el café a cierta hora, o ir calentando la comida, etc.

Arquitectura

La Arquitectura de los sistemas de domótica hace referencia a la estructura de su red. La clasificación se realiza en base de donde reside la “inteligencia”, es decir, como está siendo controlado el sistema domótico. Las principales arquitecturas son:

• Arquitectura Centralizada:
  En este tipo de arquitectura, existe un controlador centralizado que envía información a los actuadores e interfaces de acuerdo a lo registrado por los sensores o usuarios para el desarrollo de una actividad específica. En caso de faltar el controlador principal, el sistema dejaría de funcionar completamente.

• Arquitectura Descentralizada:
  En este tipo de arquitectura, existen más de un controlador y todos ellos interconectados mediante un sistema de bus que envía información entre ellos y cada uno actúa como un sistema centralizado en el cual cada controlador envía información a los actuadores e interfaces de acuerdo a lo registrado por los sensores o usuarios para el desarrollo de una actividad.
  

• Arquitectura distribuida:
  En este tipo de arquitectura, cada sensor y actuador actúa como un controlador capaz de actuar y enviar información al sistema según lo que recibe de otros dispositivos Esto quiere decir que cada dispositivo dentro del sistema tiene “inteligencia” propia y puede controlar distintas actividades.
  

• Arquitectura Híbrida / Mixta:
  Este tipo de arquitectura, es una combinación de las arquitecturas centralizada, descentralizada y distribuida. Esto quiere decir que se puede disponer de un controlador central, así como de varios controladores descentralizados. Además, algunos dispositivos pueden trabajar como “controladores” de ciertas actividades y procesar la información que reciben para transmitirla a otros dispositivos sin necesidad de pasar por un controlador para ello.

Medios de transmisión / Bus

El bus es el medio a través del cual se transmite toda la información de un sistema domótico, además de interconectar los diversos dispositivos y controlarlos conjuntamente. Entre los principales medios de transmisión se encuentran:

• Cableado propio : Este tipo de bus es el más común de los utilizados en un sistema domótico. En la mayoría de casos, estos son del tipo: par apantallados, par trenzado, cable coaxial o de fibra óptica.

• Cableado compartido: Otros tipos de sistemas domóticos, utilizan cables de otras redes (ya instaladas) para ser utilizadas como bus del sistema. Por ejemplo, la red eléctrica, telefónica o de datos.

• Inalámbrica : Además de utilizar cableado, algunos sistemas de domótica utilizan transmisión inalámbrica para la comunicación de los diversos dispositivos que conforman el sistema. Mayormente, se utiliza la tecnología de infrarrojos o de radiofrecuencia.

Dispositivos

Un sistema de domótica puede estar constituido por un solo dispositivo que realiza una acción dentro de un recinto o por un amplio sistema conformado por varios dispositivos que controlan gran parte de las acciones de un hogar para facilitarle la vida a los residentes.

Estos se pueden clasificar de la siguiente manera:

·Controlador: Es el dispositivo que, como su nombre lo indica, controla el sistema según la programación y la información recibida por parte de otros dispositivos. En un sistema de domótica podemos encontrar uno o varios controladores que se encargan de establecer “cómo” trabajará el sistema.

·Actuador: Dispositivo capaz de ejecutar y/o recibir una orden del controlador y realizar una acción sobre algún sistema del recinto que simula o sustituye una acción que podría ser realizada por una persona (Por ejemplo, el encendido/apagado de la iluminación del recinto, subida/bajada de las persianas, etc.)

·Sensor: Dispositivo que monitoriza todo su entorno en busca de alguna señal para transmitirla al sistema y que éste pueda realizar alguna actividad como consecuencia a la señal detectada (Por ejemplo, sensores de agua, de viento, de presencia, entre otros).

·Bus: Es el medio a través del cual fluye toda la información a través de los diversos dispositivos del sistema y que los mantiene interconectados. Éstos, pueden estar conectados por cableado propio, por redes de otros sistemas (red electrónica, red telefónica, red de datos) o de manera inalámbrica.

·Interfaces: Se refiere a los dispositivos a través de los cuáles, el usuario puede percibir la información e interactuar con el sistema para realizar diversas acciones e indicar órdenes para que sean ejecutadas por el sistema. (pantallas, móvil, Internet).

Cabe resaltar también que no es necesario que estos dispositivos funcionen por separado, sino que un sistema de domótica, por ejemplo, podría estar conformado por un controlador principal, actuadores, sensores, varias interfaces para usuarios y el bus principal. Cada uno encargado de distintas acciones pero comunicados entre sí.

Aplicaciones

Ahorro Energético: El ahorro de la energía es primordial para no pagar tarifas muy altas, por esa razón la domotica ayuda en el modo en que la vivienda no consuma demasiada energía, regulando y balanceando muy bien el uso de esta mediante su sistema. Por ejemplo, la desconexión de equipos de uso no primordial.

Confort: La domótica fue diseñada principalmente para facilitar las tareas de las personas que viven en casa por las ventajas que tiene al ser automática; por ejemplo, al regar áreas verdes cierto tiempo, prender las luces al anochecer, control vía internet de todas las áreas de la casa, etc.

Seguridad: La seguridad es también uno de los factores importantes en la domotica. Consiste en una red de seguridad y protección de bienes en toda la vivienda y hasta la protección personal de cada persona que vive en la casa. Por ejemplo, la simulación de presencia, alarmas de detección de fuego, fugas de gas, agua, tele asistencia, cámaras, etc.

Comunicaciones: La comunicación permite la conexión entre la persona y la casa, de este modo las personas puede dar órdenes a la casa, aún así no esté en ella, ya sea usando un celular, PDA u otro dispositivo conectado a la casa vía internet o satelital. En el caso de que esté en la casa, usando control remoto o wi-fi.