1

CAPITULO 1

Antecedentes

Los avances tecnológicos en el campo de la automatización cada

vez son más evidentes, de tal manera que en el área industrial son

indispensables dispositivos como sensores, transductores, PLC, etc. para

poder optimizar la producción y cumplir con las normas establecidas

dentro de la industria.

En el área residencial, a partir de principios de los años 70s

aparecieron los primeros dispositivos y las pruebas pilotos para la

automatización en los edificios. Posteriormente en los años 80s los

sistemas integrados se utilizaron a nivel comercial, y luego enfocarse en

el hogar, es cuando la domótica consigue integrar los sistemas eléctrico y

electrónico para la comunicación integral de los dispositivos del hogar.

(Huidrovo J.M. y Millán R. 2004).

Los edificios reciben el nombre de “inteligentes” por su

automatismo al servicio de los usuarios, y uno de las características

principales de esta disciplina en el hogar, es la que incorpora en los

edificios el Sistema de Cableado Estructurado.

Un edificio inteligente integra los sistemas de información

gestionando el flujo de la misma en todo el edificio, permitiendo los

servicios de automatización, monitorización, administración y

mantenimiento de una manera óptima ya sea local o remota, siendo

flexible para cambios futuros de una manera sencilla y económica

(Lorente,2004)

2

Al principio las instalaciones funcionaban bajo el protocolo de

comunicaciones X-10. El protocolo X-10 fue creado entre 1976 y 1978

por Pico Electronics, siendo una de las tecnología más utilizada dentro de

la domótica (Cuevas, Martínez& Merino, 2002).

A partir del presente siglo irrumpe la era de la TIC (la tecnología de

informática y comunicaciones), que posibilita la implementación e

integración del ahorro, seguridad, entretenimiento, tele-salud dentro de la

nube, ya sea por cableado o por Wi-fi.

Actualmente existe una oferta en base a los servicios de

domótica, nuevos protocolos tales como Konnex, LonWorks, y Zwave,

permiten implementar proyectos que originalmente eran improbables.

Sistemas de desarrollo 2.0 como el ZigBee permiten conformar un

protocolo inalámbrico de comunicación domótica. Al requerir una baja tasa

de envío de datos, es en la actualidad uno de los protocolos más

requeridos para las casas “inteligentes”, ya sea en sensores de

movimiento, detectores de humo y otras funciones de seguridad en el

hogar(Huidrovo J.M. y Millán R. 2004).

Los sistemas domóticos recopilan información de actividades que

habitualmente se han desarrollado de forma manual por medio de

sensores y actuadores. Luego de ello envían señales a dispositivos que

centralizan la información para procesarla y permitir actuar sobre ellas de

forma presencial o remota. De esta manera se le puede brindar de cierta

inteligencia autómata a la edificación para facilitar su control y monitoreo.

Algunos de los aspectos relacionados con la domótica no son

exclusivos del hogar, sino que también pueden ser aplicados en otros

lugares, como, por ejemplo, oficinas (Huidobro, 2007). Estos sistemas

incluso han sido utilizados para mejorar la monitorización, el confort y la

seguridad de facultades universitarias permitiendo incluso participar a

3

estudiantes de carreras afines al desarrollo de este tipo de proyectos para

implantar los conocimientos aprendidos en sus horas de clase.

Descripción del problema

Debido a que existe una relación simbiótica entre el ser humano y

su hábitat, en los comienzos de la historia, esta era un refugio pasivo, que

brindaba protección. La casa se adquiere fisiología con la utilización del

agua, del alcantarillado, de la energía (gas, electricidad), de los cables y

canalizaciones de todo tipo. Los electrodomésticos, y los dispositivos

electrónicos, son una etapa nueva de la co-evolución de la casa con sus

habitantes: la aparición de los "músculos" (los electrodomésticos) y de un

sistema nervioso (las máquinas de comunicar). Las redes de

comunicación se integran en las casas inteligentes, de esa manera ha

nacido la domótica, con sus funciones de regulación y de optimización de

su funcionamiento. El hogar pasivo se vuelve activo, llegando a regular la

vida de sus habitantes. Un número creciente de arquitectos y de

constructores ha adoptado el concepto de casas activas(Rosnay,1996).

De acuerdo con la Dirección de la Facultad, existe la propuesta en

manejar el concepto de ambiente inteligente bajo el nuevo paradigma

tecno-social, para ello se busca implementar un sistema domótico con

tecnología de punta y se ha escogido el área del Decanato de la

Facultad, por ser el lugar donde los futuros estudiantes tienen acceso

permanente, este proyecto se lo manejará para que sea una sala de

exposición como un prototipo que será implementado posteriormente en

toda la Universidad, y que sea la Facultad de Sistemas,

Telecomunicaciones y Electrónica la que lleve a cabo esta

implementación.

4

Causas del problema

La necesidad y falta de un proceso de cambio tecnológico que este

orientada a liderar un nuevo enfoque hacia una sociedad tecnológica

relacionada con la tecnocultura la cual influye en los aspectos, ideológico,

que deberá liderar la Facultad de Sistemas e Ingeniería en el área del

Decanato.

La no disponibilidad de una área en la Facultad dedicada a un

ambiente tecnológico dedicada a un sistema domótico que interrelacione

a los docentes, directivos y estudiantes orientados a cumplir la misión de

la Facultad que consiste en educar informáticos que puedan pensar, vivir

y actuar en el mundo de la tecnología de la información.

Planteamiento del problema

¿De qué manera la implementación de un sistema domótico incide

en la promoción de un ambiente inteligente bajo el entorno tecno-social

con el control de accesos, confort y monitorización de los recursos e

infraestructura tecnológica en el área del Decanato en la carrera de

Sistemas, Telecomunicaciones y Electrónica?

Alcance y delimitación

Delimitación geográfica: área del Decanato Sistemas,

Telecomunicaciones y Electrónica

Delimitación temporal: año 2015

Delimitación de conocimiento o profundidad: implementación de proyecto,

instalación, implementación

5

El alcance está definido por las actividades que se van a realizar para

cumplir con los objetivos.

MATRIZ DE ACTIVIDADES

Descripción Dispositivo Tipo de Sensor Modo Operación

Plan de Ahorro Energético

Persianas Sensor de sol Mando a distancia

Administración de energía

tomacorrientes

confort Luminarias Sensores Apagado general Automatización Regulación de iluminación

Automatización Artefactos

Sensores e interfaces

Control vida Internet

nube Aplicación en red

Ocio electrónico nube Detectores presencia Cierre puntual

Aplicación

Integracion al sistema

seguridad Restricciones Integracion internet

Cámaras de video

Fuente: el autor

Preguntas de investigación

Comentado [H1]: No dejar espacios en blanco

6

1. Cómo se pueden medir los indicadores de confort, ahorro

energético, seguridad e integración para evaluar un sistema

domótico?

2. Determinar el presupuesto de la implementación

3. Qué tipo de aplicativo se utilizará para la administración del

proyecto (PERT)? Project?

Objetivos generales y específicos

Objetivo General

Promover un entorno tecno-social mediante la implementación de un

ambiente inteligente utilizando un sistema domótico de tecnología de

punta en el área del Decanato en la carrera de Sistemas,

Telecomunicaciones y Electrónica, mediante un estudio bibliográfico y de

campo.

Objetivos específicos

Diseñar un sistema domótico para optimizar la automatización,

seguridad y consumo energético en el área del Decanato de la

Facultad de Sistemas, Telecomunicaciones y Electrónica, mediante

los estándares establecidos.

Desarrollar la factibilidad económica por medio de un estudio

financiero que justifique la implementación del sistema domótico

como mejor alternativa de costo.

Implementar el sistema domótico siguiendo las normas pertinentes

para la Facultad de Sistemas, Telecomunicaciones y Electrónica.

7

Justificación

Este tema de investigación es relevante e importante por la gran

cantidad de beneficios y ventajas que nos brinda. Permite utilizar

dispositivos receptores de señales para determinar lo que sucede en el

ambiente y actuar de acuerdo a los distintos requerimientos. “La

flexibilidad de los controladores y receptores también se ven beneficiados

si se sabe escoger bien los distintos tipos, dependiendo de las

necesidades.”(Shih, 2005). Brinda flexibilidad de interconectividad entre

marcas distintas al ser comunicadas por protocolos y unificándolos por un

sistema central.

Debido a la gran variedad de marcas dedicadas a desarrollar

avances tecnológicos en la domótica, los precios han podido ser más

competitivos y estar al alcance de más personas alrededor del mundo.

“Diferentes empresas se han ido asociando en todo el mundo para ir

consiguiendo una compatibilidad entre sus sistemas creando estándares

que permitiesen una mejor integración de todos los dispositivos

necesarios en domótica y un abaratamiento de costes”. (Zarazúa, 2011).

Con estas alianzas empresariales incluso se han podido mejorar los

dispositivos para que sean más versátiles, fácil de instalar y

estandarizados en cuanto a los protocolos que utilizan.

8

CAPITULO 2

Marco Teórico

Definición de un sistema domótico

Entorno Tecno-social

Ambiente inteligente

Características de un sistema domótico

Ventajas de un sistema domótico

Componentes de un sistema domótico

El hardware

Comunicación en un sistema domótico

Tipos de protocolo vs características

X10 KNX CE LONWORKS ZWAVE

Medios de transmisión

Red eléctrica

Red eléctrica, RF, TP

Red eléctrica,

TP, Coaxial, RF y FO

Red eléctrica, PT, FO, Coaxial

RF

Licencia

Propietario, la compañía

no otorga licencia

Sin costo para

miembros de KNX

Sin licencia pero es

necesaria certificación

Licencia y certificado

para usar el logo

Es necesaria asociación

Aplicaciones Iluminación

Iluminación, ventilación, sistemas de energía, etc

Control remoto de

de los dispositivos

Industrias, edificios y

automóviles

Iluminación, control de accesos,

etc.

Arquitectura de red

distribuida distribuida distribuida distribuida Centralizada y distribuida

Velocidad de

transmisión 60 kbps

9.6 kbps en PT

Hasta 10 kbps

32 kbps hasta 1.25

Mbps 9.6 kbps

Comentado [H2]: UNA INTRODUCCIÓN Y LUEGO LA TABLA EN CARACTERÍSTICAS DE UN SISTEMA DOMOTICO

Comentado [U3]: REALIZAR UNA TABLA QUE EXPONGA DE MANERA GENERAL LOS COMPONENTES DE UN SISTEMA DOMÓTICO

Comentado [U4]: PERO EXPONER DE MANERA ESPECÍFICA LOS COMPONENTES QUE VAN A TENER SU SISTEMA DOMOTICO

Comentado [U5]: HACER UNA TABLA DE LOS PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN QUE VAN REDACTAR SUS COMPAÑEROS (5 protocolos) DEL OTRO GRUPO Y REDACTAR UN POCO DEL SOFTWARE A UTILIZAR EN SU SISTEMA DOMÓTICO LO MISMO CON EL TIPO DE MEDIO A UTILIZAR , UNA TABLA…. CON LOS TIPOS DE CABLES DE COMUNICACIÓN Y REDACTAR UN POCO DEL TIPO DE CABLE O COMUNICACIÓN A UTILIZAR (PAR TRENZADO) Y WIRELESS

9

Numero de dispositivos

256 58000 como

máximo Hasta 4 millones

Máximo 32000

232 y mas

Fuente:

Comentado [H6]: NUMERO DE TABLA Y FUENTE EN UN PÁRRAFO ANTERIOR SE DEBE MENCIONAR LA TABLA Y SE DEBE EXPLICAR CUAL ES EL FIN DE HABARLA COLOCADO

10

Medios de transmisión vs. Características

MEDIO BW (KHz) Capacidad

máxima (Gbps)

Ventajas Desventajas

Par cobre 0.25 0.01

En desuso Mucha

interferencia y ruidos

Coaxial 0.4 0.8 Resistente a

ruidos

atenuación

FO 2 2

Inmune a ruidos, interferencias,

poca atenuación, pequeño peso y

tamaño

Costo alto en el cable y su

manipulación

MICROONDAS 50 0.5 Para cortas distancias

Fuerte atenuación Instalación complicada

LASER 100 Poca atenuación Requiere línea

de vista

Medios de transmisión inalámbricos vs características

Re

d

To

po

logía

Co

nsu

mo

En

erg

ético

Ve

locid

ad

Mb

ps

Dis

tan

cia

mts

.

aplic

acio

nes

co

sto

NFC PAN P2P Muy bajo 0.4 0.1 trazabilidad Bajo

RFID PAN P2P Muy bajo 0.4 3 Trazabilidad Bajo

Bluetooth PAN P2P Bajo 0.7 0.3 dispositivos Bajo

Wi-fi LAN Estrella Medio 11-100 4-20 internet Medio

Zwave LAN Mesh Muy bajo 0.4 30 Sensores

domésticos

Bajo

2.5-3.5G MAN Mesh

estrella

Alto 1.8-7.2 Celular internet Alto

11

Wimax WAN Mesh Alto 11-100 50000 internet alto

Arquitectura de los sistemas domóticos

Topología

Software

APLICACIÓN COSTO

AREA PROTOCOLO NIVEL

LOXONE GRATIS SIMULACION

OPEN DOMO GPL TODAS

ACTIVE HOME X10

HOMESEER X10

INDIGO X10

X10RP X10

DOMOTICZ ZWAV-RF -X10

INTOUCH INDUSTRIA POCO CONOCIMEINTO

ZELIO

ICALDERA

EMOTIHOME

DIVUS KNX

HOUSEINHAND

MYHABEETAT

SIMONVIT

INTESIS

TOUCHMAC

Comentado [U7]: HACER UNA TABLA DE MANERA GENRAL DEL LOS PIRNCIPALES SOFTWARE QUE EXISTAN Y DE AHÍ REDACTAR DE MANERA ESPECÍFICA EL SOFTWARE QUE VAN A UTILIZAR EN SU INSTALACIÓN