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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)
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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
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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.
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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
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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
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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.
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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.
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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
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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
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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