INGENIERÍA   DE    LAS   TELECOMUNICACIONES:

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Domótica

1. Descripción de la Domótica

1.1 Concepto

El origen de la domótica se remota a la década de los setenta, cuando tras muchas investigaciones aparecieron los primeros dispositivos de automatización de edificios basados en la aún exitosa tecnología X-10. Durante los años siguientes la comunidad internacional mostró un creciente interés por la búsqueda de la casa ideal, comenzando diversos ensayos con avanzados electrodomésticos y dispositivos automáticos para el hogar. Los primeros sistemas comerciales fueron instalados, sobre todo, en Estados Unidos y se limitaban a la regulación de la temperatura ambiente de los edificios de oficinas y poco más. Más tarde, tras el auge de los computadores a finales de la década de los 80 y principios de la de los 90, se empezaron a incorporar en estos edificios los SCE (Sistema de

Cableado Estructurado) para facilitar la conexión de todo tipo de terminales y periféricos entre sí, utilizando un cableado estándar y tomas repartidas por todo el edificio. Además de los datos, estos sistemas de cableado permitían el transporte de la voz y la conexión de algunos dispositivos de control y de seguridad, por lo que a estos edificios, que disponían de un SCE, se les empezó a llamar edificios inteligentes.

Posteriormente, los automatismos destinados a edificios de oficinas, junto con otros específicos, se han ido aplicando también a las viviendas de particulares u otro tipo de edificios, donde el número de necesidades a cubrir es mucho más amplio, dando origen a la vivienda domótica. Los diccionarios franceses incorporaron el término domotique a partir de 1998. Esta palabra, traducida al castellano por domótica, es originaría de la palabra latina domus (de la que ha derivado la raíz domo que quiere decir casa) y de la palabra francesa informatique (de la que ha derivado la palabra informática) o, según otros autores, robotique (robótica)

 La domótica se aplica a la ciencia y a los elementos desarrollados por ella que proporcionan algún nivel de automatización o automatismo dentro de la casa; pudiendo ser desde un simple temporizador para encender y apagar una luz o aparato a una hora determinada, hasta los más complejos sistemas capaces de interactuar con cualquier elemento eléctrico de la casa.

La vivienda domótica es, por lo tanto, aquella que integra una serie de automatismos en materia de electricidad, electrónica, robótica, informática y telecomunicaciones, con el objetivo de asegurar al usuario un aumento del confort, de la seguridad, del ahorro energético, de las facilidades de comunicación, y de las posibilidades de entretenimiento. La domótica, pues, busca la integración de todos los aparatos del hogar, de forma que todo funcione en perfecta armonía, con la máxima utilidad y con la mínima intervención por parte del usuario.

En este contexto se suele utilizar también mucho el concepto de hogar inteligente, el cual era de hecho empleado antes de que naciese el de domótica. El término inteligente se utiliza en ámbitos informáticos para distinguir aquellos terminales con capacidad autónoma de procesamiento de datos, como son los PC, de aquellos sin esa capacidad (terminales tontos). El problema es que e concepto de hogar inteligente ha sido muchas veces utilizado o entendido de forma equivocada, asociándose más a las soluciones futuristas que a las novedades comerciales del momento.

No obstante, este término es muy utilizado y también describe, lo que es la domótica, aunque sin estar limitado a la vivienda.

Últimamente, se viene utilizando ampliamente el término hogar digital, ya que es, gracias a la digitalización, que son posibles los nuevos equipos y/o servicios.

1.2 Inmótica

Finalmente, se encuentra muy a menudo el término inmótica, identificado también como “building management system”, que hace referencia a la coordinación y gestión de las instalaciones con que se equipan las edificaciones, así como a su capacidad de comunicación, regulación y control. La inmótica motiva la productividad en el trabajo al gestionar las instalaciones del edificio como una herramienta para favorecer la producción de los empleados que se encuentran en su interior.

El origen de este término, es también francés. Mientras la palabra domótica se aplica al hogar, por inmótica se entiende la incorporación de sistemas de gestión técnica automatizada a las instalaciones del sector terciario como son plantas industriales, hoteles, hospitales, aeropuertos, edificios de oficinas, parques tecnológicos, grandes superficies, universidades, instalaciones comunitarias en edificios de viviendas, etc. En realidad, los sistemas y aplicaciones inmóticas son muy similares a los de la domótica y, por ello, a menudo se emplea el concepto de sistemas domóticos referidos también a este sector.

• Aplicaciones

El hogar digital

Como se ha expuesto, la domótica también se suele asociar actualmente, sobre todo en ámbitos de telecomunicaciones, al denominado hogar digital u hogar conectado. El gran progreso tecnológico sufrido por los sistemas de telecomunicación y el desarrollo y proliferación de Internet, han incrementado exponencialmente nuestra capacidad para crear información, almacenarla, transmitirla, recibirla, y procesarla. El mayor acceso a la información, ha venido además asociado a una mayor facilidad para comunicarnos, para establecer nuevas vías de diálogo con el resto del mundo, en cualquier momento y desde cualquier lugar. Tras una etapa de introducción lenta de la tecnología digital, ahora estamos en los comienzos de una revolución de servicios para el hogar, donde las pasarelas residenciales, apoyadas con conexiones de banda ancha, conectarán inteligentemente todos los dispositivos del hogar, soportando servicios interactivos y de valor añadido de diversa índole. No tenga ninguna duda, estamos inmersos en la

Sociedad de la Información.

Climatización y consumo energético.

– Programación del encendido y apagado de todo tipo de aparatos

(Calderas, aire acondicionado, toldos, luces, etc.), según las condiciones ambientales.

– Acomodación a los planes de tarifas reducidas (tarifa nocturna).

– Contadores electrónicos que informan del consumo energético.

Entretenimiento y confort.

 – Conexión a Internet desde cualquier punto. Juegos en red.

– Visión de canales de TV (televisión) en cualquier habitación.

– Control de los dispositivos eléctricos/electrónicos del hogar, desde un

PC, por Internet, o desde un teléfono móvil.

 Seguridad.

 – Configuración de procedimientos de avisos en caso de intrusión o avería (alarma técnica).

– Instalación de cámaras y micrófonos para ver lo que ocurre.

– Control del acceso a la vivienda.

Servicios comunitarios.

– Control de la iluminación de las zonas comunes.

– Manejo de alarmas de seguridad y alarmas técnicas.

– Servicios Web para la comunidad de propietarios.

• Aplicación de la Red Domotica

La domótica, dicho en muy pocas palabras, es la instalación e integración de varias redes y dispositivos electrónicos en el hogar, que permiten la automatización de actividades cotidianas y el control local o remoto de la vivienda, o del edificio inteligente. Por ejemplo, un sensor de presencia aislado puede servir para abrir una puerta siempre que alguien se acerque, pero si está integrado en una red, proporciona información sobre frecuencia de uso, horas punta de entrada, etc.; una información muy valiosa para otras aplicaciones y así, no abriría la puerta fuera del horario comercial, para evitar la entrada de intrusos, o la mantendría permanentemente abierta en las horas de mayor afluencia al recinto. Según esta definición, la domótica no son servicios ni productos aislados, sino simplemente la implementación e integración de todos los aparatos del hogar (eléctricos, electrónicos, informáticos, etc.).

No obstante, la incorporación e integración de estas redes y dispositivos en la vivienda domótica posibilitan una cantidad ilimitada de nuevas aplicaciones y servicios en el hogar: se consigue un mayor nivel de confort, se aumenta la seguridad, se reduce el consumo energético, se incrementan las posibilidades de ocio, etc. En definitiva, se produce un incremento de la calidad de vida de sus habitantes.

Para que todos estos dispositivos puedan trabajar de forma conjunta, es necesario que estén conectados a través de una red interna, red que generalmente se suele conocer por HAN (Home Area Network). Esta red, cableada o inalámbrica, suele dividirse en tres tipos de redes, según el tipo de dispositivos a interconectar y aplicaciones a ofrecer: la red de control, la red de datos y la red multimedia. Estas tres redes suelen estar constituidas en la actualidad por distintas tecnologías, aunque es bastante probable que durante los próximos años se produzca una integración de todas ellas. Por otro lado, es necesario la conexión de la HAN con el exterior, lo cual se realiza a través de las redes públicas de telecomunicación (RTC, RDSI, Internet, etc.).

1. Implementación de Hardware

Los dispositivos que se deben instalar en los nuevos edificios para posibilitar su automatización y control son, básicamente, los siguientes:

La pasarela residencial: es el dispositivo que interconecta los distintos dispositivos destinados a la automatización del edificio, haciendo de interfaz común de todos ellos hacia las redes externas. Permite también el control local o remoto de todos los dispositivos del edificio.

El sistema (o sistemas) de control centralizado: es el dispositivo encargado de controlar los dispositivos destinados a la automatización del edificio, según los parámetros de actuación establecidos por los usuarios.

Los sensores: son los dispositivos encargados de recoger la información de los diferentes parámetros que controla el sistema de control centralizado (la temperatura ambiente, la existencia de un escape de agua o gas, la presencia de un intruso, etc.) y enviársela a la pasarela residencial para que ejecute automáticamente las tareas programadas. Los hay de diversos tipos (gas, temperatura, agua, humedad, luz, movimiento, rotura, etc.) y están distribuidos por todo el edificio.

Los actuadores: son los dispositivos utilizados por el sistema de control centralizado, para modificar el estado de ciertos equipos o instalaciones (el aumento o la disminución de la calefacción o el aire acondicionado, el corte del suministro de gas o agua, el envío de una alarma a una centralita de seguridad, etc.). Los hay de diversos tipos (contactores de carril DIN, electroválvulas de corte de suministro, sirenas, etc.) y están distribuidos por todo el edificio.

Implementación del hardware en distintos tipos de redes

Los dispositivos que se acaban de mencionar deberán estar enlazados entre sí por un determinado medio físico (transmisor) y utilizar un mismo protocolo para poder comunicarse entre sí, dando lugar a la denominada red de control. Los electrodomésticos inteligentes (frigoríficos, lavadoras, lavavajillas, sistemas de aire acondicionado, etc.), capaces de ser programados a distancia, por lo general también se conectan a la red de control. Este tipo de red tiene habitualmente un bajo ancho de banda, ya que sólo se utiliza para el envío de comandos entre dispositivos. En edificios de nueva construcción son preferibles las soluciones cableadas a las soluciones inalámbricas; ya que son más seguras y robustas y presentan menos problemas de distancias entre los distintos elementos a comunicar, pudiendo además alimentar los equipos a través de dicho medio.

Para poder controlar remotamente el edificio, además de esta red domótica interna al edificio, se debe instalar una red de acceso a Internet, siendo bastante aconsejable que sea de banda ancha para poder disfrutar de todas las aplicaciones domóticas. En la actualidad, la normativa ICT regula la forma de despliegue de la red de acceso a Internet dentro de la vivienda, asegurando la presencia de, al menos, un punto de acceso por cada dos habitaciones o fracción, excluidos baños y trasteros, con un mínimo de dos. Esto facilita mucho la instalación y movilidad de la pasarela residencial en cualquier punto del hogar.

Las redes de datos, habituales en las oficinas para conectar los distintos ordenadores entre sí y con sus periféricos, también se están introduciendo en los hogares. Esta red de datos es totalmente independiente de la red de control y utiliza distintos protocolos con mayor capacidad de transferencia de datos sobre el mismo o distinto medio físico. En la actualidad, sólo los nuevos edificios de oficinas, universidades, hospitales, etc., suelen disponer de sistemas de cableado estructurado de Categoría 5 o 6; es decir, de tomas Ethernet en todas las habitaciones.

Por otro lado, cada vez es más habitual que muchos de los típicos aparatos electrónicos de consumo tradicionales sean capaces de comunicarse los unos con los otros, pudiendo así realizar tareas de forma integrada y compartir información.

La denominada red multimedia es una red de alta capacidad utilizada por los aparatos electrónicos de consumo inteligente (cámaras digitales, videoconsolas, televisores digitales, sistemas de cine en casa, i-radios, etc.) para compartir grandes volúmenes de información, pudiendo ser la propia red de datos residencial u otra distinta.

En la vivienda pueden coexistir, gracias a la pasarela residencial, todas estas redes, utilizando protocolos y medios físicos distintos. Por lo general, los aparatos electrónicos de consumo y recursos informáticos, así como los electrodomésticos, son introducidos gradualmente después de la construcción del edificio según las necesidades concretas del usuario; pero es importante disponer de redes preinstaladas que permitan su interconexión.

1. Implementación de Software

Las herramientas software son específicas de la tecnología utilizada (por ejemplo, ETS para EIB) y, en muchos casos, también los propios suministradores de los dispositivos ofrecen herramientas específicas. Mediante ellas se puede, por ejemplo: determinar dónde irán ubicados los distintos dispositivos de la instalación, configurar todos los dispositivos de la instalación, inventariar todos los dispositivos a utilizar, determinar el coste global de la instalación, etc. Puesto que estas herramientas vienen determinadas por la tecnología (X-10, EIB, etc.) y el suministrador utilizado

(Home Systems, Siemens, etc.).

3.1 Otros sistemas para implementación de Software en domotica

 La domótica del hogar no pasa necesariamente por un servidor domótico al uso, como los de la marca Fibaro por ejemplo. Hay soluciones muy básicas que no requieren de ningún dispositivo de control domótico específico, y también es posible recurrir a un computador, Mac o Pc, o a otro tipo de dispositivos, como una Raspberry Pi o un servidor NAS, para controlar una instalación domótica, en cuyo caso necesitamos dos cosas más: un dispositivo que hace las veces de interfaz entre el ordenador y los módulos domóticos, y un software de control.

Existe entre tantas una solución efectiva que va en ese sentido, enfocada a la plataforma Mac, mediante el software Índigo Software comercial de control domótico, existe también para Windows, como es el caso de HomeSeer. Pero también existe software de control domótico Open source.

Domoticz, es un software libre de control domótico disponible para las plataformas Windows y Linux, pero también, para la Raspberry Pi.  Ya que nos permite montarnos un centro de control domótico low cost, lo que no significa en absoluto que sea una solución menor ya que ese software ofrece cosas muy interesantes con una interfaz que, así a primera vista, no tiene nada que envidiar a otros controladores, Vera Domoticz se caracteriza por consumir pocos recursos del sistema y ofrecer soporte para diversos protocolos domóticos, como Z-Wave, RF, X10, EnOcean… Los dispositivos domóticos que puede controlar Domoticz son pues muy numerosos y variados, además de cámaras IP. Además permite crear dispositivos virtuales y admite scripts en Lua. En cuanto a las escenas domóticas, la interfaz es muy sencilla y adopta la misma filosofía que la de servidores domóticos muy conocidos como la Zipabox o el propio Home Center de Fibaro.

Y finalmente, existen aplicaciones móviles tanto para iOS (iDomotic) como para Android (Andromoticz y Dromotica), además de ser compatible con las notificaciones por mail y los sistemas de notificaciones Pushover, Powl y NMA en dispositivos móviles.

Antes de optar por esta solución, hay que tener presente que necesitamos, aparte de un computador con Windows o Linux o una Raspberry Pi, un dispositivo que hará las veces de interfaz con los módulos y el protocolo domóticos elegidos. La lista de dispositivos compatibles está en el manual de instrucciones de Domoticz.

La instalación de Domoticz en Raspberri Pi es sumamente sencilla ya que el propio equipo de desarrollo de la aplicación se ha preocupado de poner a disposición de los potenciales usuarios una imagen ya preparada que sólo se tiene que descargar y trasladar a una tarjeta SD.