Domótica

Javier García Martín 100071014

100071014@alumnos.uc3m.es

Eva Mansilla López 100066852

100066852@alumnos.uc3m.es

ABSTRACT La Inteligencia artificial también comprende lo que se conoce como la Domótica la cual estudia la inteligencia de las casas.

Sistemas que realicen que las luces del pasillo se activen al pasar sin pulsar ningún interruptor, encender la calefacción mediante una simple llamada de teléfono, generar alarmas por la entrada de intrusos cuando no estamos en casa, persianas a través de la televisión con un mando a distancia, desde cualquier teléfono y esto sin requerir mayor esfuerzo sino simplemente por una maquina quien es capaz de recibir órdenes y actuar sin protestar, ni quejas.

Keywords Domótica, sostenibilidad, vivienda inteligente, energética, confort, seguridad, ahorro, aprendizaje

1. INTRODUCCIÓN El Hogar Digital o la Vivienda Inteligente es una casa donde las necesidades de los habitantes referentes a la seguridad, confort, gestión y control, ocio y entretenimiento, telecomunicaciones, ahorro de energía, tiempo y recursos son atendidas mediante la integración de sistemas, productos, nuevas tecnologías y servicio.

Por ello la Domótica cobra un importante papel para la creación de dichos hogares ya que, su definición es la automatización y control de aparatos y sistemas electrotécnicos en la vivienda. Los objetivos principales de la domótica es aumentar el confort, ahorrar energía y mejorar la seguridad.

El hogar hoy en día dispone de un gran número de equipos y sistemas autónomos y redes digitales no conectados entre ellos como la telefonía, los sistemas de acceso, la televisión, etc.

El hogar digital o la vivienda inteligente es el resultado del proceso de integración de estos equipos y sistemas autónomos. La integración de sistemas de en una Viviendas Inteligentes en combinación con el servicio de Banda Ancha nos lleva al concepto. Además de los sectores de la domótica, electrodomésticos y seguridad, un gran número de fabricantes también ha llegado a utilizar el concepto Hogar Digital o Vivienda Inteligente para sus productos y sistemas. Esto nos lleva a la siguiente definición del concepto del Hogar Digital:

“El Hogar Digital es una vivienda que a través de equipos y

sistemas, y la integración tecnológica entre ellos, ofrece a sus

habitantes funciones y servicios que facilitan la gestión y el

mantenimiento del hogar, aumentan la seguridad; incrementan el

confort; mejoran las telecomunicaciones; ahorran energía, costes

y tiempo, y ofrecen nuevas formas de entretenimiento, ocio y

otros servicios dentro de la misma y su entorno.”

Centrándonos en el concepto de domótica tiene muchos años de existencia como tal, desde que a un universitario se le ocurrió

conectar dos cables eléctricos a las manecillas de un reloj despertador, para que poco tiempo después, y movidos por dichas manecillas, los cables cerraran un circuito formado por una pila y una lámpara. Ese pudo ser el momento en que nació la idea de temporizar una función eléctrica. La idea de la moderna automatización de hogares, lugares de trabajo, etc. Se dio para proporcionar a los usuarios mayor comodidad, ahorro de energía y por supuesto, dinero, tiene pocos años, y fue desarrollada y patentada por una empresa escocesa utilizando un novedoso sistema de transmisión de señales a través de la red eléctrica. Más tarde se fue perfeccionando dicha idea y se utilizaron una serie de emisores que se enchufaban en una parte de la red eléctrica y que eran capaces de emitir una señal que circulaba a través de ella.

El objetivo del uso de la domótica es el aumento del el confort, el ahorro energético y la mejora de la seguridad personal y patrimonial en la vivienda.

La configuración de un sistema domótico está íntimamente ligada a los procedimientos de transmisión de información que posibilitan el diálogo entre dichos periféricos y la unidad central. Los terminales (radiadores de calefacción, electrodomésticos, puntos de luz, etc.). Suelen ser equipos convencionales a los que se aporta una inteligencia o capacidad de comunicación a través de una interfaz. Los elementos de campo comprenden todo el conjunto de sensores que permiten convertir una magnitud física en señal eléctrica, y los actuadores u órganos de mando, capaces de transformar una señal eléctrica en una acción sobre el entorno físico. Todos los elementos de campo envían y reciben señales a través de una red de comunicaciones (bus domótico), para comunicarse entre ellos y con la unidad central encargada de gestionar los intercambios de información. Estas señales de control están codificadas de una determinada forma (protocolos de comunicación), por lo que se necesitan unos elementos que pasen las señales bus y, a su vez, de señales bus a señales de salida a los actuadores (relés, interruptores, etc.). Estos elementos se suelen denominar de diferentes formas: módulos de entrada/salida, acopladores, interfaces, etc.

Un sistema domótico puede trabajar de forma centralizada o descentralizada. El funcionamiento global del sistema depende de la programación introducida en la central domótica. En cambio, en los sistemas descentralizados cada elemento es inteligente y se programa de forma individual. Las posibilidades de aplicación de la domótica en el espacio domestico son muy amplias. No obstante, las áreas en las que se han dedicado mayores esfuerzos son las relativas a la seguridad, la automatización de tareas domésticas o el confort, la gestión de la energía y las comunicaciones. De hecho para calificar de domótica una vivienda debe contemplar estas cuatro familias de servicios.

2. HISTORIA En el año 1984, la empresa American Association of House Builders aculó el término de domótica, al iniciar el desarrollo del concepto, implementando componentes electrónicas en las casas. Éstas, que ya disponían de paneles solares, basaban su inteligencia en una interacción de la tecnología en su interior. Aunque en 1967 ya se empezó a implementar este sistema, su éxito no tuvo mucha acogida, ya que su coste era muy elevado, las condiciones de las viviendas no eran las adecuadas y el desarrollo tecnológico no era suficiente para encontrar recursos que verdaderamente fueran útiles para el usuario.

Figura 1

La base de esos sistemas es el llamado Protocolo X-10, base de las comunicaciones entre dispositivos, y que actualmente sigue utilizándose. A diferencia de otros éste hace uso de la red eléctrica (Power Line Communication) para la intercomunicación de los distintos equipos al módulo central, el cual está encargado de controlar los dispositivos de forma remota, y así no necesita cableado adicional. Este sistema fue desarrollado por ingenieros de PicoElectronics implementado en un microchip que pudiera ser acoplado a cualquier conjunto y así controlarlo de forma remota.

A lo largo del tiempo se han diferenciado dos tipos de sistemas domóticos.

El primero de ellos es el centralizado, el cual concentra la inteligencia en un módulo central que se encarga de obtener información del resto de equipos y en base a ello ejecuta las órdenes pertinentes.

El segundo se trata del sistema modular o distribuido en el que los equipos tienen la autonomía suficiente para procesar la información y en base a ella actuar de forma independiente. Este sistema obliga a la instalación de un cableado complementario que haga de bus para los dispositivos implicados.

La principal ventaja de éste último es la existencia de un único controlador y receptor que aseguran el control total sobre la casa, mientras que el caso centralizado no puede acceder a algunos dispositivos, por lo que el estándar X10 se vuelve indispensable en el sistema modular.

El término de Edificio Inteligente surgió en EE.UU. cuando se incrementó la construcción de edificios en los que la monitorización de calefacción, aire y ventilación era algo indispensable, debido en parte a la concienciación sobre el ahorro energético que comenzaba a estar presente en la sociedad. Esto

conllevó la integración de una red de datos que simplificara los largos cableados a desplegar.

El término domótica en sí empezó a usarse en la década de los 2000, cuando ya estos dispositivos estaban presentes de una forma u otra en los nuevos edificios, que con su simple presencia de una forma u otra automatiza el hogar.

Actualmente, se dan a conocer los beneficios de una casa automatizada y conjuntamente se han desarrollado regulaciones del mercado. Además, las modificaciones en las viviendas han ido acompañadas de las necesidades de las personas.

Los inconvenientes iniciales de las comunicaciones entre dispositivos por cable, se han atenuado con la utilización de redes de naturaleza inalámbrica, junto con la reducción de su precio. Sin embargo, tienen el inconveniente de ser más vulnerables, al mismo tiempo que aparecen limitaciones en cuanto a distancia y ancho de banda. Por ello es necesario buscar un compromiso entre ambas haciendo uso de cada en función de las condiciones de la instalación.

El sistema central del sistema domotizado es la llamada Pasarela Residencial, la cual contiene la conexión de redes, el control centralizado y las aplicaciones. Se pueden diferenciar las de banda ancha (routers, módems,…) que hacen de puente entre la red interna e Internet; y por otro lado está la pasarela multiservicios, encargadas de aplicaciones en tiempo real, y nexo entre las redes de control y datos.

En el futuro la domótica hará gran uso de la tecnología LED, donde el ahorro se convertirá en un elemento crucial. Además los proveedores podrán controlar la energía de forma remota (incluso la que produzca el propio hogar) y tendrán el control de la demanda. Aquí entrarán a jugar un papel importante los científicos sociales, cuyo papel será desarrollar el mercado al mismo tiempo que formar a los usuarios tanto en tecnología como en sostenibilidad.

Los empresarios por su parte, ven en este mercado una posibilidad de inversión por etapas. Esto quiere decir que el servicio va creciendo uniformemente implantándose de poco en poco en diferentes facetas, como por ejemplo la ayuda a ancianos y discapacitados, obligando a la continua innovación y desarrollo. En el caso de las personas discapacitadas se barajan opciones como el uso de iris como medio de comunicación. Como este hay multitud de mejoras que estarán acompañadas de economías de escala, con lo que su uso será inherente como puede ser la telefonía móvil o internet.

3. DOMÓTICA

3.1 Áreas

3.1.1 Energética El aspecto más valorado en el sector domótico es su uso para la eficiencia energética, ya que disminuye el consumo energético y reduce el impacto medioambiental.

Domótica y eficiencia energética en la actualidad van de la mano. Si hace treinta años la principal funcionalidad del hogar inteligente era la seguridad, hoy en día la mayor parte se profundiza sobre este sector, en gran medida por el importante ahorro económico que tiene el consumidor así como con la

reducción del impacto medioambiental, que tan de moda está en nuestros días.

Un sistema domótico se puede instalar prácticamente en cualquier hogar. Su complejidad depederá en buena parte de las necesidades del usuario y las características del proyecto. En España existe la asociación CEDOM, que integra a todos los organismos domóticos a nivel nacional.

Domótica y eficiencia energética son conjuntamente en las siguientes partes de la casa: control de iluminación, gestión de climatización, puesta en marcha de electrodomésticos y monotorización de consumo eléctrico.

Figura 2. Electrodomésticos domóticos

En cuanto al control de iluminación, se implantan dispositivos de adaptación del nivel de la iluminación a determinadas situaciones, como puede ser un área de la casa específica, la iluminación natural o no de ésta, o la presencia de personas en ella. Estos se activan de forma automática de manera que se regulan toldos y persianas, así como dispositivos lumínicos artificiales.

En la parte de climatización, el hogar digital busca el máximo ahorro del consumo energético y la reducción, también máxima del impacto medioambiental. Se consigue mediante el control de la calefacción y el aire acondicionado, manejando variables entre las que se encuentran temperatura exterior e interior, presencia de personas, apertura de personas o aprovechamiento de la luz solar con toldos, persianas y cortinas. Por poner un ejemplo, una diferencia de 1ºC de temperatura, supone un incremento de un 10% del consumo.

Para el tema de los electrodomésticos, la aplicación domótica no es tanto en el ahorro energético (ya que éstos se diseñan cada vez más con un compromiso con el medio ambiente) sino más en los horarios de funcionamiento. Se buscan aquellos en los que el precio de la electricidad es menor así como los que mejor se amolden a las necesidades del usuario. Por ejemplo, una persona que no se encuentra todo el día en casa, puede dejar tranquilamente su ropa en la lavadora y ésta se encargará de programar su lavado y secado para que esté disponible para el día siguiente.

La función de la monitorización del consumo, consiste en la generación de una serie de informes y estadísticas de consumo de la vivienda, con los que se pueden analizar los fallos como exceso de consumo, y sus respectivas causas. Las conclusiones nos ayudarán a corregir algoritmos y reglas y poder aconsejar al

usuario incluso, mejorando así la sostenibilidad y el medio ambiente.

3.1.2 Confort El confort conlleva todas las actuaciones que se puedan llevar a cabo que mejoren el confort en una vivienda. Dichas actuaciones pueden ser de carácter tanto pasivo, como activo o mixtas. iluminación (apagado general de todas las luces de la vivienda, automatización del apagado/ encendido en cada punto de luz, regulación de la iluminación según el nivel de luminosidad ambiente), automatización de todos los distintos sistemas/ instalaciones / equipos dotándolos de control eficiente y de fácil manejo, integración del portero al teléfono, o del videoportero al televisor, control vía Internet, gestión Multimedia y del ocio electrónicos, generación de macros y programas de forma sencilla para el usuario.

Para el control de riego a través de un sensor de humedad o de lluvia, detecta la humedad del suelo y de forma automática riega sólo cuando es necesario.

Los sistemas de regulación de la calefacción, adaptan la temperatura de la vivienda en función de la variación de la temperatura exterior, lo hora de día o la presencia de personas de la casa.

El control automático inteligente de toldos, persianas y cortinas de la vivienda, gestiona la captación de energía solar, permitiendo aprovecharla al máximo en invierno, y evitándola en la medida de lo posible en verano.

Figura 3. Salón domótico

La detección de apertura y cierre de ventanas y puertas, avisan al usuario de si están abiertas cuando está activada la climatización, y si procede, reduce el consumo o incluso apaga los sistemas de climatización

3.1.3 Seguridad El área de seguridad se encarga del control de los riesgos de accidentes, inundaciones, incendios, escapes de gas, robos, etc. Lo más importante actualmente se centra en las alarmas y en la protección de estas casa delos robos y de la intrusión.

Los sistemas de seguridad y alarmas en el contexto del edificio y hogar se pueden clasificar en cuatro áreas:

Alarmas de Intrusión (movimiento, presencia, presión, etc.)

Alarmas Técnicas (incendio, humo, inundación/agua, gas, fallo de suministro eléctrico, fallo de línea telefónica, etc.)

Alarmas Personales (SOS y asistencia)

Video Vigilancia (IP y CCTV)

Los sistemas de Seguridad actúan según la programación horaria, la información recogida por los detectores del sistema, la información proporcionada por otros sistemas interconectados y la interacción directa por parte de los distintos usuarios (usuario final, gestor de sistema, CRA, etc.).

Muchos sistemas de seguridad permiten la conexión y comunicación con otros sistemas dentro del edificio y/o hogar. El sistema de seguridad puede por ejemplo emitir una señal si detecta movimiento en el exterior para que el sistema de domótica recoja esa señal y encienda la luz exterior y baje las persianas. Pero también puede integrar las funcionalidades de domótica, inmótica y telecomunicaciones directamente en el mismo sistema de seguridad, que pueden variar desde funcionalidades muy sencillas, como encender una luz, hasta la gestión total de la instalación domótica o inmótica del edificio y/o hogar. Cada vez es también más común, que los sistemas de domótica e inmótica permitan funcionalidades de seguridad, incluso implementando los protocolos de seguridad para su conexión a una CRA.

Generalmente los sistemas de seguridad pueden ser instalados, mantenidos y gestionados o bien por el propietario directamente, o bien por empresas profesionales y homologadas de seguridad. También entra en el término de la seguridad la prevención de fuga de gases para lo que se implantan sistemas suya función es detectar y avisar en caso de fuga de gas, provocando un corte en el suministro que evite los peligros que pudieran ocasionarse y el consecuente gasto inútil de gas consumido

Los sistemas de fugas de agua detectan si se produce una inundación, dan señal de aviso, y provocan un corte de suministro, evitando los problemas que genera la acumulación de agua, así como el daño en suelos y muebles y el gasto producido por un grifo de agua abierto.

Estos sistemas están cada día avanzando más y teniendo mayor importancia.

3.1.4 Comunicaciones Las aplicaciones de telecomunicaciones contemplan el intercambio de información, tanto entre personas, entre éstas y equipos domésticos y entre equipos y equipos, ya sea dentro de la propia vivienda como desde ésta con el exterior. En este grupo se incluyen todas las infraestructuras necesarias para la comunicación de voz y de datos que nos permiten disfrutar de los servicios de telefonía o de las funciones de distribución de ficheros de texto o multimedia, compartir recursos entre dispositivos, acceder a Internet varios usuarios simultáneamente, etc.

Estas aplicaciones gestionan la información de las demás áreas domóticas ayudando al propietario a controlar si hogar sin necesidad de estar en casa, mediante su teléfono móvil por medio de correos electrónicos, llamadas o telecontrol.

3.2 Domótica con el medio ambiente Actualmente, la construcción de la vivienda, se implica en una minimización del impacto sobre el medio ambiente, de forma que contribuya al ahorro sostenible que mejore las condiciones del planeta. Esto se consigue con una contribución a la generación de recursos que pueden surtir a la vivienda y a la red, eliminando el uso de energías no renovables. Además las condiciones climáticas donde se construyan y las necesidades de los habitantes dan lugar a multitud de posibilidades en cuanto a su implementación y diseño.

Las casas ecológicas, deben de ayudarse en lo posible de los factores circundantes que contribuyan a facilitar su construcción o uso. Algunas estrategias a seguir en base a esto pueden ser la orientación, el control del sol/viento y la potenciación de las vistas, pero bien es cierto que existirá un predominio de unos sobre otros en función de cada situación.

Figura 4. Casa abovedada

Por ejemplo, en el caso de una región con gran predominio de viento en una dirección, sería conveniente diseñar la estructura abovedada del techo de forma que facilite su paso y no actúe de obstáculo, creando un flujo laminar como en la conformación del ala de un avión. Además se pueden orientar molinos eólicos para el suministro eléctrico y entradas de ventilación y refrigeración. Al mismo tiempo se puede aprovechar para construir patios interiores con al fin de regular la temperatura y complementariamente, un sistema de regulación de la humedad en base a esto.

En el caso de situación en zona volcánica, si el edificio hace uso de las piedras del propio volcán y de las cenizas, puede servir de aislamiento térmico. Así mismo la captación de energía fotovoltaica a través de placas solares convenientemente adaptadas, puede dotar a la vivienda de abastecimiento. La captación térmica simple puede funcionar como sistema de calentamiento del agua.

Si la casa se sitúa en una región con alta concentración de sol (área desértica/árida), debe situarse orientada hacia el levante y protegida del poniente. Los paneles fotovoltaicos gozarán de gran protagonismo en este caso, dotando de energía y agua caliente al hogar. Si es posible, es conveniente la construcción de los muros con la utilización de rocas basálticas (volcánicas), que creen un aislamiento del interior para los cambios de temperaturas externos al edificio.

Si la zona es subdesarrollada, una vivienda de bajo coste con materiales reciclados es la mejor elección. Se debe minimizar el impacto medioambiental, y las técnicas de construcción serán dinámicas y ligeras.

En cuanto al emplazamiento de la vivienda también es recomendable seguir unos principios básicos, en el que el más importante es que la vivienda esté alejada de zonas industriales con elevada contaminación atmosférica o que tenga gran novel de ruido como pueden ser aeropuertos y que no se sitúe en las proximidades de líneas de alta tensión o de transformadores sectoriales.

La abundancia de vegetación es un factor de relevancia (también en el interior de la vivienda) ya que contribuye a crear un equilibrio térmico y un grado de humedad correcto, además de reducir la contaminación atmosférica. A eso se le suma la importancia de poder disfrutar de vistas y paisajes relajantes, con grandes beneficios para la salud.

La orientación solar, como se ha comentado anteriormente, es un factor de relevancia, ya que ayuda a regular temperatura, presión y aire, mejorando así la eficiencia energética. Las barreras topográficas son también importantes en este aspecto.

En cuanto a la utilización de materiales, lo más recomendable es la tendencia al uso de componentes lo más naturales posible: Ejemplos de ello pueden ser los ladrillos, cerámicos, piedra, madera, fibras vegetales, adobe y el uso de morteros con cal. Es conveniente evitar aquellos que contengan radioactividad, gases o electricidad estática, véase plásticos, superficies lacadas y fibras sintéticas.

En cuanto a pinturas, las de silicato son las más sanas, ya que son totalmente minerales, resisten al fuego y a la contaminación, son lavables, no tóxicas y permiten la respiración de las paredes.

Las maderas interiores, tanto de mobiliario como de decoración, deben de estar compuestas por barnices y aceites ecológicos, evitando aglomerados y formaldehido.

Una ventilación correcta es esencial para evitar acumular tóxicos en la vivienda.

Es recomendable no disponer de una ubicación próxima a líneas eléctricas ni transformadores, así como evitar aparatos eléctricos en lugares de reposo.

En cuanto a las orientaciones de la cama, lo mejor es colocarla hacia el Norte Magnético para un descanso relajado, y hacia el este para recuperar fuerzas.

En resumen, el ahorro energético es necesario para la construcción de una casa en la que tanto moradores como entorno tengan una máxima satisfacción. Ahorrar no significa pasar necesidad, sino más bien hacer un uso racional de los recursos.

Sin duda la mayor provisión de la casa domótica ecológica es la energía solar. Ésta es una energía de gran calidad desde el punto de vista energético, cuyo impacto ecológico es minúsculo y demás tiene la ventaja de que se trata de una energía renovable inagotable. A pesar de esto tiene algún inconveniente como por ejemplo su aprovechamiento, debido a que llega a la Tierra dispersa, o la existencia de noche y día o de las estaciones del año. La energía solar se puede captar por dos vías diferentes: térmica y fotónica.

Figura 5. Hogar con células fotovoltaicas

La primera de ellas funciona interceptándola por una superficie absorbente produciéndose un efecto térmico. Esto se puede producir de forma pasiva o activa (ayudado por elementos mecánicos).

En cuanto a la captación fotónica, la radiación solar se recoge directamente convirtiendo la energía de los fotones de la luz en electrones. En resumen, convierte la luz en electricidad.

El estudio de la energía solar pasiva (también conocida como bioclimática) resulta muy interesante, ya que se basa en las características de los materiales de la construcción y en el aprovechamiento de la circulación del aire, como bien se ha mencionado anteriormente. Los sistemas pasivos se construyen sobre la estructura del edificio y por tanto, tienen igual tiempo de vida que la propia estructura del edificio. Aún así esta arquitectura está condicionada por los siguientes factores: ganancia solar, almacenamiento de energía, distribución de calor e iluminación natural. Para ello elementos como elementos como acristalamientos toman una gran importancia, ya que funcionan como elementos concentradores de calor por efecto invernadero al hacer uso conjunto de ventanas y muros colectores y así captar mejor la energía. Todos estos elementos deben tener una orientación sur (en una ubicación del hemisferio norte) y orientación de una pared de aislamiento dirección norte para evitar la orientación fría.

Muros y techos constituyen lo que se llama “masa térmica”, que es aquella parte de la casa, cuya finalidad es almacenar la energía solar captada, transfiriéndola al interior de la casa.

En cuanto a la refrigeración, la utilización de toldos y persianas es fundamental. La ventilación inducida y el enfriamiento por evaporación hacen un papel importante en cuanto a la extracción nocturna del calor.

La iluminación se consigue a base de reflejar luz indirecta con paneles reflectantes y con la correcta utilización de pinturas que reflejen más o menos los rayos. Esta manipulación de la luz no produce ningún impacto sobre el medio ambiente. No actúa obre atmósfera, suelo o ecosistemas, debido a que aprovecha los recursos del entorno.

Existe otro elemento estructural de gran importancia, que es el llamado muro Trombe, el cual actúa como acumulador de energía de la misma forma que el efecto invernadero. Junto a él el colector

pasivo hace un máximo aprovechamiento de la radiación térmica. También cabe mencionar los acumuladores que se encargan de almacenar tanto agua como electricidad, luz, etc.

En el caso de España, como en casi todo el mundo, las construcciones ecológicas se encuentran bastante dispersas. La mayor parte de ellas sirven para la experimentación y el estudio. Aunque también hay que afirmar que no son raros los casos de viviendas tanto adosadas como aisladas que emplean energía solar pasiva.

Para la próxima década se calcula que se podrá duplicar el aprovechamiento de la energía solar pasiva y en consecuencia se podrá lograr por fin una reducción del 50% de las emisiones de CO2 y así se podrá llevar a cabo un importante ahorro económico.

Aunque todavía queda mucho por investigar, están en estudio nuevos materiales, características ópticas de las superficies, ventanas, tipologías constructivas, modelos de simulación, manuales de cálculo para constructores, etc.

3.3 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” del sistema domótico. Las principales arquitecturas son:

3.3.1 Tipos de arquitectura

3.3.1.1 Arquitectura Centralizada En un sistema de domótica de arquitectura centralizada, un controlador centralizado, envía la información a los actuadores e interfaces según el programa, la configuración y la información que recibe de los sensores, sistemas interconectados y usuarios.

Figura 6. Esquema de Arquitectura de Sistema Domótica Centralizada

3.3.1.2 Arquitectura Descentralizada En un sistema de domótica de Arquitectura Descentralizada, hay varios controladores, interconectados por un bus, que envía información entre ellos y a los actuadores e interfaces conectados a los controladores, según el programa, la configuración y la información que recibe de los sensores, sistemas interconectados y usuarios.

Figura 7. Esquema de Arquitectura de Sistema Domótica Descentralizada

3.3.1.3 Arquitectura Distribuida En un sistema de domótica de arquitectura distribuida, cada sensor y actuador es también un controlador capaz de actuar y enviar información al sistema según el programa, la configuración, la información que capta por si mismo y la que recibe de los otros dispositivos del sistema.

Figura 8. Esquema de Arquitectura de Sistema Domótica Distribuida

3.3.1.4 Arquitectura Híbrida / Mixta En un sistema de domótica de arquitectura híbrida (también denominado arquitectura mixta) se combinan las arquitecturas de los sistemas centralizadas, descentralizadas y distribuidas. A la vez que puede disponer de un controlador central o varios controladores descentralizados, los dispositivos de interfaces, sensores y actuadores pueden también ser controladores (como en un sistema “distribuido”) y procesar la información según el programa, la configuración, la información que capta por si mismo, y tanto actuar como enviarla a otros dispositivos de la red, sin que necesariamente pasa por otro controlador.

Figura 9. Esquema de Arquitectura de Sistema Domótica Híbrida/Mixta

3.3.2 Medios de transmisión El medio de transmisión de la información, interconexión y control, entre los distintos dispositivos de los sistemas de domótica puede ser de distintos tipos, que se resumen básicamente en transmisión por cable (propio o compartido) y transmisión inalámbrica.

3.3.2.1 Cableado propio Es el medio más común de transmisión para los sistemas de domótica, principalmente son del tipo: par apantallado, par trenzado, coaxial o fibra óptica.

3.3.2.2 Cableado compartido Varios soluciones utilizan cables compartidos y/o redes existentes para la transmisión de su información, como por ejemplo la red eléctrica, la red telefónica o la red de datos.

3.3.2.3 Inalámbrico Muchos sistemas de domótica utilizan soluciones de transmisión inalámbrica entre los distintos dispositivos, principalmente tecnologías de radiofrecuencia o infrarrojo.

3.3.3 Protocolos Los protocolos de comunicación son los procedimientos utilizados por los sistemas de domótica para la comunicación entre todos los dispositivos con la capacidad de “controlador”.

Existen una gran variedad de protocolos, algunos específicamente desarrollados para la domótica y otros protocolos con su origen en otros sectores, pero adaptados para los sistemas de domótica. Los protocolos pueden ser del tipo estándar abierto (uso libre para todos), estándar bajo licencia (abierto para todos bajo licencia) o propietario (uso exclusivo del fabricante o los fabricantes propietarios).

Los dispositivos electrónicos de la casa deben comunicarse entre sí y generalmente lo hacen usando el protocolo X-10. Su desarrollo empezó en los años 70 y ha sido tal su éxito que durante los últimos 15 años se han vendido más de 150 millones de equipos X-10. Es la principal tecnología usada en la casa domótica para la red de control.

X-10 es un "lenguaje" de comunicación que aprovecha la instalación eléctrica existente de 220V de la vivienda

4. APRENDIZAJE DE LA CASA Para que se produzca una correcta interacción del sistema domótico con las necesidades del usuario, es necesario crear unos diálogos entre la casa y el medio u otros agentes. El sistema dispone de unos sensores mediante los cuales va acumulando información y va construyendo un aprendizaje a través de esta experiencia. Para que todo esto funcione correctamente deben de configurarse unos modelos de planificación y comportamiento. Estos funcionan de manera que, una vez recogida la información a través de los sensores, el sistema tendrá que tener una cierta capacidad de predecir los movimientos del usuario en función de sus hábitos o gustos. Este proceso tiene su base en la utilización de algoritmos de búsqueda que irán ramificando las acciones con cierta probabilidad en un árbol según las acciones del usuario (interacción pasiva) o por configuración directa según las preferencias (interacción activa). Al final, se consigue un modelo que representa los hábitos y preferencias del usuario, adaptado prácticamente en la totalidad a él.

Hay que tener en cuenta que todo esto está controlado por un sistema central, el cual irá configurando las características del sistema mediante la recogida de datos así como con la interacción con los elementos del sistema. Así el sistema puede predecir el estado de ánimo del inquilino y actuar en consecuencia, por ejemplo configurando una temperatura adecuada, sintonizando su música favorita o regulando la luz de la casa.

Aquí entra en escena el elemento planificador, el cual se encarga de juntar algoritmos y patrones de comportamiento del usuario para conseguir la configuración domótica óptima. Su funcionamiento consiste en la consecución de unas metas, pasando por distintos estados. El salto de un estado a otro es lo que llamamos acción y para conseguir llegar a la meta es necesaria la configuración de un plan. Para explicar esto, un buen ejemplo puede ser el momento en el que el sistema detecte, a través de reconocimiento facial por ejemplo, que el usuario sufre de dolor de cabeza en un determinado momento. El sistema se encuentra en un estado acorde con las características habituales y tiene que llegar a la meta de estado tranquilo y relajante. Para ello tiene que llevar a cabo un plan a través de unas acciones como regular la luz, poner música relajante, regular la temperatura, etc.

El sistema en sí también tiene que ser capaz de ser predictivo. Por ejemplo si, uno de los habitantes suele ir a trabajar en coche por un determinado trayecto y ese mismo día se ha producido un accidente, el sistema podría actuar de manera que le avisara despertándole un poco antes u ofreciéndole una ruta alternativa.

Dentro del sistema domótico también es imposible la implementación de macros. Una macro es la ejecución de una serie de acciones a partir de una ordeno o comando. Un ejemplo sería que al decir “home cinema” se configurara la habitación para la visualización de una película (regulando la luz con persianas y luces interiores, desplegando el proyector, reclinando los sofás, etc.) y dando lugar a otra macro como puede ser “Gladiator en versión original” y configura la película elegida.

Estas macros pueden estar programadas de serie, con un simple reconocimiento de voz, o el aprendizaje de la casa puede ir añadiéndolas en función de los gustos del usuario.

5. PROYECTOS DE FUTURO Como hemos observado a lo largo de este trabajo la domótica está a la orden del día y va a seguir creciendo y evolucionando hasta estar completamente adaptada a nuestro modo de vida. El crecimiento de la domótica sigue distintas vías que vamos a desarrollar brevemente.

En primer lugar el ahora energético proporcionado por la domótica va a evolucionar creando casas, edificios y posteriormente ciudades más ecológicas y verdes, para volver a adaptarnos a vivir en consonancia con la naturaleza y beneficiarnos de sus recursos de forma más eficiente, en este rango la domótica se está estudiando para poder reciclar nuestros desechos y convertirlos en energía, ahorrando así provocar mayor gasto y evitar la contaminación.

Figura 10. Prototipo de papelera ecológica de marca Braun.

Por otro lado también se están estudiando el obtener energía a partir de otros medios de energía renovable que podemos tener en nuestros hogares como puede ser la energía de biomasa producida por los espacios verdes y mejorar las actuales obtenciones de energía solar.

Figura 11. Edificio bioclimático en la escuela de arte de Singapur

Otros de los avances más significativos de este sector, es el de hacernos la vida cada vez más cómoda, algunos ejemplos de este avance son por ejemplo los sistemas de detección biométricos estos sistemas de detección pueden ser usados para por ejemplo entrar en la casa sin necesidad de usar las llaves o por ejemplo dar órdenes a distintos sistemas a través del reconocimiento de voz.

Está tecnología nos llevará a estar en un futuro que muchas personas imaginaban, en el que las casas dejan pasar a sus dueños

sin necesidad de llaves, o que hacen la compra a medida de las necesidades de sus dueños, mejorando así su confort y dándoles la posibilidad utilizar mejor su tiempo en cosas más provechosas.

6. CONCLUSIONES El uso de la domótica ha ido tomando mayor relevancia a lo largo de la historia reciente. Los grandes avances que se han ido produciendo, han llevado a crear sistemas inteligentes capaces de crear un ambiente de confort regulado a las condiciones y preferencias de los habitantes de la casa.

Las distintas áreas en las que se ha ido implantando han dado ventajas sustanciales a los usuarios de estos sistemas así como ha manejado un compromiso con el medio ambiente que mejora su sostenibilidad. El hecho de que sea posible entrar en aspectos como la reducción del consumo, simplificación de tareas (confort), mejora de los sistemas de seguridad o la intercomunicación entre distintos apartados crea un nivel superior sobre el que construir la vivienda del futuro, haciendo la vida mucho más fácil.

Aún así la conjunción vivienda nueva y domótica es un hecho todavía sin una implantación clara, ya que los precios de los dispositivos utilizados tienen un precio alto. Por ello la relación calidad de vida-inversión no es buena.

Poco a poco las economías de escala y la difusión de la domótica harán que su penetración en el mercado vaya aumentando, hasta conseguir su asentamiento total.

La casa inteligente cada día está más cerca. Es cuestión de tiempo.

Figura 12. Casa domótica

7. REFERENCIAS [1] Mayo Bayón, Ricardo. 2005.Aplicación al diseño y

desarrollo de sistemas domóticos/inmóticos. Curso de

doctorado Universidad de Oviedo.

[2] García Plaza, David. 2010. Sistema de gestión domótica de una vivienda. Proyecto Final de Carrera Universidad

Politécnica de Cataluña.

[3] Morales Pallarés, Marcos. 2007. Estudios de los sitemas domóticos y diseño de una aplicación. Proyecto Final de

Carrera Universidad Politécnica de Cataluña.

[4] Artículo sobre Inteligencia Artificial en Monografías.com. DOI= http://www.monografias.com/trabajos87/inteligencia-artificial-domotica/inteligencia-artificial-domotica.shtml

[5] Web de domótica domoticaviva. DOI= http://www.domoticaviva.com

[6] Web de domótica indomo. DOI= http://www.indomo.es/

[7] Web de competición de casas inteligentes. DOI= http://www.sdeurope.org/

[8] Dossier Inove sobre ahorro energético. DOI= www.inovedomotica.com

[9] Herrera, Rosa María. Artículo: Casas Inteligentes vs. Casas Ecológicas.

[10] CEDOM. Artículo: Como ahorrar energía instalando domótica en su vivienda. DOI= www.idae.es