La_casa_inteligente_..

Universidad Nacional de Rosario
Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura
Escuela de Ingeniería Electrónica
Ingeniería del Conocimiento
Trabajo Práctico Nº 1
La casa inteligente
Autor/es:
Nombre y Apellido
Doccola, Paola
Rossi, Gastón
Nº de Legajo
D-1841/4
R-2522/4
Introducción:
El objetivo de la casa inteligente es el de proporcionar una mejor calidad de vida
aumentando la comodidad, el confort y la seguridad al habitante de la misma.
La idea consiste en la integración de sistemas inteligentes en el hogar (sistemas
con inteligencia artificial), de manera que las personas que viven en el puedan controlarlo
utilizando su voz y sus gestos. El reconocimiento de cada habitante (identificación,
posición) se hará mediante una llave electrónica y de esta forma el sistema se adaptará a
los diferentes requerimientos del usuario.
La casa inteligente dota a la casa de inteligencia, de tal modo que ella pueda
decidir la temperatura de la casa, cuando bajar las persianas, cuando hacer las compras,
etc de acuerdo a los gustos de sus habitantes ya sea por el aprendizaje de sus costumbres
o por el pedido de los mismos.
Como ya se dijo, la casa inteligente es aquella cuyas tecnologías están
perfectamente integradas. Su objetivo principal es hacernos las cosas más simples, es
decir, logra hacer más simples y cómodas las tareas rutinarias.
En este tipo de viviendas no será necesario programar ninguna funcionalidad
porque el sistema inteligente se encargará de hacerlo por sí mismo. Éste se encargará de
observar a los habitantes en su vida cotidiana y buscará acciones que se repitan. Una vez
identificado un patrón determinado, la casa se auto-programará de manera que la
próxima vez reconozca el escenario (ej.: encenderá o apagará ciertos equipos
automáticamente).
Este tipo de casa lo que busca es ampliar el uso de las computadoras que controlan
sistemas (como alarmas de incendio, calefacción, etc) y dispositivos (luces, televisión, etc).
Ya no es necesaria la utilización de controles automatizados (pulsar interruptores para que
algo funcione), sino que utilizará controles computarizados (elementos del hogar
controlados remotamente o con respuesta automática a los inquilinos).
Evolución:
Dispositivos presentes:
1. Pasarela residencial:
Es el cerebro electrónico; se encarga de recolectar toda la información de los
sensores, la procesa y genera las órdenes que ejecutarán los actuadores. Se trata de la
interface entre las redes internas de la casa inteligente y las redes públicas externas
(internet).
Estas pasarelas normalmente combinan las funciones de Reuter, hubo, modem con
acceso a internet para varios ordenadores, servidores de aplicaciones de entretenimiento,
de comunicación, telefonía por internet (VoIP), etc.
2. Sensores:
Encargados de recoger la información y enviarla al sistema de control centralizado
opera que actúe en consecuencia.
3. Actuadores:
Dispositivos utilizados por el sistema de control centralizado para cambiar el
estado de ciertos equipos o instalaciones. Algunas veces los sensores y los actuadores
serán integrados en el mismo dispositivo.
4. Electrodomésticos inteligentes:
Interconectados a través de la red de control y la pasarela residencial, con la
posibilidad de intercambiarse información y comunicarse los unos con los otros o ser
programados mediante internet o telefónicamente.
5. Aparatos inteligentes:
Generalmente dedicados a actividades de entretenimiento (reproductor de MP3,
videojuego, celulares, etc). Éstos incorporan funciones de comunicación entre ellos
posibilitando la transferencia de información de forma rápida y sencilla.
Redes:
Son las encargadas de comunicar a los dispositivos entre ellos. Tienen un
determinado medio de transmisión (soporte físico) y un protocolo (lenguaje utilizado para
la comunicación). Existen distintos tipos de redes dependiendo qué se quiere
interconectar.
Red de control: conecta la pasarela residencial con los sensores, los actuadores y
electrodomésticos. Es utilizada por la pasarela para gobernar los sistemas domóticos.
Tiene un bajo ancho de banda.
Red de datos: Conecta a los ordenadores entre sí y con sus periféricos. Se utiliza
para compartir recursos informáticos. Requiere de un ancho de banda medio-alto (USB,
Bluetooth, Wi-Fi)
Red de entretenimiento: Conecta los aparatos electrónicos de consumo entre sí,
para distribuir sonido y video de alta calidad en todo el hogar. Requiere de un ancho de
banda grande.
Además de estas redes internas existe una red de banda ancha para internet, la
cual permite comunicar a la vivienda con el exterior. De esta forma se puede disfrutar de
servicios tales como la teleasistencia, la televigilancia, gestión remota de dispositivos, etc.
Medios de transmisión:
Bus cableado: cables de alta calidad, compuestos por 4 pares de cable que
permiten llevar cuatro señales distintas a través del bus.
Línea de comunicación de energía: tiene un ancho de banda estrecho, es por esto
que se utiliza para transmitir mensajes simples de apagado o encendido y no señales más
complejas.
Infrarrojos: Se utilizan en las casas inteligentes como propósito de instrucciones y
comunicación, aunque tienen la desventaja que requieren de una línea de visión directa
entre transmisor y receptor.
Radiofrecuencia: ondas de radio. Tecnologías como Wi-Fi (para el establecimiento
de una red inalámbrica entre ordenadores) o Bluetooth (para comunicaciones de corto
rango).
Protocolo de comunicación:
Los dispositivos electrónicos de la casa deberán comunicarse entre sí a través de
algún tipo de protocolo, generalmente protocolo X-10.
Éste fue desarrollado en los años 70 y su éxito ha sido tal que en la actualidad es
de los más vendidos. Se utiliza como tecnología principal para la red de control. Es un
lenguaje de comunicación que aprovecha la instalación eléctrica existente en la vivienda.
Consiste básicamente enchufar el dispositivo X-10 para que este pueda transmitir señales
de control a través de la red eléctrica y así comunicarse con otros dispositivos X-10 dentro
de la casa. Posee ventajas a la hora de instalarlo, ya que no requiere cableados especiales
y se pueden ir agregando dispositivos según las necesidades del usuario.
Se trata de dispositivos “plug and play”, es decir que al conectarlos funcionan.
Además ofrecen una amplia gama de posibilidades.
Métodos de identificación de usuario:
Se utilizan para poder identificar a habitantes o visitantes de la casa, de esta
manera se ejerce control de acceso a distintos lugares de la misma o se adaptan las
infraestructuras de la casa.
Identificación biométrica: reconocen y autentican a las personas que ingresan a la
casa mediante un patrón de iris o retina, imagen facial, huella dactilar, voz. Es un
complemento al uso de pin (contraseña), ya que para que la casa pueda seguir y asistir
siempre tendrá que poder localizar a la persona.
El método se ocupa de hacer una comparación la cual dará una probabilidad de
semejanza. Es por esto que habrá que determinar un umbral de error para saber si la
comparación fue con éxito o no.
Identificación por pin o tarjeta electrónica: Se debe llevar continuamente una
tarjeta o pin que contiene un chip con información para identificar y seguir al habitante.
El pin le permite a la persona que lo lleva puesto ser localizado en todo momento.
Métodos de aprendizaje de la casa:
Esta será la capacidad más importante de la casa inteligente. Para lograrlo, deberá
ser capaz de establecer un diálogo con el medio. Dicho aprendizaje se puede obtener a
partir de las experiencias conceptuales que el sistema percibe a través de sensores. La
información se va retroalimentando a medida que observa y recibe respuestas.
Para que la casa pueda aprender deberán establecerse patrones de
comportamiento y planificación. La idea es obtener un conjunto de acciones que el
usuario hará con cierta probabilidad en determinado momento. Por esto último será
evidente la necesidad de instalar sensores en toda el área de tal forma que puedan
recogerse las acciones necesarias y buscar los patrones de comportamiento deseados.
El proceso de aprendizaje de patrones se basa en la implementación de ciertos
algoritmos de búsqueda que trabajan con probabilidades asociadas a acciones simples o
acciones compuestas.
La determinación de este conjunto de patrones nos permitirá adaptar el entorno a
los gustos y necesidades de determinado usuario.
Además habrá presencia de un agente planificador, el cual se ocupará de la
obtención del plan que mejor se adapte a las costumbres del usuario. Es por esto que el
sistema deberá ser capaz de tener un comportamiento predictivo y deductivo, para poder
anticiparse a las necesidades requeridas.
Conclusiones:
El principal objetivo de esta tecnología será facilitarnos y mejorar la vida cotidiana
en nuestros hogares.
En la actualidad no es algo que pueda conseguir la mayoría, ya que se trata de
tecnologías muy costosas. De todas maneras, en un futuro se prevee la posibilidad de que
más gente pueda conseguirla y utilizarla en sus hogares, ya que como en la mayoría de los
productos tecnológicos los precios con el tiempo disminuirán.