TEMA 7 BUSES Y PROTOCOLOS EN DOMÓTICA E INMÓTICA 7.1. Introducción y orientaciones al estudio 7.2. Objetivos 7.3. Reseña histórica y niveles físicos 7.4. Estándares mundiales en domótica e Inmótica 7.5. Sistemas propietarios 7.6. Otros protocolos y plataformas relacionados con la domótica 7.7. Conclusiones 7.8. Bibliografía 7.9. Evaluación 2 C OMUNICACIONES I NDUSTRIALES : P RINCIPIOS B ÁSICOS T EMA 7. B USES Y P ROTOCOLOS EN D OMÓTICA E I NMÓTICA 3 7.1. INTRODUCCIÓN Y ORIENTACIÓN AL ESTUDIO Antes de pasar a abordar el estudio de los diferentes buses, protocolos, estándares y tecnologías, se incluyen algunas pinceladas sobre los términos “Domótica e Inmótica”. Se puede definir como edificio Domótico o Inmótico, aquel que permite una mayor calidad de uso a través de la tecnología, un aumento del bienestar, del confort, de la seguridad de sus usuarios y una racionalización del consumo energético. En este punto es necesario hacer una breve separación en la historia de los términos Domótica e Inmótica. Este último se está empezando a utilizar recientemente cuando nos estamos refiriendo a la gestión de instalaciones en edificios de uso no residencial y con un cierto tamaño, con lo que dejamos el término domótica exclusivamente para los edificios de uso residencial. A lo largo del siguiente tema se va a exponer el estado del arte de los sistemas, buses, protocolos y tecnologías que rodean a la domótica y la inmótica. Su desarrollo abordará los estándares y protocolos mas representativos a nivel mundial, abordando con mayor profundidad los más utilizados. 7.2. OBJETIVOS La exposición de un número excesivo de tecnologías, puede resultar poco practico si no se consige organizar coherentemente toda la información. Por lo que los objetivos que se buscan en este tema son: Que el alumno sea capaz de distinguir claramente cuales son los niveles físicos de transmisión de datos más adecuados, según el tipo de edificio, instalación y uso. Obtener la capacidad para conocer las implicaciones de las tecnologías utilizadas en domótica e inmótica, con respecto a su misma utilización en aplicaciones industriales e informaticas. 4 C OMUNICACIONES I NDUSTRIALES : P RINCIPIOS B ÁSICOS Vislumbrar una gran capacidad de integración tecnológica futura, en las instalaciones de viviendas y edificios. 7.3. RESEÑA HISTÓRICA Y NIVELES FÍSICOS 7.3.1. Reseña Histórica La introducción de la tecnología en los edificios de uso no residencial ha sido mucho más temprana que en las viviendas, lo que ocurre que hasta no hace muchos años, coincidiendo con la fuerte implantación de las telecomunicaciones y sobre todo de la informática, las instalaciones en los edificios eran gestionadas de forma individual y siempre con soluciones de tipo industrial. Es a finales de los años 70, cuando las empresas empiezan a desarrollar algunos productos pensando en la edificación. No obstante, como el desarrollo histórico de la domótica y de la inmótica casi han seguido caminos paralelos, vamos a concentrar todas las explicaciones en la historia de la domótica, en sus especiales características y sobre todo en las razones de la tardía implantación de estas tecnologías en nuestras vidas. Si centramos el impacto de la domótica en España, y porqué no en otras partes del mundo, debemos de remontarnos a finales de los años 80 y principios de los 90. Aparecen entonces las primeras iniciativas para implantarla en la promoción de vivienda; pero la transición es poco afortunada, por el empleo en principio de sistemas que no respondían a las expectativas de los usuarios. Asimismo esta primera etapa estaba caracterizada por: • Un gran desconocimiento de la domótica como disciplina, posibilidades y usos, así como por la presencia de un reducido número de empresas especializadas en el sector. • Una oferta reducida en la que existían sistemas poco integrados, difíciles de instalar y de utilizar por el usuario final y excesivamente caros. T EMA 7. B USES Y P ROTOCOLOS EN D OMÓTICA E I NMÓTICA 5 • En algunas ocasiones, los sistemas disponibles en el mercado se basaban en productos diseñados y fabricados para otros mercados con otras características y necesidades distintas. • Una ausencia de normativa que regulara la instalación de sistemas domóticos, así como la escasa formación para los diferentes profesionales implicados. • La desafortunada imagen de los medios de comunicación al asociar esta disciplina con la ciencia ficción (edificio inteligente, la vivienda del futuro), alejándose de las posibilidades y las finalidades de ésta. En cuanto a la tecnología propiamente dicha, diríamos que la evolución fue bastante parecida a lo expuesto anteriormente: • Tecnologías generalmente utilizadas por otros sectores como podían ser la industria, que dieron lugar a unos interfaces muy poco atractivos para el usuario y con un alto grado de especialización por parte de los profesionales que los instalaban. Este puede ser el caso de los autómatas programables industriales (PLCs). • Utilización de un ordenador, que como en el caso anterior, requerían de sistemas prácticamente hechos a medida para la propia instalación y un alto nivel de profesionalidad por parte de los instaladores y posteriormente por parte de los mantenedores y de los usuarios. • En los dos casos anteriormente expuestos, con el apoyo de la informática, se hacía patente en la ausencia de software específico para el diseño, implementación y seguimiento de dichos sistemas. • Aparecen además otros sistemas que son propietarios: cada una de las casas fabricantes de material eléctrico, y más en concreto sus divisiones de construcción y edificación, diseñaron y crearon su propio sistema basado en una tecnología totalmente opaca y por supuesto incompatible con otros sistemas. Como es de 6 C OMUNICACIONES I NDUSTRIALES : P RINCIPIOS B ÁSICOS suponer, esto trae como consecuencia una falta de motivación por parte de las áreas demandantes del producto. Si queremos emitir una conclusión histórica de dichas tecnologías teniendo en cuenta el destino final donde han sido ubicadas, diremos que en grandes edificios, los proyectos se ejecutaban con controladores industriales, que básicamente ya se utilizaban para los diferentes aspectos de la edificación, como puede ser el caso de la climatización, seguridad, instalaciones electromecánicas etc; que son ensambladas mediante un controlador u ordenador de nivel superior. Mientras, en las viviendas se utilizaban pequeños productos que los propios fabricantes de material eléctrico han incluido en sus catálogos como elementos de gama alta. 7.3.2. Estado Actual Los estudios iniciales que se realizaron para este sector, crearon unas expectativas muy importantes de crecimiento del mismo, dado el potencial de la domótica en lo que se refiere al ahorro energético, confort y seguridad. Sin embargo, este mercado no ha venido colmando estas expectativas por diversos motivos, entre ellos la propia situación por la que pasó el sector de la construcción. A pesar de ello, esta disciplina ha seguido una evolución prácticamente constante, aunque lenta. Prueba de ello son, entre otros muchos, los siguientes aspectos: • Se han creado nuevas empresas que operan de forma exclusiva en el sector. • El mercado se ha regulado de forma automática, desapareciendo aquellos productos que no cumplían con las expectativas y necesidades de los usuarios. • Los costes de algunos productos del mercado de nuevo diseño se han reducido con respecto a las primeras iniciativas. El desarrollo de este mercado y el conocimiento de las T EMA 7. B USES Y P ROTOCOLOS EN D OMÓTICA E I NMÓTICA 7 necesidades reales de los usuarios debe permitir el rediseño de productos optimizando el coste. • Desde las primeras promociones inmobiliarias, que incluían un buen número de sistemas y aplicaciones con cierto grado de dificultad de uso, se han llevado a cabo nuevas promociones, en todo el territorio nacional, con un equipamiento más reducido, de mejores prestaciones y con menor dificultad de uso. • A lo largo de estos últimos años se han venido realizando numerosas conferencias, seminarios, foros y certámenes destinados a difundir la domótica. • Aparecen en prensa, tanto generalista como especializada, así como en Internet diversos artículos que ya no utilizan el tono poco afortunado de las primeras reseñas en las que se asociaba el concepto de domótica a imágenes futuristas de casas, fuera de los límites razonables actuales. El grado de desarrollo actual de la Domótica en España y el mundo, es considerable sobre todo si se tiene en cuenta su reciente historia. Es posible destacar hoy la existencia de una treintena de sistemas domóticos y de un buen número de productos con prestaciones domóticas para el hogar que evidencian la evolución seguida por este mercado. Aunque no parece un número muy elevado de sistemas, se estima como muy significativo su novedad. La oferta actual se caracteriza por ser suficientemente atractiva y por adaptarse a cualquier tipología de edificio. 7.3.3. Niveles Físicos Una clasificación muy característica de los sistemas de gestión técnica para la edificación (SGTE), está basada en el medio de transmisión (nivel físico) utilizado entre los elementos que conforman el sistema, independiente del lenguaje o protocolo que estén utilizando. En la tabla 7.1 podemos ver los tipos de medios empleados, con alguna de sus características, requerimientos y usos, que comentaremos de forma individual a continuación. 8 C OMUNICACIONES I NDUSTRIALES : P RINCIPIOS B ÁSICOS TABLA 7.1. Nivel físico de transporte de información Tipo Usabilidad Características y requerimientos Transmisión con cable Muy fácil, muy extendido, Permiten crear grandes redes Cableado dedicado económico. de equipos. Proviene de usos Par trenzado Gran seguridad de transmisión. industriales. Utilizado en el envío de Inmune a interferencias pero Cable coaxial señales de video. Bastante muy rígido para instalación. implantado Poca seguridad y velocidad. No necesita instalación Red eléctrica instalada Ventaja de aprovechar adicional de cableado. instalación eléctrica instalada. Se utiliza para transmitir gran Fibra óptica Gran capacidad cantidad de información. Transmisión sin cable por radiofrecuencia Es un estándar. Velocidad de Bluetooth. V1 y 2. Bastante extendido transmisión media y corto alcance. Es un estándar, admiten IEEE 802.11b Bastante extendido velocidades altas de transmisión. Altísimas velocidades de IEEE 802.11g Poco extendido transmisión en frecuencia estándar. Es un estándar, velocidades de transmisión bajas, pensado IEEE 802.15.4 Poco extendido para dispositivos de gestión de edificios. Es un estándar, para redes IEEE 802.16 a, b, c Poca implantación inalámbricas metropolitanas y redes entre edificios. 7.3.3.1. Transmisión con cable La transmisión con cable usa los siguientes medios. T EMA 7. B USES Y P ROTOCOLOS EN D OMÓTICA E I NMÓTICA 9 7.3.3.1.1. Líneas de distribución de energía eléctrica Si bien no es el medio más adecuado para la transmisión de datos, sí es una alternativa a tener en cuenta para las comunicaciones domésticas, dado el bajo coste que implica su uso al tratarse de una instalación existente. Para aquellos casos en los que las necesidades del sistema no impongan requerimientos muy exigentes en cuanto a la velocidad de transmisión, la línea de distribución de energía eléctrica puede ser suficiente como soporte de dicha transmisión. Los rangos de frecuencia reservados son: • Rango de 3 a 95 kHz: suministradores de energía y sus empresas concesionarias. • Rango de 95 kHz a 148,5 kHz: disponible para aplicaciones generales. Este rango se encuentra dividido en tres bandas: • o banda 1: 95 kHz a 125 kHz, sin protocolo de acceso. o banda 2: 125 kHz a 140 kHz, con protocolo de acceso. o banda 3: 140 kHz a 148,5 kHz, sin protocolo de acceso. Por encima de 148,5 kHz: rango prohibido. El voltaje de salida del transmisor está regulado como sigue (comparado con una red de alimentación estándar): • 116 dB.µV para uso general. • 134 dB.µV para aplicaciones especializadas (por ejemplo, en un entorno industrial). 7.3.3.1.2. Cable Coaxial El cable coaxial fue el primer cable empleado, aparte de cable eléctrico convencional en la transmisión de información entre 10 C OMUNICACIONES I NDUSTRIALES : P RINCIPIOS B ÁSICOS dispositivos y existen diferentes tipos según su uso y utilización. En la tabla 7.2 se peuden ver los diferentes tipos y su utilización más común. TABLA 7.2. Tipos de cable coaxial Tipo Utilización RG - 8 ; RG - 11 ; RG-58 Se usan en redes de datos tipo Ethernet RG – 75 Principalmente en televisión El cable coaxial tenía una gran utilidad en sus inicios por su propiedad idónea de transmisión de voz, audio y video. Los factores a tener en cuenta a la hora de elegir un cable coaxial son su ancho de banda, su resistencia o impedancia característica, su capacidad y su velocidad de propagación. El ancho de banda del cable coaxial está entre los 500 MHz, esto hace que el cable coaxial sea ideal para transmisión de televisión por cable por múltiples canales. La resistencia o la impedancia característica depende del grosor del conductor central o malla; si varía éste, también varía la impedancia característica. 7.3.3.1.3. Cable de par trenzado El cable de par trenzado es de los más antiguos en el mercado y en algunos tipos de aplicaciones es el más común. Consiste en dos alambres de cobre o a veces de aluminio, aislados con un grosor de 1 mm2 aproximado. Los alambres se trenzan con el propósito de reducir la interferencia eléctrica de pares similares cercanos. Los pares trenzados se agrupan bajo una cubierta común de PVC (Policloruro de Vinilo) en cables multipares de pares trenzados (de 2, 4, 8, hasta 300 pares). Un ejemplo de par trenzado es el sistema de telefonía, ya que la mayoría de aparatos se conectan a la central telefónica por medio de un par trenzado. Actualmente, se han convertido en un estándar en el ámbito de las redes LAN como medio de transmisión en las redes 11 T EMA 7. B USES Y P ROTOCOLOS EN D OMÓTICA E I NMÓTICA de acceso a usuarios (típicamente cables de 2 ó 4 pares trenzados). A pesar que las propiedades de transmisión de cables de par trenzado son inferiores, y en especial la sensibilidad ante perturbaciones extremas, a las del cable coaxial, su gran adopción se debe al costo, su flexibilidad y facilidad de instalación, así como las mejoras tecnológicas constantes introducidas en enlaces de mayor velocidad, longitud, etc. El cable par trenzado más simple y empleado no tiene ningún tipo de pantalla adicional y tiene una impedancia característica de 100 Ohmios. El conector más frecuente con el UTP es el RJ45, aunque también puede usarse otro (RJ11, DB25, DB11, etc.), dependiendo del adaptador de red. El par trenzado hasta ahora ha sido mejor aceptado, por su costo, accesibilidad y fácil instalación. Sus dos alambres de cobre torcidos, aislados con plástico PVC han demostrado un buen desempeño en las aplicaciones de hoy, sin embargo, a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias electromagnéticas del medio ambiente. El cable UTP es el más utilizado en telefonía por lo que realizaremos un estudio más a fondo de este tipo de cable. Las categorías del cable UTP son 8, y dependen de cómo actúan en atenuación, capacidad e impedancia, y las podemos ver en la tabla 7.3. TABLA 7.3. Categorías de cable de par trenzado Categoría Uso Ancho de banda y velocidad 1y2 3 Velocidades hasta 4 Mbps 16 MHz y hasta 16 Mbps 5 Redes de telefonía Redes de ordenadores Redes ordenadores en anillo tipo Token Ring Redes de ordenadores 5e Igual que 5 mejorada 6 7 No es un estándar No esta establecido aún 4 20 MHz y 20 Mbps 100 MHz y 100 Mbps Buen comportamiento ante atenuaciones e interferencias 250 MHz 600 MHz 12 C OMUNICACIONES I NDUSTRIALES : P RINCIPIOS B ÁSICOS El cable coaxial es más inmune a las interferencias o al ruido que el par trenzado, pero es mucho más rígido que el par trenzado, por lo que al realizar las conexiones entre redes la labor será más difícil. La velocidad de transmisión que se puede alcanzar con el cable coaxial llega sólo hasta 10 Mbps, en cambio con el par trenzado se consiguen 100 Mbps. 7.3.3.1.4. Cable de fibra óptica En la última década la fibra óptica ha pasado a ser una de las tecnologías más avanzadas que se utilizan como medio de transmisión. Los logros con este material fueron más que satisfactorios, desde lograr una mayor velocidad y disminuir casi en su totalidad ruidos e interferencias, hasta multiplicar las formas de envío en comunicaciones y recepción por vía telefónica. La fibra óptica está compuesta por filamentos de vidrio de alta pureza muy compactos. El grosor de una fibra es como la de un cabello humano aproximadamente. Fabricadas a alta temperatura con base en silicio, su proceso de elaboración es controlado por medio de computadoras, para permitir que el índice de refracción de su núcleo, que es la guía de la onda luminosa, sea uniforme y evite las desviaciones. Como características de la fibra podemos destacar que son compactas, ligeras, con bajas pérdidas de señal, amplia capacidad de transmisión y un alto grado de fiabilidad ya que son inmunes a las interferencias electromagnéticas de radio-frecuencia. Las fibras ópticas no conducen señales eléctricas, conducen rayos luminosos, por lo tanto son ideales para incorporarse en cables sin ningún componente conductivo y pueden usarse en condiciones peligrosas de alta tensión. En comparación con el sistema convencional de cables de cobre, donde la atenuación de sus señales es de tal magnitud que requieren de repetidores cada dos kilómetros para regenerar la transmisión, en el sistema de fibra óptica se pueden instalar tramos de hasta 70 km sin que haya necesidad de recurrir a repetidores, lo que también hace más económico y de fácil mantenimiento este material. T EMA 7. B USES Y P ROTOCOLOS EN D OMÓTICA E I NMÓTICA 13 Con un cable de seis fibras se puede transportar la señal de más de cinco mil canales o líneas principales, mientras que se requiere de 10.000 pares de cable de cobre convencional para brindar servicio a ese mismo número de usuarios, con la desventaja que este último medio ocupa un gran espacio en los canales y requiere de grandes volúmenes de material, lo que también eleva los costes. Originalmente, la fibra óptica fue propuesta como medio de transmisión debido a su enorme ancho de banda; sin embargo, con el tiempo se ha introducido en un amplio rango de aplicaciones además de la telefonía, automatización industrial, computación, sistemas de televisión por cable y transmisión de información de imágenes astronómicas de alta resolución entre otros. 7.3.3.2. Transmisión sin cable La transmisión sin cable se realiza de dos formas: radiofrecuencia e infrarrojos. 7.3.3.2.1. Radiofrecuencia La introducción de las radiofrecuencias como soporte de transmisión en la vivienda, ha venido precedida por la proliferación de los teléfonos inalámbricos y sencillos telemandos. Este medio de transmisión puede parecer, en principio, idóneo para el control a distancia de los sistemas domóticos, dada la gran flexibilidad que supone su uso. Sin embargo resulta particularmente sensible a las perturbaciones electromagnéticas producidas, tanto por los medios de transmisión, como por los equipos domésticos. No obstante no cabe ninguna duda que las tecnologías inalámbricas en radiofrecuencia son las que mas se van a desarrollar en los próximos años. En estos momentos se puede distinguir Bluetooth, IEEE 802.11b y g (WiFi), IEEE 802.15.4 (Zigbee). 14 C OMUNICACIONES I NDUSTRIALES : P RINCIPIOS B ÁSICOS 7.3.3.2.1.1. Bluetooth Aunque la idea y tecnología fue desarrollada inicialmente por ingenieros suecos de la empresa Ericsson ("diente azul" fue un vikingo sueco que presumiblemente pisó tierra norteamericana unos cuantos siglos antes que Cristóbal Colón), realmente se empezó a conocer como resultado de la unión de esfuerzos en 1999 de 9 importantes compañías del sector de la información y las telecomunicaciones: 3Com (Palm), Ericsson, Intel, IBM, Lucent, Microsoft, Motorola, Nokia y Toshiba. Hoy por hoy existen cerca de 1400 fabricantes de todo el mundo y de diferentes áreas de negocio que han adoptado este estándar para alguno de sus productos. Bluetooth es un enlace radio de corto alcance que aparece asociado a las Redes de Área Personal Inalámbricas, o sus siglas en inglés WPAN (Wireless Personal Area Network). Este concepto hace referencia a una red sin cables que se extiende a un espacio de funcionamiento personal o POS (Personal Operating Space) con un radio de hasta 10 metros. Las WPAN constituyen un esquema de red de bajo coste que permite conectar entre sí equipos informáticos y de comunicación portátil y móvil, como ordenadores, PDA, impresoras, ratones, micrófonos, auriculares, lectores de código de barras, sensores, displays, "buscas", teléfonos móviles y otros dispositivos de electrónica de consumo. El objetivo es que todos estos equipos se puedan comunicar e interoperar entre sí sin interferencias. Desde su nacimiento el Bluetooth se concibió como un sustituto del RS-232 o del puerto IrDA ya que mejora las prestaciones de estos porque evita el uso de cables, aumenta la velocidad binaria y aporta movilidad dentro de un rango de hasta 10 metros (o 100 metros dependiendo de la versión y/o país). El rango de frecuencias en que se mueve Bluetooth (2,402 GHz a 2,480 GHz) está dentro de una banda libre que se puede usar para aplicaciones ICM (Industrial, Científica y Médica) que no necesitan licencia. La primera versión de Bluetooth, la que implementan los circuitos disponibles actualmente o que lo harán en breve, puede transferir datos de forma asimétrica a 721 Kbps y simétricamente a T EMA 7. B USES Y P ROTOCOLOS EN D OMÓTICA E I NMÓTICA 15 432 Kbps. Se puede transmitir voz, datos e incluso vídeo. Para transmitir voz son necesarios tres canales de 64 Kbps, para transmitir vídeo es necesario comprimirlo en formato MPEG-4 y usar 340 Kbps para conseguir refrescar 15 veces por segundo una pantalla VGA de 320x240 puntos. Están previstas dos potencias de emisión en función de la distancia que se desea cubrir, 10 metros con 1 miliwatio y 100 metros con 100 miliwatios. Reseñar que en algunos países no se puede usar toda esa banda (destacan Japón, Francia y España) y que, en otros países, no está permitido tener los niveles de potencia que permiten llegar a tener coberturas de 100 metros. Además, lo que iba a ser una transmisión multipunto (entre varios dispositivos al mismo tiempo), de momento, sólo admitirá conexiones punto-a-punto entre dos equipos. Ya hay fabricantes, que pertenecen al Bluetooth SIG (Special Interest Group), como Toshiba, que han desarrollado tecnologías que rebasan con creces las prestaciones del Bluetooth inicial. Incluso llevan meses pensando nuevos modelos de uso, con cambios importantes en el núcleo de esta tecnología, que amplíen el abanico de aplicaciones susceptibles de usarla. Desde el punto de vista de la Domótica e Inmótica, el Bluetooth proporcionará el acceso inalámbrico, por ejemplo; a los menús de la centralita de alarma, las pasarelas residenciales o similares desde el teléfono móvil o la agenda de mano PDA. Gracias a sus prestaciones también podremos ver como aparecen webcams con interface Bluetooth, evitando así la instalación de nuevos cables por la vivienda. A medio plazo, cuando el coste de los chips Bluetooth alcance el objetivo de 5 dolares, muchos dispositivos y equipos de las viviendas podrán usar el Bluetooth sin apenas incrementar su precio final. Destacan: teclados y ratones de PC, hornos microondas, termostatos de pared, pequeños televisores y equipos de música, mandos a distancia multidispositivo, auriculares inalámbricos ya sean para el PC, como para ver la tele o mantener una conversación telefónica usando el teléfono fijo como base. Es de esperar que el Bluetooth se use en dispositivos donde exista un mínimo de recursos de procesador, memoria y cuyos datos 16 C OMUNICACIONES I NDUSTRIALES : P RINCIPIOS B ÁSICOS almacenados sean de cierto tamaño o envergadura. Por ejemplo, un sensor de intrusión vía radio sólo necesita transmitir de 5 a 10 octetos de información hacia la centralita de seguridad cuando se dispara una alarma. Ahora mismo, estos dispositivos usan pequeños transceptores de radio FSK de coste realmente bajo (tecnología muy madura) y que con 2400 bps proporcionan suficiente velocidad binaria para transmitir esas alarmas. Entonces, ¿tiene sentido usar chips Bluetooth que pueden llegar a transmitir más de 700 Kbps, cuando sólo necesitamos 2400 bps y muy de vez en cuando? Parece que no, más cuando la diferencia de costes de ambas opciones es sustancial. Resumiendo, Bluetooth es una opción interesante para intercambio de datos entre teléfonos móviles, agendas, pasarelas residenciales, centralitas de seguridad/domótica, ordenadores, webcams, equipos de HiFi o reproductores MP3, mandos a distancia universales, etc. Llegado este punto hay que añadir que, gracias a la arquitectura de sistema seguida por Bluetooth, es viable diseñar soluciones de este tipo sobre conexiones basadas en infrarrojo. Esto es posible gracias al uso por parte de la tecnología Bluetooth del protocolo de nivel de sesión IrOBEX (Infrared Data Association, IrDA Object Exchange Protocol). Este es el punto de intersección que hace que una aplicación funcione sobre tecnología radio o sobre tecnología infrarroja. La implantación de este tipo de tecnología quiere suponer un avance en la convergencia de dispositivos; un ejemplo: sería posible confirmar una reserva de un vuelo y obtener la tarjeta de embarque, simplemente, con entrar en el recinto del aeropuerto. Si tenemos encendido el móvil, éste se comunicaría con el ordenador del aeropuerto, daría nuestra identificación y confirmaría la plaza, dato que se transmitiría a nuestro teléfono móvil y serviría para realizar el embarque, sin necesidad de tener que hacer ninguna cola ni sacar ningún papel. Como casi siempre estos son más predicciones que realidades, pero ya comienzan a aparecer algunos dispositivos que incluyen facilidades basadas en Bluetooth para conexiones inalámbricas en entornos de trabajo, como conexiones a periféricos, T EMA 7. B USES Y P ROTOCOLOS EN D OMÓTICA E I NMÓTICA 17 e incluso implantación de redes, pero sus elevados precios están ralentizando su entrada en el mercado. 7.3.3.2.1.2. IEEE 802.11b (WiFi) La norma del IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) 802.11 representa el primer estándar (aparece en 1990) para productos WLAN de una organización independiente reconocida a nivel internacional, que además ha definido las principales normas en redes LAN cableadas. La definición de este estándar supone un hito importante en el desarrollo de esta tecnología, puesto que los usuarios pueden contar con una gama mayor de productos compatibles. Este estándar no especifica una tecnología o implementación concretas, sino simplemente el nivel físico y el subnivel de control de acceso al medio (MAC), siguiendo la arquitectura de sistemas abiertos OSI/ISO. Actualmente la versión más conocida es la 802.11b que proporciona 11 Mbps de ancho de banda. La mayoría de los productos del mercado 802 son de esta versión y se conoce con el nombre comercial de WiFi (Wireless Fidelity). Diversas empresas ya están trabajando en el desarrollo de la versión 802.11a capaz de llegar a los 54 Mbps, aunque en otras frecuencias El nivel físico en cualquier red define la modulación y características de la señal para la transmisión de datos. La norma especifica las dos posibilidades para la transmisión en radiofrecuencia comentadas anteriormente, Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) y Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS). Ambas arquitecturas están definidas para operar en la banda 2.4 GHz, ocupando típicamente 83 MHz. Para DSSS se utiliza una modulación DBPSK (Differential Binary Phase Shift Keying) o DQPSK (Differential Quadrature Phase Shift Keying); para FHSS se utiliza FSK (Frequency Shift Keying) Gaussiana de 2 ó 4 niveles. La potencia máxima radiada está limitada a 10 mW por cada megahertzio en Europa. FHSS está definido para tasas de bit de 18 C OMUNICACIONES I NDUSTRIALES : P RINCIPIOS B ÁSICOS hasta 1 Mbps, mientras que DCSS puede llegar hasta 11 Mbps, con distancias del orden de centenares de metros. La norma 802.11 no ha desarrollado en profundidad la transmisión sobre infrarrojo y sólo menciona las características principales de la misma: transmisión infrarroja difusa; el receptor y el transmisor no tienen que estar dirigidos uno contra el otro y no necesitan una línea de vista (line-of-sight) limpia; rango de unos 10 metros (solo en edificios); 1 y 2 Mbps de transmisión; 16-PPM (Pulse Positioning Modulation) y 4-PPM; 850 a 950 nanómetros de rango (frente al 850 a 900 nm que establece IrDA); potencia de pico de 2W. Del nivel de acceso al medio MAC solo diremos que define un protocolo CSMA/CD, que evita colisiones monitorizando el nivel de señal en la red. El estándar incluye una característica adicional que permite aumentar la seguridad frente a escuchas no autorizadas: Esta técnica es conocida como WEP (Wired Equivalent Privacy Algorithm), basado en proteger los datos transmitidos vía radio, principalmente DSSS, usando una encriptación con 64 y hasta 128 bits. Pero las WLAN basadas en IEEE 802.11 no son perfectas, ya que presentan algunos problemas como la dificultad que entraña su gestión, o las interferencias creadas por aparatos como los hornos microondas; sin embargo las últimas versiones del estándar solucionan estos problemas, y la mayoría de las soluciones móviles de entorno local se basarán en esta tecnología por su sencillez, su capacidad y su reducido coste. El término WiFi (Wireless Fidelity) es el nombre comercial del 802.11b y el logo con que ya se están vendiendo dispositivos que usan esta tecnología. La WECA es la asociación encargada de vigilar y certificar que los productos WiFi cumplen todas las normas y que, por lo tanto, son compatibles con los dispositivos comercializados hasta la fecha. La tecnología 802.11b o WiFi es el instrumento ideal para crear redes de área local en las viviendas o SOHOs cuando es imposible instalar nuevos cables o se necesita movilidad total dentro de estos entornos. Más en detalle, permite navegar por Internet con un T EMA 7. B USES Y P ROTOCOLOS EN D OMÓTICA E I NMÓTICA 19 portátil o una tableta electrónica (webpad) desde cualquier punto de la casa (incluido el jardín) aportando la ubicuidad necesaria en muchas aplicaciones diarias de la vivienda. Las ventajas que se pueden notar para este nivel físico en el caso de un edificio, es la ausencia de cableado para crear una red de datos, dentro de las limitaciones del sistema. Como inconvenientes aportaremos dos fundamentales, una es la seguridad y otro es el coste de los dispositivos que incorporaran WiFi. Por último hay que comentar que están apareciendo Pasarelas Residenciales y routers ADSL que traen incorporado el punto de acceso 802.11 evitando así tener que asumir ese coste por otro lado. Estos equipos proporcionan acceso a Internet simultáneo para varios dispositivos, actúan como cortafuegos, impidiendo el acceso de terceros a las redes de la vivienda, como servidores proxy y routers, resolviendo el routing externo/interno de las tramas Ethernet. Además, también suelen traer instalado el interface Ethernet 10/100 para cableado estructurado. 7.3.3.2.1.3. IEEE 802.11g Recientemente, el IEEE ha dado su aprobación al nuevo estándar de redes locales inalámbricas 802.11g; sin entrar en demasiadas profundidades técnicas sobre éste, que ya han sido descritas anteriormente, diremos que la particularidad más importante es la altísima velocidad de 54 Mbps sobre la frecuencia comercial y gratuita de 2,4 GHz, al igual que lo hacia el 801.11b. 7.3.3.2.1.4. IEEE 802.15.4 (ZigBee) ZigBee es una alianza, sin ánimo de lucro, de 25 empresas, la mayoría de ellas fabricantes de semiconductores, con el objetivo de auspiciar el desarrollo e implantación de una tecnología inalámbrica de bajo coste. Destacan empresas como Invensys, Mitsubishi, Philips y Motorola que trabajan para crear un sistema estándar de comunicaciones, vía radio y bidireccional, para usarlo dentro de dispositivos de domótica, automatización de edificios (inmótica), 20 C OMUNICACIONES I NDUSTRIALES : P RINCIPIOS B ÁSICOS control industrial, periféricos de PC y sensores médicos. Los miembros de esta alianza justifican el desarrollo de este estándar para cubrir el vacío que se produce por debajo del Bluetooth. ZigBee, conocido con otros nombres como "HomeRF Lite", es una tecnología inalámbrica de baja velocidad y bajo consumo, con velocidades comprendidas entre 20 kB/s y 250 kB/s y rangos de 10 m a 75 m. Puede usar las bandas libres ISM de 2,4 GHz, 868 MHz (Europa) y 915 MHz (EEUU). Una red ZigBee puede estar formada por hasta 255 nodos los cuales tienen la mayor parte del tiempo el transceiver ZigBee dormido con objeto de consumir menos que otras tecnologías inalámbricas. El objetivo es que un sensor equipado con un transceiver ZigBee pueda ser alimentado con dos pilas AA durante al menos 6 meses y hasta 2 años. Como comparativa la tecnología Bluetooth es capaz de llegar a 1 MB/s en distancias de hasta 10 m operando en la misma banda de 2,4 GHz, sólo puede tener 8 nodos por celda y está diseñado para mantener sesiones de voz de forma continuada. Los módulos ZigBee serán los transmisores inalámbricos más baratos jamás producidos de forma masiva. Con un coste estimado alrededor de los 2 euros dispondrán de una antena integrada, control de frecuencia y una pequeña batería. 7.3.3.2.1.5. IEEE 802.16x Los estándares inalámbricos citados anteriormente están pensados para prever redes de comunicaciones dentro de los edificios. Pero tambien cabe pensar en crear redes inalámbricas de datos dentro de áreas metropolitanas, para servicios de diferentes usuarios, o para compartir servicios entre varios edificios. Este estándar es el denominado 802.16 que tiene varias versiones a, b, c para diferentes velocidades y trabajando a diferentes frecuencias. Este estándar conocido como WirelessMAN, es una alternativa eficaz a las redes de banda ancha convencionales, construidas con fibra óptica pero con la ventaja de que no emplea hilos. Sus frecuencias oscilan entre los 2-11 GHz para la versión 801.16a y los 10-66 GHz para la versión 802.16c. 21 T EMA 7. B USES Y P ROTOCOLOS EN D OMÓTICA E I NMÓTICA En la figura 7.1 se puede ver una comparativa de los diferentes medios físicos inalámbricos estudiados, viendo sus rangos de velocidad y de alcance. Corto - Alcance - Largo Texto Grafico Hifi-Audio 802.16 a Video Video digital 802.16 c 802.11 b 802.11 a Video multicanal WMAN LAN 802.11 g Bluetooth 2 PAN Zigbee Bluetooth 1 Baja Alta Rango de datos (velocidad) FIGURA 7.1. Rango de trabajo de los niveles físicos inalámbricos. 7.3.3.2.1.6. Infrarrojos No se ha incluido este medio dentro de nivel físico en la tabla y sólo hacemos una breve reseña, dado que son utilizados habitualmente en mandos a distancia para pequeños dispositivos en los edificios. Estan cayendo en desuso debido al abaratamiento de las tecnologías inalámbricas por radiofrecuencia expuestas con anterioridad. La comunicación se realiza entre un diodo emisor que emite una luz en la banda de IR, sobre la que se superpone una señal, convenientemente modulada con la información de control, y un fotodiodo receptor cuya misión consiste en extraer de la señal recibida la información de control. Al tratarse de un medio de transmisión óptico, son inmunes a las radiaciones electromagnéticas producidas por los equipos domésticos o por los demás medios de transmisión (coaxial, par trenzado, corrientes portadoras, etc.). Sin embargo, habrá que tomar precauciones en los siguientes casos: 22 C OMUNICACIONES I NDUSTRIALES : P RINCIPIOS B ÁSICOS • Las interferencias electromagnéticas sólo afectarán a los extremos del medio IR, es decir, a partir de los dispositivos opto electrónicos (diodo emisor y fotodiodo receptor). • Es necesario tener en cuenta otras posibles fuentes de IR. Hoy en día existen diferentes dispositivos de iluminación que emiten cierta radiación IR. 7.4. ESTÁNDARES MUNDIALES EN DOMÓTICA E INMÓTICA 7.4.1. KNX-EIB La asociación Konnex nace como la iniciativa de tres organizaciones, que ya llevaban años en el mercado europeo de la gestión técnica de las instalaciones en viviendas y edificios, aunque con tecnologías bien diferentes, así como objetivos y ámbitos de actuación complementarios. Estas asociaciones son: • EIBA (European Installation Bus Association), representante del sistema EIB. • BCI (BatiBUS Club International), representante del sistema Batibus. • EHSA (European Home System Association), representantes de la tecnología EHS. Su objetivo general es crear un único estándar europeo para la automatización de las viviendas y oficinas, y de manera concreta los aspectos clave de la “convergencia” son: • Crear un único estándar para la domótica e Inmótica que cubra todas las necesidades y requisitos de las instalaciones profesionales y residenciales de ámbito europeo. T EMA 7. B USES Y P ROTOCOLOS EN D OMÓTICA E I NMÓTICA 23 • Aumentar la presencia de estos buses domóticos en áreas como la climatización o HVAC. • Mejorar las prestaciones de los diversos medios físicos de comunicación. sobretodo en la tecnología de radiofrecuencia. • Introducir nuevos modos de funcionamiento que permitan aplicar una filosofía Plug&Play a muchos de dispositivos típicos de una vivienda. • Contactar con empresas proveedoras de servicios, como las de telecomunicaciones y las eléctricas con el objeto de potenciar las instalaciones de telegestión técnica de las viviendas o domótica. En resumen, se trata de que, partiendo de los sistemas EIB (European Instalation Bus), EHS (European Home System) y BatiBUS, crear un único estándar europeo que sea capaz de competir en calidad, prestaciones y precios con otros sistemas norteamericanos como el LonWorks o CEBus, y finalmente con el estándar americano de convergencia SCP. Actualmente la asociación Konnex está terminando las especificaciones del nuevo estándar (versión 1.0) el cual será compatible con los productos EIB instalados. Se puede afirmar que el nuevo estándar tendrá lo mejor del EIB, del EHS y del Batibus y que aumentará considerablemente la oferta de productos para el mercado residencial el cual ha sido, hasta la fecha, la asignatura pendiente de este tipo de tecnologías. La versión 1.0 contempla tres modos de funcionamiento: • S.mode (System mode): La configuración de Sistema usa la misma filosofía que el EIB actual, esto es, los diversos dispositivos o nodos de la nueva instalación son instalados y configurados por profesionales con ayuda de la aplicación software especialmente diseñada para este propósito. • E.mode (Easy mode): En la configuración sencilla los dispositivos son programados en fábrica para realizar una 24 C OMUNICACIONES I NDUSTRIALES : P RINCIPIOS B ÁSICOS función concreta. Aún así deben ser configurados algunos detalles en la instalación, ya sea con el uso de un controlador central (como una pasarela residencial o similar) o mediante unos microinterruptores alojados en el mismo dispositivo (similar a muchos dispositivos X-10 que hay en el mercado). • A.mode (Automatic mode): En la configuración automática, con una filosofía Plug&Play, ni el instalador ni el usuario final tienen que configurar el dispositivo. Este modo está especialmente indicado para ser usado en electrodomésticos, equipos de entretenimiento (consolas, set-top boxes, HiFi, etc.) y proveedores de servicios. Respecto al nivel físico el nuevo estándar podrá funcionar sobre: • Par trenzado (TP1): aprovechando la norma EIB equivalente. • Par trenzado equivalente. • Ondas Portadoras (PL100): aprovechando la norma EIB equivalente. • Ondas Portadoras (PL132): aprovechando la norma EHS equivalente. • Ethernet: aprovechando la norma EIB.net. • Radiofrecuencia: aprovechando la norma EIB.RF (TP0): aprovechando la norma Batibus Una vez expuesto las particularidades que presenta el estándar KNX y dada la lenta evolución en cuanto a implantación se refiere, resulta algo prematuro avanzar en la formación en este sentido dado que se está en los primeros pasos del estándar en cuanto a implantación. Asimismo hemos de decir que salvo EIB, que si parece avanzar en la integración con KNX, en cuanto a productos compatibles y software con la aparición recientemente de la nueva versión ETS3. T EMA 7. B USES Y P ROTOCOLOS EN D OMÓTICA E I NMÓTICA 25 Los otros dos asociados al menos a nivel del mercado español, no parecen avanzar a la misma velocidad. En las siguientes ilustraciones se pone de manifiesto, la formación, el crecimiento horizontal y vertical así como el amplio rango de funcionalidades que se pueden conseguir con la nueva asociación KNX con el empleo de productos de sus 3 miembros. Con las consideraciones hechas anteriormente se va a estudiar en el siguiente apartado aspectos en más profundidad del sistema EIB. 7.4.1.1. Generalidades del sistema EIB El estándar EIB cuyas siglas responden a las de (European Instalation Bus), nace en Europa a principios de los años 90 para cubrir las necesidades del mercado electrotécnico en lo referente a su utilización en viviendas y edificios. Los objetivos y áreas de gestión del sistema EIB son el confort, la seguridad, el ahorro energético, las comunicaciones y control de las instalaciones en la edificación. Para ello se reúnen en una asociación denominada EIBA (European Installation Bus Asociation) los principales fabricantes de material eléctrico europeos (originalmente alemanes), como Siemens, Jung, Merten, Gira, etc . Hoy en día el número de fabricantes y empresas asociados supera con creces el centenar, y aún sigue creciendo. En los principales países europeos existe una delegación de la EIBA. Algunos de los objetivos de esta asociación son: • Promoción, marketing y mantenimiento de la marca EIB. • Establecer contactos con las diferentes asociaciones EIBA nacionales • Encargarse del control de calidad del sistema EIB, así como preparación de la normativa. 26 C OMUNICACIONES I NDUSTRIALES : P RINCIPIOS B ÁSICOS • Determinación de los ensayos para la homologación de los productos, incluido el Software ETS de programación del sistema. Las diferentes asociaciones europeas realizan misiones similares a las de la EIBA, pera más centrado en su área de influencia, eso sí, siempre en coordinación con la sede central que se encuentra en Bruselas. En la siguiente tabla podemos ver algunos aspectos comparativos de una instalación eléctrica convencional, comparándola con una instalación realizada con EIB. TABLA 7.4. Aspectos comparativos de una instalación eléctrica Instalación eléctrica convencional Existe un cableado punto a punto, que da lugar a gran cantidad de cables Suele existir un control central de las instalaciones Los mecanismos no son “inteligentes” y solo realizan una misión Los mecanismos interoperan en función del cableado Instalación con el sistema EIB Existe una línea de bus, por lo que se reduce enormemente el cableado Sistema totalmente descentralizado Los mecanismos son “inteligentes”, y pueden realizar varias funciones Interoperatividad abierta y flexible, además de ampliable 7.4.1.2. Topología y tecnología en EIB Se entiende por topología de un sistema domótico, la estructura en que los diferentes elementos que forman dicho sistema, se deben de conectar o unir entre sí. No se debe de confundir el concepto topología con el de arquitectura del sistema. En cuanto a la topología del sistema EIB la podemos clasificar en: • En línea, (Fig 7.2). • En estrella, (Fig. 7.3). • En árbol, (Fig. 7.4) T EMA 7. B USES Y P ROTOCOLOS EN D OMÓTICA E I NMÓTICA FIGURA 7.2. Topología en Línea. FIGURA 7.3. Topología en Estrella. FIGURA 7.4. Topología en Árbol. 27 28 C OMUNICACIONES I NDUSTRIALES : P RINCIPIOS B ÁSICOS No está permitida la topología en anillo, (Fig. 7.5). GRÁFICA 7.5. Topología en Anillo. Esta referencia topológica vista anteriormente, se refiere al EIB en su forma mas genérica, pero sin abandonar este concepto se han de realizar algunas definiciones de la forma en que se distribuyen los diferentes elementos EIB. Línea: Se denomina línea, la mínima estructura que pueden adoptar los elementos en el sistema EIB. Se sobreentiende que dentro de una línea se admiten las diferentes topologías descritas anteriormente. El número máximo de elementos EIB que se pueden conectar en una línea es de 64 elementos, no obstante con el empleo de repetidores o amplificadores de línea con un máximo de 3 se pueden llegar a conectar 256 elementos, en bloque de 64 elementos como máximo después de cada repetidor, tal como podemos ver en la ilustración. Correspondiendo las siguientes abreviaturas a los siguientes términos: • AL: Acoplador de línea • APT: Aparato Bus • FA/Bobina: Fuente de alimentación con bobina • RL: Repetidor o amplificador de línea T EMA 7. B USES Y P ROTOCOLOS EN D OMÓTICA E I NMÓTICA 29 Como se puede observar en la figura 7.6 el número de líneas que admite el sistema EIB, que es de 15. En el caso de sólo existir una línea en el sistema, esta linea recibe en ocasiones el nombre de linea principal. FIGURA 7.6. Topología de líneas. Área o Zona: en un rango estructural superior se encuentra el área o la zona que, cada una de ellas puede englobar 15 líneas. Asimismo el número de áreas posible es asimismo de 15 y se estructura de igual manera a como se hace en el caso de las lineas, pero en este caso se trata de áreas. FIGURA 7.7. Capacidad de elementos en EIB. 30 C OMUNICACIONES I NDUSTRIALES : P RINCIPIOS B ÁSICOS Un resumen de las posibilidades en cuanto a elementos posibles a conectar en el sistema EIB puede verse reflejado en la ilustración anterior. Como se ha dicho anteriormente el sistema EIB lo componen una serie de elementos con una arquitectura descentralizada o distribuida según se interprete, dada las características de utilización de los aparatos. La topología interna del sistema también se definió y jerárquicamente va desde el propio componente, la línea y finalmente la zona o área. Se trata en este apartado de ver algunas de las particularidades tecnológicas que presenta dicho sistema en lo que afecta al conexionado. En la siguiente tabla se reflejan algunas características de distancias que se deben de respetar en las líneas que componen los elementos. TABLA 7.5. Distancias admisibles para EIB Longitudes Máximas Entre la fuente de alimentación y un aparato bus Entre dos aparatos bus La longitud de una línea Mínima distancia entre dos fuentes de alimentación de una misma línea metros 350 m 700 m 1000 m 200 m La mínima instalación que se puede hacer con EIB, ya conlleva la conexión de una fuente de alimentación, más filtro (en el caso de que ésta no lo lleve incorporado). Las características que presenta la fuente de alimentación son: Se conecta a la red de corriente alterna 230 V, 50/60 Hz y proporciona una tensión eléctrica de 28 voltios de corriente continua al bus. Dispone además internamente de un buffer de alimentación de al menos 100 ms, para mantener la misma en caso de microcortes en la red eléctrica de suministro. El filtro se coloca después de la fuente de alimentación caso de que éste no la incorpore y tiene la misión de impedir que los telegramas que se envíen a través del bus entre los diferentes elementos que componen la instalación penetren en la fuente. Está basado en el empleo de una bobina que presenta como es sabido, al 31 T EMA 7. B USES Y P ROTOCOLOS EN D OMÓTICA E I NMÓTICA estar en serie, una elevada impedancia para las señales de frecuencias elevadas (telegramas, al ser ceros y unos) y una impedancia nula para las componentes continuas, dejando así pasar la tensión continua que proporciona la fuente al bus. FIGURA 7.8. Fuente de Alimentación y Conexionado de Aparatos. Cada aparato está conectado al bus por medio de un acoplador de bus. Tal como podemos ver en la siguiente ilustración éste se compone de 3 bloques que son: módulo de transmisión, controlador e interfaz de aplicación. Bus Bus Acoplador al bus Condensador Transformador Controlador Interfaz Acoplador De al bus Aplicación Información Módulo de transmisión FIGURA 7.9. Diagramas de Bloques de un acoplador al bus. 32 C OMUNICACIONES I NDUSTRIALES : P RINCIPIOS B ÁSICOS El módulo de transmisión consta de un trasformador que como es sabido por su principio de funcionamiento, no actúa con las componentes no variables con el tiempo (corriente continua), solo lo hace para las componentes que varían con el tiempo, cosa que ocurre con los telegramas de transmisión en el bus entre los diferentes elementos EIB que constan de paquetes de ceros y unos. El condensador en régimen permanente y corriente continua se comporta como un circuito abierto por lo que la tensión continua aparece en los extremos del mismo y es la que alimenta al controlador donde se encuentra la electrónica del dispositivo. Para las componentes alternas el condensador se comporta como un corto, que cierra el devanado del transformador y se puede realizar la transmisión bidireccional entre el primario y el secundario del transformador. 7.4.1.3. Telegrama en EIB La información que se envía entre dos componentes EIB a través del bus (independiente del nivel físico del mismo, es decir, par trenzado, red eléctrica o radiofrecuencia), se denomina telegrama. T1 Telegrama T2 Acuse de recibo FIGURA 7.10. Información enviada entre dos componentes EIB o Telegrama. En el esquema anterior después de un tiempo T1 en que se encuentre desocupado el bus, el componente EIB esta en condiciones de enviar el telegrama. Al finalizar el envío del mismo se espera un tiempo T2 para asegurarse el mismo. Cada uno de los componentes a los que va dirigido el telegrama devuelve un acuse de recibo de forma simultanea. Con cierta analogía a la palabra que lo identifica un telegrama contiene una serie de campos que podemos ver en la siguiente tabla, en la que asimismo se puede ver el número de bits que conforman cada uno de ellos. 33 T EMA 7. B USES Y P ROTOCOLOS EN D OMÓTICA E I NMÓTICA Salvo el campo de información los demás campos son de una longitud fija, mientras que el campo de información puede tener una longitud variable, que viene expresada en el campo anterior denominado longitud de información, y que puede oscilar entre 1 paquete de 8 bits como mínimo o 16 paquetes de 8 bits máximo. El telegrama se estructura grupos que están formados por 8 bits (1 byte), por lo que alguno de los campos, como puede verse en la tabla anterior ocupan un byte, como son el campo de control y seguridad. El campo dirección de origen ocupa dos bytes, al igual que el campo de destino, aunque en éste último sobra 1 bit, que se junta a los tres del contador de ruta y longitud de la información para consumir en este caso un byte. Sólo el campo información puede ocupar mas de un byte dependiendo el evento que se vaya a realizar, no es lo mismo una conmutación de una luz, que una regulación. 8 16 17 3 4 16 * 8 Telegrama de 8 a 23 caracteres 20 a 40 ms Seguridad Información Longitud de la información Contador de ruta Dirección de destino Dirección de origen Control Campos y bits que forman el telegrama 8 FIGURA 7.11. Campos del Telegrama en EIB. Cada byte de datos (8 bits), se agrupa formando caracteres o palabras, que ademas de estos datos se componen de otros bits: • ST: es un bit de inicio, que indica el comienzo de una nueva palabra • P: es el llamado bit de paridad, trabaja con paridad par y completa la suma de los bits de datos, para trabajar con dicha paridad 34 C OMUNICACIONES I NDUSTRIALES : P RINCIPIOS B ÁSICOS • SP: es un bit de parada, e indica que la palabra o carácter ha terminado • Pausa: después del bit de parada se espera un tiempo de pausa equivalente a dos bits para continuar con la próxima palabra ST DO D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Palabra o caracter 1,35 ms P SP Pausa FIGURA 7.12. Esquema de un byte de datos. De las características tecnológicas de velocidad de transmisión del EIB, que recordamos es de 9600 baudios (bits por segundo), cada bit ocupa 104 microsegundos. Por el tamaño que ocupa la palabra o caracter, que con el resto de bits necesarios es de 13 bits, hace que una palabra está ocupando un tiempo de bus de 1,35 ms. Si recordamos que un telegrama ocupa un mínimo de 8 caracteres y un máximo de 23 caracteres, y además teniendo en cuenta que el acuse de recibo del telegrama ocupa un caracter, y que el tiempo T1 libre de bits es equivalente a 50 bits, y el tiempo T2 es de 13 bits esto da lugar a un tiempo total de ocupación de un telegrama de 20 a 40 ms. T1 Telegrama T2 Acuse de recibo Tiempo total del telegrama de 20 a 40 ms FIGURA 7.13. Tiempo de envío de un telegrama. 7.4.1.3.1. Campos del Telegrama en EIB Palabra o carácter de control La palabra de podemos ver en interpretación. El mensajes, cuando componentes bus control consta de 8 bits, y su información los la siguiente tabla, así como su contenido e campo de control afecta a la prioridad de los dos o más se emiten a la vez. Si uno de los direccionados ha devuelto un acuse de recibo T EMA 7. B USES Y P ROTOCOLOS EN D OMÓTICA E I NMÓTICA 35 negativo y se repite la transmisión del telegrama, se fija un 0 en el bit de repetición. De esta forma, se asegura que los aparatos bus que hayan llevado a cabo la orden adecuada no ejecutarán la orden de nuevo TABLA 7.7. Tabla de la palabra de control 1 0 W 1 P P 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 Interpretación Prioridad de funciones de sistema (máxima) Prioridad de funciones de alarma Prioridad de servicio alta (manual) Prioridad de servicio baja (automático) Repetición Palabras de la dirección de origen La dirección de origen tiene 16 bits de datos, por lo que necesitaremos 2 palabras para este campo del telegrama. En esta dirección lo que se transmite es la dirección física del elemento que envía el telegrama. La dirección física esta íntimamente relacionada con la estructura topológica del sistema EIB, que como recordaremos se estructura en área (1 a 15), línea (1 a 15) y componente dentro de la línea (1 a 256) A A A Área A L L L Línea L C C C C C C Componente C C FIGURA 7.14. Dirección de origen. Palabras de la dirección de destino La dirección de destino tiene 17 bits de datos, por lo que necesitaremos 2 palabras, más 1 bit de otra palabra para este campo del telegrama. En esta dirección lo que se transmite tiene dos posibilidades: 36 C OMUNICACIONES I NDUSTRIALES : P RINCIPIOS B ÁSICOS Enviar la dirección física del componente de destino, para ello el bit nº 17 está en valor 0, y en los 16 bits anteriores, aparecen el área, línea y número de componente de esa línea igual que ocurriese con la dirección de origen. A A A Área A L L L L Línea C C C C C C C Componente C Bit17 0 FIGURA 7.15. Dirección destino. Si el bit nº 17 esta en 1,la información que se envía es la dirección de grupo de actuación o de trabajo. Como es lógico un grupo de actuación puede afectar a varios componentes EIB, esto es la razón por la que un sensor (pulsador) puede enviar telegramas a más de un actuador (elementos de iluminación). Palabra del contador de ruta El contador de ruta solo necesita 3 bits de una palabra. En estos 3 bits no se envía ningún tipo de información de los componentes, ni del trabajo a realizar, sino que sirve para chequear si la estructura topológica de la red EIB es la correcta. Si la instalación se ha llevado de forma correcta, respetando los conceptos de área, línea y los diferentes elementos como acopladores de área y de línea, y que no se ha cerrado ningún anillo en la instalación (única estructura topología no valida). X X Contador de ruta X FIGURA 7.16. Esquema del contador de ruta. En la condición más desfavorable desde el punto de vista topológico, el telegrama puede recorrer área, línea y sus respectivos acopladores y amplificadores. Cada vez que el telegrama atraviesa uno de estos acopladores se decrementa una unidad, si no existe ningún anillo en la instalación el valor del contador de ruta no deberá de llegar nunca a cero, si lo hiciese indicaría esta situación. 37 T EMA 7. B USES Y P ROTOCOLOS EN D OMÓTICA E I NMÓTICA Palabra de longitud de información Este caracter o palabra sólo necesita 4 bits, para aportar el telegrama la cantidad de bloques de información que se van a trasmitir. Esta información recordamos que puede variar entre 1 y 8 caracteres. X X X Longitud de la información X FIGURA 7.17. Esquema de longitud de la información. Palabras de Información Por ejemplo si nos estamos imaginando que un componente EIB (sensor), quiere enviar un telegrama de apagado/encendido (on/off) a un actuador, para ello sólo seria necesario un bit de información (0 off, 1 on). Mientras que si lo que deseamos es que el sensor envíe un telegrama de dimerización serian necesarios al menos, 4 bits. Por lo tanto según se desprenda de la información de la longitud, se enviaran un número de palabras que llevarán la correspondiente información en sus bytes. Longitud Información 0 0 0 1 1 1 1 1 Palabra de información 1 Palabra de información 1 ……... Palabra de información 16 FIGURA 7.18. Esquema de palabras de información. Palabra de Seguridad Como recordaremos el telegrama trabaja con paridad par, con lo que en cada palabra existe un bit de paridad cuyo valor sumado a los datos nos de un cero. La palabra de seguridad (S0 –S7) se encarga de aportar el valor adecuado en sus bits, para conseguir con todas las palabras del telegrama paridad impar en cada bit tal como se muestra el la figura 7.19.. 38 ………. ………. ………. D1 + S1 D2 + S2 D3 + S3 D4 + S4 D5 + S5 D6 + S6 D7 + S7 = = = = 1 1 1 1 1 1 1 1 + P P =0 =0 ………. ………. D0 + S0 + + ………. ………. D7 D7 = D6 D6 ………. D5 D5 = D4 D4 ………. D3 D3 = D2 D2 ………. D1 D1 = D0 D0 C OMUNICACIONES I NDUSTRIALES : P RINCIPIOS B ÁSICOS P =0 P =0 FIGURA 7.19. Esquema de seguridad. Acuse de recibo T1 Telegrama T2 Acuse de recibo FIGURA 7.20. Acuse de recibo. Cuando ya se ha comprobado mediante la palabra de seguridad de la correcta recepción del telegrama, el componente receptor EIB, este debe de enviar un acuse de recibo com una palabra que tiene la siguiente interpretación. N 0 1 1 N 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 B 1 0 1 B 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 Interpretación NAK La recepción es incorrecta BUSY El bus esta ocupado ACK La recepción es correcta FIGURA 7.21. Esquema de acuse de recibo. Si se recibe un acuse de recibo NAK, el telegrama se repite hasta en tres ocasiones. Si el acuse es BUSY, el componente que emite espera un corto tiempo y envía nuevamente el telegrama. Asimismo si el componente emisor no recibe ningún acuse, se interrumpe la emisión. T EMA 7. B USES Y P ROTOCOLOS EN D OMÓTICA E I NMÓTICA 39 Un componente bus con datos para transmitir puede iniciar la transmisión inmediatamente si se encuentra el bus desocupado. Si varios componentes bus quieren transmitir simultáneamente, ésto se regula con el procedimiento CSMA/CA (Carrier Sense Múltiple Acces with Collision Avoidance) Los componentes bus escuchan al bus mientras transmiten. Tan pronto como un componente bus con el estado lógico “1” detecta el estado lógico “0” (0 circulación de corriente en la línea), detiene la transmisión para dar paso al componente de mayor prioridad. El componente bus con la prioridad más baja se mantiene a la escucha de la red para esperar el final de la transmisión del telegrama y después transmite sus datos. De esta forma, si hay varios componentes bus intentando transmitir a la vez, el procedimiento CSMA/CA asegura que sólo uno de esos componentes de puede ocupar el bus cada vez. Por tanto, no se reduce la capacidad de transmisión de datos. 7.4.2. SCP El Simple Control Protocol (SCP) es un intento del gigante Microsoft, y de la mayor empresa del mundo (por facturación y empleados) General Electric, de crear un protocolo para redes de control que consiga afianzarse como la solución, de facto, en todas las aplicaciones de automatización de edificios y viviendas. Se trata de poner un poco de orden en la oferta que hay ahora mismo en EEUU en este ámbito (X-10, CEBus, LonWorks, otros) y auspiciar la convergencia de todos estos hacia un protocolo abierto y libre de royalties, además de desarrollar un conjunto de productos que cubran todos los requisitos de automatización de las viviendas. Como se puede ver se trata de una iniciativa de similares características a la que puede ofrecer Konnex en el marco Europeo Para el desarrollo de este protocolo, no se ha partido de cero, el CIC (CEBus Industry Council) junto con las empresas que auspician el desarrollo del UPnP (Universal Plug&Play), se unieron en este objetivo y trabajan desde el principio en esta convergencia. Evidentemente era lógico que ambas iniciativas lo hicieran, algunas 40 C OMUNICACIONES I NDUSTRIALES : P RINCIPIOS B ÁSICOS de las empresas asociadas al CIC ya estaban trabajando en lo que iba a ser el Home PnP, además General Electric estaba usando el CEBus en algunos de sus productos. Por otro lado UPnP es una iniciativa liderada por Microsoft que pretende ser la solución estándar para todos lo problemas de instalación y configuración de una red de dispositivos pequeños o grandes. Hay que recalcar que el UPnP y el Jini (Sun Microsystems) son iniciativas que tienen un objetivo similar, y que por lo tanto se están desarrollando en competencia. A nivel físico el SCP ha escogido una solución basada en la transmisión de datos por las líneas de baja tensión (ondas portadoras) que ya estaba desarrollada, el CEBus. Gracias a esto, el estándar CEBus está disfrutando de una segunda oportunidad después de varios años de existencia con una implantación escasa. En este punto hay que recalcar que en EEUU, donde llevan varios años de adelanto en la implantación de sistemas domóticos respecto a Europa, el X-10, en el mercado residencial y el Lonworks, en el mercado profesional, tienen copado el mercado. Actualmente las empresas Domosys, ITRAN Communications Ltd y, Mitsubishi Electric Corporation, están desarrollando circuitos integrados que implementen la especificación SCP en poco espacio y a bajo coste, haciendo posible su uso en multitud de dispositivos eléctricos, electrodomésticos y equipos de consumo de las viviendas. Está previsto el desarrollo de varios medios físicos adicionales como el par trenzado y la radiofrecuencia. El SCP esta optimizado para su uso en dispositivos de eléctricos y electrónicos que tienen una memoria y una capacidad de proceso muy limitadas. Al igual que otros buses o protocolos de control distribuido, el SCP está diseñado para funcionar sobre redes de control con un ancho de banda muy pequeño (< 10 Kbps) y optimizado para las condiciones de ruido características de las líneas de baja tensión (Ondas Portadoras o "Powerline Communications"). Los dispositivos SCP usarán un modelos definidos por el UPnP que serán configurados mediante el acceso a un conjunto de primitivas o APIs (Application Program Interface). Se trata de 41 T EMA 7. B USES Y P ROTOCOLOS EN D OMÓTICA E I NMÓTICA asegurar la conexión punto-a-punto entre dispositivos y definir un conjunto de funciones distribuidas extremo-a-extremo que permita el desarrollo de múltiples servicios en las viviendas con un bajo coste y de manera segura. 7.4.2.1. Topología tecnología de la red LON La red LON utiliza fundamentalmente dos tipos de topologías: Topología Bus, cuyas particularidades más destacadas son: • Una topología clara y definida. • Utilizable en distancias largas. Longitud Stub FIGURA 7.20. Topología en bus. TABLA 7.8. Especificaciones de la topología en bus Canal Máxima longitud segmento* Máximo Stub TP/FT -10 2700 metros 3 metros TP/XF -1250 130 metros 0,3 metros *Depende del tipo de cable Topología Libre: • Presenta un diseño de red fácil por su adaptabilidad. • Utilizable preferentemente en distancias cortas. 42 C OMUNICACIONES I NDUSTRIALES : P RINCIPIOS B ÁSICOS FIGURA 7.21. Topología libre. TABLA 7.9. Especificaciones de la topología libre Canal Máxima longitud segmento* Máximo Stub TP/FT -10 500 metros 0,3 metros TP/XF -1250 No aplicable - *Depende del tipo de cable 7.4.2.2. Instalación. Protocolo de Comunicación del sistema LonWorks ® Los pasos que se siguen para instalar una red son llamados escenarios de la instalación. El mejor escenario para cualquier red dependerá de muchos factores, tales como el nivel de manejo del instalador, la flexibilidad deseada para el sistema o las propias especificaciones del usuario final. Cuanto más automático sea el proceso de instalación menos errores surgirán y la instalación será T EMA 7. B USES Y P ROTOCOLOS EN D OMÓTICA E I NMÓTICA 43 más rápida y fácil, aunque también puede que sea más genérica y con menor adaptación. Se puede hablar de cinco escenarios bastante comunes, que son: • Sistemas pre-instalados. El fabricante configura un conjunto de nodos para trabajar unos con otros. Este es el escenario de instalación menos flexible, al estar generalmente limitados a un solo vendedor de sistemas. • Nodos auto-instalados. Los nodos presentan un interfaz que permite al usuario ajustar alguno de los parámetros de configuración. El programa de aplicación del nodo utiliza funciones facilitadas por Neuron C para leer el hardware de interfaz de usuario y modificar la información de configuración. En estos dos escenarios comentados, los sistemas son creados usando el LonBuilder Developer’s Workbench como herramienta de instalación. • Instalación automática. Este tipo de escenario suele ser empleado por fabricantes que venden sistemas completos o en sistemas que están dedicados a una sola función. El sistema se configura por sí mismo mediante una herramienta de instalación específica del fabricante. • Sistemas de Ingeniería. En este escenario de instalación conocido también como instalación de componentes predefinidos, la instalación es realizada en dos pasos: definición y ejecución. En la fase de definición toda la información de configuración del sistema está definida sin la presencia física de la red y cargada en una herramienta de instalación que posteriormente será incorporada a la red. En la fase de ejecución, la herramienta (que ahora contiene toda la información de configuración de la red en su base de datos) es llevada al lugar de instalación, conectada a la red, y la información de configuración es cargada en los nodos. La ventaja de este planteamiento consiste en que la configuración del sistema se puede realizar sin estar en el lugar de instalación. 44 C OMUNICACIONES I NDUSTRIALES : P RINCIPIOS B ÁSICOS • Sistemas AD-HOC. El instalador define los nodos y las conexiones. La herramienta de instalación carga la información de configuración de la red en cada nodo y la instalación se realiza en un solo paso. Las herramientas de instalación determinan la cantidad de información y la secuencia requerida. Este sistema presenta la ventaja de ofrecer la mayor flexibilidad al permitir al instalador adaptarse mejor al proceso. De todas formas, el protocolo LonTalk ha sido diseñado para hacer todos estos escenarios de instalación compatibles y permite pasar de un escenario a otro y por tanto puede prolongar la vida útil de un producto permitiéndole adaptarse a las necesidades de cambio y crecimiento del usuario final. El protocolo de LonWorks, como ya se ha comentado, se conoce como LonTalk, y proporciona la posibilidad de que los dispositivos puedan enviar y recibir mensajes de otros elementos de la red, sin necesidad de conocer la topología de la red o los nombres, direcciones o sus funciones. LonTalk incluye las 7 capas, o directrices, del modelo de referencia OSI. Cada capa tiene una interface definida y es independiente de otras capas. OSI (Open System Interconnection) es un estándar internacional para interconectar sistemas distintos, estructurado en 7 niveles. Cada nivel indica una funcionalidad a cumplir por los sistemas para interconectarse. El Neuron chip, elemento hardware sobre el que se asientan los nodos de la red LON, proporciona las 6 primeras capas del modelo de referencia OSI. Solo la capa de aplicación (nivel 7) junto con la programación y configuración deben ser proporcionadas. Estas características hacen que este sistema sea muy sencillo de desarrollar y configurar. Muchos aparatos LonWorks utilizan el chip Neuron como su procesador de control. El telegrama de comunicación, que puede tener hasta 229 octetos de información, estará compuesto por la dirección de destino, información para el routing, datos de control, datos de la aplicación del usuario y un checksum como código detector de errores. Todos T EMA 7. B USES Y P ROTOCOLOS EN D OMÓTICA E I NMÓTICA 45 los intercambios de datos se inician en el chip Neuron y se supervisan en el resto de los circuitos de la red. 7.4.2.3. Direcciones LonWorks Los nodos se comunican entre ellos enviando mensajes, con lo que es necesario asignarles una dirección con la cual los podamos localizar. Un nodo pueden tener definida su dirección de tres maneras distintas, dos por direccionamiento lógico (en cada manera habrá que dar unos datos diferentes) y una tercera por direccionamiento físico mediante el Neuron ID. Los mensajes enviados en la red LonWorks pueden ser enviados usando diferentes métodos de direccionamiento. • Método de la Dirección Lógica, definiendo el Dominio, la Subred, y el Nodo. Es el método normal de direccionamiento. Se realiza sirviéndose de una Herramienta de gestión de red. • Método de la Dirección Lógica, definiendo el Grupo al que pertenece el nodo. Usada cuando se envía un mensaje a múltiples módulos. • Dirección Física, utilizando el número ID asignado al chip Neuron del módulo. Una dirección única fija, de 48 bits para cada nodo. Sólo usada para la configuración de la red. La Dirección Lógica de un nodo de red lo identifica para los mensajes. La responsabilidad de asignar una dirección de red corresponde a la herramienta de instalación. Una ventaja de las direcciones lógicas es la facilidad que proporcionan para el mantenimiento de la red. Cuando un nodo dañado es sustituido, el nuevo módulo recibe la misma dirección lógica e información de conexión que el antiguo. Dado que las direcciones de red son inmodificables, el cambio físico de los aparatos es transparente para el resto de la red, ninguno de los otros nodos precisa ser informados de la reparación. Las direcciones lógicas de red también incrementan la eficacia y cumplimiento del sistema de reparto de mensajes. Por ejemplo, las direcciones lógicas confieren a los routers la habilidad 46 C OMUNICACIONES I NDUSTRIALES : P RINCIPIOS B ÁSICOS de filtrar y separar el tráfico en la red, incrementando la capacidad del sistema. 7.4.2.3.1. Dirección Física Cada Neuron Chip tiene una única dirección (Neuron ID) que contiene valores de 48 bits. El Neuron ID se inserta en la fabricación del chip y no puede cambiarse y se usa para configurar la red. Es decir: • Comisionar, o sea, asignar cometidos a los módulos. • Crear bindings, o sea, enlaces entre las variables de los módulos. • Trabajar “on line”. El proceso de asignación de las direcciones, consiste en emparejar un nodo físico con una dirección lógica de red. Esta asociación es llevada a cabo cuando se realiza la instalación, utilizando el identificador Neuron ID. Cada chip Neuron recibe un único Neuron ID cuando son fabricados, el cual, como un número de serie, lo diferencia de todos los demás. Hay tres métodos para extraer este identificador y emparejarlo con una dirección de red: Pin de servicio, Encuentra y parpadea, y Entrada manual. La elección adecuada dependerá de la aplicación y del tipo de interacción que el usuario final quiera darle. 7.4.2.3.2. Dirección Lógica La dirección lógica se descarga cuando se comisiona el dispositivo. La dirección lógica de un nodo, consta de tres partes: El dominio al cual corresponde el nodo, y dentro del dominio, la subred a la que corresponde el nodo, y dentro de la subred el identificador del nodo (Neuron ID). T EMA 7. B USES Y P ROTOCOLOS EN D OMÓTICA E I NMÓTICA 47 FIGURA 7.22. Capacidad de la red LON. Propiedades del Grupo El uso de las direcciones lógicas, proporcionan flexibilidad en el envío de mensajes al permitir que un solo mensaje sea dirigido a más de un nodo. Un grupo es creado cuando se unen (se realiza binding) más de dos nodos. Cada nodo puede pertenecer a un máximo de 15 grupos (límite de la tabla de direcciones). Un dominio puede contener 256 grupos. En algunos casos hay restricciones del tamaño del grupo, dependiendo del tipo de servicio de mensaje. Las decisiones del direccionamiento por grupo o subred/nodo, se manejan automáticamente por la Herramienta de Gestión de Red. Las Direcciones de Grupo son asignadas, durante el proceso de conexionado, por una herramienta de instalación ó gestión de red. Podemos identificar los nodos, usando Direcciones de Grupos. 7.4.2.4. Configuraciones de los routers La tarea de configuración de la red, también supone configurar componentes de la infraestructura de la red tales como los routers. Una red LonWorks® puede ser construida usando múltiples canales y medios conectados por medio de los routers. Para múltiples canales o medios de comunicación, es necesaria una configuración adicional, que depende de la topología de la red, para encauzar el router. La construcción de una red de varios canales presenta ventajas. Cada 48 C OMUNICACIONES I NDUSTRIALES : P RINCIPIOS B ÁSICOS router aísla físicamente los canales que conecta, protegiendo cada lado de los defectos en el otro. Los routers también pueden extender sistemas para cubrir una mayor distancia, o contener más módulos de los que un canal puede soportar físicamente. 7.4.2.5. Mensajes y Variables en LonTalk Mensajes Los mensajes que utiliza el lenguaje LonTalk® reciben el nombre de: • Unicast service, cuando el mensaje se envía desde un nodo a otro. • Multicast service, el mensaje se envía a varios nodos. Si se necesita acuse, se podrá enviar como máximo, a 63 nodos. • Broadcast. El mensaje se envía a todos los nodos del dominio o subred. El paquete de un mensaje, puede tener de 10 a 255 bytes. Presenta la siguiente estructura: Inicio de mensaje Dirección receprtor Dirección emisor Tipo mensaje Datos Cheque o errores Fin mensaje FIGURA 7.23. Campos del mensaje LON. Un mensaje puede ser enviado: • Sin acuse (Unacknowledged). Se envía el mensaje una vez, y no se verifica la entrega. • Sin acuse/repetido (Unacknowledged/Repeated). El mensaje se envía varias veces. La repetición se puede determinar. No se verifica la entrega. T EMA 7. B USES Y P ROTOCOLOS EN D OMÓTICA E I NMÓTICA 49 • Con acuse (Acknowledged). Se envía verificación de recepción. Si no se acusa el mensaje se vuelve a enviar. • Con petición de respuesta (Request/Response). Consulta. Pregunta y respuesta. Los mensajes en LonWorks pueden ser: • • Mensajes implícitos. Utilizan las variables de red SNVT (Standard Network Variable Types), que son las variables típicas de una red LON, son las más comunes, y permiten el proceso de enlazar variables entre módulos de distintos fabricantes, permitiendo y cumpliéndose que: o Se garanticen los mensajes entre nodos de diferentes fabricantes. o La conexión de las variables de Red se llama binding y se almacena en la EEPROM del Neuron. o La información del binding se almacena en la Tabla de Dirección, y se modifica con una herramienta de Gestión de Redes. Mensajes Explícitos. En general son utilizados cuando en la red se comunican nodos de un mismo fabricante. o No hay restricciones de cómo se estructura un mensaje. o Usado para comunicaciones entre componentes del mismo fabricante. o No es necesario realizar bindings. No utiliza la Tabla de Dirección. Variables La configuración es el proceso de sintonizar un nodo para una red específica. Para los datos de configuración de la aplicación, los nodos pueden usar o bien las variables de configuración de red (SNVTs), o los parámetros de configuración estándar (SCPTs). Los 50 C OMUNICACIONES I NDUSTRIALES : P RINCIPIOS B ÁSICOS SCPTs son almacenados en un fichero del nodo, leídos y establecidos por la herramienta de instalación, utilizando el protocolo de transferencia de archivos LonTalk®. Hay SNVT para muchos propósitos, por ejemplo en medida de temperatura, consumo energía, corriente, velocidad, etc. Todos estos son tipos de variables. • Solo las SNVTs del mismo tipo se pueden conectar. • Una SNVT se define por la unidad, rango y resolución. Ejemplo: SNVT_Amp, la unidad es el Amperio, su rango va de –3276,8 a 3276,7; y su precisión de 0,1(estos valores no se definen, lo hace la Herramienta). • Todas las SNVTs se encuentran en la lista SNVT Master List, que se puede ver en la www.lonmark.org. • Nuevas SNVTs se añaden continuamente a la SNVT Master List. El Tipo de SNVT define la estructura del mensaje, por ejemplo: densidad, energía, consumo, etc. Todas las variables son enviadas cada minuto, aunque esto se puede cambiar y hacer que solo se envíen cuando exista una variación. El nombre de la SNVT “esnivits” es arbitrario, pero se usa terminología típica, por ejemplo, para salidas nvo, (network variable output); para entradas nvi, (network variable input), y a continuación se puede añadir alguna frase que hace referencia a la naturaleza de la variable, por ejemplo: nvo_roomtemp, nvi_setpoint. Normalmente no se pueden editar en productos de otros fabricantes. En una red LON el uso de LonMaker se limita a asociar las variables de red de los equipos de distintos fabricantes (hacer binding), y en ocasiones también puede dar de alta los controladores (comisionar). Las SNVT pueden ser: • SNVTs simples, envían un valor. T EMA 7. B USES Y P ROTOCOLOS EN D OMÓTICA E I NMÓTICA 51 • SNVTs estructuradas, envían múltiples valores en la misma SNVT. • SNVTs enumeradas, cuando el valor tiene una interpretación que define un estado. • Las SNVTs estructuradas, tienen las siguientes características: • En un mensaje LonWorks se envían múltiples datos. • Se puede hacer sólo un binding. • Aparecen definidas en la Master List SNVT. • Ejemplo: SNVT_Switch es una SNVT estructurada con dos estados o Estado Todo-Nada (ON / OFF, 1 / 0) o Valor regulable (0-100%, resolución 0.5). • Las SNVT enumeradas, se caracterizan por: • El valor tiene una interpretación, por ejemplo, define el estado. • Definidas en la SNVT Master List • Se puede utilizar en las SNVT simples y estructuradas La tabla de dirección Situada en el Neuron Chip: • Contiene la información de cada nodo y grupo. • Contiene la información de los binding. • La tabla de Dirección tiene un máximo de 15 entradas. • El tamaño de la tabla es una limitación del chip Neuron. 52 C OMUNICACIONES I NDUSTRIALES : P RINCIPIOS B ÁSICOS 7.4.2.2. BACNet El BACnet es un protocolo norteamericano para la automatización de viviendas y redes de control que fue desarrollado bajo el patrocinio de una asociación norteamericana de fabricantes e instaladores de equipos de calefacción y aire acondicionado. El principal objetivo, a finales de los años ochenta, era la de crear un protocolo abierto (no propietario) que permitiera interconectar los sistemas de aire acondicionado y calefacción de las viviendas y edificios con el único propósito de realizar una gestión energética “inteligente”. Se definió un protocolo que implementaba la arquitectura OSI de niveles y se decidió empezar usando, como soporte de nivel físico, la tecnología RS-485, (similar al RS-232 pero sobre un par trenzado y transmisión diferencial de la señal, para hacer más inmune ésta a las interferencias electromagnéticas. Incluso a principios de los años 90, cuando apareció el protocolo LonTalk® usado en LonWorks®, esta asociación se planteó su inclusión como parte del protocolo BACnet, a pesar de que Echelon demostró que no pensaba ceder los derechos de patente ni dejar de cobrar royalties por los chips que implementan el LonWorks®. Todo ello iba en contra de las bases fundacionales del grupo de trabajo BACnet como protocolo abierto. La parte más interesante de este protocolo es el esfuerzo que han realizado para definir un conjunto de reglas, tanto de hardware como de software, que permiten comunicarse a dos dispositivos independientemente de si éstos usan protocolos como el EIB, el BatiBUS, el EHS, el LonTalk®, TCP/IP, etc. El BACnet no quiere cerrarse a un nivel físico o a un protocolo de nivel 3 concretos, realmente lo que pretende definir es la forma en que se representan las funciones que puede hacer cada dispositivo, llamadas "objetos" cada una con sus propiedades concretas. Existen objetos como entradas/salidas analógicas, digitales, lazos de control PID, etc. T EMA 7. B USES Y P ROTOCOLOS EN D OMÓTICA E I NMÓTICA 53 Actualmente existe incluso una iniciativa en Europa para la estandarización del BACnet como herramienta para el diseño, gestión e interconexión de múltiples redes de control distribuido. 7.5. SISTEMAS PROPIETARIOS Consideramos Sistemas Propietarios aquellos sistemas desarrollados por fabricantes o empresas para cubrir una serie de funcionalidades dentro al ámbito de la Domótica y la Inmótica. 7.5.1. Características y tipos La característica común a todos ellos es la filosofía “propietaria” de su concepción, es decir son sistemas pensados para trabajar en el entorno de los productos del mismo fabricante, no admitiendo comunicación con otros de la competencia. Dichos sistemas propietarios, al igual que los sistemas que no lo son admiten arquitecturas de conexionado de diferentes tipos: • Centralizados (la mayoría) • Distribuidos • No es habitual la utilización de arquitectura con periferia descentralizada Los niveles físicos de transmisión de datos entre sensores y actuadores suele depender de la arquitectura de conexionado. Así en los de arquitectura centralizada se utiliza normalmente cableado punto a punto (con cable convencional),en su defecto utiliza la instalación eléctrica convencional con el empleo de la tecnología de portadoras sobre red eléctrica o finalmente de manera más excepcional radio frecuencia. En los de arquitectura distribuida se utiliza un bus físico por cable de características dadas por el fabricante. Otro denominador común a estos sistemas propietarios es que los sensores y actuadores que utilizan son muy limitados en cuanto a 54 C OMUNICACIONES I NDUSTRIALES : P RINCIPIOS B ÁSICOS tipos, y en ocasiones son propietarios de los propios fabricantes, no dando opción a la utilización de productos convencionales del mercado. Haciendo un resumen de lo expuesto hasta ahora diremos que, las funcionalidades básicas y típicas de la domótica todos los sistemas propietarios los pueden realizar. La diferencia entre unos y otros es la forma de hacerlo, por ejemplo en el protocolo de comunicación, el tipo de elementos, etc Finalmente diremos que otro factor importante que distingue a unos de otros es el Interface de usuario en modo local. Éste en caso de existir suele ser lo mas vistoso y aparente posible, basados en pantallas de displays con botonera o táctiles con un manejo mas o menos sencillo dependiendo del sistema. En otros casos el Interface de modo local es casi inexistente o es tan sencillo como la activación y desactivación del sistema o de alguna de sus funcionalidades, que han sido previamente programadas y ya no es posible su modificación. Si se da este caso se reduce enormemente el coste del sistema. También en la mayor parte de los casos tienen resuelto el Interface del sistema en modo remoto, generalmente con la utilización del teléfono a través de su teclado y raramente con voz. No es tan común encontrar sistemas con acceso por medio de mensajeria SMS o por Internet con cualquier dispositivo. La razón en muchos casos es evidente dado el protocolo de comunicación que utilizan, que recordemos es propietario. Existen otros factores a tener en cuenta, como futuras ampliaciones que se quieran hacer en la instalación. Ello obligará generalmente a la utilización de material del mismo fabricante. Pero aparece en este punto otro aspecto importante ,en algunos casos detrás de estos sistemas están empresas cuya perdurabilidad en el tiempo puede resultar dudosa o limitada, lo que ocasionará problemas futuros de servicio post-venta, repuestos, etc. Después de todo lo expuesto quizás la pregunta podría ser ¿Qué ventajas aporta la instalación de un sistema propietario frente al resto? T EMA 7. B USES Y P ROTOCOLOS EN D OMÓTICA E I NMÓTICA 55 La respuesta podría ser múltiple y dependiente de varios factores. Uno puede ser el económico, factor con que estos sistemas compiten. Otra cuestión a tener en cuenta es que, en ocasiones detrás de estos sistemas están grandes fabricantes de material eléctrico del sector terciario y residencial, muy implantados en el mercado desde hace años y que a los diferentes agentes implicados en la toma de decisiones, (arquitectos, promotores, usuarios), les ofrece una confianza determinante en la elección. Algunos de los más representativos de sistemas propietarios son: • Simon VIS, VOX y la reciente aparición del Vit@, aunque este ultimo podría también enmarcarse dentro de los que utilizan como Tecnología LonWorks • Vivimat de Dintel • Domaike de Aike • Domotium de Domodesk • E-Domo • DI-Lartec • Busing de Ingenium • Maior-Domo de Fagor • Cardio, Vantage distribuidos por Domoval • Centralitas de alarmas Securitas, Prosegur, Infiniti, PowerMax, aunque todas ellas admiten portadoras sobre red eléctrica 7.5.2.2. Otros sistemas y tecnologías Se reserva este apartado para hacer algunos comentarios a sistemas, estándares y soluciones que no pudieron encuadrarse dentro de alguno de los epígrafes anteriores. 56 C OMUNICACIONES I NDUSTRIALES : P RINCIPIOS B ÁSICOS 7.5.2.2.1. Bus DALI Este estándar es conocido como Bus DALI (Digital Addressable Lighting Interface). DALI sustituirá a los sistetemas de control analogico de los balastos de señal 1-10 Voltios. Puede ser utilizado de forma aislada o conviviendo en instalaciones domóticas/inmóticas que utilicen otros estándares o protocolos, como pueden ser LON, EIB, ya estudiados anteriormente. En la figura 7.24 se puede ver un esquema de conexionado utilizando el bus DALI FIGURA 7.24. Esquema de conexionado del bus DALI 7.5.2.2.2. Inmótica Se reserva este apartado para dar algunas ideas de la topología y arquitectura a emplear en la instalación inmótica de un edificio no residencial. El tamaño de la instalación no es significativo en la misma. Se distinguen 3 niveles bien diferenciados, como son el nivel de campo, de automatización y de gestión. La arquitectura en cada uno T EMA 7. B USES Y P ROTOCOLOS EN D OMÓTICA E I NMÓTICA 57 de ellos es distribuida. Si el tamaño de la instalación es pequeño se resolverá la instalación con el nivel de campo. Si se aumentan las necesidades serán necesarios 2 niveles (campo y automatización) y si la instalación es lo suficientemente compleja se necesitará inclusive el nivel de gestión. Como puede verse en la ilustración , en Inmótica generalmente hay más posibilidad de apertura hacia redes, tecnologías y estándares que ya se han estudiado a lo largo de este curso. En otros casos los sistemas tratan de tener cierto proteccionismo en sus productos, esa es la razón por la que la hemos incluido dentro del apartado de sistemas propietarios. FIGURA 7.25. Arquitectura empleada en Inmótica, en concreto el sistema DESIGO de Siemens El mercado de la Inmótica tiene su punto de partida en el entorno industrial, de hecho los productos empleados son más robustos, fiables y costosos que los empleados en el mercado domótico. Esta es la razón por la que es un sector ciertamente monopolizado a nivel mundial y existen detrás de estas tecnologías, grandes multinacionales del sector de la automatización y el control. Algunos de los más significativos son: 58 C OMUNICACIONES I NDUSTRIALES : P RINCIPIOS B ÁSICOS • SIEMENS , su división SBT Siemens Building Technologies (Desigo™) • Honeywell (Excel 10, 50, 500) • TAC del Grupo Scheneider • Jonhson Controls • Sauter, Trend 7.6. OTROS PROTOCOLOS Y PLATAFORMAS RELACIONADOS CON LA DOMÓTICA Dentro de la edificación existen actores con diferentes tecnologías, lo cual ha sido una de las principales causas por las que grandes compañías han auspiciado plataformas generalmente software que permitan el intercambio de información entre ellos y crear servicios orientados hacia la programación de dispositivos de automatización y control de edificios.. 7.6.1. UPnP y Jini 7.6.1.1. UPnP Universal Plug&Play (UPnP) es una arquitectura de software abierta y distribuida que permite a las aplicaciones de los dispositivos conectados a una red intercambien información y datos de forma sencilla y transparente para el usuario final, sin necesidad de que este tenga que ser un experto en la configuración de redes, dispositivos o sistemas operativos. Esta arquitectura está por encima de protocolos como el TCP, el UDP, el IP, etc. y es independiente de éstos. El UPnP se encarga de todos los procesos necesarios para que un dispositivo u ordenador conectado a una red pueda intercambiar información con el resto. El UPnP ha sido diseñado de forma que sea T EMA 7. B USES Y P ROTOCOLOS EN D OMÓTICA E I NMÓTICA 59 independiente del fabricante, sistema operativo, del lenguaje de programación de cada dispositivo u ordenador, y del medio físico usado para implementar la red. Este protocolo es capaz de detectar cuando se conecta un nuevo equipo o dispositivo a la red, asignándole una dirección IP, un nombre lógico, informando a los demás de sus funciones y capacidad de procesamiento, e informarle, a su vez, de las funciones y prestaciones de los demás. De esta forma, el usuario no tiene que preocuparse de configurar la red ni de perder el tiempo instalando drivers o controladores de dispositivos. El UPnP se encarga de todos estos procesos cada vez que se conecta o se desconecta un equipo y además optimiza en todo momento la configuración de los equipos. Hay que destacar que el UPnP, que ha sido auspiciado por Microsoft y persigue los mismos objetivos que el Jini de Sun Microsystems: facilitar el trabajo al usuario final o al administrador de red de una empresa. 7.6.1.2. Jini El Jini es una tecnología, desarrollada por Sun Microsystems, que proporciona un mecanismo sencillo para que diversos dispositivos conectados a una red puedan colaborar y compartir recursos sin necesidad de que el usuario final tenga que planificar y configurar dicha red. En esta red de equipos, llamada "comunidad", cada uno proporciona a los demás los servicios, controladores e interfaces necesarios para distribuirse de forma óptima la carga de trabajo o las tareas que deben realizar. Al igual que el UPnP de Microsoft, el Jini tiene un procedimiento, llamado "discovery" para que cualquier dispositivo recién conectado a la red sea capaz de ofrecer sus recursos a los a los demás, informando de su capacidad de procesamiento y de memoria además de las funciones que es capaz de hacer (tostar el pan, sacar una foto digital, imprimir, etc.). Una vez ejecutado el discovery, se ejecutará el procedimiento "join", asignándole una dirección fija, una posición en la red, etc. 60 C OMUNICACIONES I NDUSTRIALES : P RINCIPIOS B ÁSICOS La arquitectura está totalmente distribuida, ningún dispositivo hace el papel de controlador central o maestro de la red, todos pueden hablar con todos y ofrecer sus servicios a los demás. No es necesario el uso de un PC central que controle a los dispositivos conectados a la red. Igualmente, el Jini puede funcionar en entornos dinámicos donde la aparición o desconexión de dispositivos sea constante. Jini ha sido desarrollado aprovechando la experiencia y muchos de los conceptos en los que está inspirado: el lenguaje Java y, sobretodo, en la filosofía de la Máquina Virtual Java (JVM). Por lo tanto, el Jini puede funcionar sobre potentes estaciones de trabajo, en PCs, en pequeños dispositivos (PDAs, cámaras de fotos, móviles, reproductores mp3) o en electrodomésticos de línea marrón o blanca (HiFi, TV, Vídeos, set-top boxes, frigoríficos, lavadoras, etc.). Gracias al Java la compatibilidad y la seguridad están garantizadas. Desde su lanzamiento y presentación en el año 1999 por Sun Microsystems, la tecnología Jini no está teniendo el éxito que se esperaba de ella. De hecho, la propia Sun así lo ha reconocido. Algunos fabricantes de dispositivos achacan este fracaso a la actitud que mantiene Sun respecto a los derechos sobre el Java y su máquina virtual. Aunque cualquier fabricante puede usar el Java en infinidad de aplicaciones de sobremesa o embarcadas, realmente sólo Sun o alguna empresa autorizada puede desarrollar la JVM. Por otro lado, Microsoft está contraatacando con el Universal Plug&Play (UPnP) el cual se puede montar sobre sistemas operativos usados de forma masiva como el Windows Me, Pocket PC, y otros. No hay que olvidar que los usuarios demandan aplicaciones, independientemente de la tecnología que las implemente, y hoy en día la mayoría de las aplicaciones corren sobre sistemas operativos como el Windows 98, Me, 2000, etc. 7.6.2. HAVI El HAVi es una iniciativa de los fabricantes más importantes de equipos de entretenimiento (Grundig, Hitachi, Panasonic, Philips, Sharp, Sony, Thomson y Toshiba) para crear un estándar que permita compartir recursos y servicios entre los televisores, los T EMA 7. B USES Y P ROTOCOLOS EN D OMÓTICA E I NMÓTICA 61 equipos HiFi, los vídeos, etc. El HAVi es una especificación software que permite la interoperabilidad total entre éstos. El HAVi ha sido desarrollado para cubrir las demandas de intercambio de información entre los equipos de audio y vídeo digitales de las viviendas actuales. Es independiente del firmware usado en cada uno de los equipos, de hecho, el HAVi tiene su propio sistema operativo (independiente del hardware y de la función del equipo), que ha sido especialmente diseñado para el intercambio rápido y eficaz de grandes paquetes de datos de audio y vídeo (streaming) Cuando estemos adquiriendo un equipo con el logo HAVi de alguno de los fabricantes mencionados, tendremos asegurado que: • La interoperabilidad será total, cualquier otro dispositivo HAVi podrá gobernar al nuevo y viceversa. • La compatibilidad entre dispositivos de fabricantes diferentes está asegurada. • Plug&Play inmediato. Una vez conectado el bus IEEE 1394 al nuevo dispositivo este se anunciará al resto de equipos HAVi instalados en la vivienda y ofrecerá sus funciones y servicios a los demás. No será necesario estudiarse ningún manual de configuración o de instalación en red del nuevo equipo. • Podremos descargar de Internet las nuevas versiones de software y controladores que actualizarán las prestaciones del equipo, adecuándolo así a las necesidades de cada usuario, o a su entorno de equipos HAVi que tenga instalados en su vivienda. El HAVi ha escogido el estándar IEEE 1394 (llamado "i.Link â" o "FireWire â") como soporte físico de los paquetes de datos. Este estándar, que alcanza velocidades de hasta 500 Mbps, es capaz de distribuir al mismo tiempo diversos paquetes de datos de audio y vídeo entre diferentes equipos de una vivienda, además de todos los paquetes de control necesarios para la correcta distribución y gestión de todos los servicios. 62 C OMUNICACIONES I NDUSTRIALES : P RINCIPIOS B ÁSICOS 7.6.3. OSGi La asociación Open Services Gateway Initiative (OSGi) fue creada en marzo de 1999 con el objetivo de crear una especificación software abierta, y libre de royalties, que permita diseñar y construir plataformas compatibles que sean capaces de proporcionar múltiples servicios en el mercado residencial y automovilístico. Para ello, aprovecha las múltiples tecnologías que han ido apareciendo en el ámbito de los métodos de acceso como en el ámbito de la redes de datos y control de las viviendas o automóviles. En el ámbito de la gestión técnica de la edificación, el OSGi pretende ofrecer una arquitectura completa y extremo-a-extremo, que cubra todas las necesidades del proveedor de servicios, del cliente y de cualquier dispositivo instalado en las viviendas, y se conoce con el nombre de “Pasarela Residencial”. Inicialmente fueron 15 las compañías que fundaron esta asociación, destacan:, Sun Microsystems, IBM, Lucent Technologies, Motorola, Ericsson, Toshiba, Nortel Networks, Oracle, Philips, Sybase, Toshiba, entre otras. Ahora son más de 80 las empresas que pertenecen a esta asociación. Hay fabricantes de hardware o PCs, empresas de software, de sistemas de gestión corporativos, operadores de telecomunicaciones, hasta varias compañías eléctricas. Las áreas en que se vuelcan todos los esfuerzos del OSGi son: • Servicios: se pretende crear una plataforma que sea capaz de procesar y tratar de forma correcta toda la información necesaria para proporcionar servicios de comunicaciones, de entretenimiento, de telecontrol o teledomótica, y de seguridad. Por lo tanto, la especificación OSGi debe tener los interfaces adecuados para soportar todos estos servicios sin incompatibilidades además de permitir gestionarlos de forma adecuada. • Métodos de acceso: la idea es que la pasarela OSGi sea capaz de acceder al mundo exterior (redes de datos tipo Internet) usando cualquiera de las tecnologías disponibles actualmente. Si bien es cierto que en el año 1999 se contemplaba el uso de métodos de T EMA 7. B USES Y P ROTOCOLOS EN D OMÓTICA E I NMÓTICA 63 acceso de banda estrecha como los módems RTC, RDSI, GSM, entre otros, ahora la tendencia es volcar todos los esfuerzos en tecnologías de acceso de banda ancha con conexión permanente Internet (Always-On). Destacan el ADSL, el módem de Cable, o inalámbricas UMTS, LMDS. • Redes de datos y control de las viviendas: teniendo en cuenta la variedad de hogares y edificios en donde este tipo de pasarelas deben ser instaladas, esta iniciativa no escoge una única tecnología de conexión en red de los múltiples electrodomésticos o dispositivos de las viviendas. Su objetivo es definir un interfaz común para todas ellas, dejando la responsabilidad a los fabricantes de construir los controladores adecuados para cada una de ellas. Teniendo en cuenta ésto, la pasarelas OSGi podrán usar tecnologías de conexión inalámbricas (IrDa, HomeRF, IEEE 802.11x, Bluetooth), sobre cables telefónicos (HomePNA), sobre la red de baja tensión (HomePlug, LonWorks, EIB/KNX, etc.), sobre conexiones como Ethernet, USB, etc., y protocolos como el HAVi, el VESA, el Jini, etc. Por lo tanto, la especificación OSGi será la "pasarela" que transforme los paquetes de información procedentes del mundo exterior a un paquete de datos de cualquiera de estas tecnologías y viceversa. 7.7. CONCLUSIONES A lo largo de estos epígrafes del tema 10, se ha buscado que el alumno pueda adquirir unos conocimientos básicos sobre los buses, estándares, protocolos o tecnologías más representativos del mundo Domótico /Inmótico. No se trata de que el alumno sea un especialista en cada una de estas tecnologías, labor que por otra parte requeriría de un contenido mucho más extenso y que además no es objeto de la asignatura, sino de que pueda tener unos conocimientos del estado del arte actual de las mismas, en un sector claramente emergente, como es la inclusión de la tecnología en la edificación 64 C OMUNICACIONES I NDUSTRIALES : P RINCIPIOS B ÁSICOS 7.8. BIBLIOGRAFÍA Domótica. Edificios Inteligentes. Huidobro, Copyright. ISBN 84-933336-9-7. [Huidobro 04] J.M; Millán, R.J. Creaciones Domótica e Inmótica. Viviendas y edificios inteligentes. Romero,C ; Vázquez, F; De castro, C. Editorial Ra-Ma. ISBN 84-7897-653-1. [Romero 05] Domótica y Hogar Digital. Junestrand, S; Passaret, X; Vázquez, D. Thomson Paraninfo ISBN 84-283-2891-9. [Junestrand 05] Instalaciones automatizadas en Viviendas y edificios . Molina, L; Ruiz, J. McGrawHill. ISBN 84-481-9946-4. [Molina 05] El Hogar Digital. Fernández, V; Ruz E. Creaciones Copyright. ISBN 84- 96300-07-2. [Fernandez 05] 7.9. EVALUACIÓN 7.9.1. Evaluación Objetiva 1. Las 4 grandes áreas de gestión de la Domótica y la Inmótica son: A) Seguridad, Comunicaciones, Automatización, Ocio B) Comunicaciones, Seguridad, Gestión de la Energía, Confort C) Gestión de la Energía, Teleservicio, Ocio, Seguridad 2. El sistema LON es un sistema domótico/inmótico: A) Propietario B) Con un protocolo bajo estándar OSI C) Abierto, pero con un protocolo bajo ningún estándar 3. El sistema EIB es un sistema, que posee una arquitectura: A) Centralizada B) De periferia descentralizada C) Distribuida T EMA 7. B USES Y P ROTOCOLOS EN D OMÓTICA E I NMÓTICA 4. 65 El sistema EIB admite cualquier topología, menos en: A) Estrella B) Anillo C) Árbol abierto 5. En la topología de EIB de par trenzado se admiten como máximo: A) 10 áreas B) 15 áreas C) 20 áreas 6. En la topología de LON se admiten como máximo por segmento: A) 64 nodos B) 127 nodos C) 255 nodos 7. En el sistema LON los aparatos de un mismo fabricante pueden ser: A) Parametrizados sin ningún software B) Parametrizados con un software cualquiera C) Parametrizados con un software propietario del fabricante 8. La máxima velocidad de transmisión de información en EIB es: A) 1.200 bps B) 37,5 Kbps C) 9,6 kpps 9. Los aparatos LON pueden programarse un número de veces: A) Limitado por la pila que llevan dentro B) Ilimitado C) Limitado a 1.000 veces 66 C OMUNICACIONES I NDUSTRIALES : P RINCIPIOS B ÁSICOS 10. El número máximo de elementos en una línea en EIB es: A) 128 elementos B) 256 elementos con repetidores C) 64 elementos con repetidor 11. Los estándares LON y ElB: A) No permiten visualización de la instalación, ni actuación remota vía telEfonica o vía Internet B) Sí la permiten, pero es necesario tener un producto externo a EIB o LON para conseguirlo C) Sí la permiten, con elementos LON/EIB, aunque es necesario parametrizar y/o programar tanto el elemento de comunicación como el de visualización con el software adecuado 7.9.2. Preguntas de Desarrollo Pregunta 1: Dentro de los protocolos existentes, ¿a quien crees que se acerca más el BACNet? Solución. El protocolo BACNet, es claramente utilizado dentro del campo de la climatización en edificios y viviendas, por lo tanto esta muy relacionado con el estandar LON, utilizado tradicionalmente para gestionar esta funcionalidad dentro de los edificios del sector terciario. Existen pasarelas de paso desde BACNet hacia LON y EIB, pero el mercado actual no se ha decidido todavía a la utilización exclusiva de este estándar para el clima. Pregunta 2: ¿Qué entiendes que persigue en el campo de la Domótica una plataforma como Jini? Solución Jini al igual que la plataforma UPnP, pretende solucionar que diferentes dispositivos electrónicos de distinto tipo, función o T EMA 7. B USES Y P ROTOCOLOS EN D OMÓTICA E I NMÓTICA 67 utilidad puedan compartir recursos, además con la ventaja de ser transparente para el usuario que no necesita ni tan siquiera configurar la red. Cada dispositivo de forma interna puede funcionar de forma autonóma, pero con Jini éstos pueden poner en la red los recursos que otro dispositivo a ésta conectada pueda necesitar. 68 C OMUNICACIONES I NDUSTRIALES : P RINCIPIOS B ÁSICOS T EMA 7. B USES Y P ROTOCOLOS EN D OMÓTICA E I NMÓTICA Soluciones a la Evaluación Objetiva 1) A 2) B 3) C 4) B 5) B 6) B 7) C 8) B 9) B 10) C 69