ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR DE JAÉN

ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR DE JAÉN
Departamento de Ingeniería Eléctrica
Ingeniería Industrial (plan 2003)
PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: Automatización de Edificios
CARÁCTER :
Optativa
CURSO ACADÉMICO:
CRÉDITOS TEÓRICOS:
2011/12
CICLO:
2º
3.0
CURSO:
CRÉDITOS PRÁCTICOS:
2º
CUATRIMESTRE:
1.5
2º
ÁREA DE CONOCIMIENTO:
DESCRIPTORES SEGÚN B.O.E.
OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA
La automatización de grandes edificios y viviendas, inmótica y domótica, es uno de los campos con
más perspectivas y proyección de los últimos años, propiciado por el monstruoso avance que a lo largo
de varias décadas llevan experimentando las tecnologías de la información y de la comunicación,
conocidas popularmente por TIC. Es indispensable para los futuros ingenieros industriales conocer en
profundidad los entresijos que rodean a este sector emergente tan apasionante. En este sentido, se
analizarán y estudiaran todas las incógnitas que atañen a ambos campos.
La automatización o gestión técnica de edificios o viviendas, domótica1, como se la quiera
denominar, es un área multidisciplinar que engloba conceptos de áreas relativamente cercanas como la
electricidad, la electrónica, la informática y las comunicaciones, principalmente. Por consiguiente, antes
de abordar todo lo concerniente a esta asignatura hay que introducir una serie de temas que, por un lado,
posicionen al alumno en disposición de abordar la materia en cuestión, y, por otro lado, nos ayuden a
comprender muchos de los conceptos y terminologías que se emplean en el mundo de la comunicación
de datos. Se desprende a primera vista que serían muchos los conceptos y las temáticas que habría que
introducir para iniciar el estudio de este campo, pero no es así. Eso si, se requieren una serie de
conocimientos relativos a las materias comentadas anteriormente que nos permitan avanzar y profundizar
con mayor solvencia.
Con las nociones elementales en materia de comunicaciones adquiridas pasaremos a analizar el
entorno con el que se va a interoperar a partir de ahora, que no es otro que el edificio o la vivienda.
Conforme la sociedad avanza se hace más notoria y patente una nueva concepción de la vivienda: el
hogar digital, dentro del cual se enmarcaría la domótica. Se abordará en varios temas todas las
implicaciones y beneficios que va a reportar a la sociedad del siglo XXI todo este universo digital.
Tras estos primeros capítulos donde se ha esbozado el panorama actual de la era digital, llega el
momento de adentrarse en la disciplina que nos ocupa. Se analizará la evolución que ha experimentado
el sector desde sus inicios allá por la década de los setenta, y las razones por las que hasta hace poco
tiempo estaba estancado y sin rumbo. Asimismo, se estudiarán las ventajas y los beneficios que va a
reportar a la sociedad actual la implantación de este tipo de tecnologías en nuestros hogares. Se
conocerá igualmente cuáles son las características que definen a todo sistema domótico, para
posteriormente presentar con cierta profundidad cada una de las tecnologías que inundan el mercado
domótico español.
1 A partir de este momento se hablará de domótica en su más amplio sentido, de manera que la automatización de grandes edificios o inmótica queda incluida en la misma.
1
Por último, y no menos importante, se comentarán las normativas que a día de hoy regulan este
incipiente sector. Como actualmente adolece de una reglamentación que especifique los mínimos que
tiene que reunir toda instalación, hay que analizar que dicen al respecto las 2 reglamentaciones que más
le competen, como son, la Infraestructura Común de Telecomunicaciones, ICT, y el Reglamento
Electrotécnico de Baja Tensión, REBT.
CONTENIDOS
UNIDAD DIDÁCTICA I. CONCEPTOS DE TELEMÁTICA Y REDES DE COMUNICACIÓN
CAPÍTULO 1. Las 4 convergencias. Duración: 1 hora.
1. Etimología de ingeniería.
2. Surgen los ingenieros.
3. Algo más que ingenieros.
4. Acceso al conocimiento.
5. Sin la información, nada tiene sentido.
6. La comunicación entraña información.
7. Algunas definiciones interesantes.
8. Sociedad de la información.
9. Modelo de Sociedad de la Información.
10. Convergencia de familias tecnológicas.
11. Referencias bibliográficas.
CAPITULO 2. Fundamentos de las redes de comunicación. Duración: 1 – 2 horas.
1. Transmisión de datos.
1.1. Introducción.
1.2. Elementos de la comunicación.
1.3. Diagrama de bloques.
2. Redes de comunicación.
2.1. Tradicionales y de nueva implantación.
2.2. Según la tecnología de transmisión.
2.3. Según la cobertura.
2.4. Diferencias entre WAN y LAN.
3. Protocolos y Arquitectura de Protocolo.
3.1. Modelo de 3 capas.
3.2. Modelo TCP/IP de 5 capas.
4. Modelo de referencia OSI.
4.1. Estructura y comunicación entre capas.
4.2. Funciones de los niveles.
4.3. Modelo OSI vs IEEE 802 para LAN.
4.4. Comités 802.X del IEEE.
5. Configuración de la línea.
6. Topología de la red.
6.1. Generalidades y configuraciones.
6.2. Disposición en malla.
6.3. Configuración en estrella.
6.4. Montaje en árbol.
6.5. Topología en bus.
6.6. Estructura en anillo.
7. Modos de transmisión.
8. Técnicas de conmutación.
8.1. Métodos de conmutación.
8.2. Conmutación de circuitos.
8.3. Conmutación de mensajes.
8.4. Conmutación de paquetes.
8.5. Circuito virtual.
8.6. Datagrama.
9. Métodos de acceso al medio.
9.1. Procedimientos para acceder al medio.
9.2. Carrier sense, multiple access with collision detection.
9.3. Paso de testigo (Token Passing).
10. Medios de transmisión.
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10.1. Clasificación.
10.2. Par trenzado.
10.3. Cable coaxial.
10.4. Fibra óptica.
10.5. No guiados.
11. Referencias bibliográficas.
CAPITULO 3. Adaptación al medio. Duración: 1 – 2 horas.
1. Transmisión de la información.
2. Transmisión de señales.
2.1. Señales electromagnéticas.
2.2. Señales periódicas y aperiódicas.
2.3. Espectro de frecuencia y ancho de banda.
2.4. Intervalo de bit y tasa de bit.
2.5. Perturbaciones en las transmisiones de señales.
3. Conversión de la información.
3.1. Codificación versus modulación.
4. Codificación (digital-digital).
4.1. Fundamento de la codificación.
4.2. Codificación unipolar.
4.3. Codificación polar.
4.4. Codificación bipolar – AMI.
4.5. Bipolar with 8-Zeros Substitution (B8DZ).
4.6. High Density Bipolar-3 Zeros (HDB3).
4.7. Ejemplo de codificación bipolar.
5. Digitalización (analógico-digital).
5.1. Modulación por amplitud de impulsos.
5.2. Modulación por codificación en pulsos.
5.3. Proceso completo y tasa de muestreo.
6. Conversión digital-analógico.
6.1. Modulación por desplazamiento en amplitud.
6.2. Modulación por desplazamiento de frecuencia.
6.3. Modulación por desplazamiento de fase.
6.4. Modulación de amplitud en cuadratura.
7. Conversión analógico-analógico.
7.1. Tipologías de modulación A/A.
8. Transmisión de datos digitales.
8.1. Transmisión serie y paralelo.
8.2. Señal anisócrona e isócrona.
8.3. Transmisión síncrona y asíncrona.
9. Referencias bibliográficas.
UNIDAD DIDÁCTICA II. INTRODUCCIÓN A LA DOMÓTICA E INMÓTICA
CAPÍTULO 4. Domótica: Evolución y Fundamentos. Duración: 2 – 3 horas.
1. Evolución de la domótica.
2. Origen del vocablo.
3. Cómo la definen.
4. Áreas que integra la domótica.
5. El edificio.
5.1. Definición y requisitos básicos.
5.2. Aclaración de terminologías.
5.3. Inmótica.
5.4. Domótica versus inmótica.
6. Elementos de un sistema domótico.
7. Arquitectura de control.
7.1. Control centralizado.
7.2. Control descentralizado.
7.3. Control distribuido.
8. Topologías de red.
9. Medios de transmisión.
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10. Sistemas domóticos.
10.1. Estándares.
10.2. Tecnologías propietarias.
11. Estándares domóticos.
11.1. BACnet.
11.2. BatiBus.
11.3. CeBus.
11.4. European Home System (EHS).
11.5. European Installation Bus (EIB).
11.6. Konnex.
11.7. LonWorks.
11.8. X-10.
12. Sistemas propietarios.
12.1. BUSing.
12.2. Cardio.
12.3. BJC-Diálogo y BJC-Confort.
12.4. Domolon y Hotelon.
12.5. Hometronic.
12.6. Luxom.
12.7. Sabia Telecontrol.
12.8. Simon VIT@ y Simon VOX.2.
12.9. Vantage.
12.10. VivimatPlus.
13. Referencias bibliográficas.
13.1. Libros de consulta.
13.2. Webs recomendadas.
CAPÍTULO 5. Servicios y Dispositivos de Control. Duración: 2 – 3 horas.
1. Introducción.
2. Servicios domóticos.
2.1. Seguridad.
2.2. Confort, entretenimiento y ocio.
2.3. Gestión energética.
2.4. Comunicaciones.
3. Elementos de un sistema domótico.
4. Pasarela residencial.
4.1. Generalidades.
4.2. Características y clasificación.
4.3. OSGi Alliance.
5. Estructura de un sistema domótico.
6. Señales continuas y discretas.
7. Interfaz de usuario.
8. Elementos de campo.
8.1. Propósito y características.
8.2. Acondicionadores de señal.
8.3. Clasificación según la tecnología empleada.
8.4. Clasificación según el ámbito de actuación.
9. Elementos de actuación.
9.1. Principio de funcionamiento.
9.2. Relés y contactores.
9.3. Reguladores (dimmers).
9.4. Electroválvulas.
9.5. Electrodomésticos.
10. Aparatos electrónicos inteligentes.
11. Referencias bibliográficas.
11.1. Bibliografía.
11.2. Webs recomendadas.
UNIDAD DIDÁCTICA III. TECNOLOGÍAS DOMÓTICAS
CAPÍTULO 6. Protocolo X10. Duración: 2 – 3 horas.
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1. Introducción a X10.
1.1. Antecedentes históricos.
1.2. Principios estratégicos.
2. Comunicación y estructura de la información.
2.1. Señal portadora, moduladora y modulada.
2.2. Sincronización por cero.
2.3. Sincronización del emisor y del receptor.
2.4. Ceros y unos lógicos.
2.5. Envío y búsqueda de paquetes.
2.6. Código de comienzo.
2.7. Código de letra.
2.8. Código de número.
2.9. Paquete de información.
2.10. Funciones o comandos.
2.11. Paquete de información completo.
3. Consideraciones finales.
3.1. Limitaciones del protocolo.
3.2. Ventajas e inconvenientes.
3.3. Resumen de características.
4. Dispositivos con tecnología X10.
4.1. Tipos de unidades.
4.2. Controladores.
4.3. Sensores.
4.4. Actuadores.
5. Programadores X10.
5.1. Programador PC.
5.2. Programador bidireccional.
6. Actuadores X-10.
6.1. Tipologías.
6.2. Plug&Play.
6.3. De casquillo.
6.4. De carril DIN.
6.5. Pulsadores empotrables.
6.6. Módulos de cable.
7. Referencias documentales.
7.1. Webs recomendadas.
CAPÍTULO 7. Tecnología Konnex. Duración: 3 – 4 horas.
1. Introducción.
1.1. Características generales.
1.2. Origen de la tecnología.
1.3. Instalación convencional frente a Konnex.
1.4. Ventajas de una instalación Konnex.
2. Simbología y terminología.
2.1. Información general.
2.2. Componentes básicos.
2.3. Direcciones.
2.4. Diagrama Lógico.
2.5. Diagrama funcional.
3. Transmisión a través de bus.
3.1. Configuraciones posibles.
3.2. Topología. Línea y fuente de alimentación.
3.3. Topología. Ampliación de la línea.
3.4. Topología. Área.
3.5. Topología. Múltiples áreas.
3.6. Sistema total.
3.7. Tecnología de transmisión.
3.8. Acceso al medio: CSMA/CA.
3.9. Esquema de un telegrama.
3.10. Estructura de los dispositivos bus.
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3.11. Características del bus.
3.12. Preinstalación del cableado.
4. Transmisión Powerline KNX.
4.1. Visión general.
4.2. Topología. Línea.
4.3. Topología. Área.
4.4. Topología. Múltiples áreas.
4.5. Método de transmisión.
4.6. Acceso al medio: CSMA/CD.
4.7. Estructura de telegramas y direccionamiento.
4.8. Dispositivos PL. Otras consideraciones.
5. Transmisión por radiofrecuencia KNX.
5.1. Generalidades.
5.2. Método de transmisión.
5.3. Diagrama lógico.
5.4. Estructura de telegramas y direccionamiento.
6. Tipos de configuración KNX.
7. Dispositivos Konnex.
7.1. Elementos del sistema.
7.2. Sensores y detectores.
7.3. Pulsadores y otros elementos de campo.
7.4. Actuadores.
7.5. Aparatos via radio.
7.6. Interfaces de control.
8. Referencias.
8.1. Documentos y webs recomendados.
CAPÍTULO 8. Dispositivos Konnex. Duración: 2 – 3 horas.
1. Dispositivos KNX.
1.1. Elementos del sistema.
1.2. Sensores y detectores.
1.3. Pulsadores y otros elementos de campo.
1.4. Actuadores.
1.5. Aparatos vía radio.
1.6. Interfaces de control.
2. Componentes del sistema.
2.1. Fuentes de alimentación.
2.2. Fuentes de alimentación: esquema.
2.3. Acopladores de bus.
2.4. Otros elementos del sistema.
3. Control y supervisión del sistema.
3.1. Plantec con teclas de función y display.
3.2. Sistema de control Trancent.
3.3. Interruptor de pared Busch-triton.
3.4. Pulsadores.
3.5. Sistema de control para persianas.
4. Elementos de Campo.
4.1. Sensor de movimiento 180º, estándar.
4.2. Sensor de movimiento 180º, universal.
4.3. Detector de presencia para techo, estándar.
4.4. Detector de presencia Argus.
4.5. Detector de movimiento Argus 220.
4.6. Detector de humo Argus.
5. Actuadores.
5.1. Reguladores de luminosidad.
6. Referencias.
6.1. Webs recomendadas.
CAPÍTULO 9. Protocolo Lonworks. Duración: 2 – 3 horas.
1. Redes de control.
1.1. Enfoque clásico: diversidad y centralización.
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1.2. Nuevo enfoque: redes de control abiertas.
1.3. Transición de redes de datos a redes de control.
1.4. Componentes de las redes de control.
1.5. Nuevas tecnologías para diseños tradicionales.
2. Protocolo LonWorks.
2.1. Características generales.
2.2. Implementación de capas y servicios asociados.
2.3. Tipos de canales.
2.4. Acceso al medio.
2.5. Direccionamiento.
2.6. Servicios de los mensajes.
2.7. Variables de red.
2.8. Limitaciones de la tecnología.
3. Sistema LonWorks.
3.1. Construyendo un sistema.
3.2. El chip neurona.
3.3. Programas de aplicación neurona.
3.4. Transceptores.
3.5. Componentes de un dispositivo LonWorks.
4. BJC-Diálogo.
4.1. Nodos de acción y control.
4.2. Nodos de acceso y configuración.
4.3. Fuentes de alimentación.
4.4. Accesorios.
4.5. Software.
4.6. Tarjetas de ordenador.
4.7. Sensores.
4.8. La red BJC-Diálogo.
5. DOMOLON (ISDE).
5.1. Nodos de control.
5.2. Elementos de campo.
6. Referencias.
UNIDAD DIDÁCTICA IV. PROYECTOS DOMÓTICOS Y OTROS
CAPÍTULO 10. Tecnologías Inalámbricas para las LANs. Duración 2 – 3 horas
1. Banda ISM.
1.1. Bandas disponibles.
1.2. Técnicas del espectro esparcido o disperso.
2. HomeRF.
2.1. Características generales.
2.2. Protocolos utilizados.
2.3. Estructura de capas.
3. Wide Fidelity (IEEE 802.11b).
3.1. Peculiaridades de la tecnología.
3.2. Modos de configuración.
3.3. Estructura de capas.
4. HiperLAN2.
4.1. Especificaciones técnicas.
4.2. Posibles escenarios de aplicación.
4.3. Configuración de una red local con HiperLAN2.
4.4. Estructura de capas.
5. Bluetooth.
5.1. Particularidades de la tecnología.
5.2. Requisitos de los dispositivos.
5.3. Esquemas básicos de operación.
5.4. Configuraciones de una red Bluetooth.
5.5. Conjunto de protocolos.
6. Resumen de tecnologías inalámbricas.
7. Referencias bibliográficas.
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CAPÍTULO 11. Proyecto Domótico. Duración: 1 – 2 horas.
1. Proceso de una instalación doméstica.
2. Fase de proyecto.
2.1. Introducción.
2.2. Análisis de requisitos previos.
2.3. Selección del sistema domótico.
2.4. Redacción del proyecto.
2.5. Índice completo de un proyecto domótico.
3. Fase de ejecución.
3.1. Introducción.
3.2. Selección del instalador.
3.3. Preinstalación del sistema.
3.4. Instalación del sistema.
3.5. Puesta en marcha y verificación.
4. Fase de entrega.
4.1. Introducción.
4.2. Cesión de la instalación al cliente.
4.3. Documentación que se debe dar al cliente.
4.4. Mantenimiento de la instalación.
ACTIVIDADES EN QUE SE ORGANIZA
BIBLIOGRAFÍA BÁSICA
Huidobro Moya, José Manuel. “Tecnologías Avanzadas de Telecomunicaciones”. Editorial Thomson –
Paraninfo, 2003.
Quinteiro, M., Lamas J. y Sandoval, J. D. “Domótica: sistemas de control para viviendas y edificios”.
Editorial: Paraninfo, 2000.
Romero Morales, Cristóbal, Vázquez Serrano, Francisco y de Castro Lozano, Carlos. “Domótica e
Inmótica. Viviendas y Edificios Inteligentes”. Editorial: Ra-ma, Madrid 2006 (2ª edición).
BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA
Arroyo Galán, Luis. “Tecnología Móvil: Aplicaciones GSM, GPRS, UMTS y Wi-Fi”. Editorial Anaya, 2003.
Bates, Regis J. “BUD”. “Comunicaciones Inalámbricas de Banda Ancha”. Editorial McGraw Hill, 2003.
Carballar, J. A. Wi-Fi. “Cómo construir una red inalámbrica”. Editorial Ra-Ma, 2003.
Huidobro Moya, José Manuel y Pastor Lozano,
Telecomunicaciones”. Editorial Creaciones Copyright, 2004.
Pedro.
“Infraestructuras
Comunes
de
Huidobro Moya, José Manuel. “Manual de Telecomunicaciones”. Editorial Ra-Ma, 2003.
Huidobro Moya, José Manuel. “Sistemas Telemáticos”. Paraninfo, 1999.
Matilla Solís, Fernando. “Instalaciones singulares en viviendas y edificios”. Paraninfo, 2000.
Millán Esteller, Juan. “Técnicas y procesos en las instalaciones automatizadas en los edificios”.
Paraninfo, 2001.
Moreno, J., Rodríguez, E. y Lasso, D. “Instalaciones automatizadas en viviendas y edificios: equipos e
instalaciones electrotécnicas”. Paraninfo, 2002.
Muller, Nathan J. “Tecnología Bluetooth”. Editorial McGraw Hill, 2002.
8
Tavernier, Chistian. “Montajes Domóticos”. Editorial Paraninfo, 1995.
Varios Autores. “1er Congreso Nacional de Arquitectura y Domótica. “Sostenibilidad, Gestión y Control
en las Construcciones del Siglo XXI”. Asociación Innova, 2003.
Varios Autores. “Integración de voz y datos”. Editorial McGraw Hill, 2003.
Varios Autores. “Libro Blanco del Hogar Digital y las Infraestructuras Comunes de Telecomunicaciones”.
Telefónica, S.A., 2003.
Varios Autores. Normativa aplicable a las Infraestructuras Comunes de Telecomunicación.
Varios Autores. Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
El método de evaluación que se va a seguir para el curso 2011/2012 se divide en 3 segmentos.
 Una parte teórica con un peso específico del 50% en la que se evaluarán los conocimientos
analizados a lo largo del cuatrimestre.
 El segundo bloque lo integran las prácticas de laboratorio. Supondrá 30% sobre la nota final. Se
entregarán trabajos de cada una de las sesiones.
 Una última parte, también con una relevancia del 20% sobre la nota final, en la que se tendrán
en cuenta varias cuestiones: la realización de pequeños trabajos de investigación, participación
en clase, etc.
CRITERIOS DE EVALUACIÓN
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