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14
Marzo
2011

KNX Scientific Conference (Pamplona nov2010), Parte II

KNX Scientific Conference  (Pamplona nov2010), Parte II

SESSION 4 “Interfacing”: Mr H.-J. Langels

From Home Automation to Smart Homes
Mr M. Gallissot, Mr O. Gandit, Sirlan

Los Srs Mathieu Gallissot  y Olivier Gandit, de la empresa SIRLAN Tecnologies,  mostraban una reflexión sobre  la historia de la domótica desde los inicios como hogar automátizado (Home Automation) hasta las nuevas perspectivas de hogares inteligentes (Smart Homes), a través del modelo de aplicación KNX usado como software de conectividad (middleware).

Comenzaron con un repaso sobre las razones históricas por las que el mundo no ha adoptado la domótica:

  1. Dómotica: alto coste para un uso pobre. Basándose en las teorías expuestas por PH. Mallein en su obra el Método Cautico, la alta tecnología entra en ruptura con el usuario, alejándose de la asociación producto/servicio. Esta diseñada por ingenieros y para ingenieros. Esta ruptura afecta  a los precios, al ser compleja para el instalador, este requiere del integrador, llevando costes extras y penalizando el desarrollo del mercado de la domótica.
  2. El Hogar del siglo 21. Estamos rodeados de tecnología últil en nuestros hogares (TV, móviles, PC’s, media centers,…) y los dispositivos que usamos están cada vez más presentes en el estilo de vida de los usuarios y estos a su vez van a demandar un mayor control en el hogar.


sirlan_middlewarePara después proponer soluciones de servicios en los nuevos hogares inteligentes:

  • Adaptación a la diversidad. El entrono actual es de mucha diversidad, tanto en sistemas, protocolos, que viene de diferentes areas de control y que algunas están incluso controladas por las leyes de cada país (ej: sistemas de alarmas en Francia, mediante protocolos propietarios que las compañías aseguradoras aprueban en detrimento de otros como KNX).


Ademas, el ciclo de vida de los dispositivos domóticos es largo (del orden de los eléctricos: 25 años) mientras que otros dispositivos que conviven con estos, su ciclo de vida y renovación es más corto: 5 a 10 años.

En consecuencia los Hogares inteligentes deberían ser adaptables a estos cambios y para ello se pueden usar las especificaciones OSGI:

  1. Hardware independiente.
  2. Administración remota
  3. Orientado al servicio
  4. Despliege de servicios remotos
  5. Usado en otros sectores (automoción: BMW, IT: Eclipse,…)
  • Necesidad de middleware. KNX la manera fácil de virtualización. Creando para el hogar inteligente automatismos embebidos, se logra tener un buen balanace entre confort y coste. Para ello deben cumplir los siguiente requerimientos:
  1. Cubrir toda clase de automatismos
  2. Adaptarse a las instalaciones existentes
  3. Visión para unificar el concepto de automatismos
  4. Ser fácilmente entendible por el instalador cuyo trabajo consistirá en ir juntando automatismos entre si.

Estos automatismos llamados bloques funcionales en el KNX easy-mode cannel, se ensamblan en una “caja negra” que se comunica con el resto del mundo, a través de canales de datapoints.

Los canales de datapoints están asociados a un conjunto de claves de conexión que técnicamente y semánticamente califican cada datapoint. Para que sean simples, las normas KNX easy mode establecen que solo los datapoints con el mismo código de conexión pueden conectarse entre sí.

Con el concepto de canal y código de conexión, los instaladores pueden fácilmente unir automatismos sin preocuparse acerca de la configuración de las direcciones de grupo entre datapoints.

El trabajo del controlador es entonces calcular las direcciones de grupo implicadas, por los enlaces entre los canales.

Desplegando una serie de mecanismos (infraestructura distribuida orientada  a servicios, control de costes, instalación,…) con algunos ejemplos ilustrativos.

Concluyendo que las nuevas casas inteligentes son el próximo reto. Si la tendencia en investigación se trabaja para explorar y compartir los resultados de este concepto, la adopción por la industria implicaría muchos esfuerzos.

Creen que el modelo de KNX easy-mode, facilita la integración de las tecnologías existentes y servicios en un sistema único, abierto y estandarizado.

Además, este modelo puede facilitar la adopción por el mercado, haciendo abstracción desde el origen de automatización de hardware para centrarse en los servicios al usuario final.

Proxy based approach to expose KNX devices through pervasive computing middleware: architecture and implementation

Mr V. Palacka, SAE Slovakia, CRES Greece, Warsaw University of Technology, VTT Finland, CERETETH & University of Thessaly Volos Greece

El  Sr. Vladimir Palacka del SAE Slovakia, CRES Greece, Warsaw University of Technology, VTT Finland, CERETETH & University of Thessaly Volos Greece nos habló de POBICOS y KNX para crear aplicaciones con una infraestructura planificada y ad hoc de objetos agregados.

pobicosEl objetivo del proyecto POBICOS: el desarrollo de la plataforma de middleware y aplicaciones de apoyo de computación ubicua, lo que permite una fácil programación de la parte desconocida en comunidades de objetos heterogéneos.

Para entender POBICOS se vieron varios ejemplos de sus posibles aplicaciones, como para controlar la demanda energética de un edificio como sistema “pregunta-respuesta”.

Cuando la aplicación recibe un "por favor, bajar el consumo de energía" por parte del proveedor de energía, disminuye el modo de operación o se apagan todos los aparatos que la operación no es crucial. Después de la notificación del proveedor de energía, restablece los aparatos a su modo de funcionamiento normal.

pobicos_proxy_nodeLa aplicación no necesita saber el tipo exacto de los dispositivos en tiempo de ejecución. Todo lo que se necesita es clasificar los aparatos por prioridad en términos de consumo de energía y la criticidad de la operación, así como la capacidad de consultar su estado (y el consumo de energía) y recortar su operación o cambiar a encendido / apagado.

De esta forma se pueden usar modulos individuales en legacy system como recursos externos para POBICOS, de manera que se pueden crear MEGA-NODOS.

pobicos_legacy_systemCreando objetos virtuales usando accesos a diferentes Datapoints en los legacy system BUS, como por ejemplo se pueden crear por agrupación de Datapoints en dispositivos EIB/KNX e integrarlos en un nodo POBICOS.

Tienen un edificio en Atenas (Grecia): Bioclimatic building (BEMS) en el  Centro de Energías Renovables, donde la aplicación esta funcionando, con diversos protocolos (KNX, Zigbee,…) integrados en nodos POBICOS.

pobicos_data_points_knxConclusiones:

  • El modelo de implementación de POBICOS es complementario a  KNX.
  • La Plataforma POBICOS KNX, así como el A-mode, permite la creación de los sistemas construidos ad hoc.
  • El Nodo proxy POBICOS y su rutina de cálculo centralizada unida a  los módulos KNX puede ser usado para crear aplicaciones complejas con objetos ad hoc.
  • La metodología de creación  de una aplicación POBICOS puede ser utilizada para aplicaciones KNX A-mode.

Building Automation and Control Multi-Technology System

Ms. R. Martinez, Universidad Politécnica de Madrid

La Sra. Rocío Martínez del CeDInt-UPM, nos habló sobre Gateways multiprotocolo, que es en lo que están trabajando en el Center for Smart Environments de la UPM (Technical University of Madrid).

gateway_cedintUsando las siguientes plataformas:

  • JAVA EE
  • OSGi Framework
  • Bundles
  • Ontology
  • Linux Operating System

Entre los logros conseguidos en el proyectos, cabe destacar:

  • Sistema multi-tecnologia inteligente
  • Integración de tecnologías BAC (KNX, Lonworks, DALI y BACnet)
  • Selección de diferentes tecnologías BAC con KNX
  • Showroom para la eficiencia energética
  • Reducción del consumo energético

Entre las lineas de trabaja a futuro están:

  • Acceso IP para dispositivos móviles
  • Servicios de integración con respuesta a la demanda futura y precios dinámicos.

Fibre optic sensors integration in a KNX network and remote monitoring

Mr J. A. Nazabal Universidad Pública de Navarra

El profesor  Juan Antonio Nazaval de la Universidad Pública de Navarra, nos expuso un trabajo que ha llevado a cabo junto con un equipo de profesores sobre los sensores ópticos y su monitorización dentro de una red KNX.

Su proyecto se llevo a cabo en una torre de telecomunicaciones, que es muy sensible a las interferencias eléctricas, por lo que se usan sensores ópticos para poder monitorizar en tiempo real los cambios de temperatura y deformación de los paneles de aislamiento de la estructura de la torre de telecomunicaciones producidas por las condiciones ambientales.

De esta forma se coneguia integrar sensores ópticos en una red KNX.

foknx_net_upnaPara ello utilizaron como HW KNX una estación meteorológica y una pasarela KNX/IP. Los sensores ópticos elegidos están basados en Bragg gratings (FBG) por sus excelentes propiedades (como inmunidad electromagnética, baja peso, libre de corrosión,…)

interrogator_calimero_foknxConstruyeron un “interrogador” con las librerías Calimero Daemon de tal forma que se pueden monitorizar los valores en tiempo real y enviarlos por IP (pasarela + router) a un terminal externo para su análisis y control.

La conclusión del proyecto, es que los paneles de policarbonato reticular que recubren y aíslan la torre, sufren más deformación debido a las condiciones térmicas que a los efectos del viento, al tiempo que se demuestra que se pueden integrar sensores FO en redes con bus KNX.

Integration of Wireless Systems in Indoor Intellligent Home Systems

Dr. F. J. Falcone Universidad Pública de Navarra

El Doctor F. Falcone de la Universidad Pública de Navarra, nos expuso un trabajo que ha llevado a cabo junto con un equipo de profesores sobre la integración y monitorización de sensores inalámbricos (Zigbee) junto con sensores ópticos dentro de una red KNX.
zigbeefoknx_net_upna

Se cree que los sensores inalámbricos son los mejor situados para la implantación masiva de domótica en el area residencial debido a su bajo coste, bajo consumo de energía y disponibilidad.


Para ello utilizaron como HW KNX sensores de luminosidad, temperatura, módulo de entradas analógicas y una pasarela KNX/IP. Los sensores ópticos son del tipo Bragg gratings (FBG). En cuanto a Zigbee el proyecto contó con un módulo, un sensor de temperatura y regulador de voltaje.

Se diseñó un algoritmo que simulaba los diferentes escenarios de refracción, reflexión, y difracción de la señal de comunicación, en una habitación aislada.

La conclusión del proyecto, es que es posible integrar sensores de FO, Inalámbricos (Zigbee) en redes de bus KNX.

Se considera ampliar el estudio a la integración con otros estándares inalámbricos como RFID o Bluetooth.

SESSION 5 “KNX System Evolution and Development”: W. Kastner

RF multi-specification
Mr C. Gossé, Mr S. Robin, Hager

Los Srs Serge Robin y Christian Gossé, de la empresa Hager,  nos enseñaban el trabajo de Hager en KNX RF, desde sus inicios en 2004, pasando por la elaboración del documento de especificación KNX RF en 2007, hasta 2010, donde están trabajando en adaptarlo al nuevo ETS4, nuevos mercados internacionales (USA: 915 Mhz, Australia y Rusia: 433 Mhz o China 315 Mhz) y en la multi-specificación RF.

compatibility_knx-rf_single_and_multimodeEsta KNX RF especificación incluye:

  • KNX RF « ready »
    • Version RF de un solo canal
  • KNX RF « multi »
    • 3 RF « canales rápidos » y 2 RF « canales lentos »
    • Identificador rápido de servicios.

Y sobretodo la compatiblilidad entre tecnologias simple y multicanal.

Presentaron productos con este tipo de tecnología en una demostración de compatibilidad  y de las especificaciones comentadas de RF en la exposición.

KNX RF development kit

Mr C. Gossé, Mr J. Olsson, Hager

El Sr Jonas Olsson de la empresa Texas Intruments y el Sr. Christian Gossét de la empresa Hager,  mostraron los diferentes kits de desarrollo que tienen en el mercado para tecnología KNX RF.

kits_hager_knx-rfHager esta trabajando en un proyecto de colaboración con la empresa Texas Instrument, para añadir KNX RF a su gama de tecnologías inalámbricas (ZigBee, TIMAC, SimpliciTI™). En concreto buscan una solución de software en KNX RF para su chip: RF Chipset CC1101.

En esta presentación se muestran los resultados de este trabajo en común.

El Kit es una solución para TI del microcontrolador MSP430 y el RF Chipset CC1101, basado en los productos existentes de Hager.

Se hicieron demostraciones de varios productos (pulsadores, luz con dimmer y actuadores en placa)

Development of new KNX devices

Mr P. Tomic, Tapko

El Sr Petrac Tomic, de la empresa Tapko, nos explicó como reducir el coste de un producto KNX separando la parte de comunicación del resto y desarrollando en masa esta parte común para todos los productos KNX que quieran externalizar a la vez que mejorar (prestaciones y menor tamaño) este componente a la hora de ensamblar sus productos.

A la hora de elegir como realizar un proyecto de HW se tiene en cuenta las siguientes posibilidades:

  • Módulos SIM o BIM con o sin CPU externa.
  • Chipset - CPU con el sistema de comunicaciones preprogramado
    • Acceso de bus  por ASIC
  • Personalizar la CPU con el software de comunicación
    • Acceso al bus por KAIphys o ASIC

Luego esta la parte de análisis de costes:

  • Entradas a la base de datos ETS: 23%
  • Licencia de arranque KNX-Stack: 13%
  • Aplicaciones de Software: 33%
  • Hardware: 31 %

Junto con los costes adicionales no cubiertos anteriormente:

  • Test EMC
  • Test de seguridad eléctrica / climática
  • Certificación y registro en KNX
  • Aprendizaje de nuevos aspectos de KNX.

tapko_cost_node_knxY desglosando a detalle el coste cada una de estas partes (nodos)  se ve que,  a bajas cantidades de producción (<1000 nodos), la importancia de los costes de nodos son menores en comparación con el desarrollo total de los costes. Mientras que a grandes cantidades (>1500 nodos) el coste del nodo es mayor respecto a los costes totales de desarrollo.

Llegando a la conclusión de  que existen dos formas de optimizar el desarrollo de un dispositivo KNX:

  • tapko_redway_creation_sim-knxRED WAY: A bajas cantidades se recortan los costes de desarrollo: La SIM-KNX es fácil usar un módulo  Interface serie de pequeñas dimensiones (830x36x10 mm ) para conectar a la parte KNX del dispositivo y acceder a la aplicación via comandos ASCII o entrada a la base de datos ETS.
  • ORANGE WAY: A grandes cantidades se recortan los costes de dispositivo: En contrapartida a las formas actuales, Tapko a creado: KAIphys – the KNX TP1 Physical Layer


tapko_orangeway_kaiphysKAIphys es el primer interface KNX basado en componentes estandar.

Caracteristicas:

  • Disponible para todos los usuarios
  • No necesita personalización específica ASIC
  • Solución superior
  • Máxima personalización
  • Gran flexibilidad
  • Alta energía para aplicación desde el BUS.
  • Soluciones de coste efectivas en KNX
  • Adaptable con opciones en modulo.
  • Diseño más fluido en los productos de hardware
  • KNX certificado.

 

Development of complex KNX devices

Mr J. Richards, Weinzierl Engineering

El Sr J. Richards, de la empresa Weinzierl Engineering, expuso como desarrollar  dispositivos complejos de KNX.

Un modelo complejo en KNX, es aquel que define su complejidad en cuanto a los recursos KNX que emplea: objetos de grupo, parámetros ETS,… que se acercan o superan los 255.

Una Aplicación compleja de KNX, tiene las siguientes características:

  • Define su complejidad fuera de KNX
  • Plataforma de Recursos, SO primitivos
  • Componentes externos de software
  • Librerias dinámicas o compartidas
  • Linux o Windows CE

knx_device_model_resourcesPasos para hacer la selección:

  • Escoger la plataforma y el entrono de desarrollo:
    • ¿Habilidades, experiencia, productos existentes y plataformas?
  • Dispositivos y tipos de aplicaciones:
    • ¿Modelo complejo, aplicación compleja,…o ambos?
  • Modelo de dispositivo:
    • ¿System B o System 7?
  • Medio de acceso a KNX:
    • ¿Par trenzado, KNXnet/IP?

knxlinux_remote_procedure_call_architecture

Soluciones para Linux y Windowx CE

  • Amplio rango de opciones para desarrollo de aplicaciones (Linux y Windowx CE):
    • Incremento de los recursos del sistema
    • Mas lenguajes de programación: C++, C#, python etc
    • Disponible código base (aplicaciones, librerías)
  • Alto rendimiento
  • Escalable
  • Amplio rango de interfaces de hardware.

Rápido desarrollo como cliente en iOS (ej: pasos para crear un botón demo):

  • Contruir RPC librerias estáticas en iOS
  • Crear GUI con Interface Builder
  • Añadir un evento manual para pulsadores
  • Conectar/Desconectar KnxStack
  • Añadir indicación receive thread
  • Leer valor y actualizar GUI
  • FIN.

(Tiempo empleado: 3 horas)

Generación de la base de datos KNX de producto:

knx_manufacturing_toolets4

 

 

KNX Manufacturing Tool (MT4) y ETS4

  • Una base de datos del producto describe el programa de aplicación:
  • Objetos de comunicación, parámetros,  datos binarios
  • Creado con KNX Manufacturing Tool
  • Intercambio de datos con ETS4 y MT4 mediante XML
  • Abre nuevas posibilidades para trabajar con estas herramientas

Conclusiones:

  • Diversos rangos de requerimientos impactan en el diseño de sistema.
  • Las plataformas abiertas pueden reducir el “time to market” de los productos a través de:
    • Software disponible
    • Plataforma flexible preparada para el futuro
  • Las aplicaciones complejas son posible con el System B:
    • Ej: Telefonia IP y Multimedia
    • Via recursos extendidos de KNX
  • La complejidad de la aplicación no debería ser un reflejo de la complejidad del desarrollo.

SESSION 6 “Applications”: Jan Derua

Environment control platform based on KNX and NFC technologies to support daily life


Mr A. Martinez, Mr M.A. Llorente, Mr J.P. Lázaro TSB Technologies

Los Srs.  Juan Pablo Lázaro Ramos, Miguel Angel  Martinez Carmona y Angel Martinez Cavero de TSB Technologies , presentaron la plataforma para el control del entorno cotidiano basada en KNX y tecnologías NFC (Near Field Communication).

tsb_plataforma_de_control_nfcbtknxSe trata de diseñar una plataforma (NFC+Bluetooth+KNX) para que las personas mayores y personas con alguna discapacidad disfruten de una experiencia nueva, cuando interactuan con los dispositivos de uso cotidiano y electrodomésticos.

Los requisitos:

  • Fácil de usar: el costo de aprendizaje debe ser nulo  o muy bajo
  • Accesible: los dispositivos deben ser utilizables por los usuarios finales
  • Útil: los servicios deben ofrecer una mejora en la calidad de vida de los usuarios
  • Atractivo: los usuarios deben encontrar solo beneficios en el uso de las herramientas
  • Tecnológicamente viable y escalable: el sistema resultante debe estar listo para ser instalado  evitando  cambios drásticos.


El proyecto trata de demostrar que los objetos usados en la vida real (llaves de casa, libros, móviles,…) pueden ser los que desencadenen acciones programadas relaccionadas con los habitos cotidianos.

Por ejemplo: al llegar a casa y dejar las llaves(emisor NFC) sobre una cesta(receptor NFC), se enciende la luz y se pone la música en la radio,…si se coge un libro (emisor NFC) de la estantería (receptor NFC) se enciende una lámpara de lectura y se apaga la radio,…si se deja el móvil (emisor RFC) en el cargador de la mesilla de noche (receptor NFC) se apagan las luces y se bajan las persianas.

Para hacerlo más simple se diseñan una serie de etiquetas NFC (tags) con iconografía que represente de una manera inequívoca la acción que va a realizar.

Se realizaron en mayo de 2009 unos test con 14 personas de edades comprendidas entre 60 y 74 años para evaluar el sistema mediante check list.

Conclusiones:

Ventajas:

  • Sistema basado en tecnologías maduras y robustas.
  • En la fase final podría ser utilizado por personas no técnicas, con una baja curva de aprendizaje.
  • Los objetos en el mundo real podrían estar asociada con las acciones en las redes de automatización del hogar.
  • Las herramientas de desarrollo (hardware y software) están disponibles en el mercado a bajo costo
  • Los usuarios fueron realmente impresionados: capaz de utilizar y entender sin ningún proceso de aprendizaje

Desventajas:

  • NFC no es una tecnología ampliamente adoptada en el mercado
  • Es necesario un equipo con un algoritmo de lógica
  • A las personas mayores no les gusta llevar dispositivos electrónicos
  • Se necesita una persona con conocimientos técnicos para la grabación de los comandos de las instrucciones en cada una de las etiquetas NFC

En la actualidad, las  formas de  interacción con los sistemas de automatización dentro del hogar es pobre, no natural y es un handicap importante para mucha gente (usuarios de edad avanzada y las  personas con varias discapacidades)

Lighting Management System using KNX in the remote laboratory of automatic control at the University of León

Mr Antonio Morán, University of León

El Sr. Antonio Morán, de la Universidad de León, nos enseño un proyecto que llevan a cabo dentro del laboratorio de control automático en el  Instituto de Automática y Fabricación (AAC-IAF), relativo a la gestión de luces usando KNX.

Han implementado un sistema autónomo de control de luces para lograr un sistema eficiente que sirva de modelo en otros edificios.

Para el proyecto se eligieron los sistemas de control KNX (estándar internacional domótico) y DALI (Digital Addressable Lighting Ingerface), emplearon una pasarela KNX-DALI y otra IP-KNX para conectar los buses de control a la red Ethernet.
knxdaliip
En cuanto al software se estudiaron varias opciones: OPC, Calimero y EIBnetmux.

Este último, permite comunicar las aplicacioens cliente usando el protocolo TCP/IP. Soporta KNXnet/IP bajo UDP por ETS en programación remota y dispone de librerias PHP que son sencillas de enlazar a los CMS de las páginas web.

Los modos de operación de las luminarias responden a dos formas:

  • MODO LOCAL: las lámparas se pueden controlar de forma manual (mediante pulsadores) y de forma automática con regulación PI en función del nivel de luminosidad medido y la presencia en la estancia (mediante sensores de luminosidad+presencia).
  • MODO REMOTO: De dos formas, via Web (Drupal) desde cualqueir Pc y via iPhone (iKNX) mediante la aplicación de control para KNX de Open Remote.


El estudio de ahorro de energía del sistema arroja los siguientes datos:

  • La media de nivel de luminosidad de los balastros es de un 75%
  • La energía ahorrada supone el 15%.

knxdali_autoregulacion_luminica_balastrosComo conclusión, el sistema garantiza la luminosidad correcta durante las prácticas en remoto y el control del nivel de luz constante durante las clases en el laboratorio. Al tiempo que los usuarios pueden gestionar dicho sistema en remoto via web y iPhone.

Para futuros trabajos se quiere mejorar el interface gráfico y comparar la energía real ahorrada con la teórica.

TangiLight: a tangible interface for complex dynamic lighting control

Mr M. Gallissot, Mr D. Arfib, Mr V. Valls Joseph Fourrier University

El Sr Mathieu Gallissot, de la empresa SIRLAN Tecnologies, nos habló del proyecto TangiLigth un interface tangible de control dinámico para luces LED (RGB).

Uno de los retos a la hora de implementar productos innovadores en el ámbito del hogar es hacer que la interación con ellos por parte del usuario no sea compleja.

La evolución en los interfaces tradicionales que soportaban funcionen sencillas (enceder la luz o poner la temperatura de confort) resuelta con elementos sencillos como pulsadores y termostatos, se torna compleja cuando se quieren controlar funciones más avanzadas de control.

Actualmente se utilizan interfaces gráficos en táctiles pantallas, móviles,.. que por su complejidad sufren problemas de interación humana. De forma que para conseguir una implantación masiva de los mismos hay que resolver este problema diseñando nuevos tipos de interfaces sencillos e intituivos y que no se necesiten conocimientos técnicos para manejarlos.

Este tipo de interfaces sencillos e intituivos es lo que se busca con los interfaces Tangibles.

Para probar esta teoría se ha puesto en marcha un proyecto llamado: TagiLigth, el cual trata de poder controlar de forma dinámica un sistema de luces LED RGB desde un interface tangible.

El control de iluminación dinámica es un sistema complejo que requiere el control de muchos parámetros, desde los fijos como el color (paleta de colores RGB) y la intensidad d ela luz, a los dinámicos, como el cliclo de los colores y su velocidad.

tangiligth_user_interfaceEl objetivo es proporcionar al usuario una forma de cambiar los colores proyectados sobre paredes de una manera dinámica.

Esto está bien hecho por la secuencia de una serie de colores valores, lo que significa que por tener una línea de tiempo donde se dan los puntos de interrupción de color

Si bien esto se puede hacer mediante una interfaz gráfica virtual en un equipo, se cree que es más sencillo usar  un círculo como una base de tiempo donde los objetos indicar los puntos de interrupción del color de una forma natural para introducir una secuencia de tiempo de forma cíclica.

Es posible detectar los objetos con etiquetas RFID de manera que se pueden especificar las propiedades o acciones con estos objetos, y esto constituye la base de la aplicación TangiLight .

La implementación se llevó a cabo con:

  • TangiLight HMI: formado por un dispositivo RFID, en dos líneas de configuración
  • TangiLight Application: contiene el software necesario para dirigir las lineas y pulsar sobre las posiciones d elos objetos  en el  CH_RGB_Sequencer.
  • KNX Middleware: es una red KNX virtualizada (por la empresa SIRLAN Technologies) que porporciona acceso directo al BUS y capacidades de configuración.
  • KNX System: compuesto de dos actuadores RGB (virtualizados) y un boton de pulsación.

tangiligth_implementation_schemeLos siguientes trabajos en este area es extender esta misma aplicación en el control de otros sistemas complejos de un edificio, por ejemplo en el control de escenas donde se ha descubierto que no son muy bien entendidas por los usuarios finales y donde rara vez la programación se hace por parte del usuario final.

Model-based daylight dependent light control using KNX

Prof. M. Mevenkamp, Mr Miguel Cholbi Collados Hochschule Bremen

El profesor Manfred Mevenkamp de Hochschule Bremen, expuso un estudio sobre la realización de modelos de regulación lumínica dependientes de la luz natural usando KNX.

El estudio que llevan a cabo trata sobre la problemática en la regulación de luz constante especialmente enfocado en habitaciones con con varios grupos de lámparas. Se tienen encuenta aspectos de mejoras potenciales frente al coste de dichas mejoras en el conjunto de la instalación. Este estudio se llevó a cabo en una habitación laboratorio de la universidad de Ciencias aplicadas de Bremen.

El consumo europeo energético de iluminación supone el 14% del total y se estima que una buena regulación del mismo podria ahorrar hasta un 40%. Esta regulación vendría por dos caminos: aprovechar al máximo la luz natural, es decir que las luces se encienda lo justo para que la suma de luz natural y artificial lleguen a cubrir la demanda de luxes necesaria y por otro lado el apagado de luces en función de la presencia.

dayligth_factorEl principal producto que puede conseguir estos ahorros son los sensores que atacan al mismo tiempo ambos aspectos. Medición de luminosidad y presencia. Estos sensores combinados con una serie de acciones, como el dimerizado (% intensidad) de la luz artifical en función de la luz natural y el apagado de la misma en función de la presencia, completan el conjunto de necesidades para establecer la autoregulación de las estancias en edificios y viviendas.


Para optimizar el uso de la luz los edificios deberian diseñarse con ventanas en todos los muros del perimetro que da al exterior, pero en la mayoria de los casos solo hay una ventana por donde entra la luz natural. El estudio se hizo para el siguiente caso:

  • Una ventana en una de las paredes
  • Profundidad de la habitación de 4 a 10 metros y más.
  • De uno a más de cinco grupos de luminarias puestas en paralelo a la ventana.

Los tipos de regulación seleccionados son:

  • Control manual de encendido/apagado y dimerizado con pulsador.
  • Control manual de estores internos como protección solar.
  • Control manual y automático de persianas externas como protección al calor.
  • Control automático basado en tiempo de ocupación de la habitación.
  • Regulación Automática de luz dependiendo de la luz natural.

Se han estudiado varias combinaciones de los mismos (manual/automático),...para ver como afecta en la regulación optima del sistema.

constant_ligth_level_control_loopLa regulación constante de luz tiene como principal dificultad el tiempo de respuesta ante cambios bruscos de iluminación natural, ya que el ser humano es muy sensible a estos cambios, de tal forma que una respuesta lenta del sistema supone una perdida de calidad lumínica (subidas o bajadas bruscas de la luz artificial) y malestar por parte de los usuarios.

Por lo que es necesario buscar un compromiso entre lograr minimas desviaciones entre la iluminación artificial necesaria frente a la natural, para conseguir ahorros energéticos y el amlestar en el funcionamiento por parte de los usuarios.


Los resultados obtenidos con esta regulación constante de luz representan un 20% respecto a no disponer de regulación, pero en cualquier caso representa una solución cara sobretodo debido al precio de los sensores.

Si se aplica el método en varios grupos de lamparas con varios sensores (maestro/esclavo), hayq ue tener en cuenta el ratio de iluminación en cada punto de la habitación, dado que este irá descendiendo a  medida que nos alejamos de la fuente de luz natural.

Esto implica diferentes dimerizados de los grupos de lamparas en función de la intensidad de luz que midan si colocamos varios sensores, complicandose la regulación en los dias nublados o con cambios bruscos (nubes y sol).

El estimador calcula la fracción de luz y la posición del sensor como diferencia del valor medido y la contribución estimada de los grupos de lamparas. Esta desviación se controla mediante una función de rampa.

constant_ligth_level_control_loop_several_groups_of_lampsConclusiones:

Tras testear estos modelos de regulación de luz constante, se concluye que se trata de modelos complejos y  la aplicabilidad de los mismos se consigue si se reduce la complejidad de forma que se puedan parametrizar unas pocas variables que puedan ser fácilmente identificadas. Los próximos trabajos en este area se enfocarán en simplicar la representación de información que necesita el estimador.

Integrating surveillance systems into KNX

Mr F. Schuster, Mr L. Krammer, Prof. W. Kastner, Dr. W. Granzer Vienna University of Technology

Los Srs.  Felix Schuster, Lukas Krammer, Wolfgang Kastner y  Wolfgang Granzer de la Universidad de viena,  nos mostraron sus trabajos en el envio de imágenes de video a través del protocolo KNX.

Los sistemas de vigilancia tienen cada vez más importancia en los edificios modernos. Sin embargo, la mayoría de los sistemas de vigilancia de vídeo existentes se basan en tecnologías (analógicas o IP) que necesitan de reacciones humanas a los eventos detectados.

En este trabajo se propone un concepto para integrar cámaras inteligentes KNX en sistemas basados en la automatización de edificios. Una vez integrados, estas cámaras deberian ser capaz de detectar de forma autónoma distintos tipos de eventos y realizar las acciones apropiadas.

Se pretende añadir potencia de cálculo y funciones de procesamiento de imágenes  en un nuevo concepto de cámaras inteligentes, de bajo coste, adecuadas para tales fines.

El estudio se centra en la integración de los sistemas de vigilancia en una infraestructura de red KNX.


La solución propuesta es partir en trozos la imagen y enviarla por el protocolo KNX. Para enviar imágenes útiles un monitor de software es capaz de detectar cambios en la imagen de manera que si se producen, solo en este caso,  la imagen será transmitida.

Aplicaciones:

En un futuro cercano, las personas y sus actividades pueden ser detectados (incluso identificados) por  cámaras. Y en función de esta identificación se pueden lanzar acciones de control, como cargar el perfil de confort para el usuario identificado (temperatura, música, desactivar alarma,…)

Otra aplicación podría usarse en identificar las actividades típicas en una sala (conferencias, reuniones) y el número de personas en la habitación. En base a estos datos, se podría calcular las emisiones térmicas de la gente y ajustar el sistema de climatización en la sala en consecuencia.

Además, las cámaras inteligentes se pueden utilizar para controlar las luces y persianas. Dependiendo de los el brillo en la habitación y el brillo exterior, iluminación y sombreado de los actuadores pueden ser controlados para proporcionar las condiciones óptimas de luz ambiental.

Asi como otros usos en los que se necesite el tratamiento de imágenes para utilizarlas como entrada de eventos que se ejecutaran en función de estas.

communication_scheme_centralized

Sistemas centralizados:

La principal característica de los sistemas centralizados es que se basan en una estricta jerarquía de comunicación.

Los dispositivos se encuentran en pequeñas redes de ámbito local que están interconectados por pasarelas.  Estas  pasarelas son a su vez relacionadas desde un puesto central (por ejemplo un operador).

Si un dispositivo detrás de una pasarela quiere comunicarse con otro dispositivo situado en otro extremo de la red, el control central tiene que recibir los mensajes de la red correspondiente.

Posteriormente, tiene que procesar el mensaje y lo remitirá al destino deseado.

Todos los dispositivos hacen el mismo camino con lo que el tráfico se concentra en esta instancia y como resultado se da un cuello de botella.

Otro gran inconveniente es que si el puesto central falla, la comunicación completa se rompe.

communication_scheme_decentralizedSistemas Descentralizados:

En un esquema descentralizado, no es necesario transmitir mensajes entre las pasarelas y el control central. Los  dispositivos se comunican directamente entre sí.

Se utilizan router para interconectar los distintos segmentos de red.  Sin embargo, en comparación con los gateways, los routers no necesidad traducir los protocolos de red adyacente.


La transmisión del mensaje se hace por paquetes en modo tunneling que se  transmiten a los routers de destino que los desencapsulan los paquetes recibidos túnel y, finalmente, enviar el mensaje original a su destino.

Dado que todos los mensajes de los dispositivos finales pasan por el tunneling a través del dispositivo de nivel superior, no es necesario realizar una asignación entre dos protocolos diferentes.


Sin embargo, es necesario que todos los dispositivos de fin de linea utilizen el mismo protocolo. Este hecho es un inconveniente de este  enfoque. Otra desventaja es que necesita una enorme cantidad de ancho de banda, ya que la comunicación se concentra en la red de nivel superior.

Durante el resto de la exposición se explicó la forma de lograrlo y se hizo una demostración.

Conclusiones:

Se trata de integrar un sistema de vigilancia multimedia en instalaciones convencionales KNX. El estándar KNX está diseñado principalmente para la comunicación de datos en la automatización en casas y edificios. Sin embargo, las aplicaciones multimedia de vigilancia a través de sistemas se vuelven cada vez más importantes.

Puesto que el ancho de banda del clásico medio KNX (es decir, TP1) es limitado, sólo pequeñas cantidades de los datos se pueden transmitir en un periodo razonable,  el concepto presentado utiliza software de procesamiento de imagen para identificar cambios representativos que se quieran utilizar de las mismas para enlazarlos con eventos de respuesta a estos cambios.

Con base en estos eventos, el software lleva a cabo diferentes acciones de manera autónoma. Sin embargo, en algunos casos es necesarios transmitir toda la imagen.

En general,  se necesitan  imágenes con al menos 15 kB para identificar los eventos con seguridad. Si una transmisión de imagen es solicitada por un cliente (por ejemplo, un panel de control central) el tiempo de carga de la misma supone más de un minuto, por lo que para que funcione sin colapsar la línea se deben procesar previamente, antes de enviar las imágenes que se van a enviar al BUS.

Descarga de Presentaciones y fotos del evento en: http://www.knx.org/knx-partners/scientific/scientific-events/

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