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UNIVERSIDAD CATLICA
NUESTRA SEORA DE LA ASUNCIN
CAMPUS DE ALTO PARAN
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGA
PROYECTO EJECUTIVO DE INSTALACIN DOMTICA EN PREDIOS DEL
SERVICIO PBLICO DE MEDIANO PORTE
Proyecto Final de Graduacin presentado a la Facultad de Ciencias y
Tecnologa como requisito obligatorio para la obtencin del ttulo de Ingeniero
Electromecnico con Orientacin Electrnica
RAL FERNANDO VZQUEZ RECALDE
Hernandarias, mayo de 2011
i
UNIVERSIDAD CATLICA
NUESTRA SEORA DE LA ASUNCIN
CAMPUS DE ALTO PARAN
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGA
PROYECTO EJECUTIVO DE INSTALACIN DOMTICA EN PREDIOS DEL
SERVICIO PBLICO DE MEDIANO PORTE
RAL FERNANDO VZQUEZ RECALDE
______________________________________
Paolo Francisco Scarpetta Rivas, M.Sc., Ing.
Asesor
Hernandarias
2011
ii
RAL FERNANDO VZQUEZ RECALDE
PROYECTO EJECUTIVO DE INSTALACIN DOMTICA EN PREDIOS DEL
SERVICIO PBLICO DE MEDIANO PORTE
Hernandarias
2011
Proyecto de Fin de Carrera presentado como requisito parcial
para optar al ttulo de Ingeniero Electromecnico con
Orientacin Electrnica. Facultad de Ciencias y Tecnologa,
Universidad Catlica Nuestra Seora de la Asuncin
Tutor: M.Sc., Ing. Paolo Scarpetta
iii
Vazquez Recalde, Raul Fernando. (2011); Proyecto Ejecutivo de
instalacin Domtica en predios del servicio pblico de mediano porte.
Hernandarias, Universidad Catlica. 143 p.
Tutor: M.Sc., Ingeniero Paolo Scarpetta
Defensa de Proyecto de Fin de Carrera.
Palabras clave: LonWorks. Interoperabilidad. Domotica. Edificio
Inteligente. Inmtica
iv
RAL FERNANDO VZQUEZ RECALDE
PROYECTO EJECUTIVO DE INSTALACIN DOMTICA EN PREDIOS DEL
SERVICIO PBLICO DE MEDIANO PORTE
Proyecto de Fin de Carrera presentado
a la carrera de Ingeniera Electromecnica como requisito
parcial para optar al ttulo de Ingeniero Electromecnico
con Orientacin Electrnica
Mesa Examinadora
Prof. Manuel Chamorro Alderete, Ing.
Presidente de Mesa
Prof. Csar Lpez Bado, Ing.
Miembro de Mesa
Prof. Ladislao Aranda Arriola, Ing.
Miembro de Mesa
Nota obtenida:
Hernandarias, 6 de Mayo de 2011
v
A mis padres, el seor Marcos y la seora Zully, quienes me ofrecieron
su incondicional e incansable apoyo en todo momento de la carrera.
A mis profesores, quienes me brindaron la base intelectual y el
entusiasmo necesario para lograr este objetivo tan anhelado.
A mis colegas y amigos de ingeniera, con quienes compart
conocimientos y aventuras.
vi
AGRADECIMIENTOS
A nuestro Padre Dios, por iluminarme y fortalecerme en todo momento y estar
siempre presente en nuestras vidas.
A mis padres quienes me apoyaron tenazmente en tantos aspectos para
poder lograr esta meta, a ellos mis eternos agradecimientos.
Al Ing. Scarpetta por la confianza depositada en este proyecto, y por las horas
dedicadas con excelente instruccin y calidad de mentor.
A las Instituciones que hicieron posible el desarrollo de este proyecto, a la
FPTI_PY (Fundacin Parque Tecnolgico Itaip Paraguay), al CIAC (Centro de
Innovacin en Automatizacin y Control), al SNPP (Servicio Nacional de Promocin
Profesional) y a la Universidad Catlica Nuestra Seora de la Asuncin Campus de
Alto Paran, a todas ellas mis ms sinceros agradecimientos.
vii
"Los grandes genios a travs de la historia slo difieren de nosotros los
hombres comunes en una cosa, el hbito de querer saber cmo funciona el mundo"
Jos Ingenieros
viii
RESUMEN
El proyecto en s consta de dos partes, la primera abarca anlisis tericos
sobre sistemas domticos, dando principal enfoque e implementando el protocolo
LonWorks (una de las principales plataformas estandarizadas para el control de
edificios, viviendas, industrias y transporte). La segunda parte consiste en
elaboracin del proyecto propiamente dicho, que consta de anlisis en cuanto a
infraestructura, seleccin adecuada de equipos a fin de obtener el mximo beneficio
de los mismos, planificacin de la conexin elctrica del sistema de equipos de
Domtica (cableado y diagramas de interconexin), configuracin y establecimiento
de parmetros del software de control del sistema a ser empleado. El proyecto
estar compuesto de 4 controles bsicos especficos: iluminacin, acceso, seguridad
y climatizacin. Existen diversos controles ms que para ste propsito son
innecesarios, como por ejemplo control en cuanto a entretenimiento, simulacin de
presencia, control de persianas, control del sistema de agua/gas, etc.
Seleccionar adecuadamente los equipos necesarios para la instalacin de la
red domtica de automatizacin de luminarias, control de acceso y sistema de
seguridad (alarma anti robo/incendio) de una instalacin es sumamente importante,
debido a que se debe aprovechar todas las funcionalidades posibles del equipo para
no pagar por funcionalidades no utilizadas. Luego, realizar la configuracin del
software de control y gestin (LonMaker) y de interfaz de usuario (L-Vis
Configurator), de tal manera a que todas las funciones deseadas interacten
correctamente con el tipo de infraestructura. El proyecto tiene como meta presentar
una propuesta aplicable a cualquier institucin con las mismas caractersticas de
infraestructura a ser presentadas en esta propuesta (SNPP), con la facilidad de
agregar o remover equipos aprovechando la escalabilidad de este sistema.
Palabras clave: LonWorks. Interoperabilidad. Domtica. Edificio Inteligente. Inmtica
ix
SUMMARY
The project itself consists of two parts: the first includes theoretical analysis on
automated systems, giving primary focus and implementing the LonWorks protocol
(one of the leading standards-based platforms for building control, housing, industry
and transport). The second part is developing the project itself, which consists of
analysis in terms of infrastructure, proper selection of equipment to get the most out
of them, planning the electrical connection of home automation equipment system
(wiring and interconnection diagrams), configuration and setting parameters of the
system control software to be implemented. The project will consist of 4 basic
controls: lighting, access, security and air conditioning. There are several controls
that are unnecessary for this purpose, such as entertainment control, presence
simulation, sunblind control, water / gas supply control, etc.
Properly selection of equipment for the installation of home automation that
controls lighting, access and security system (burglar/fire alarm) of a facility is
extremely important, because it should use all possible functionalities of the
equipment and not to "pay" for unused functionalities. Then setup the control and
management software (LonMaker) and User Interface (L-VIS Configurator), in order
to accomplish full interaction with the infrastructure and users. The project aims at
presenting an applicable proposal to any building with the same characteristics of
infrastructure to be presented in this proposal (SNPP), with the ease of adding or
removing devices by exploiting the scalability of this system.
Key Words: LonWorks. Interoperability. Domotics. Smart Building. Building Automation
x
NDICE DE FIGURAS
Figura 3.1 X10. Pulso de 120KHz en una seal senoidal. ............................ 10
Figura 3.2 Telegrama EIB. Descripcin. ....................................................... 14
Figura 5.1 Estructura fsica de un nodo. ....................................................... 30
Figura 5.2 Estructura lgica de un nodo. ...................................................... 31
Figura 5.3 Tipos de Neuron Chips. ............................................................... 32
Figura 5.4 Codificacin Manchester. ............................................................. 34
Figura 5.5 Calcomana de referencia con Neuron ID. ................................... 34
Figura 5.6 Pin y LED de Servicio de un nodo ............................................... 34
Figura 5.7 Estados del LED de Servicio. ....................................................... 35
Figura 5.8 Tipos de cables de Par Trenzado. ............................................... 36
Figura 5.9 Cable Coaxial. Partes. ................................................................. 38
Figura 5.10 RS-485. Terminaciones de Red. ................................................ 40
Figura 5.11 Seal de alimentacin y datos superpuestos. ............................ 41
Figura 6.1 Puente de diodos con alimentacin normal. ................................ 46
Figura 6.2 Puente de diodos con alimentacin invertida. .............................. 46
Figura 6.3 Terminacin de Red con cable STP. ........................................... 47
Figura 6.4 Terminacin de Red con cable UTP. ........................................... 47
Figura 6.5 Topologa Tipo Bus. ..................................................................... 48
Figura 6.6 Topologa en Estrella. .................................................................. 48
Figura 6.7 Topologa en Anillo. ..................................................................... 48
Figura 6.8 Topologa Mixta. .......................................................................... 49
Figura 6.9 Terminaciones de Red. Distancia Mxima. .................................. 49
Figura 6.10 Interfaz PCLTA-21. .................................................................... 52
Figura 6.11 Interfaz SLTA-10. ....................................................................... 52
Figura 6.12 Interfaz PCC-10. ........................................................................ 52
Figura 6.13 Interfaz de Red USB U10 y U20. ............................................... 53
Figura 6.14 iLon-10. ...................................................................................... 53
Figura 7.1 Control de un punto de luz por medio de NV. .............................. 55
Figura 8.1 Estructura del cdigo de una tarjeta magntica. .......................... 65
Figura 9.1 LonMaker. Ventana principal. ...................................................... 71
Figura 9.2 LonMaker. Seleccin de Interfaz de Red. .................................... 72
Figura 9.3 LonMaker. Hoja de dibujo y Herramientas. ................................... 73
xi
Figura 9.4 LonMaker. Crear un Subsistema. ................................................ 74
Figura 9.5 Subsistemas para el SNPP. ......................................................... 74
Figura 9.6 LonMaker. Comisionar un nodo. .................................................. 75
Figura 9.7 LonMaker. Nodos del SNPP Bloque A. ........................................ 77
Figura 9.8 LonMaker. Crear un Bloque Funcional. ....................................... 78
Figura 9.9 LonMaker. El Browser. ................................................................. 79
Figura 9.10 LonMaker. Conexin de Variables de Red. ............................... 81
Figura 10.1 L-Vis. Ventana principal. ............................................................ 83
Figura 10.2 L-Vis. Crear un tem. .................................................................. 84
Figura 10.3 L-Vis. Crear una pgina. ............................................................ 84
Figura 10.4 L-Vis. Insertar un objeto. ............................................................ 85
Figura 10.5 L-Vis. Pgina con fondo y texto. ................................................ 86
Figura 10.6 L-Vis. Aadir Acciones. .............................................................. 87
Figura 10.7 L-Vis. Layout de la pgina del Bloque A. ................................... 88
Figura 10.8 L-Vis. rbol de pginas e tems. ................................................ 89
Figura 10.9 L-Vis. Ventana para crear Variables de Red. ............................. 90
Figura 10.10 L-Vis. Funcin Trigger. ............................................................. 94
Figura 10.11 L-Vis. Pgina principal de la Alarma. ....................................... 96
Figura 10.12 L-Vis. Pgina de solicitud de contrasea. ................................ 97
Figura 10.13 L-Vis. Pgina de alerta de intrusin. ........................................ 98
Figura 10.14 L-Vis. Pgina de alerta de humo. ............................................. 99
Figura 10.15 Sistema Anti-incendio. Aspersores. ....................................... 100
Figura 10.16 L-Vis. Insertar Reloj. .............................................................. 101
Figura 10.17 L-Vis. Acceso remoto. ............................................................ 101
Figura 12.1 Estudio de Ahorro Energtico FPTI_PY (Luces) ...................... 111
Figura 12.2 Estudio de Ahorro Energtico FPTI_PY (AA) ........................... 112
Figura 12.3 Flujo de Caja VS tiempo .......................................................... 113
xii
LISTA DE TABLAS
Tabla 3.1 EIB-Medios de Transmisin. .......................................................... 14
Tabla 3.2 EHS-Medios de Transmisin. ........................................................ 15
Tabla 3.3 KNX-Medios de Transmisin. ........................................................ 17
Tabla 3.4 Comparacin de los principales Protocolos. .................................. 23
Tabla 4.1 Medios Fsicos ms utilizados. ....................................................... 28
Tabla 4.2 Medios Fsicos. Datos Varios. ....................................................... 28
Tabla 5.1 Tipos de Transceivers. .................................................................. 39
Tabla 5.2 Longitudes Mximas segn el tipo de cable. ................................. 41
Tabla 5.3 Longitudes Mximas entre nodos. ................................................. 41
Tabla 7.1 Nomenclaturas para Variables de Red. ......................................... 56
Tabla 7.2 Ejemplos de Tipos de Variables de Red. ....................................... 59
Tabla 8.1 Nmero Mximo de Tubos ............................................................ 65
Tabla 8.2 Tabla de consumo de los nodos. ................................................... 68
Tabla 10.1 Variables de Red de Entrada. Bloque A. ..................................... 91
Tabla 10.2 Variables de Red de Salida. Bloque A. ........................................ 91
Tabla 10.3 Variables de Red de Salida. Alarma. ........................................... 92
Tabla 10.4 Variables de Red de Entrada. Alarma. ........................................ 92
Tabla 11.1 Configuracin de los valores de las variables............................ 104
Tabla 12.1 Detalles de los gastos principales ............................................. 107
Tabla 12.2 Gastos en obras civiles ............................................................. 108
Tabla 12.3 Equipos a importar .................................................................... 108
Tabla 12.4 Equipos de adquisicin local ..................................................... 109
Tabla 12.5 Equipos/Herramientas Auxiliares ............................................... 109
Tabla 12.6 Costos de personal contratado .................................................. 110
Tabla 12.7 Gastos de Aduana ..................................................................... 110
Tabla 12.8 SNPP. Estimacin de Ahorros ................................................... 113
Tabla 12.9 VAN. Condiciones ..................................................................... 114
Tabla 12.10 TIR. Condiciones ..................................................................... 115
xiii
LISTA DE ABREVIATURAS
AA Acondicionador de Aire
CPU Central Processing Unit
CRC Comprobacin de Redundancia Cclica
CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection
DSP Digital Signal Processor
EEPROM Electrically Erasable Programmable Read Only Memory
FTT Free Topology Transceiver
HVAC Heating Ventilating and Air Conditioning
IP Internet Protocol
IR Infra Red
KNX Konnex
LAN Local Area Network
LED Light Emitting Diode
LON Local Operating Network
LPT Link Power Transceiver
MAC Media Access Control
MS/TP Master Slave/Token Passing
NVRAM Non Volatile Random Access Memory
OEM Original Equipment Manufacturer
PLC Power Line Carrier
PT Pantalla Tctil
PTP Point to Point
RAM Random Acces Memory
RF Radiofrecuencia
SCPT Standard Configuration Property Types
SFPT Standard Functional Profiles Templates
SNVT Standard Network Variable Types
STP Shielded Twisted Pair
TCP Transmission Control Protocol
TP Twisted Pair
UCPT User Configuration Property Types
UFPT User Functional Profiles Templates
UNVT User Network Variable Types
UTP Unshielded Twisted Pair
VNC Virtual Network Computing
WAN Wide Area Network
WC Water Closet (baos)
xiv
LISTA DE SIGLAS
ANSI American National Standards Institute
ARCNET Attached Resource Computer NETwork
ASHRAE American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers
BACnet Building Automation and Control Networks
CEA Consumer Electronics Association
CECED European Committee of Domestic Equipment Manufacturers
CIAC Centro de Innovacin en Automatizacin y Control
CINTELAM
DINAC
Campos Inteligentes de Amrica
Direccin Nacional de Aeronutica Civil
EHS European Home System
EIA Electronic Industries Alliance
EIB European Installation Bus
FEMA Federal Emergency Management Agency
IEC International Electrotechnical Commission
ISO International Organization for Standardization
OSI Open System Interconnection
FPTI_PY Fundacin Parque Tecnolgico Itaipu Paraguay
SNPP Servicio Nacional de Promocin Profesional
xv
NDICE
1. INTRODUCCIN ......................................................................................... 1
1.1 Marco del Problema ............................................................................ 2
1.2 Justificacin ......................................................................................... 3
1.3 Objetivos .............................................................................................. 4
1.4 Metodologa y Organizacin del Trabajo ............................................. 4
2. REVISIN BIBLIOGRFICA ...................................................................... 6
2.1 Domtica. Automatizacin de viviendas .............................................. 6
2.2 LonWorks ............................................................................................ 8
3. PROTOCOLOS ........................................................................................... 9
3.1 X10 ...................................................................................................... 9
3.1.1 Principio de Funcionamiento ....................................................... 9
3.1.2 Interferencias, colisiones y otros problemas .............................. 11
3.2 KNX ................................................................................................... 13
3.2.1 EIB ............................................................................................. 13
3.2.2 EHS ........................................................................................... 15
3.2.3 BatiBus ...................................................................................... 16
3.2.4 KNX (KONNEX) ......................................................................... 16
3.3 BACnet .............................................................................................. 18
3.3.1 Principio de Funcionamiento ..................................................... 18
3.4 LonWorks .......................................................................................... 19
3.4.1 Trminos relacionados con LonWorks ...................................... 20
3.4.2 Comparacin de los principales Protocolos ............................... 23
4. LONWORKS. Caractersticas Especficas ............................................. 25
4.1 Arquitecturas de Redes de Control .................................................... 25
4.1.1 Arquitectura Centralizada .......................................................... 25
4.1.2 Arquitectura Distribuida ............................................................. 25
4.2 Estandarizacin ................................................................................. 26
4.2.1 Oficializacin ............................................................................. 27
4.3 LonMark ............................................................................................. 29
4.3.1 LonMark. Ventajas ..................................................................... 29
5. ARQUITECTURA DE LOS NODOS LONWORKS ................................... 30
xvi
5.1 El Neuron Chip .................................................................................. 31
5.1.1 Familia 3120X - Caractersticas principales............................... 32
5.1.2 Familia 3150X - Caractersticas principales............................... 32
5.2 Interfaces de Entrada y Salida (E/S) del Neuron Chip ....................... 33
5.2.1 Interfaces de Red ...................................................................... 33
5.2.2 Interfaces de Proceso o Aplicacin ........................................... 33
5.3 Codificacin Manchester ................................................................... 33
5.4 Pin de Servicio y Neuron ID ............................................................... 34
5.4.1 Estado de un Nodo .................................................................... 35
5.5 Medios fsicos de comunicacin ........................................................ 36
5.6 Transceivers ...................................................................................... 38
5.6.1 RS-485 ...................................................................................... 39
5.6.2 FTT-10 ....................................................................................... 40
5.6.3 LPT-11 (Link Power) .................................................................. 41
5.6.4 PLT-22 (Power Line) ................................................................. 42
6. ESTRUCTURA FSICA DE RED ............................................................... 45
6.1 FTT y LPT .......................................................................................... 45
6.2 Terminaciones de red ........................................................................ 47
6.3 Distancias .......................................................................................... 49
6.4 Nmero mximo de nodos ................................................................. 49
6.5 Instalacin de redes de gran envergadura ........................................ 50
6.5.1 Repetidores Fsicos ................................................................... 50
6.5.2 Routers ...................................................................................... 51
6.6 Interfaces de Red .............................................................................. 51
6.6.1 Interfaz PCLTA-21: .................................................................... 51
6.6.2 Interfaz SLTA-10: ...................................................................... 52
6.6.3 Interfaz PCC-10: ........................................................................ 52
6.6.4 Interfaz de Red USB U10 y U20: ............................................... 53
6.6.5 iLon-10:...................................................................................... 53
7. VARIABLES DE RED ............................................................................... 54
7.1 Clasificacin de las Variables de Red ............................................... 54
7.2 Reglas bsicas de interconexin de Variables de Red ...................... 56
7.3 Nomenclatura de las Variables de Red ............................................. 56
7.4 Variables de Red. Servicios ............................................................... 57
xvii
7.4.1 Acknowledge: ............................................................................ 57
7.4.2 Unacknowledge: ........................................................................ 58
7.4.3 Repeated: .................................................................................. 58
7.4.4 RQT/Response: ......................................................................... 58
7.5 Variables Estndar: SNVT y SCPT ................................................... 58
7.5.1 SNVT ......................................................................................... 58
7.5.2 SCPT ......................................................................................... 59
7.6 Perfiles Funcionales .......................................................................... 60
8. LEVANTAMIENTO DE DATOS ................................................................ 61
8.1 Formulacin del Problema ................................................................. 61
8.2 Beneficios a ser obtenidos ................................................................. 62
8.3 Seleccin de Nodos. SNPP ............................................................... 63
8.3.1 Control de Luces ....................................................................... 64
8.3.2 Control de Acceso ..................................................................... 65
8.3.3 Control de AA ............................................................................ 66
8.3.4 Contactos Magnticos y Sensores de Humo ............................. 67
8.3.5 Pantalla Tctil ............................................................................ 67
8.3.6 Repetidor Fsico ........................................................................ 68
8.3.7 Alimentacin .............................................................................. 68
8.3.8 Sensor de Luz ........................................................................... 68
8.3.9 Sensores de Presencia y de Humo ........................................... 69
8.3.10 Terminaciones de red ................................................................ 69
9. CONFIGURACIN DE LOS NODOS. LONMAKER ................................. 70
9.1 Ejecutando el LonMaker .................................................................... 70
9.2 Subsistemas ...................................................................................... 74
9.3 Nodos ................................................................................................ 75
9.4 Bloques Funcionales ......................................................................... 77
9.5 El Browser ......................................................................................... 78
9.6 Interconexin de Variables de Red .................................................... 80
10. PROGRAMACIN DE LA PANTALLA TCTIL ....................................... 82
10.1 Ejecutando el L-Vis Configurator ....................................................... 82
10.2 Pginas .............................................................................................. 83
10.3 Objetos .............................................................................................. 84
10.4 Acciones (Hipervnculos) ................................................................... 86
xviii
10.5 Creacin de Variables de Red ........................................................... 88
10.5.1 Variables de Red. SNPP ........................................................... 90
10.6 Aplicando las Variables de Red a la Pantalla Tctil ........................... 93
10.6.1 Funcin Trigger ......................................................................... 93
10.6.2 Funcin Action ........................................................................... 95
10.7 Sistema de Alarma ............................................................................ 96
10.7.1 Alarma de Vigilancia / Intrusin ................................................. 96
10.7.2 Alarma de deteccin de humo ................................................... 98
10.7.3 Sistema Anti-incendio ................................................................ 99
10.8 Reloj ................................................................................................ 100
10.9 Acceso Remoto ............................................................................... 101
11. AJUSTES FINALES ................................................................................ 103
11.1 Exportar el Firmware de la PT ......................................................... 103
11.2 Cargar la Programacin en la PT .................................................... 103
11.3 Configuraciones de Variables desde el BROWSER (LONMAKER) 104
11.4 Resumen de la Metodologa de Levantamiento de datos ................ 105
12. PRESUPUESTO DE LA INSTALACIN ................................................ 107
12.1 Ahorro Energtico ............................................................................ 111
12.2 Evaluacin de la inversin ............................................................... 112
13. CONCLUSIN Y TRABAJOS FUTUROS .............................................. 116
REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS ............................................................ 118
BIBLIOGRAFA ............................................................................................ 121
ANEXOS ....................................................................................................... 123
1
1. INTRODUCCIN
El Proyecto se basa en un concepto de automatizacin y control que ya se
tena hace varios aos atrs, no tuvo un estallido repentino, sino que se fue dando
de a poco a medida que se fue avanzando en el campo de la electrnica y los
semiconductores. El concepto empieza a expandirse con mayor rapidez en Europa
principalmente, a partir de los aos sesenta en adelante, luego del avance repentino
de los dispositivos controladores y de automatizacin. A medida que avanza la
informtica y la electrnica, tambin lo hace la Domtica, y sta va incorporando
cada vez ms los avances a su sistema volvindose mejor, ms prctico, accesible y
flexible.
El trmino Domtica proviene de la unin de la palabra en latn "domus"
(casa) y "tica" (que hace referencia a "automtica"), o sea, refirindose de este modo
a un hogar o instalacin cualquiera que "acta por s sola". Bsicamente consta de
un sistema de control (software) encargado de procesar todas las variables de la
instalacin, un conjunto de dispositivos o nodos de control (hardware) encargados
de recoger informacin de los distintos sensores ubicados estratgicamente en la
instalacin. El sistema es instalado en red, de manera a aumentar la capacidad de
comunicacin entre los dispositivos y tener acceso al software de control desde
cualquier parte de la instalacin incluso desde un lugar remoto (por ejemplo desde
otro pas).
El proyecto va dirigido en principio al sector del servicio pblico del estado,
aunque puede ser implementado en cualquier infraestructura de caractersticas
similares. La infraestructura a tomar como modelo base para el proyecto de
instalacin Domtica es el local del SNPP (Servicio Nacional de Promocin
Profesional) ubicado en la ciudad de Hernandarias (Alto Paran - Paraguay). La
seleccin de dicho local se debe a dos puntos importantes:
2
a. El mismo posee instalaciones relacionadas con diversos tipos de
ambientes, como salas de oficinas, salas de clase, laboratorios, baos,
pasillos, etc., de esta forma se tiene una instalacin con caractersticas
bien generales.
b. El local no posee ningn tipo de control inteligente sobre las iluminarias y
los acondicionadores de aire, de manera a que no existe un control sobre
el ahorro energtico. Adems no posee un acceso controlado de personas
en distintos sectores de la instalacin.
Implementando un sistema de automatizacin y control inteligente en
instalaciones del sector del servicio pblico del estado, se obtendrn beneficios
como el tan necesario ahorro energtico, gracias a un control inteligente en cuanto al
aprovechamiento adecuado de la iluminacin del local y un control de la
climatizacin del mismo, adems de un control sobre la seguridad, la accesibilidad y
la comodidad de los usuarios.
Presentar esta tecnologa en nuestro entorno y en nuestro pas en general,
como un proyecto real y aplicable en campo, adems de hacer conocer los
beneficios que la misma proporciona a los usuarios, podra abrir puertas para
nuevas ideas y aplicaciones prcticas para sacarle todo el provecho a la misma y
desarrollar nuevos proyectos en materias de ocio, entretenimiento y automatizacin
completa de residencias privadas e industrias implementando todos los posibles
beneficios y utilidades de este sistema Domtico.
1.1 MARCO DEL PROBLEMA
a. Escasa informacin sobre la Domtica y proyectos relacionados a ella en
nuestro pas.
b. Necesidad de ahorro energtico, principalmente en el sector pblico.
c. Preconcepto de costo de instalacin muy elevado o desconocido.
La accesibilidad a esta tecnologa en el pas est en camino, es por esta
razn que se desea presentar un proyecto de instalacin de esta tecnologa, para
aprovechar los beneficios que se obtiene con la misma, adems del ahorro
energtico, un adecuado nivel de comodidad y seguridad. Unos de los principales
3
puntos a destacar en cuanto a los beneficios que un sistema Domtico como el que
LonWorks proporciona es el ahorro energtico en oficinas pblicas, debido a que en
la mayora de los casos las personas que trabajan en estos locales no llevan muy a
serio la responsabilidad de mantener luces apagadas o cualquier otro equipo que
consuma energa elctrica cuando el mismo no est siendo utilizado. Esto se debe a
que no son estas personas las responsables de abonar de forma particular la cuenta
de la energa elctrica, puesto que es un edificio del servicio pblico del estado. La
idea es proporcionar un control a estos equipos y as mantener y mejorar el nivel de
ahorro energtico (y por lo tanto econmico) brindando confort y seguridad al local
en cuestin.
1.2 JUSTIFICACIN
La Domtica es una ciencia de evolucionada aplicacin prctica, puesto que
hace varios aos atrs se limitaba a un tema meramente conceptual, futurstico y
acarreaba consigo el preconcepto de costo elevado. En la actualidad ya no puede
ser considerado como tal, puesto que los constantes avances en la tecnologa de la
comunicacin, la informtica y tecnologa de microprocesadores ha hecho posible la
viabilidad prctica y econmica de esta rama de la tecnologa, enfocado en el ahorro
energtico, la seguridad, el entretenimiento, la intercomunicacin entre equipos de la
instalacin, la comodidad del usuario, etc., todo con un coste de instalacin
relativamente bajo considerando los beneficios obtenidos.
Las aplicaciones son diversas: control de encendido automtico de luces (al
detectar presencia, por temporizacin, mediante sensores medidores de nivel de
cantidad de luz, etc), control sobre cortinas, acondicionadores de aire, acceso de
personas al local, control sobre alarmas y muchas otras ms. Todo esto puede ser,
como ya se mencion, controlado remotamente, por medio de un computador o
incluso un telfono celular.
La seleccin del tema se debe principalmente a la escasez de informacin y
proyectos relacionados con la domtica en nuestro pas. La domtica, en principio
conceptual estaba orientada al hogar, aunque actualmente este concepto se
expandi a cualquier instalacin que implique el uso de dispositivos elctricos y
electrnicos, cmo edificios de oficinas e industrias (Inmtica).
4
En el Paraguay se hace ms viable la aplicacin de esta tecnologa a edificios
de oficinas y plantas industriales que a pequeas residencias (esto se debe al costo
de instalacin inicial relativamente alto). Se asume que el retorno econmico se
obtiene luego de un cierto tiempo gracias al ahorro energtico obtenido, adems del
confort y la seguridad que una instalacin Domtica proporciona, aumentando
significativamente la calidad de vida y de trabajo de los usuarios utilizando esta
ingeniera en el da a da.
La Domtica -comnmente llamada "Disciplina de las casas inteligentes"
administra adecuadamente todos los dispositivos a ella vinculados mejorando la
calidad del ambiente, el confort y fundamentalmente el consumo de la energa
elctrica en dicho sector.
1.3 OBJETIVOS
Los objetivos son organizados segn la prioridad:
a. Presentar un proyecto de Instalacin Domtica que sirva de referencia
para futuras instalaciones en predios del sector pblico.
b. Desarrollar una metodologa de levantamiento de datos para el desarrollo
de un proyecto de Domtica.
c. Analizar los costos de una instalacin Domtica.
1.4 METODOLOGA Y ORGANIZACIN DEL TRABAJO
El proyecto se basa en una investigacin terica/prctica cuyo diseo
metodolgico est constituido de dos partes principales:
a. Una investigacin terica y analtica.
b. Elaboracin del proyecto propiamente dicho (levantamiento de datos e
inspeccin de la infraestructura en cuestin, seleccin de equipos,
planificacin del cableado de dispositivos de domtica, diagramas de
interconexin, etc).
La parte investigativa abarca estudios y anlisis tericos acerca de las
plataformas estandarizadas en el rea de la Domtica y sus correspondientes
5
caractersticas de automatizacin, convergiendo finalmente en el protocolo
LonWorks. Una vez concluido el marco terico, se verificarn las variables
seleccionadas y se proceder a preparar el proyecto de levantamiento de datos,
seleccin y configuracin de los equipos de Domtica basado en datos y estudios
del local seleccionado (SNPP). Se analizarn las posibles variables a ser empleadas
y de esta forma poder proceder a la segunda parte del proyecto, que abarca
seleccin de equipos y elaboracin de diversos esquemas de conexin de los
dispositivos, adems de un proceso detallado de configuracin de los programas a
ser empleados para el control del sistema. Finalmente, se elabora un presupuesto y
se analizan los costos.
6
2. REVISIN BIBLIOGRFICA
2.1 DOMTICA. AUTOMATIZACIN DE VIVIENDAS
La Domtica es una disciplina un tanto desconocida e inexplorada en nuestro
pas y alrededores. Tuvo origen con el protocolo X10 en Europa, debido a la
necesidad de innovar ampliando la automatizacin y control existentes nicamente
en industrias y grandes instalaciones, de manera a crear algo nuevo y golpear la
puerta de los hogares. Desde all el concepto se expandi en todo el mundo y
naciones como Japn, Estados Unidos, Espaa y otros pases europeos han
alcanzado un alto nivel tecnolgico y prctico en esta rea.
Por citar en Latinoamrica un fabricante de equipos LonWorks que
implementan tecnologa Power Line, tenemos a BLAKO de NG Automation SA de
Argentina creada en 2004. Fabricantes pioneros como ISDE (Espaa), empiezan a
traer esta tecnologa a Latinoamrica (Ecuador) desde el 2005 ([1] ISDE Ecuador,
2005).
En Paraguay, segn un artculo del [2] Diario ltima Hora (2008), "Miraflores
Residence" es un conjunto de seis casas ubicadas en el barrio Miraflores (Asuncin,
Paraguay) que poseen instalacin Domtica. De la misma manera, segn el [3]
Diario ltima Hora (2008), una casa del barrio Villa Aurelia (Asuncin, Paraguay) se
construy con una instalacin Domtica completa, y que servira de prototipo para
inversores y potenciales compradores, la residencia tuvo un costo de US$ 3
millones. Investigaciones revelaron que instituciones como BBVA, Protek, Petrobras
y Citi tambin poseen sistemas de Domtica instaladas en los edificios, pero los
mismos no tienen la intencin de revelar detalles del sistema.
La Domtica consiste en introducir infotecnologa en los hogares para la
calidad de vida de sus habitantes y ampliar sus posibilidades de comunicacin,
automatizando procesos domsticos e intercomunicando tanto estos procesos como
7
los residentes del hogar entre s y con el exterior ([4] DOMNGUEZ; VACAS, 2006,
p. VII).
La necesidad de progresar y competir en el mercado internacional hizo que
empresas y fabricantes empezasen a desarrollar sus propias tecnologas y por ende,
a crear nuevos protocolos como EIB, EHS, BatiBus, KNX, LonWorks, etc. Estos
protocolos han desarrollado una extensa variedad de modificaciones en sus
respectivos protocolos, mejorndolos a medida que avanza la tecnologa, as como
se puede concluir de las innumerables literaturas y manuales de estos fabricantes.
La Domtica controla y automatiza la gestin inteligente de la vivienda.
Aporta confort, comunicacin y seguridad, adems de gestionar eficientemente el
uso de la energa, favoreciendo el ahorro de agua, electricidad y combustibles. ([5]
CEDOM, 2008, p. 5).
[6] CHAPARRO public en 2007, que desde hace dcadas existi y sigue
existiendo una fuerte tendencia a hacer ms cmoda y verstil la estancia en el
hogar, pero al mismo tiempo, obtener una mayor capacidad de gestin y monitoreo
de los recursos, tanto de electrodomsticos como de los servicios pblicos, para
obtener un mejor control de los consumos, gastos y ahorro energtico.
Adquirir literaturas sobre la Domtica de los aos 1980 a 1990, incluso
conseguir materiales y textos de la dcada de 1990 (hasta el 2000) es un tanto
difcil, debido a que la Domtica es una disciplina muy poco desarrollada en
Latinoamrica, pero que empieza a emerger desde inicios del siglo XXI.
[7] KIRSCHINING, menciona en su Tesis de 1992, los trminos expandidos
de la Domtica: Inmtica y Urbtica. Estos conceptos hacen referencia a la
automatizacin de edificios e industrias (Inmtica) y a la automatizacin de una
ciudad o zona urbana (Urbtica), siempre con el propsito de automatizar procesos y
servicios para mejorar la calidad de vida de los usuarios, as como ancianos y
personas con discapacidad, pero al mismo tiempo aportando un control sobre el
consumo de recursos y generando mayor sustentabilidad para el medio ambiente
por medio del ahorro energtico.
8
2.2 LONWORKS
El protocolo LonWorks fue desarrollado en 1988 por Echelon Corp. en Palo
Alto, California con el objetivo de facilitar la telemtica entre nodos (dispositivos
LonWorks) instalados en una red Domtica. La filosofa de esta tecnologa fue
siempre la flexibilidad, estandarizacin, interoperabilidad y compatibilidad entre las
empresas, fabricantes y usuarios.
Existen diversos artculos referentes a LonWorks, y en la mayora sobresalta
entre los dems protocolos debido a que posee mejores herramientas para el
entorno del desarrollador, abarca reas mayores: como industrias en general,
sistemas ferrocarriles, aeropuertos, sistemas de automatizacin del hogar
(Domtica), etc., la asociacin LonMark proporciona y facilita todo lo necesario para
la interoperabilidad de los fabricantes, certifica empresas alrededor de todo el mundo
para poder dictar cursos sobre LonWorks, entre muchas otras ventajas.
Previo a la elaboracin de este proyecto, se asisti a un curso de LonWorks
dictado por el Ing. Csar Martnez, Director Tcnico de la empresa fabricante de
dispositivos LonWorks ISDE-ING en Espaa. El curso fue impartido en las
instalaciones del Parque Tecnolgico Itaip Margen Derecha. Durante el curso se
pudo aclarar dudas y obtener diversos materiales referentes a LonWorks y Echelon
Corp., as como manuales ISDE orientados a instaladores y usuarios que
contribuyeron a enriquecer el conocimiento referente a este protocolo.
Debido a que es un protocolo abierto, cualquier empresa puede solicitar
soporte a LonMark para poder desarrollar y certificar sus productos LonWorks. Al
momento de buscar literaturas referentes a detalles tcnicos de los equipos y el
protocolo, la mejor referencia posible es acudir al sitio web de Echelon Corp. y
solicitar o descargar manuales. Fuera de eso, es posible encontrar conceptos y
descripciones sobre de LonWorks en revistas tcnicas y sitios web de fabricantes
certificados.
9
3. PROTOCOLOS
3.1 X10
El X10 es un protocolo de comunicacin de datos utilizado para el control de
dispositivos de domtica en cualquier tipo de instalacin, domstica principalmente.
No utiliza un bus dedicado para datos, en vez de ello, utiliza la propia red elctrica
estndar de 220Vac o 110Vac para transmitir informacin a los distintos equipos que
componen el sistema domtico, este tipo de transmisin de datos se conoce como
PLC (del ingls Lneas de Corrientes Portadoras).
Fue el primer protocolo a desarrollarse en el rea de domtica a mediados de
la dcada del 70 por parte de Pico Electronics localizado en Glenrothes, Escocia.
Luego en Estados Unidos y en pases Europeos se desarrollaron equipos ya con
versiones OEM (del ingls Fabricante de Equipo Original). A pesar de bsico y
antiguo, este protocolo sigue siendo utilizado, y la empresa comercializa slidamente
sus productos X10 en todo el mundo. Esta tecnologa adems posee la ventaja de
ser escalable, la red domtica puede ser ampliada en todo momento y ofrece
diversas aplicaciones principalmente a las reas de seguridad, confort, ahorro
energtico y ocio. Orientada principalmente para el hogar, no se involucra con
tenacidad en el rea industrial ni de gran porte.
3.1.1 Principio de Funcionamiento
Para poder comandar los equipos domticos se necesita enviar informacin
y/o comandos por la red elctrica sin interrumpir el suministro de los equipos. El
principio de funcionamiento del protocolo X10 consiste en enviar pulsos de 120KHz
por la red elctrica por medio de un oscilador opto acoplado que se encarga de
10
modular la seal de la lnea, estos pulsos representan Bits de informacin (en
binario: 0 o 1), as se tiene, por ejemplo, que un 1 lgico se representa con un
pulso de 120KHz durante un semiciclo de la seal senoidal con una duracin de 1ms
y lo ms prximo posible al paso por cero de la seal; y un 0 lgico es
representado por la ausencia de dicho pulso en la seal senoidal. Para un sistema
trifsico estos pulsos son emitidos tres veces, de tal forma a que coincida un pulso
para cada una de las 3 seales senoidales.
En una red 220Vac la frecuencia es de 50Hz, y un ciclo completo lleva 20ms
(T=1/f=1/50=0,02s=20ms), as se tiene interfaces de red (mdulos transmisores,
receptores y transmisores/receptores) que poseen un tiempo de bit para una red de
50Hz establecido a 50bps. Anlogamente para una red de 60Hz se tendr 60bps.
Como ya se mencion, los pulsos deben estar lo ms cerca posible del paso por
cero de la seal senoidal, de esa manera, para que un equipo se pueda comunicar
con un receptor X10, este debe enviar su seal con un retraso mximo establecido
de +/-300s de dicho punto, como se muestra en la Figura 3.1. El receptor busca la
seal de 120KHz durante 1ms en esta zona, si lo detecta, reconoce la seal como
un valor lgico 1, de lo contrario asume que se transmite un valor lgico 0.
El protocolo X10, como otros sistemas domticos, consta de controladores,
sensores y actuadores.
a. Actuadores: son los mdulos encargados de actuar sobre los equipos,
comnmente encender, apagar y/o regular.
Figura 3.1 X10. Pulso de 120KHz en una seal senoidal. Fuente: www.opendomotica.wordpress.com (2010)
11
b. Sensores: son los encargados de recolectar informacin del medio y enviar
a los controladores para un posterior proceso, determinado por la
configuracin establecida.
c. Controladores: Son los encargados de enviar los comandos por la red
(control remoto, teclado de pared, PC, etc.)
Un mdulo del sistema X10 soporta hasta 256 direcciones, es decir, se cuenta
con la posibilidad de asignar un cdigo de direcciones a 256 equipos dentro de la
red domtica.
3.1.2 Interferencias, colisiones y otros problemas
La utilizacin de la lnea elctrica como medio de transmisin simultneo de
datos puede generar cuestionamientos acerca de la existencia de ruidos elctricos o
interferencias (armnicos) en la lnea elctrica que pueda afectar al sistema
domtico. De hecho, los ruidos elctricos estn siempre presentes en las lneas de
alimentacin y la principal causa de estos ruidos son los televisores, radios,
computadoras, transformadores y en general cualquier dispositivo electrnico que
posea circuitos semiconductores que actan de llaveamiento o interruptores para
circuitos rectificadores, inversores de frecuencia, etc. Estas seales de interferencias
causan que el sistema de receptores y transmisores acten de forma no deseada,
causando que un receptor reciba una seal de error y se encienda aleatoriamente, o
que una seal emitida por un transmisor sea atenuada.
En cuanto a las colisiones en el sistema, el protocolo X10 original creado en
1978 y que hasta ahora sigue en uso no posee ningn tipo de protocolo de acceso al
medio (como el CSMA/CD).
A continuacin se aclarar la definicin de la tcnica CSMA como define [8]
COMER, 2001. La tcnica CSMA utiliza la actividad elctrica en un conductor para
determinar el estado del mismo. Si ningn conductor est enviando una seal, el
conductor no posee seales elctricas, en caso de que el conductor este
transmitiendo un dato, el remitente debe esperar a que se termine la transferencia
antes de continuar con el envo. El CSMA no puede prevenir todos los conflictos
posibles, si se produce una colisin, esto no afecta el hardware, pero genera
alteraciones en la transmisin. Por lo tanto se utiliza la tcnica CSMA junto con una
12
tcnica de deteccin de colisiones (CD) para detener inmediatamente la transmisin
en caso de detectar una colisin de datos.
Por otra parte, se tiene dos problemas muy importantes a tener en cuenta con
este sistema:
a. Debido a mensajes extendidos o si existen varios dispositivos enviando
seales y tratando de acceder a un mismo canal al mismo tiempo, se
generan colisiones y esto provoca retrasos que puede llegar a durar
varios segundos. Se puede solucionar creando varias zonas
independientes dentro de la instalacin y teniendo ms de una interfaz
X10.
b. Al principio se mencion sobre la escalabilidad, aunque sta sera una
escalabilidad ms bien terica, debido a que en la prctica al aumentar
los equipos X10, la Distancia Hamming, entre cdigos de identificacin
vlidos disminuye, pasando de un cdigo vlido a otro cdigo vlido pero
incorrecto para la determinada operacin, facilitando el error de
transmisin.
La distancia Hamming es un cdigo de deteccin de errores. Dados dos cdigos 10001001 y 10110001, es posible determinar cuntos bits correspondientes difieren. En este caso, difieren tres bits. Para determinar la cantidad de bits diferentes basta aplicar una operacin OR EXCLUSIVO a las dos palabras cdigo y contar la cantidad de bits 1 en el resultado. LA cantidad de posiciones de bit en la que difieren dos palabras cdigo se llama "Distancia Hamming". Su significado es que, si dos palabras cdigo estn separadas una distancia Hamming d, se requeriran d errores de un bit para convertir una en la otra. ([9] TANENBAUM, 1997, p. 184)
De este modo, la aplicacin de esta tecnologa se hace muy poco viable en el
rea industrial y de gran porte, en donde se necesitan una cantidad mucho mayor de
equipos y en donde la seguridad, el control remoto y la eficacia de la transmisin de
informacin son muy importantes.
13
3.2 KNX
Las especificaciones anteriores a KNX aparecieron a principios de los 90 de la
mano de Batibus, EIB y EHS. En aquel momento nadie poda predecir su futuro en
comn. Estas tres importantes soluciones avanzadas para el control de viviendas y
edificios en Europa, intentaron primeramente desarrollar sus mercados
separadamente, tratando de hacerse un lugar en la estandarizacin europea.
Batibus lo hizo especialmente bien en Francia, Italia y Espaa, mientras que EIB lo
hizo en los pases de lengua germana y norte de Europa. Por su parte, EHS fue la
solucin preferida para fabricantes de productos de gama blanca y marrn.
En 1997 estos tres consorcios decidieron unirse con el fin de desarrollar
conjuntamente el mercado del hogar inteligente, acordando estndares industriales
comunes que tambin podran ser propuestos como estndar internacional. La
especificacin KNX fue publicada en primavera de 2002 por la recin establecida
KNX Association. La especificacin est basada en la especificacin de EIB
completada con los mecanismos de configuracin y medios fsicos nuevos
originalmente desarrollados por BatiBUS y EHS.
3.2.1 EIB
EIB (del ingls Bus de Instalacin Europeo), es un estndar europeo para la
automatizacin e intercomunicacin de equipos elctricos y electrnicos como
electrodomsticos, sistemas de climatizacin, seguridad, acceso, medidores de
energa consumida, ente otros.
Segn [10] CASADOMO (2010), el EIB est basado en la estructura de
niveles OSI y tiene una arquitectura descentralizada. Este estndar europeo define
una relacin extremo-a- extremo entre dispositivos que permite distribuir la
inteligencia entre los sensores y los actuadores instalados en la vivienda.
Una palabra de informacin consta de 7 bloques de informacin, en la Figura
3.2 se observa un ejemplo con el cdigo correspondiente en cada bloque y su
descripcin.
14
Pero a sta se le aade 4 bloques ms: ST, P, SP y Pausa
a. ST: Se utiliza para advertir de que se inicia una nueva secuencia de
comandos (palabras)
b. P: es el bit de paridad, se utiliza para corregir y advertir errores en la
transmisin y recepcin de informacin en la red.
c. SP: Es el bit que indica el fin de la palabra
Pausa: como el nombre lo dice, indica una pausa al fin de la palabra
Segn [9] TANENBAUM (1997), el bit de paridad es un cdigo de deteccin
de errores en donde se inserta un bit a una palabra de datos. El bit de paridad par se
pone a 1 si el nmero de unos en un conjunto de bits es impar, haciendo de esta
forma que el nmero total de bits (datos y la paridad) sea par. El bit de paridad impar
se pone a 0 si el nmero de unos en un conjunto de bits es par, haciendo de esta
forma que el nmero total de bits (datos y la paridad) sea impar.
La Tabla 3.1 describe las caractersticas principales de cada medio de
transmisin.
Tabla 3.1 EIB-Medios de Transmisin. Fuente: www.knx.com (2010)
Figura 3.2 Telegrama EIB. Descripcin. Fuente: www.knx.com (2010)
15
3.2.2 EHS
El sistema EHS (del ingls Sistema Domstico Europeo) es otro protocolo
europeo orientado a la estandarizacin de un protocolo para la comunicacin de
equipos dentro del hogar surgido en 1992, muy similar al EIB. EHS est basada en
una porcin de la topologa de niveles OSI: Nivel Fsico, Nivel de Enlace de Datos,
Nivel de Red y Nivel de Aplicacin. Los niveles de Transporte, Sesin y Aplicacin
fueron omitidos.
El Modelo OSI se basa en una propuesta que desarrollo la Organizacin
Internacional de Normas (ISO, por sus siglas en ingls) como primer paso hacia la
estandarizacin internacional de los protocolos que se usan en las diversas capas.
([9] TANENBAUM, 1997, p. 28)
Es un protocolo abierto, de modo que cualquier empresa afiliada a la EIBA
(Asociacin EIB) puede desarrollar libremente productos basados en el protocolo
EHS.
Su principal medio de transmisin es PLC con una frecuencia de 132.5kHz,
aunque se desarrollan en la actualidad otros medios como Radiofrecuencia,
Infrarrojo y Par Trenzado. Al igual que el EIB, utiliza el protocolo de acceso al medio
CSMA para evitar colisiones.
La Tabla 3.2 proporciona los medios de transmisin y sus caractersticas
principales.
Tabla 3.2 EHS-Medios de Transmisin. Fuente: www.casadomo.com (2010)
16
3.2.3 BatiBus
La descripcin de este protocolo ser breve, resaltando sus principales
caractersticas, puesto que el funcionamiento general es similar al EIB y el EHS. El
protocolo Batibus fue desarrollado por las empresas Merlin Gerin, AIRELEC, EDF y
Landis & Gyr en el ao 1989, fue uno de los primeros en estrenar el bus de control
domtico. Es un protocolo completamente abierto, de forma que cualquier empresa
tiene la posibilidad de crear productos en base a este protocolo de forma totalmente
libre. Es un protocolo relativamente sencillo.
Como los anteriores protocolos ya mencionados, el BatiBus utiliza la tcnica
CSMA/CA (del ingls CSMA con sistema Anticolisin), similar a los anteriores, pero
con resolucin positiva de colisiones; bsicamente cada equipo detecta el trfico en
la red, y slo aquellos cuyos datos tiene ms prioridad son los que transmiten en ese
instante, evitando as las colisiones.
3.2.4 KNX (KONNEX)
La Asociacin KNX est compuesta por las tres asociaciones (protocolos)
descritas anteriormente: EIB, EHS y BatiBus. El objetivo principal de esta asociacin
es, fusionar estos 3 protocolos de manera tal a lograr un estndar abierto mejorado
para el mercado europeo que tendr lo mejor de cada uno de ellos para la
automatizacin de hogares y ambientes de trabajo.
El KNX tiene como objetivo 3 modos de funcionamiento descritos ms abajo:
a. E. Mode: Easy Mode (del ingls Modo Fcil), como el nombre sugiere,
E.Mode supone la instalacin fcil de los dispositivos, sin que el tcnico
electricista o el propio usuario maneje conceptos y lenguajes de
programacin complicados, de esta forma, los equipos vendrn pre-
programados de fbrica para realizar funciones especficas.
b. S.Mode: System Mode (del ingls Modo de Sistema), equipos con
este modo estn orientados a ambientes de trabajo (industrias, oficinas,
etc), donde se requieren funcionalidades ms especficas, por esta
razn, el instalador ser un tcnico especializado y el mismo deber
17
conocer procedimientos de instalacin del equipo as como configuracin
del software de control ETS.
c. A.Mode: Automatic Mode (del ingls Modo Automtico), es la meta
actual de KNX y de todo equipo informtico, se enfoca en el principio de
la no necesidad de una configuracin del equipo, al igual que la filosofa
UPnP (Universal Plug & Play) de Microsoft, bastar con slo conectarlo a
la red domtica instalada y este se auto configurar adecuadamente a
las necesidades y requisitos del sistema y en minutos estar listo para
ser utilizado.
En la actualidad KNX soporta solamente los modos de configuracin E. Mode
Y S. Mode, aunque en un futuro no muy lejano se estarn implementando
tecnologas con filosofa similar a la UPnP.
La Tabla 3.3 muestra los niveles fsicos que emplea KNX.
KNX est aprobado como estndar abierto en las siguientes normas:
a. Estndar Europeo (CENELEC EN 50090 y CEN EN 13321-1) en 2003 y
2006 respectivamente.
b. Estndar Internacional (ISO/IEC 14543-3) a partir del 2006.
c. Estndar Chino (SAC GB/Z 20965) a partir del 2007.
d. Estndar Norteamericano (ANSI/ASHRAE 135) a partir del 2005.
Tabla 3.3 KNX-Medios de Transmisin. Fuente: www.casadomo.com (2010), www.knx.org (2010) Obs: Creado y organizado por Ral Vzquez
18
3.3 BACNET
El protocolo de comunicacin de datos BACnet (del ingls Automatizacin de
edificios y control de redes) fue propuesta por la ASHRAE (del ingls Sociedad
Americana de Ingenieros en Calefaccin, Refrigeracin y Acondicionamiento de
aire) en 1987. Estuvo durante 8 aos y medio en desarrollo hasta que en 1995 fue
publicado el estndar, 6 aos ms tarde, en el 2001, fue actualizado y en el 2003 fue
aprobado como estndar ISO 16484-5 y pronto sera un estndar en la unin
europea.
3.3.1 Principio de Funcionamiento
Bsicamente, el objetivo principal del sistema BACnet es lograr un protocolo
que permita la intercomunicacin de equipos de distintos fabricantes que utilizan
protocolos distintos (LonTalk, Konnex, etc.) mediante un protocolo abierto que dicta
determinadas reglas a nivel tanto de hardware como de software. Algunas de las
reglas se aplican a seales elctricas, direccionamiento, acceso a redes, control de
flujo de informacin etc. BACnet no est orientado para redes industriales en donde
se requiere gran flujo de informacin en corto periodos de tiempo (milisegundos),
puesto a que no es una red de entradas y salidas de datos de alto performance, sino
que maneja variables ms lentas que no varan con rapidez en el tiempo, como por
ejemplo temperatura, control on/off de dispositivos, entre otras.
Entre algunas de las aplicaciones que brinda este sistema se puede citar:
control HVAC (del ingls Calefaccin, Ventilacin y Aire Acondicionado), alarma y
deteccin de incendio, control de luces, sistema de seguridad, ascensores
inteligentes y utilidades de interfaz de empresas.
Este sistema se basa en la arquitectura de comunicacin conocido como
Client-Server (Cliente-Servidor), qu bsicamente consta de un programa que hace
el papel de un cliente que enva peticiones a otro programa o servidor y este le
responde. Utiliza servicios, nomenclatura que corresponde a los comandos de
propiedad de lectura, lectura mltiple, lectura condicional, escritura, escritura
mltiple, borrado de objetos, creacin de objetos, aadir elemento de lista y borrar
elemento de lista.
19
BACnet trabaja sobre las siguientes plataformas de tecnologas de redes
LAN: ARCNET, Ethernet, MS/TP, PTP, LonTalk y BACnet/IP. Si los equipos de la
red utilizan distintas tecnologas LAN, la manera de que stas se comuniquen es por
medio de un protocolo correspondiente a la Capa de Red (Modelo OSI Norma ISO
7498), para esto, se utilizan nmeros de redes nicas para cada red y por medio de
Routers que implementan el protocolo de Capa de Red de BACnet se puede lograr
la comunicacin entre distintas LAN.
3.4 LONWORKS
LonWorks fue desarrollado por la empresa estadounidense Echelon,
localizada en Palo Alto, California, a partir de 1988 y presentada al pblico en 1992.
El objetivo principal de este protocolo era y sigue siendo implementar automatizacin
y redes de control distribuidas en varias reas especficas como por ejemplo:
transporte (ferroviario, areo), edificios (oficinas, hoteles), hogares, industrias,
monitoreamiento y control de medidores elctricos (contadores de energa), control
de alumbrado pblico, entre otras reas. LonWorks es una tecnologa robusta y
fiable, por ello est especialmente enfocada a la automatizacin industrial, mbito
del cual procede, aunque en la actualidad encaja perfectamente tanto en el mbito
industrial (Inmtica) como en el mbito domstico (Domtica). Echelon afirma que a
la fecha (2010) existen alrededor de unos 100 millones de nodos instalados
alrededor del mundo. Fabricantes de diversas reas industriales adoptaron esta
plataforma para implementarla en una extensa gama de productos dirigidos
principalmente a los hogares, edificios, alumbrado pblico, transportes pblicos
(frreos, areos, automotrices, martimos) y automatizacin industrial.
La arquitectura utilizada es un sistema abierto a prcticamente cualquier
fabricante que desea desarrollar productos sin depender de sistemas propietarios,
pudindose as, disminuir los costes y aumentar la flexibilidad de la aplicacin de
control distribuida. En principio, Echelon fue el que administraba la tecnologa, pero
actualmente esta tarea pas a manos de LonMark Internacional, asociacin que se
encarga de las normalizaciones y certificaciones de productos.
LonWorks, al igual que KNX, utiliza generalmente como medio fsico de
transmisin de datos PLC, Par Trenzado, fibra ptica y ondas de radio. Unas de las
20
principales ventajas de este sistema son la escalabilidad y la interconexin de los
nodos (equipos) mediantes las llamadas Variables de Red. La escalabilidad
permite al usuario aadir o extraer de la red circuitos como los de iluminacin,
sensores, etc., con gran facilidad y por medio de las Variables de Red interconectar
equipos por medio de un cableado virtual que se gestiona con el LonMaker
(software de control y configuracin de la red) de manera a aumentar las
funcionalidades especficas requeridas por el usuario.
3.4.1 Trminos relacionados con LonWorks
a. LonMark: Asociacin sin fines de lucro fundada por Echelon con el
propsito de desarrollar estndares interoperables e independientes del
fabricante. LonMark genera protocolos y guas de manera tal a lograr
aplicaciones LonWorks interoperables.
b. Neuron Chip: es el cerebro de cada uno de los nodos de la instalacin
presente en la mayora de los productos LonWorks. Este microprocesador
principal fue originalmente diseado por Echelon y es fabricado por las
compaas Cypress Semiconductor y Toshiba.
c. ANSI/EIA 709.1-A: Es un protocolo de control de redes en el que estn
implementadas las siete capas del modelo ISO OSI. Este protocolo est
implementado en el Neuron Chip y en los Smart Transceivers de Echelon.
Puede estar contenido en diferentes procesadores.
d. ANSI/EIA/CEA 709.1-B: Se trata de una versin ms potente del protocolo
de control de redes ANSI/EIA 709.1que permite ms de 15 entradas de
tablas de direcciones por dispositivo.
e. LAN (Local Area Network): Red de rea Local. Una LAN es una red
comunicacin que enlaza distintas estaciones de trabajo de una misma
rea. Esta LAN puede comprender un edificio o un grupo de edificios.
Mediante ella, distintas computadoras pueden compartir informacin y el
uso de dispositivos.
f. LON (Local Operating Network): Red de Operacin Local. La principal
diferencia entre una LON y una LAN es que una LAN est diseada para
mover informacin que puede ser larga y complicada y en donde la
21
velocidad es ms importante, por otro lado, en una red LON, la
informacin que es enviada por la red es breve y sencilla (mensajes de
estado y control, rdenes, etc), adems, en una red LON se da principal
importancia a la correcta transmisin y recepcin de datos.
g. LonMaker: El LonMaker es el software utilizado para el diseo, instalacin,
configuracin y mantenimiento de las redes de control LonWorks.
h. Dispositivo LonWorks: un dispositivo LonWorks, ya sea hardware o
software, es aquel que interacta con otros dispositivos de la red
ejecutando aplicaciones mediante el protocolo LonTalk. Generalmente
est compuesto por un cerebro principal que es el Neuron Chip o un Smart
Transceiver de Echelon.
i. Red LonWorks: (o red Lon) una red LonWorks est compuesta por un
conjunto determinado de dispositivos inteligentes que trabajan sobre el
protocolo ANSI/EIA/CEA 709.1 para establecer comunicaciones entre s,
sobre uno o ms canales de comunicacin.
j. Sistema LonWorks: un sistema LonWorks es toda familia compuesta de
elementos de hardware y software que brinda Echelon, y que permite
crear, desarrollar, instalar y mantener una red LonWorks.
k. Nodo: un nodo es un dispositivo LonWorks, que puede ser tanto hardware
como una presencia lgica en la red LonWorks con un Neuron ID y una
direccin de red nica. El Neuron ID est relacionado con la identificacin
de una instancia nica en una pila implementada del protocolo
ANSI/EIA/CEA 709.1.
l. Variables de Red: como se vio anteriormente, al igual que el protocolo EIB
(actualmente parte de KNX), LonWorks utiliza una nomenclatura para
nombrar a un tipo de dato que un programa de aplicacin de dispositivo
espera recibir de otro dispositivo o dispositivos de una red (Variables de
Red de Entrada) o espera poner a disposicin o enviar a otros dispositivos
de la red (Variables de Red de Salida).
m. Dominio: el dominio es una coleccin lgica de dispositivos en uno o ms
canales. La comunicacin slo es posible entre dispositivos configurados
en el mismo dominio.
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n. SubRed: la subred es una coleccin lgica de hasta 127 dispositivos
dentro de un mismo dominio. Un dominio a la vez puede contener hasta
255 subredes.
o. Transceiver: un transceiver es un dispositivo que conecta fsicamente el
Neuron Chip a su canal de transmisin. Implementa la primera capa del
protocolo LonTalk (Capa Fsica).
p. Neuron C: El Neuron C es un lenguaje de programacin basado en
Lenguaje C, es utilizado para la programacin de la aplicacin de los
nodos LonWorks.
q. NodeBuilder: la herramienta NodeBuilder es una plataforma hardware y
software que es utilizada para desarrollar aplicaciones para Neuron Chips.
El NodeBuilder compila cdigos desarrollados en el lenguaje de
programacin Neuron C.
r. LNS: LonWorks Network Services (del ingls Servicios de red de
LonWorks). Es un sistema operativo de alto nivel que permite trabajar
sobre redes LonWorks.
s. Interoperabilidad: es la capacidad que poseen sistemas dispares de
distintos fabricantes de comunicarse entre s y compartir informacin sin
perder ninguna de sus capacidades individuales.
t. Propiedades de Configuracin (CP): son valores de datos utilizados para
configurar el programa de aplicacin de un dispositivo. Estas propiedades
de configuracin son utilizadas para establecer parmetros tales como
valores mximos, mnimos, por defecto y de invalidacin. Pueden ser
implementados usando variables de red de configuracin o como datos
contenidos en archivos de configuracin. Los datos de propiedades de
configuracin son guardados en una memoria no voltil alojada en el
dispositivo.
u. Dispositivo Certificado: la certificacin de un dispositivo constituye que el
mismo haya sido verificado y aprobado por la Asociacin de
Interoperabilidad LonMark garantizndose que ste cumple las pautas de
interoperabilidad de capa de aplicacin e interoperabilidad de capas de la
primera a la sexta.
v. Bloque Funcional: Es una porcin de la aplicacin de un dispositivo que
representa una tarea recibiendo entradas de datos operacionales y de
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configuracin. Un bloque funcional recibe entradas de la red, de hardware
asociado al dispositivo o desde otro bloque funcional de algn dispositivo.
Un bloque funcional enva salidas hacia la red, hacia un hardware
asociado al dispositivo o hacia otro bloque funcional de algn dispositivo.
w. Subsistemas: los subsistemas constituyen dos o ms dispositivos
trabajando juntos para representar una funcionalidad, interrelacionndose
el uno con el otro de una manera fija y predefinida. Un subsistema utiliza
uno o ms dominios basados en el protocolo ANSI/EIA/CEA 709.1.
3.4.2 Comparacin de los principales Protocolos
La Tabla 3.4 resume las ventajas y desventajas de los principales protocolos
de Domtica de la actualidad (2010).
Tabla 3.4 Comparacin de los principales Protocolos.
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Segn investigaciones realizadas en foros, pginas web de los fabricantes y
opiniones personales, se ha elaborado el resumen de las principales ventajas y
desventajas de los protocolos sealados anteriormente. Con todos los datos
obtenidos, se lleg a la conclusin de que el Protocolo LonWorks rene mayores
ventajas frente a los dems protocolos y por ende fue seleccionado como base de
este proyecto.
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4. LONWORKS. CARACTERSTICAS ESPECFICAS
4.1 ARQUITECTURAS DE REDES DE CONTROL
4.1.1 Arquitectura Centralizada
La arquitectura centralizada de un sistema de control consiste en una unidad
central que se encarga de gestionar todo el procesamiento de datos y al que van
conectadas todos los perifricos, tanto de supervisin como de actuacin.
Se caracteriza por la falta de un bus de comunicaciones y el intercambio de
informacin directo entre equipos. Slo existe un nico elemento con capacidad de
procesamiento lo que conlleva a una gran centralizacin y una cantidad considerable
de cableado. En caso de una falla en la unidad central, todo el sistema queda sin
operar, debido a que estos dependen nicamente de la misma.
4.1.2 Arquitectura Distribuida
La arquitectura distribuida de un sistema de control est basada en un bus de
comunicaciones de datos por el que se transmiten tanto informaciones como
rdenes, a la misma se conectan nodos inteligentes con capacidad propia de
procesamiento e independientes de una unidad externa central. Esto implica que el
cerebro de la red est distribuido en cada uno de los dispositivos instalados, esto
acarrea consigo una caracterstica muy importante: si algn nodo de la red llega a
tener una falla, los dems nodos no son afectados y mantienen su independencia en
cuanto a procesamiento. Es una arquitectura modular y escalable.
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LonWorks se basa en una arquitectura de red de control distribuida, est
compuesta por tres elementos principales:
a. Dispositivos Inteligentes: Cada dispositivo o nodo incluye uno o ms
procesadores que le proporcionan la inteligencia e independencia de
proceso en la red e implementan el protocolo. Cada uno de ellos
tambin incluyen un transceiver que le permite realizar una conexin
fsica al canal de comunicacin.
b. Canal de Comunicaciones: se necesita un medio para transmitir
informacin, este medio proporciona el canal de comunicacin, que son
como rutas entre los distintos nodos de la red y posee numerosas
caractersticas fsicas, entre algunos medios de transmisin podemos
citar: Par Trenzado, PLC, Infrarrojo, Radiofrecuencia, Cable Coaxial y
Fibra ptica.
c. Protocolo: La aplicacin de un dispositivo manda informacin a la red de
manera tal a que otro dispositivo tome esa informacin y la utilice. Para
transmitir dicha informacin entre dispositivos es necesario un conjunto
de reglas y procedimientos que se mantenga fija. Los protocolos definen
el formato de la informacin o mensaje que ser enviada por la red y
definen las acciones que un dispositivo debe realizar cuando enva un
mensaje a otro.
4.2 ESTANDARIZACIN
Segn LonWorks, para lograr la interoperabilidad entre sistemas es necesario
estandarizar tres niveles: el Hardware, el Lenguaje y las Aplicaciones. Esto permitir
a los usuarios realizar la integracin de varios elementos utilizando equipos de
distintos fabricantes en un nico sistema, sin la necesidad por parte del fabricante de
reconfigurar sus equipos para cada proyecto de instalacin distinta.
a. Nivel de Hardware: la estandarizacin a nivel de hardware se obtiene a
partir de la implementacin del Neuron Chip como elemento procesador
o cerebro en cada uno de los nodos de la red.
b. Nivel de Lenguaje: la estandarizacin a nivel de lenguaje se obtiene con
la implantacin del LonTalk como protocolo de comunicacin. Para que
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pueda establecerse una comunicacin entre dos o ms personas, las
mismas deben hablar un mismo lenguaje, lo mismo sucede con los
nodos de la red. El lenguaje de comunicacin LonTalk es implementado
en cada uno de los Neuron Chip. El protocolo LonTalk cubre todas las
capas del Modelo OSI.
c. Nivel de Aplicaciones: la estandarizacin a nivel de aplicaciones se
obtiene generando guas de diseo para que las aplicaciones sean
interoperables entre distintos fabricantes. LonMark genera protocolos y
guas de manera tal a lograr dicho objetivo; cuando un producto de un
determinado fabricante cumple con las directivas de interoperabilidad, el
mismo es sellado con el logo de la asociacin LonMark, certificando a
todos de que el producto cumple con los protocolos establecidos por la
asociacin.
4.2.1 Oficializacin
De acuerdo con [11] ECHELON Corp. (2010), en 1999 el protocolo de
comunicacin LonTalk fue aceptado como un estndar para el control de redes por
la ANSI/CEA 709.1-B. As mismo, fueron aceptados por la ANSI dos tecnologas de
transmisin presentado por Echelon: PLC y Par Trenzado. A partir de ah, la norma
ANSI/CEA 709.1 ha sido aceptada como base para la norma IEEE 14-73-L (control
de trenes), implementando un sistema de frenado electro-neumtico para la AAR
(Association of American Railroads - del ingls Asociacin de Ferrocarriles
Americanos), tambin para la SEMI (Semiconductor Equipment and Materials
International del ingls Equipamientos y Materiales Semiconductor Internacional)
y fue adoptado por la Asociacin de Petroleros como estndar para el control y
comunicacin de la red de gasolineras y estaciones de servicio (IFSF).
En el 2005 fue aceptado como estndar EN 14908 (Estndar Europeo para la
Automatizacin de Edificios). LonWorks es adems uno de los tantos protocolos
existentes para las capas de Nivel de Enlace de Datos y Nivel Fsico (ver Modelo
OSI, [9] TANENBAUM, 1997) del estndar ASHRAE/ANSI de BacNet para la
automatizacin de edificios. China acept la tecnologa como sistema de control
estndar nacional GB/Z 20177.1-2006 y como estndar para control inteligente de
edificios comerciales y residenciales GB/T 20299.4-2006. En 2007 la CECED (del
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ingls Comit Europeo de Fabricantes de Artefactos Domsticos) adopt el
protocolo como estndar para sus productos en el rea de control y monitoreamiento
de electrodomsticos.
En el 2008 la ISO y la IEC concedieron los estndares de comunicaciones
(ISO/IEC 14908-1) para comunicacin va Par Trenzado (ISO/IEC 14908-2),
comunicacin va PLC (ISO/IEC 14908-3) y comunicacin va IP (ISO/IEC 14908-4).
Como LonWorks ya posea un estndar europeo para comunicacin de datos (EN
14908), este estndar fue presentado a la ISO/IEC para elevarlo a un estndar
internacional.
En las Tabla 4.1 y 4.2 se resumen las caractersticas ms importantes de
cinco medios de transmisin extensamente empleados en la actualidad (2010).
Tabla 4.1 Medios Fsicos ms utilizados. Fuente: Datos colectados de www.casadomo.com (2010) Obs: Creado y organizado por Ral Vzquez
Tabla 4.2 Medios Fsicos. Datos Varios. Fuente: Datos colectados de www.casadomo.com (2010) Obs: Creado y organizado por Ral Vzquez
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El Neuron Chip proporciona un puerto especfico de cinco pines con la
posibilidad de ser configurado para actuar como interface de diversos transceivers
de lnea y funcionar a diferentes velocidades binarias. Lonworks puede funcionar
sobre RS-485 opto-aislado, acoplado a un cable coaxial o de pares trenzados con un
transformador, sobre corrientes portadoras, fibra ptica e incluso radio. El transceiver
es el encargado de adaptar las seales del Neuron Chip a los niveles que necesita
cada medio fsico ([12] CASADOMO, 2010).
4.3 LONMARK
La LonMark Interoperabiliy Asociation fue fundada en mayo de 1994 por 36
compaas, en la actualidad est compuesta por ms de 300 compaas. La
Asociacin LonMark se encarga de facilitar la integracin de sistemas suministrados
por mltiples compaas para redes LonWorks.
Segn LonMark, hasta ahora (2010), ms de 3.500 compaas usan redes de
control LonWorks para implementar en el desarrollo de sistemas y soluciones para
diversas reas de inters como por ejemplo edificios, hogares, industrias, transporte,
telecomunicacin, etc. Existen empresas que no pertenecen a la Asociacin
LonMark, pero que cuyos productos siguen las directrices de la misma y por ende
son interoperables con cualquier dispositivo LonWorks.
4.3.1 LonMark. Ventajas
Existen ciertas ventajas al seguir las directivas de LonMark:
a. La posibilidad de optar por distintos fabricantes
b. Uso de aplicaciones Third Party, desarrolladas libremente por cualquier
empresa, en este caso, para la plataforma LonWorks
c. Fcil integracin
d. Flexibilidad en cuanto a ampliaciones y cambios en el sistema
(escalabilidad)
e. Bajos costes de instalacin
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5. ARQUITECTURA DE LOS NODOS LONWORKS
La funcionalidad obtenida de la red Lon depender exclusivamente de la
interconexin de cada uno de los nodos de la red y de asociar las variables de red
correspondientes de acuerdo a la necesidad del instalador, de donde se obtiene una
amplia y compleja gama de funciones para diversos tipos de infraestructuras
(hogares, edificios, restaurantes y salones de eventos, por citar algunos ejemplos).
A continuacin, se tratar en detalles de la estructura interna de un nodo
LonWorks.
La Figura 5.1 muestra la estructura general de la parte fsica de un nodo,
mientras que la Figura 5.2 muestra una estructura general de la parte lgica de un
nodo.
Figura 5.1 Estructura fsica de un nodo. Fuente: Curso de Capacitacin LonWorks (Aditel)
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5.1 EL NEURON CHIP
El Neuron Chip es el cerebro o ncleo de procesamiento de un nodo
LonWorks. Este chip es un semiconductor que est compuesto bsicamente de tres
procesadores, memoria e interfaces con el medio fsico que lo rodea. El Neuron Chip
fue desarrollado por Echelon con el fin de implementarlo en redes de control y
automatizacin distribuidas, entregando inteligencia y capacidades de redes a
dispositivos de control de bajo costo. Actualmente los fabricantes del Neuron Chip
en el mundo son Toshiba y Cypress Semiconductor.
Los procesadores independientes incluidos dentro de un Neuron Chip son:
a. CPU 1: (o MAC CPU). Es un procesador de control de acceso al
medio. Implementa las capas 1 y 2 del modelo OSI.
b. CPU 2: (o Procesador de Red). Esta unidad central de proceso
es la encargada de las variables de red y otras funciones.
Implementa las capas 3, 4, 5 y 6 del modelo OSI.
c. CPU 3: (o Procesador de Aplicaciones). Este procesador es
exonerado de las tareas de comunicaciones de red y se encarga
de manera exclusiva al procesamiento de la aplicacin del nodo
(capa 7 del modelo OSI).
El Neuron Chip se divide en dos familias: la familia 3120X y la 3150X.
Figura 5.2 Estructura lgica de un nodo. Fuente: Curso de Capacitacin LonWorks (Aditel)
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5.1.1 Familia 3120X - Caractersticas principales
a. Son producidos por Toshiba y Cypress Semiconductor
b. Se encuentran disponibles con distintas configuraciones de memoria
c. Velocidades de hasta 40Mhz
d. Soporta aplicaciones de hasta 4Kb
e. Incluye una RAM y una EEPROM
5.1.2 Familia 3150X - Caractersticas principales
a. Son producidos por Toshiba y Cypress Semiconductor
b. Disponibles en distintas versiones
c. Velocidades de hasta 20Mhz
d. Soporta aplicaciones de hasta 42Kb
e. Incluye una RAM y una EEPROM
f. Incluye interfaz de bus para el uso de memorias externas
g. Soporta aplicaciones mayores que las del 3120X
h. Soporta combinaciones de RAM, EEPROM y NVRAM
Figura 5.3 Tipos de Neuron Chips. Fuente: www.echelon.com (2010)
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5.2 INTERFACES DE ENTRADA Y SALIDA (E/S) DEL NEURON CHIP
5.2.1 Interfaces de Red
Las interfaces de red permiten, bsicamente, la conexin de un transceiver al
Neuron Chip. La interfaz de red consta de cinco pines por medio del cual se conecta
el transceiver. Poseen velocidades de transferencia de datos de hasta 1.25Mbps.
