Grup d'Investigació "Domòtica i Ambients Intel·ligents", Universitat d'AlacantGrup d'Investigació "Domòtica i Ambients Intel·ligents", Universitat d'Alacant
El projecte metalTIC – Llar digital (http://www.metaltic.org/), realitzat pel grup de Domòtica i Ambients Intel·ligents de la Universitat d'Alacant i la Federació d'Empresaris del Metall de la Província d'Alacant (FEMPA) (http://www.fempa.es/), va tenir com a objectiu el disseny i desenvolupament d'un espai demostratiu que simulara un habitatge amb els últims avanços en les tecnologies de la informació, les comunicacions i el control per a aportar serveis en la llar amb diferents objectius en funció del destinatari:
Amb açò, el projecte metalTIC – Llar Digital té objectius en quatre vessants diferents:
L'habitatge d'uns 50 metres quadrats compta amb un saló amb cuina integrada, un dormitori i una cambra de bany (on s'han integrat les tecnologies de la informació, les comunicacions i el control més recents i innovadores que aporten serveis a l'habitatge, articulant conceptes clau com el control energètic, la vigilància i la seguretat, el confort i l'oci, les comunicacions, l'accessibilitat i l'administració.
Atès que dos dels objectius són els de formació i innovació, en lloc de seleccionar una única tecnologia amb la qual s'haguera pogut implantar tot el sistema, s'han seleccionat un ampli ventall de tecnologies, tant obertes com a propietàries, tant cablejades com a sense fils. Per aquesta raó, un dels esforços més importants ha sigut realitzar el disseny d'un element integrador que permetera la comunicació entre les diferents tecnologies i subsistemes.
Amb aquests requisits, s'han integrat les tecnologies obertes KNX, LonWorks i DALI (il·luminació), la tecnologia sense fil EnOcean, i les tecnologies propietàries INELI (empresa associada a FEMPA) que empra bus CANopen i Fagor (electrodomèstics). Alguns sistemes integrats empren també RS485 i RS232. Així mateix, en alguns casos ha sigut necessari generar directament els senyals per al control de motors. En l'actualitat, s'estan integrant altres tecnologies com Zigbee i RFID.
Per a no duplicar sensors i actuadors amb cadascuna d'aquestes tecnologies s'ha optat per seleccionar determinats subsistemes complets o dispositius en particular que empren alguna d'aquestes tecnologies de control. KNX controla diversos conjunts d'il·luminació que inclouen un ampli ventall de llums incandescents, halògenes, fluorescents i led. La inclusió de diferents tipus d'il·luminació permetrà desenvolupar en el futur projectes d'avaluació de consums elèctrics. KNX també permet l'activació i desactivació d'endolls i el control avançat de persianes, estores i tendals. S'han incorporat també elements de sensorización amb KNX com pulsadores i interruptors, sondes de temperatura interior i exterior, sensors de presència, control de pluja, vent i il·luminació exterior.
L'estàndard DALI controla lluminàries amb leds RGB i llums fluorescents; podent encendre-les, apagar-les, alternar el seu estat, regular-les pas a pas i una regulació absoluta.
S'han incorporat elements que empren tecnologies Lonworks per al monitoratge dels consums elèctrics de l'habitatge així com per a la gestió de la il·luminació exterior.
Enocean s'ha emprat per a crear una xarxa de sensorización de dispositius sense fils i autoalimentados. Els dispositius instal·lats d'aquesta tecnologia són pulsadores, sensors d'obertura de portes i sondes de temperatura en la instal·lació del sòl radiant.
S'ha utilitzat CANopen, protocol emprat pel sistema propietari d'INELI per a la gestió de les les alarmes tècniques (foc, gas, intrusió, fuita d'aigua) i per a les accions d'aperture/tancament de les electrovàlvules de gas i aigua.
S'ha utilitzat RS485 per a controlar i ajustar les maquines del sistema HVAC i per a obtenir informació de mesuradors de consums. Per sobre de RS485 s'està emprant Modbus, protocol de la capa d'aplicació públic i de senzilla implementació.
RS232 s'ha emprat per a obtenir informació del sistema de control dels panells solars, per a determinar si s'està necessitant o no aportació de la xarxa elèctrica. També obté informació sobre la quantitat de la càrrega acumulada per les bateries. També és utilitzat per a notificar alarmes a l'usuari via SMS mitjançant un mòdem GPRS.
Una de les qüestions més interessants del projecte és el gran esforç realitzat en la integració de totes aquestes tecnologies. Per a açò, s'ha emprat un autòmat que ofereix una plataforma maquinari-programari que combina l'estandar industrial IEC-61131 per a la programació d'autòmats programables amb les prestacions d'un sistema informàtic basat en una arquitectura PC embeguda. La potencialitat d'aquesta configuració es mostra en el desenvolupament de mòduls de programació que integren sistemes estàndard juntament amb sistemes propietaris. Açò permet independitzar les aplicacions i els serveis del tipus de tecnologia i augmenta les possibilitats de desenvolupament de serveis de valor afegit.
Un dels aspectes més importants del projecte és el del sistema operatiu (middleware) desenvolupat per a la integració dels serveis a oferir. Aquest middleware estarà destinat a independitzar els aspectes més tècnics dels nivells més alts d'aplicació. El desenvolupament d'aquesta capa ha anat parell al nivell d'intel·ligència incorporat al sistema i al grau de generalització desitjat. Aquest middleware permet una completa interoperabilitat entre tots els sistemes de control esmentats, que és una de les qüestions més importants en les quals s'està treballant en l'actualitat en multitud de projectes relacionats amb plataformes obertes per a la vida assistida per l'entorn. Els serveis oferits en el sistema fan ús de l'especificació Open Services Gateway Initiative (OSGi) R4 i els components del sistema s'han definit com a paquets OSGi. Així mateix, s'ha dut a terme una solució d'accessibilitat d'alt nivell basada en una Interfície de Programació d'Aplicacions (API), la qual garantisca la interoperabilitat amb tot tipus d'interfícies. Aquest API proporciona una solució SOA (Service Oriented Architecture) mitjançant Serveis Web basats en REST, així el node del client obté del sistema les dades necessàries per a construir de forma transparent a l'usuari una interfície adaptada a aquest.
L'entorn d'interacció entre els usuaris i el sistema és una component primordial ja que va a permetre el control del sistema i, per tant, la possibilitat de gaudir de totes les seues funcionalitats. S'han analitzat les dades necessàries per a operar amb el sistema i mostrar els resultats d'una forma amigable a l'usuari. S'ha realitzat un estudi de la informació que pot proporcionar el sistema i, consultant amb potencials usuaris, s'ha decidit la informació d'interès i la manera de presentar-la.
En particular, en l'entrada de l'habitatge es compta amb una pantalla tàctil de grans dimensions que permeten interactuar amb tota la funcionalitat del sistema domótico. Al seu torn, en les altres estades s'han inclòs pantalles o teclats més reduïts que permeten accedir a determinades funcions localitzades en aqueixa àrea.
Així mateix, es pot interactuar amb l'habitatge a través del televisor. En aquest cas, la comunicació pot realitzar-se amb un teclat o amb un sistema compost per sensors d'infrarojos, giroscopis i acceleròmetres (per a reduir el cost s'ha emprat el comandament de la consola Wii de Nintendo).
També s'ha inclòs el sistema de reconeixement del llenguatge natural Vocali d'Invox que permet introduir ordres al sistema mitjançant la veu. Aquest interfície, a més d'incorporar confort per al control de l'entorn, és de gran utilitat per a persones amb discapacitat motora o visual. Entre altres serveis, mitjançant la veu es pot encendre, regular i apagar les llums de totes les estades; baixar i pujar els estores; arreplegar i estendre el tendal; obrir i tancar les portes; encendre la bomba de recirculació de l'aigua calenta; activar o apagar les eixides de climatització del dormitori i el saló; així com activar o desactivar tots els ambients programats en l'habitatge com quan ens anem a dormir, eixim de casa,…
Així mateix s'ha incorporat la capacitat perquè l'habitatge genere missatges d'àudio per a interactuar amb els habitants. En particular, per a donar la benvinguda a la llar o per a avisar d'alarmes tècniques per fugides d'aigua, gas o incendi. Aquest mateix sistema està sent emprat en l'actualitat per a interactuar remotament amb l'habitant en cas que aquest patisca una caiguda.
Una altra manera d'interacció desenvolupat és l'interfície basat en dispositiu mòbil. En aquest cas, mitjançant un telèfon mòbil es pot interactuar amb l'habitatge, accedint a tota la funcionalitat. No obstant això, a diferència d'altres sistemes, la interacció pot realitzar-se visualment, ja que s'han inclòs càmeres en totes les estades. Per a açò, s'han desenvolupat comandaments virtuals de cadascun dels dispositius, facilitant en gran mesurada la introducció de comandos. Açò, a més, permet rebre una confirmació visual immediata de l'execució de l'ordre.
Aquest interfície basat en dispositiu mòbil presenta una variant per a persones amb diversitat funcional visual, ja que el telèfon es comunica per veu amb l'usuari, mentre que aquest navega pels menús i introdueix els ordres mitjançant els botons del telèfon o mitjançant gestos realitzats sobre la pantalla.
Finalment, s'ha desenvolupat el servei de gestió i control remot de la llar a través d'internet, que permet interactuar amb la mateixa funcionalitat que des de la pantalla principal de la llar. Es permet, així mateix, visualitzar totes les estades de l'habitatge.
En determinats casos s'han contemplat les necessitats d'interacció persona-entorn de persones que pogueren tenir algun tipus de diversitat funcional (motora, visual, cognitiva, auditiva):
En definitiva aquest habitatge-laboratori és un instrument de gran valor per a FEMPA, ja que serveix per a mostrar als diferents col·lectius d'instal·ladors que estan integrats en la Federació com adaptar-se als nous temps i a les noves tendències com són l'estalvi, la sostenibilitat, l'automatització, la gestió integral d'un edifici actual, la seguretat, accessibilitat, etc. a més de servir de vehicle d'intercanvi d'experiències i coneixements entre els membres d'aquests col·lectius (instal·ladors de: lampisteria, electricitat, energies renovables, climatització, fusteria metàl·lica, etc). Així mateix, la seua versatilitat permet desenvolupar, validar i incorporar nova tecnologia i serveis de la llar digital.
En el camp de la vida assistida per l'entorn, l'oferta de la seua funcionalitat mitjançant un API permet el desenvolupament senzill de prototips de serveis i interfícies per a la seua validació en metalTIC – Llar Digital. Exemple d'açò és la validació que a l'entorn de la llar s'ha realitzat recentment del projecte INREDIS. Aquesta facilitat està permetent el desenvolupament, en l'actualitat, de multitud d'interfícies persona-entorn. En particular, s'estan implementant interfícies per a dispositius mòbils amb sistema operatiu Android, Windows Phone 7, iOS (iPhone i iPad), iFreetablet, Microsoft Surface,… Atès que tot el sistema és interoperable també s'està treballant en el disseny accessible de les visualitzacions de tots els serveis oferits. Per exemple, es van a incorporar sistema de comunicació aumentativa o alternativa
