ES2312300B1 - Sistema integral de control, seguridad y domotica en edificios inteligentes. - Google Patents
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Abstract
Sistema integral de control, seguridad y
domótica en edificios inteligentes.
Sistema integral de control, seguridad y
domótica para edificios inteligentes, de especial utilidad en el
control de viviendas y edificios, cuya arquitectura comprende un
módulo de automatización HAM (1) que centraliza el control en el
recinto que se va a emplear el sistema de control, diversos paneles
de control (2), instalados en distintos lugares del recinto y que
sirven de interfaz al usuario para controlar las distintas partes
del edificio, una pasarela residencial local (3), conectada al
módulo de automatización HAM (1) vía una red LAN (12), de manera
que ésta se ocupa de las labores de comunicación con los distintos
dispositivos y actuadores, diversos módulos CAN de control (5), que
proporcionan conectividad con diversos dispositivos domóticos, una
pasarela residencial remota (13) y un centro de control de alarmas
(14).
Description
Sistema integral de control, seguridad y
domótica en edificios inteligentes.
La invención que se describe es un sistema
integral de control, seguridad y domótica en edificios
inteligentes. El campo de aplicación de la presente invención es,
principalmente, el de los sistemas de automatización y control a
distancia, y más particularmente el hardware, software y métodos
para la implementación de sistemas de automatización en viviendas o
sistemas domóticos. Sin embargo, sus características permiten su
utilización en otros ámbitos, como es el industrial.
Cuando se habla de automatización en vivienda o
domótica, en primer lugar se piensa generalmente en un conjunto de
dispositivos caros que automatizan muchos de los elementos de una
vivienda y la hacen inteligente, sin ser necesariamente
indispensables. Sin embargo, esta situación ha cambiado
recientemente y en la actualidad el conjunto de tecnologías y
servicios que puede proporcionar la domótica puede hacer cambiar la
forma de ver estos sistemas de automatización. Las soluciones
iniciales, que encendían las luces en función de la presencia de los
habitantes, han dado paso a sistemas domóticos capaces de controlar
la mayoría de electrodomésticos y monitorizar el estado de la
casa.
Los principales campos de aplicación donde la
domótica puede aplicarse en una vivienda son la seguridad,
multimedia, ayuda en tareas domésticas, control ambiental y de
ahorro energético, y control de la red. Además, los clientes
potenciales de estos sistemas suelen ser trabajadores que necesitan
ahorrar tiempo, personas de la tercera edad que necesitan
asistencia, y usuarios que trabajan desde casa y quieren un control
remoto en su hogar. De esta forma, el número de servicios ofrecidos
y la gran variedad de clientes, hacen de la adaptación de las
soluciones comerciales a los requerimientos concretos de los
usuarios un reto para las compañías del sector. Esta adaptación
debe tener en cuenta además la utilidad del sistema en el entorno
objetivo. La frontera entre un sistema que ayuda a los habitantes
con las tareas diarias y un sistema que realiza acciones
automáticas no deseadas es, algunas veces, estrecha.
Mientras tanto, el mercado domótico está
sufriendo una guerra de estándares y especificaciones que viene
desde principios de la década de 1990. Los protocolos de
interconexión usados, que especifican cómo se comunican los
electrodomésticos, módulos de automatización y pasarela
residencial, han estado cambiando continuamente durante años. Hoy
en día el estado de los protocolos de domótica, al menos en Europa,
es más estable, y EIB (European Installation Bus) se establece como
la especificación más usada. Un problema similar ha aparecido
recientemente en las comunicaciones inalámbricas para redes en el
hogar, debido a los continuos avances. Aparte de las soluciones
iniciales basadas en radio UHF (433 y 868 MHz) y las más recientes
basadas en Bluetooth, están emergiendo nuevas tecnologías con el
objetivo de cubrir los requerimientos de las comunicaciones
inalámbricas en soluciones de automatización de la vivienda. Zigbee
y Z-Wave están actualmente luchando por convertirse
en referencias en redes del hogar para los sistemas domóticos
futuros, y simbolizan la batalla continua entre tecnologías en campo
de la domótica.
La investigación en la domótica ha estado
fuertemente ligada a este mercado inestable. Los sistemas domóticos
tienen en cuenta la demanda de los usuarios y las últimas
tecnologías para desplegar sistemas horizontales para automatización
del hogar. Esta simbiosis entre la investigación y el mercado de
consumo ha dado como resultado trabajos que están demasiado
centrados en las tecnologías, trabajos donde el prototipo
implementa parcialmente el sistema diseñado (generalmente la unidad
de automatización, que centraliza el control de la casa), o
trabajos que solo incluyen una descripción del modelo lógico usado.
Obviamente el coste de desarrollo de estos sistemas es un
inconveniente para la comunidad que investiga en el campo de la
domótica. Teniendo en cuenta todo ello, en la presente invención se
ha puesto especial atención en elementos como la posibilidad de
ampliación por módulos y la gestión remota a través de Internet. Es
útil remarcar la carencia de protocolos de comunicación de alto
nivel que permitan la implementación de servicios de valor añadido
mediante el acceso al módulo principal de automatización. También es
de destacar el tratamiento insuficiente de la seguridad en las
comunicaciones IP en la mayoría de soluciones actuales. La
inteligencia ambiental está por otro lado, entrando en la campo del
hogar, y conceptos como "conciencia" y "ubicuidad" están
siendo aplicados sobre tecnologías de automatización domóticas y
proporcionando a las viviendas inteligencia.
Se conoce en el estado de la técnica diversas
configuraciones sobre sistemas domóticos y sus conexiones, pudiendo
citar, entre otras, las descritas en los documentos ES 2 297 514 T3,
ES 2 263 439 T3 y ES 2 255 835 B1.
La invención que se describe se refiere a un
sistema integral de control, seguridad y domótica para edificios
inteligentes. Su característica más destacable consiste en tener
una arquitectura compuesta de:
- -
- un módulo de automatización (HAM), como elemento principal del sistema, que incluye al menos una base de datos principal de configuración,
- -
- diversos paneles de control, que hacen de interfaz con el usuario,
- -
- una pasarela residencial local, para realizar la comunicación con el exterior del edificio,
- -
- diversos módulos CAN de control, para un control distribuido de dispositivos y luces,
- -
- una pasarela residencial remota, que permite realizar la gestión remota del sistema,
- -
- un centro de control de alarmas, para la recepción y gestión de alarmas,
- -
- una aplicación de configuración e instalación a través de un ordenador conectado al sistema a través de Internet,
- -
- una aplicación de administración que permite hacer de interfaz desde un ordenador conectado a Internet,
de manera que una red de
comunicaciones LAN enlaza el módulo de automatización, los diversos
paneles de control y la pasarela residencial local; los diversos
módulos CAN de entrada/salida enlazan con el módulo de
automatización a través de un bus CAN, y la pasarela residencial
remota y el centro de control de alarmas se conectan a través de
Internet con los distintos elementos del edificio, y dicho centro de
control de alarmas se conecta, además, mediante PSTN con el módulo
de automatización
(HAM).
A su vez, el mencionado módulo de automatización
(HAM) está formado por:
- -
- una tarjeta principal de procesado (MPU) basada en un microcontrolador, y equipada con capacidades básicas de entrada/salida a través de puertos serie y paralelo, I2C, SPI y Ethernet,
- -
- una tarjeta de comunicaciones que da conectividad celular, telefónica, de bus CAN y Zigbee al sistema,
- -
- una tarjeta de expansión base, dotada de entradas y salidas analógicas y digitales al sistema,
- -
- una fuente de alimentación y batería, en caso de falta de suministro en la red eléctrica,
- -
- módulos de expansiones laterales, para disponer de un mayor número de entradas y salidas,
- -
- y opcionalmente un interfaz gráfico, tipo LCD táctil a color, o bien teclado y pantalla alfanumérica,
y los módulos CAN remotos están formados
por:
- -
- un conjunto de entradas analógicas y digitales,
- -
- un conjunto de salidas, que permiten controlar la regulación de la intensidad para sistemas de iluminación,
- -
- un conjunto de entradas donde se conectan pulsadores simples para poder actuar sobre las salidas anteriores (encender, apagar y regular),
y los paneles de control están formados por:
- -
- una tarjeta principal de procesado MPU, y
- -
- un dispositivo táctil gráfico a color, tipo LCD,
de manera que todo el sistema
permite una actualización y mantenimiento de forma remota, a través
de Internet por un operador del sistema, y admite varias
configuraciones y tipos de sistemas de interacción, bien a través de
los paneles de control o desde cualquier ordenador que emplee la
aplicación de administración sita en la pasarela residencial local
y/o pasarela residencial
remota.
Una de las principales características del
módulo de automatización (HAM) es que puede:
- -
- conectarse a los distintos elementos del edificio simultáneamente a través de los buses domóticos X10 y EIB, realizar conexiones a través de bus CAN, inalámbricas mediante Zigbee o directamente a las entradas y salidas de las distintas expansiones del módulo de automatización (HAM) o de los módulos entrada/salida CAN, y,
- -
- actuar, a la vez, como un dispositivo EIB ofreciendo a los elementos conectados al bus EIB (pantallas táctiles, teclados, sensores) pleno control del resto de elementos del edificio, cualquiera que sea la tecnología de las mencionadas de estos elementos (X10, ZigBee).
La comunicación entre el módulo de
automatización (HAM) y el centro de control de alarmas puede
realizarse simultáneamente por los siguientes medios:
- -
- a través de acceso WAN IP por medios cableados, es decir, mediante una conexión Ethernet, soportando por tanto entre otros la conexión a cable-modem, líneas ADSL o ISDN,
- -
- a través de acceso IP en redes de telefonía celular (sistemas GPRS/UTMS),
- -
- a través de mensajes SMS dentro de redes GSM,
- -
- usando la infraestructura de telefonía fija PSTN,
y se pueden realizar estrategias
combinando estas vías, existiendo, además, una comunicación
simultánea e ininterrumpida por IP para verificar que el sistema de
alarma está armado y funciona
correctamente.
Otras características del módulo de
automatización (HAM) y su correspondiente arquitectura son:
- -
- es ampliable y configurable remotamente, de manera que con una configuración mínima formada por el módulo de automatización (HAM) el sistema ya puede trabajar con toda la funcionalidad,
- -
- puede crecer de forma centralizada según el tamaño del edificio a controlar a través de la tarjeta de expansión base y tarjetas de expansiones laterales y, al mismo tiempo, también puede crecer de forma descentralizada a través de los dispositivos conectados a los distintos buses posibles,
- -
- y todas las ampliaciones son configurables remotamente.
El sistema integral de control, seguridad y
domótica para edificios inteligentes emplea una estrategia
distribuida al almacenar los datos de configuración y estado de los
aparatos (base de datos de configuración), de manera que en los
equipos remotos (pasarela residencial local, pasarela residencial
remota y paneles de control) se mantienen réplicas de la
información guardada en el módulo de automatización (HAM), siendo
aquéllas actualizadas sólo cuando se detectan cambios, lo que reduce
el número de accesos directos al módulo de automatización (HAM) así
como el tiempo de respuesta y, al mismo tiempo, supone una
redundancia de la información del sistema.
Un protocolo de comunicaciones SHAP (Superior
Home Automation Protocol), que utiliza UDP como capa de transporte,
conecta el módulo de automatización (HAM) con las distintos
dispositivos locales y remotos, siguiendo una estrategia de ventana
deslizante para asegurar el control de flujo de datos.
En el sistema, los paneles de control envían
mensajes de control al módulo de automatización (HAM) usando el
protocolo SHAP, de manera que los paneles de control anotan
cualquier cambio de estado de un dispositivo cuando recibe la
confirmación del módulo de automatización (HAM).
La distribución de la información en los equipos
remotos se realiza en dos fases diferenciadas:
- -
- fase de sincronización, que coincide con el arranque del equipo remoto o con la detección de perdida de conexión en la red LAN, donde los datos de configuración y estado de los aparatos son inválidos y se requiere una actualización completa de los mismos; esto provoca un tráfico de paquetes de consulta generados por el equipo remoto y dirigidos al módulo de automatización (HAM), con la intención actualizar toda su información, y,
- -
- fase de refresco, que permite tener actualizados el estado de los aparatos si algún equipo remoto o el módulo de automatización (HAM) realiza algún cambio en los datos,
de manera que el proceso de
refresco de datos está centralizado por el modulo de automatización
(HAM) que se encarga de actualizar el/los equipo/s remoto/s que lo
necesiten.
La estrategia de refresco de datos que se sigue
es la siguiente:
- -
- un equipo remoto modifica el estado de un aparato,
- -
- se notifica la modificación al módulo de automatización (HAM),
- -
- el módulo de automatización (HAM) notifica el cambio de estado en el resto de equipos remotos, de manera que para los paneles de control la notificación es enviada por difusión a la red (broadcast), mientras que para la pasarela residencial local y la pasarela residencial remota, la notificación se realiza de forma individual (unicast).
El protocolo SHAP realiza una aproximación
basada en criptografía simétrica, de manera que mediante un
algoritmo SHA-2 (Secure Hash Algorithm) se calcula
un resumen de la carga de todos los paquetes, y el valor resultante
es encriptado conjuntamente con la cabecera mediante AES (Advanced
Encryption Standard), usando una clave simétrica compartida entre
las entidades del sistema, completándose el mensaje con un código de
redundancia cíclica (CRC) del paquete completo.
Igualmente, el protocolo SHAP se extiende para
la tarea concreta de envío de alertas a una receptora de alarmas IP
de forma que, como paso previo al envío de las mismas, se realiza
una negociación en la que se determina el formato que se empleará
para encapsular las alertas en los paquetes que se vayan a enviar
después; de esta manera, el módulo de automatización (HAM) propone
una lista de formatos con los que es compatible y, en la respuesta,
es el centro de control de alarmas el que decide cuál de ellos se
empleará, en base al esquema de prioridades que tenga
predefinido.
Se acompaña a la presente memoria descriptiva,
como parte integrante de la misma, un conjunto de dibujos en los
que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha presentado lo
siguiente:
La figura número 1 muestra la arquitectura
general del sistema con todos los módulos que integra.
La figura número 2 muestra el esqueleto del
hardware del sistema con todas las tarjetas que lo integran, tanto
en el módulo de automatización como en los paneles de control y
módulos CAN remotos.
La figura número 3 muestra una representación
completa de la unidad de automatización; en la parte inferior se ve
la tapa con la versión de pantalla LCD táctil, y en la parte
superior se aprecian las tarjetas de la unidad de automatización a
la izquierda, y la batería, fuente de alimentación a la derecha,
junto con el módulo transceiver X10 y el EIB.
Las siguientes referencias numéricas hacen
mención a los diversos dispositivos que aparecen descritos en
relación con la invención:
- 1
- - Módulo de automatización (HAM) del edificio.
- 2
- - Panel de control.
- 3
- - Pasarela residencial local.
- 4
- - Cámaras IP.
- 5
- - Módulos CAN.
- 6
- - Sensores.
- 7
- - Electrodomésticos.
- 8
- - Zig bee.
- 9
- - Bus EIB.
- 10
- - Bus X10.
- 11
- - Bus CAN.
- 12
- - Red LAN.
- 13
- - Pasarela residencial remota.
- 14
- - Centro de control de alarmas.
- 15
- - Receptora de alarmas PSTN.
- 16
- - Receptora de alarmas celular.
- 17
- - Receptora de alarmas WAN.
- 18
- - Ordenador.
- 19
- - Teléfono móvil.
- 20
- - Internet.
- 21
- - Tarjeta principal de procesado MPU.
- 22
- - Tarjeta de Comunicaciones.
- 23
- - Tarjeta expansión base.
- 24
- - Tarjeta de expansiones laterales.
- 25
- - Pantalla LCD táctil.
- 26
- - Bus de expansión E/S (entrada/salida).
- 27
- - Transceiver EIB.
- 28
- - Transceiver X10.
- 29
- - Fuente de alimentación.
- 30
- - Batería.
- 31
- - Dispositivos domóticos.
- 32
- - Protocolo SHAP.
- 33
- - Base de datos del sistema.
- 34
- - Aplicación de instalación y configuración.
- 35
- - Aplicación de administración.
La invención consiste en una arquitectura de
control compuesta por un conjunto de dispositivos interconectados,
destinados al control domótico y automatización de edificios, con
una serie de requerimientos de conectividad y funcionalidad que le
confieren utilidad en el campo de seguridad, confort, ocio y
accesibilidad en edificaciones.
El sistema descrito explora el potencial de
automatización en viviendas en el mercado actual, evitando una
fuerte dependencia con las tecnologías existentes, considerando
experiencias previas y proponiendo servicios innovadores, gracias al
análisis, diseño e implementación de un arquitectura completa para
control domótico dentro de un entorno mixto industrial y
académico.
El sistema está pensado para una amplia difusión
en el sector domótico y de automatización en edificios, lo que
implica numerosas posibilidades de configuración según la topología
de cada caso concreto.
Además, el sistema está pensado para un usuario
final no experto (mercado de consumo), con lo que el mantenimiento
es el mínimo posible, pudiéndose hacer un diagnóstico, ampliación y
actualización de funcionalidades del sistema remotamente, sin
intervención del usuario.
Las principales aplicaciones del sistema
integral de control, seguridad y domótica en edificios inteligentes
son las siguientes:
- \bullet
- Control de electrodomésticos.
- \bullet
- Utilización de diversos protocolos de comunicación domóticos.
- \bullet
- Control centralizado en el módulo de automatización.
- \bullet
- Gestión del sistema desde dentro del hogar a través de pantallas táctiles intuitivas.
- \bullet
- Diseño tolerante a fallos mediante replicación de la base de datos de configuración.
- \bullet
- Servicios de valor añadido en pasarelas residenciales local y remota.
- \bullet
- Administración y monitorización del sistema mediante software en 3D, a través de una conexión a Internet.
- \bullet
- Programación remota del módulo de automatización.
- \bullet
- Servicios de seguridad a través de varios posibles receptores de alarmas conectados a través de distintas tecnologías de red pública (WAN, GPRS/UMTS, PSTN).
- \bullet
- Flexibilidad, debido a que el sistema puede adaptarse a soluciones específicas, eligiendo las prestaciones deseadas. Casi todos los elementos de la arquitectura son opcionales.
La Figura 1 muestra la arquitectura del sistema
de automatización. Como puede verse, la arquitectura está dividida
en el sistema instalado en la vivienda y las conexiones con
diversos elementos remotos. Aunque el diagrama incluye todos los
posibles elementos en una solución completa de automatización de
edificios, el sistema es completamente modular. Además, es
importante remarcar cómo la naturaleza genérica del sistema permite
no sólo aplicar esta arquitectura de automatización a viviendas,
sino también en otros ámbitos como oficinas, colegios, centros
comerciales, resorts, y en general, cualquier otro dominio donde la
domótica tiene cabida.
Como se ha mencionado, casi todos los elementos
de la arquitectura pueden considerarse opcionales, proporcionando
una arquitectura flexible y modular. La red dentro de la vivienda
está centralizada en una solución embebida proporcionada por un
módulo de automatización. Éste es capaz de trabajar con las
especificaciones domóticas más comunes, como X10, EIB y ZigBee,
para conectar con sensores, actuadores, dispositivos y
electrodomésticos instalados en la vivienda. Por otra parte, se usa
un protocolo basado en UDP sobre la red IP para conectar el resto de
elementos con el módulo de automatización. Para proporcionar un
control sencillo e intuitivo, distintos paneles de control pueden
distribuirse por la vivienda. Además, las pasarelas residenciales,
local y remota, proporcionan capacidades de administración y
monitorización a los usuarios y compañías de seguridad,
respectivamente. Se ha diseñado un sistema de seguridad robusto
para permitir a las compañías contratadas recibir mensajes de
alarma mediante distintas tecnologías.
El componente principal de la arquitectura es el
módulo de automatización de la vivienda (1) o HAM (Home Automation
Module). Este elemento es el núcleo del sistema y está conectado
con todos los electrodomésticos (7), sensores (6) y dispositivos
domóticos (31) (persianas, luces, etc). De esta forma, este módulo
de automatización HAM (1) centraliza la inteligencia del edificio,
porque contiene la configuración utilizada para controlar todos los
dispositivos instalados. Una base de datos local (33) guarda en una
memoria no volátil las acciones que tienen que ser ejecutadas de
acuerdo a condiciones programadas o basadas en lecturas de sensores
(6).
El módulo de automatización HAM (1) puede
incluir además un interfaz de usuario. No obstante, pueden
instalarse paneles de control (2) en distintos lugares, que sirven
de interfaz de usuario para controlar las partes de la casa o del
edificio definidas en cada caso. Por ejemplo, en un edificio de
oficinas, cada planta puede tener un panel de control (2) para
configurar la temperatura adecuada, cerrar persianas o especificar
la intensidad de las luces de forma independiente (por ejemplo, por
planta).
La pasarela residencial local (3) del edificio
ofrece servicios de valor añadido de monitorización y
administración del sistema. Esta pasarela (3) está comunicada con el
módulo de automatización HAM (1) vía una red de comunicaciones LAN
(12), dejando las labores de comunicación con dispositivos
domóticos (31), sensores (6) y electrodomésticos (7) a dicho módulo
de automatización HAM (1). Algunas soluciones del estado de la
técnica conocido dejan estas tareas directamente a las pasarelas
residenciales basadas en PC, pero esto no se considera una
estrategia adecuada. La solución embebida utilizada en el módulo de
automatización HAM (1) ofrece una arquitectura tolerante a fallos,
más apropiado para asegurar el correcto funcionamiento de los
dispositivos del hogar en todo momento. En la arquitectura
presentada, la pasarela residencial local (3), basada en un PC
embebido, es utilizada para ofrecer servicios extra a los
habitantes de la vivienda, y realizar las tareas de red de la capa
de transporte a la de aplicaciones en una pila OSI. En la pasarela
residencial local (3) se utiliza el middleware OSGi (Open Services
Gateway initiative) para gestionar el ciclo de vida de los
servicios que cubren estas características. De esta forma, un
servicio que implementa el protocolo UDP diseñado para conectar con
la unidad de automatización, posibilita el desarrollo de otras
aplicaciones, y el servicio HTTP ofrecido por OSGi es usado por una
aplicación web para proporcionar capacidades de administración
local/remota a través de un interfaz 3D (aplicación de
administración (35)). El usuario podría, por ejemplo, acceder a la
red de la vivienda desde el trabajo, bajo un proceso previo de
autenticación por supuesto. Adicionalmente el sistema ofrece como
alternativa más simple el control remoto vía SMS mediante teléfono
móvil (19), en el caso de que no se disponga de conexión a Internet
(20).
La mayoría de esfuerzos previos para diseñar
nuevos protocolos de interconexión en domótica han estado dirigidos
a tímidas propuestas de comunicación entre un controlador domótico
y electrodomésticos. El sistema descrito en la presente invención,
por el contrario, apuesta por las especificaciones soportadas
actualmente en la conexión entre el módulo de automatización y los
dispositivos, y propone un novedoso protocolo de comunicaciones que
conecta los módulos principales de la arquitectura vía IP.
El módulo de automatización HAM (1) soporta
varios controladores de red para conectar con los distintos
dispositivos del edificio. Complementando a esto, dispone de
entradas y salidas analógicas y digitales en su expansión base (23)
y las distintas expansiones laterales (24) que se pueden anexar.
Además, a través de un bus CAN (11) (Control Area Network) es
posible utilizar entradas y salidas remotas en estructuras con una
aproximación más distribuida. Los módulos CAN (5) diseñados para
esta arquitectura incorporan un conjunto de entradas analógicas y
digitales, un conjunto de salidas, que controlan relés u otros
dispositivos (como potenciómetros) que permiten controlar la
regulación de la intensidad para sistemas de iluminación, y un
conjunto de entradas donde se conectan pulsadores simples para poder
actuar sobre las salidas anteriores. Se ofrece además conectividad
a través de bus X10 (10) sobre la red eléctrica, pensando en
instalaciones domóticas de bajo coste, mientras que un bus EIB (9)
ofrece una solución potente para una conexión con dispositivos de
mayor capacidad de control. Finalmente, ZigBee (8) puede usarse para
evitar el cableado en edificios o viviendas ya construidas.
Como ya se ha señalado, se usa una red de
comunicaciones LAN (12) en el edificio para conectar todos los
paneles de control (2), la pasarela residencial local (3) y el
módulo de automatización HAM (1). Este último mantiene una base de
datos principal de configuración (33), pero cada panel de control
(2) y la pasarela residencial local (3) incluyen una réplica local
para evitar la sobrecarga de la red. La tecnología LAN utilizada
puede ser Ethernet, y el estándar 802.11i para instalaciones donde
sean preferibles las comunicaciones inalámbricas.
La red LAN (12) del edificio se conecta a
Internet (20) mediante una de las distintas tecnologías disponibles
hoy en día. Una conexión ADSL, ISDN o cable-modem
podría ser suficiente para proporcionar monitorización y control
remoto, y ofrecer un sistema de seguridad básico.
El protocolo SHAP (32) (Superior Home Automation
Protocol) es un protocolo de comunicaciones basado en UDP, usado
para conectar los principales componentes del sistema domótico
sobre la red IP. Este protocolo conecta el módulo de automatización
HAM (1) con las entidades locales y remotas siguiendo una estrategia
de ventana deslizante para asegurar el control de flujo de
datos.
Unos mensajes de control se envían desde los
paneles de control (2) al módulo de automatización HAM (1) usando
el protocolo SHAP (32). Los paneles de control (2) anotan cualquier
cambio de estado de un dispositivo cuando recibe la confirmación del
módulo de automatización HAM (1). Esta técnica asegura la
consistencia porque cada panel de control (2) guarda una copia
local reducida de la base de datos (33) que contiene el estado de
cada dispositivo controlado. Las comunicaciones entre la pasarela
residencial local (3), la pasarela residencial remota (13) y el
módulo de automatización HAM (1) siguen la misma estrategia. La
base de datos (33) almacenada en la pasarela residencial remota
(13) es solo una parte del estado completo de la vivienda porque su
función es solo relativa a la parte de seguridad. Sin embargo, la
base de datos (33) mantenida en la pasarela residencial local (3) es
una copia completa de la guardada en la memoria no volátil de el
módulo de automatización HAM (1), porque el software de
administración ofrece un control completo de la vivienda.
La distribución de la información en los equipos
remotos se realiza en dos fases diferenciadas:
- -
- Fase de sincronización: coincide con el arranque del equipo remoto o con la detección de perdida de conexión en la red LAN (12), donde se supone que los datos de configuración y estado de los aparatos son inválidos y se requiere una actualización completa de los mismos. Esta fase provoca un tráfico de paquetes de consulta generados por el equipo remoto y dirigidos al módulo de automatización HAM (1), con la intención actualizar toda su información.
- -
- Fase de refresco: permite tener actualizados el estado de los aparatos si algún equipo remoto o el módulo de automatización HAM (1) realiza algún cambio en los datos. Todo el proceso de refresco de datos es centralizado por el modulo de automatización HAM (1) que se encarga de actualizar el/los equipos remotos que lo necesiten. La estrategia de refresco de datos que se sigue es la siguiente:
- -
-
\vtcortauna
- -
-
\vtcortauna
- -
-
\vtcortauna
Con esta estrategia de distribución se consigue
que cada equipo remoto mantenga en todo momento una copia
actualizada de los datos del sistema mientras esté en
funcionamiento.
El protocolo SHAP (32) incluye además un
conjunto de mensajes usados para programar de forma remota el
código del módulo de automatización HAM (1) y los paneles de
control (2). Se ha desarrollado un software para llevar a cabo esta
tarea, que permite a personal especializado actualizar de forma
local o remota el firmware del módulo de automatización HAM
(1).
Obviamente, se han considerado los riesgos de
seguridad que implican un protocolo de control domótico diseñado
sobre la pila UDP/IP. El acceso a la red de la vivienda desde el
exterior (Internet, (20)) tiene diversas implicaciones de seguridad
relativas a la confidencialidad, autenticidad, autorización e
integridad. En este sentido, con la intención de amortizar estos
peligros, el protocolo SHAP (32) apuesta por una aproximación
basada en criptografía simétrica. Mediante SHA-2
(Secure Hash Algorithm) se calcula un resumen de la carga de todos
los paquetes, y el valor resultante es encriptado conjuntamente con
la cabecera mediante AES (Advanced Encryption Standard), usando una
clave simétrica compartida entre las entidades del sistema. El
mensaje se completa con un CRC (Código de Redundancia Cíclica) del
paquete completo. El resumen SHA asegura la integridad de la carga,
y la encriptación AES proporciona autenticidad de la información
transmitida, porque la sincronización entre en emisor y el receptor
(incluido en la cabecera) es oculta. La confidencialidad no es
directamente ofrecida por la carga del paquete, porque se asume que
los propios paquetes encapsulados deben soportar encriptación si es
necesario. Encriptar los mensajes del mapa de memoria en una
operación de escritura del módulo de automatización HAM (1) es
innecesario, por ejemplo, ya que la decodificación de todos los
mensajes retrasaría el proceso demasiado. Los mensajes de alarma,
por otro lado, pueden ofrecer encriptación por ellos mismos. A
nivel de servicio, se ofrece confidencialidad por medio de un
acceso seguro HTTPS. De la misma forma, el control de acceso
implementado en la aplicación de administración 3D (35) ofrece
autenticación en el acceso al sistema.
Debido a la relevancia de los servicios de
seguridad en los actuales sistemas de domótica en el hogar, se ha
incluido un sistema de seguridad integral en la arquitectura del
sistema. Sensores (6) locales conectados al módulo de
automatización HAM (1), como pueden ser presencia, ruido y sensores
de apertura de puertas, se usan como entradas del sistema de
seguridad. Como puede verse en la Figura 1, hay varias entidades
llamadas "receptoras de alarmas": la receptora de alarmas PSTN
(15), la receptora de alarmas celular (16), y la receptora de
alarmas WAN (17); todas ellas están ubicadas en un centro de
control de alarmas (14), que están a cargo de recibir los eventos
de seguridad de los edificios. Estas receptoras de alarmas (15),
(16), (17), son entidades lógicas (software) que se ejecutan sobre
servidores localizados en el centro de control de alarmas (14) de la
compañía de seguridad involucrada.
Como se ha indicado, hay varios tipos de
receptoras de alarma. El más común es el que conecta con un
edificio a través de Internet (20) usando una conexión por cable.
Sin embargo, el sistema ofrece la posibilidad de conectar el módulo
de automatización HAM (1) con la central usando red celular (CN) o
la red de teléfono (PSTN). La solución basada en el uso de red
celular requiere un modem en el módulo de automatización HAM (1),
de forma que el operador de la red ofrece una conexión directa a
Internet (20). Las receptoras de alarma WAN (17), basadas en una
conexión a Internet (20) por cable, o las de red celular (16),
reciben notificaciones de seguridad mediante mensajes específicos
del protocolo SHAP (32). En el caso de usar una conexión de red
telefónica (PSTN), se usa una codificación basada en tonos para
enviar los eventos de seguridad. Estas tres aproximaciones pueden,
sin embargo, combinarse, e incluso varios del mismo tipo puede
incluirse para ofrecer una fiabilidad mejorada. Los eventos de
alarma son simultáneamente notificados a través de todas las
receptoras de alarmas (15), (16), (17). Además, se sigue una
estrategia de comunicación periódica continua entre las receptoras
(15), (16), (17) y el módulo de automatización HAM (1). Este
mecanismo previene que un atacante pueda bloquear los canales de
seguridad.
Todas las notificaciones de seguridad recibidas
por las receptoras de alarmas son reenviadas al centro de control
de alarmas (14) de la compañía de seguridad involucrada, donde se
utiliza un software para procesar todos los eventos. Los mensajes
de alarma usan el estándar Contact ID; sin embargo, el sistema está
preparado para soportar otros tipos de formato como 4+2. Para la
tarea concreta de envío de alertas a una receptora de alarmas IP
(16), (17) el protocolo SHAP (32) se extiende de forma que, como
paso previo al envío de las mismas, se realiza una negociación en
la que se determina el formato que se empleará para encapsular las
alertas en los paquetes que se vayan a enviar después. En este caso,
el módulo de automatización HAM (1) propone una lista de formatos
con los que es compatible y, en la respuesta, es la central la que
decide cuál de ellos se empleará, en base al esquema de prioridades
que tenga predefinido. Cada uno de los formatos que se soportan
está representado por un número o versión, y la lista de las
versiones soportadas es total o parcialmente conocida tanto por el
módulo de automatización HAM (1) como por las receptoras IP (16),
(17). El caso común es que se tengan diversos módulos de
automatización HAM (1), soportando cada uno una versión distinta,
mientras que las receptoras IP (16), (17) son compatibles con varias
versiones para asegurar la compatibilidad tanto con módulos de
automatización (HAM) (1) más antiguos como con otros instalados
posteriormente, sin tener la necesidad de reprogramar los más
antiguos para garantizar que puedan seguir enviando alertas a las
receptoras IP (16), (17).
Algunas veces, los edificios automatizados están
incluidos en un dominio tipo urbanización donde se ofrece un
servicio de seguridad. En este caso, el sistema ofrece la
posibilidad de aplicar una estrategia de monitorización y seguridad
sobre este conjunto de viviendas desde el centro local de control
donde opera el personal de seguridad. La pasarela residencial
remota (13) se usa en el sistema con este propósito. Un caso típico
donde incluir este elemento es el servicio de seguridad local
ofrecido en un complejo residencial (véase la figura 1). La pasarela
residencial remota (13) se usa en esta configuración para recibir
los eventos de seguridad de los edificios. Esto podría ser una
opción preferible en dominios administrativos pequeños o medianos.
La pasarela residencial remota (13) contiene una versión modificada
del software instalado en la paralelas residenciales locales (3),
de ahí que sea capaz de conectar con los módulos de automatización
HAM (1) individuales de cada edificio. De esta manera, incluye un
interfaz que permite al personal de seguridad centralizar los
eventos de seguridad de todas las casas controladas. La pasarela
residencial remota (13) también guarda una copia local reducida de
la base de datos (33) que contiene el estado de cada dispositivo
controlado. Algunas veces, la pasarela residencial remota (13)
podría estar localizada en la misma red LAN (12) que los edificios
controlados. En la Figura 1 se muestra el caso más general.
Las distintas entidades de la arquitectura,
sistema integral de control, seguridad y domótica, se presentan a
continuación en detalle.
El módulo de automatización HAM (1) está basado
en la arquitectura hardware SIROCO (System for Integral ContROl and
COmunication). Los diferentes módulos que componen la unidad pueden
verse en la Figura 2. SIROCO es un sistema modular altamente
adaptable y compatible con la regulación actual en seguridad
(EN-50131 y EN-50136). Sistemas
similares a menudo apuestan por arquitecturas más simples y menos
flexibles; por el contrario, SIROCO da la opción de instalar una
solución de bajo coste o bien sistemas más completos expandiendo el
hardware base con los módulos requeridos.
El corazón del sistema es un microcontrolador de
32-bit basado en la arquitectura ARM. Una tarjeta
principal de procesado (21) MPU (Main Processor Unit) está equipada
con capacidades básicas de entrada/salida a través de puertos serie
y paralelo, 12C, SPI, y una conexión Ethernet. La tarjeta de
procesado MPU (21) es la base tanto del módulo de automatización
HAM (1) como de los paneles de control (2). El módulo de
automatización HAM (1) también puede extenderse a través de más
tarjetas que le dan mayor capacidad de entrada/salida y
comunicaciones. Las comunicaciones específicas para domótica son
proporcionadas por los transceivers X10 (28) y EIB (27). El
interfaz de usuario es una pantalla táctil (25), tipo LCD a color
de 5,6''. Existe una versión de interfaz de usuario de bajo coste
formado por un LCD alfanumérico y un teclado de 16 botones. La
tarjeta de procesado MPU (21) se extiende con dos tarjetas
adicionales: la tarjeta de expansión base (23) y la tarjeta de
comunicaciones (22).
La tarjeta de expansión base (23) proporciona un
interfaz de entrada/salida directo para sensores (6),
electrodomésticos (7) y dispositivos domóticos (31) a controlar.
SIROCO está diseñado como un sistema de automatización distribuido
por medio de sus diferentes buses, pero además soporta un gran
número de conexiones centralizadas en el módulo de control. Aparte
de la expansión base, incluida en la unidad central, es posible
añadir hasta 16 tarjetas adicionales llamadas tarjetas o módulos de
expansiones laterales (24) a través del bus de expansión
entrada/salida E/S (26), que aumenta la conectividad directa de la
unidad central. Con esta configuración, se pueden abordar esquemas
de control complejos.
La tarjeta de comunicaciones (22) está equipada
con un interfaz radio ZigBee (8), para comunicación con sensores
inalámbricos, y una conexión cableada de bus CAN (11). Se han
desarrollado módulos CAN (5) de pequeño tamaño que disponen de
dimmers y entradas/salidas remotas adicionales para proporcionar
conectividad con un amplio rango de dispositivos domóticos (31)
(luces, persianas, etc.). El bus CAN (11) se ofrece como una
alternativa al bus EIB (9) para casos en los que se requiere un
canal de comunicaciones cableado más flexible con sensores remotos
no necesariamente compatibles con EIB. Aparte del canal de interfaz
Ethernet proporcionado por la tarjeta principal (21) MPU, la
tarjeta de comunicaciones (22) incluye un modem celular
(GSM/GPRS/UMTS) y un interfaz telefónico DTMF
(Dual-Tone Multi-Frequency),
principalmente orientado al envío de eventos de seguridad a las
receptoras de alarmas.
La Figura 3 muestra el módulo de automatización
HAM (1) en la versión que incluye la pantalla táctil (25) como
interfaz de usuario (véase la disposición inferior). La tarjeta de
procesado MPU (21) queda visible en la parte superior de la
circuitería, y la expansión base de entradas y salidas se encuentra
bajo ésta. La tarjeta de comunicaciones (22) se conecta sobre la
tarjeta principal (21) MPU, y está cableada con los módulos
transceivers X-10 (28) y EIB (27). El módulo de
automatización HAM (1) dispone de fuente de alimentación (29) y
batería (30) para evitar fallos de alimentación del sistema.
El sistema cuenta con paneles de control (2)
adicionales, basados en la misma arquitectura hardware SIROCO.
Estos paneles garantizan un interfaz de usuario familiar,
equivalente al ofrecido por el módulo de automatización HAM (1)
dotado con pantalla táctil (25). Los paneles de control (2) ofrecen
a los usuarios gestionar los dispositivos automatizados locales a
su entorno (luces, persianas, electrodomésticos, climatización,
etc.), y la correlación entre eventos y acciones asociadas.
Adicionalmente es posible programar acciones periódicas o
específicas. Los paneles de control (2), sin embargo, no pueden
acceder directamente a la configuración general del sistema,
guardada en el módulo de automatización HAM (1). El protocolo SHAP
(32) se utiliza para enviar comandos al módulo de automatización HAM
(1), como se ha descrito previamente. Se pueden definir acciones de
control más complejas a través de la aplicación de administración,
accesible a través de la red IP.
Los usuarios pueden definir perfiles de
configuración en los paneles de control. De esta forma, un conjunto
de estados de los dispositivos, y acciones a ser llevadas a cabo
bajo ciertas condiciones, pueden salvarse usando nombre familiares
como "En el trabajo" o "Dormir".
La alarma de la casa puede armarse/desarmarse a
través de un panel de control (2) previamente definido. Sin
embargo, cualquier panel puede usarse para activar las alarmas de
pánico, seguridad e incendio en cualquier instante. Además, cuando
la alarma es activada por el módulo de automatización HAM (1)
(debido a lectura de sensores), los paneles de control avisan a los
usuarios con señales acústicas y luminosas.
La aplicación de configuración e instalación
(34) permite al personal especializado el acceso local o remoto a
la configuración de la vivienda a través de un ordenador (18) con
una conexión IP con el módulo de automatización HAM (1). La
aplicación utiliza un acceso UDP/IP vía el protocolo SNAP (32), o
bien una conexión directa vía serie con el módulo de automatización
HAM (1).
El software permite al instalador configurar las
diferentes particiones y zonas del sistema de seguridad, establecer
los dispositivos conectados al sistema, y definir los canales de
comunicaciones permitidos desde el exterior a la vivienda. Toda esta
información se guarda en la base de datos (33) del módulo de
automatización HAM (1). El interfaz de usuario permite establecer
perfiles de operación iniciales y acciones a ser ejecutadas bajo
ciertos eventos detectados por los sensores. Con el objetivo de
hacer más sencilla la configuración de las viviendas, la aplicación
ofrece al usuario configuraciones predefinidas que pueden usarse
como punto de partida. Todas las configuraciones pueden además ser
salvadas para su posterior uso en otras viviendas.
Aparte de la utilización del software para la
modificación de la configuración general de la vivienda, la
aplicación puede usarse para monitorización de las comunicaciones.
El tráfico a través de las redes X10 (10), EIB (9) y los paquetes
UDP enviados y recibidos por el módulo de automatización HAM (1)
pueden ser analizados con esta herramienta.
Adicionalmente a los paneles de control (2) y la
pantalla opcional (25) en el módulo de automatización HAM (1), una
aplicación de administración (35) ofrece a los usuarios capacidades
de monitorización y control local y remoto desde cualquier
ordenador (18) conectado a Internet (20). Como ya ha sido explicado,
la aplicación está localizada en un servidor HTTP en la pasarela
residencial local (3). Ésta incluye un programa basado en
tecnología Flash, que se descarga desde el servidor y ofrece una
visión extendida de la casa completa.
El usuario, empleando esta aplicación de
administración (35), tiene una visión tridimensional (3D) de la
casa y puede manejar el sistema de automatización como si estuviera
en la vivienda. Varias cámaras IP (4) instaladas en la vivienda
pueden usarse para ofrecer una visión en tiempo real de los lugares
deseados de la vivienda.
Una variante de esta aplicación está disponible
para la pasarela residencial remota (13), en lugares donde se
pueden ofrecer servicios de seguridad local. Por medio de este
software, el personal de seguridad en urbanizaciones y resorts puede
monitorizar todas las casas automatizadas. Esta versión de la
aplicación centraliza la recepción de alarmas de las casas, e
incluye características básicas para controlar ciertos
dispositivos, tal como las luces del hall, sensores de seguridad y
alarmas audibles. Tal esquema reduce el precio del despliegue del
sistema en instalaciones de bajo coste, ya que las tareas de
monitorización se dejan al personal de seguridad, y las pasarelas
residenciales locales no son necesarias.
Claims (12)
1. Sistema integral de control, seguridad y
domótica para edificios inteligentes caracterizado por una
arquitectura compuesta de:
- -
- un módulo de automatización HAM (1), como elemento principal del sistema, que incluye al menos una base de datos principal de configuración (33),
- -
- diversos paneles de control (2), que hacen de interfaz con el usuario,
- -
- una pasarela residencial local (3), para realizar la comunicación con el exterior del edificio,
- -
- diversos módulos CAN de control (5), para un control distribuido de dispositivos y luces,
- -
- una pasarela residencial remota (13), que permite realizar la gestión remota del sistema,
- -
- un centro de control de alarmas (14), para la recepción y gestión de alarmas (15), (16), (17),
- -
- una aplicación de configuración e instalación (34) a través de un ordenador conectado al sistema a través de Internet (20),
- -
- una aplicación de administración (35) que permite hacer de interfaz desde un ordenador conectado a Internet (20),
donde una red de comunicaciones LAN
(12) enlaza el módulo de automatización (1), los diversos paneles
de control (2) y la pasarela residencial local (3), y los diversos
módulos CAN (5) de entrada/salida enlazan con el módulo de
automatización (1) a través de un bus CAN (11), y la pasarela
residencial remota (13) y el centro de control de alarmas (14) se
conectan a través de Internet (20) con los distintos elementos del
edificio, y dicho centro de control de alarmas (14) se conecta,
además, mediante PSTN con el módulo de automatización HAM
(1).
2. Sistema integral de control, seguridad y
domótica para edificios inteligentes según la reivindicación 1
caracterizado porque el módulo de automatización HAM (1)
está formado por:
- -
- una tarjeta principal de procesado MPU (21) basada en un microcontrolador, y equipada con capacidades básicas de entrada/salida a través de puertos serie y paralelo, I2C, SPI y Ethernet,
- -
- una tarjeta de comunicaciones (22) que da conectividad celular, telefónica, de bus CAN y Zigbee al sistema,
- -
- una tarjeta de expansión base (23), dotada de entradas y salidas analógicas y digitales al sistema,
- -
- una fuente de alimentación (29) y batería (30), en caso de falta de suministro en la red eléctrica,
- -
- módulos de expansiones laterales (24), para disponer de un mayor número de entradas y salidas,
- -
- y opcionalmente un interfaz gráfico (25), tipo LCD táctil a color, o bien teclado y pantalla alfanumérica,
y los módulos CAN remotos (5) están formados
por:
- -
- un conjunto de entradas analógicas y digitales,
- -
- un conjunto de salidas, que permiten controlar la regulación de la intensidad para sistemas de iluminación,
- -
- un conjunto de entradas donde se conectan pulsadores simples para poder actuar sobre las salidas anteriores (encender, apagar y regular),
y los paneles de control (2) están formados
por:
- -
- una tarjeta principal de procesado MPU, y
- -
- un dispositivo táctil gráfico a color, tipo LCD,
de manera que todo el sistema
permite una actualización y mantenimiento de forma remota, a través
de Internet (20) por un operador del sistema, y admite varias
configuraciones y tipos de sistemas de interacción, bien a través de
los paneles de control (2) o desde cualquier ordenador (18) que
emplee la aplicación de administración (35) sita en la pasarela
residencial local (3) y/o pasarela residencial remota
(13).
\newpage
3. Sistema integral de control, seguridad y
domótica para edificios inteligentes según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el módulo
de automatización HAM (1) puede:
- -
- conectarse a los distintos elementos del edificio simultáneamente a través de los buses domóticos X10 (10) y EIB (9), realizar conexiones a través de bus CAN (11), inalámbricas mediante Zigbee (8) o directamente a las entradas y salidas de las distintas expansiones (23), (24) del módulo de automatización HAM (1) o de los módulos entrada/salida CAN (5), y,
- -
- actuar, a la vez, como un dispositivo EIB ofreciendo a los elementos conectados al bus EIB (9) (pantallas táctiles, teclados, sensores) pleno control del resto de elementos del edificio, cualquiera que sea la tecnología de las mencionadas de estos elementos (X10, ZigBee).
4. Sistema integral de control, seguridad y
domótica para edificios inteligentes según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
comunicación entre el módulo de automatización HAM (1) y el centro
de control de alarmas (14) puede realizarse simultáneamente por los
siguientes medios:
- -
- a través de acceso WAN IP por medios cableados, es decir, mediante una conexión Ethernet, soportando por tanto entre otros la conexión a cable-modem, líneas ADSL o ISDN,
- -
- a través de acceso IP en redes de telefonía celular (sistemas GPRS/UTMS),
- -
- a través de mensajes SMS dentro de redes GSM,
- -
- usando la infraestructura de telefonía fija PSTN,
y se pueden realizar estrategias
combinando estas vías, existiendo, además, una comunicación
simultánea e ininterrumpida por IP para verificar que el sistema de
alarma está armado y funciona
correctamente.
5. Sistema integral de control, seguridad y
domótica para edificios inteligentes según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque módulo de
automatización HAM (1) tiene una arquitectura que:
- -
- es ampliable y configurable remotamente, de manera que con una configuración mínima formada por el módulo de automatización HAM (1) el sistema ya puede trabajar con toda la funcionalidad,
- -
- puede crecer de forma centralizada según el tamaño del edificio a controlar a través de la tarjeta de expansión base (23) y tarjetas de expansiones laterales (24) y, al mismo tiempo, también puede crecer de forma descentralizada a través de los dispositivos conectados a los distintos buses posibles (8), (9), (10), (11), (12),
- -
- y todas las ampliaciones son configurables remotamente.
6. Sistema integral de control, seguridad y
domótica para edificios inteligentes según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque emplea una
estrategia distribuida al almacenar los datos de configuración y
estado de los aparatos (base de datos de configuración (33)), de
manera que en los equipos remotos (pasarela residencial local (3),
pasarela residencial remota (13) y paneles de control (2)) se
mantienen réplicas de la información guardada en el módulo de
automatización HAM (1), siendo aquéllas actualizadas sólo cuando se
detectan cambios, lo que reduce el número de accesos directos al
módulo de automatización HAM (1) así como el tiempo de respuesta y,
al mismo tiempo, supone una redundancia de la información del
sistema.
7. Sistema integral de control, seguridad y
domótica para edificios inteligentes según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque un
protocolo de comunicaciones SHAP (Superior Home Automation Protocol)
(32), que utiliza UDP como capa de transporte, conecta el módulo de
automatización HAM (1) con las distintos dispositivos locales y
remotos, siguiendo una estrategia de ventana deslizante para
asegurar el control de flujo de datos.
8. Sistema integral de control, seguridad y
domótica para edificios inteligentes según la reivindicación 7,
caracterizado porque se envían mensajes de control de los
paneles de control (2) al módulo de automatización HAM (1) usando el
protocolo SHAP (32), de manera que los paneles de control (2)
anotan cualquier cambio de estado de un dispositivo cuando recibe
la confirmación del módulo de automatización HAM (1).
9. Sistema integral de control, seguridad y
domótica para edificios inteligentes según la reivindicación 8,
caracterizado porque la distribución de la información en
los equipos remotos se realiza en dos fases diferenciadas:
- -
- fase de sincronización, que coincide con el arranque del equipo remoto o con la detección de perdida de conexión en la red LAN (12), donde los datos de configuración y estado de los aparatos son inválidos y se requiere una actualización completa de los mismos, lo que provoca un tráfico de paquetes de consulta generados por el equipo remoto y dirigidos al módulo de automatización HAM (1), con la intención actualizar toda su información, y,
- -
- fase de refresco, que permite tener actualizados el estado de los aparatos si algún equipo remoto o el módulo de automatización HAM (1) realiza algún cambio en los datos,
donde el proceso de refresco de
datos está centralizado por el modulo de automatización HAM (1) que
se encarga de actualizar el/los equipo/s remoto/s que lo
necesiten.
10. Sistema integral de control, seguridad y
domótica para edificios inteligentes según la reivindicación 9,
caracterizado porque la estrategia de refresco de datos que
se sigue es la siguiente:
- -
- un equipo remoto modifica el estado de un aparato,
- -
- se notifica la modificación al módulo de automatización HAM (1),
- -
- el módulo de automatización HAM (1) notifica el cambio de estado en el resto de equipos remotos, de manera que para los paneles de control (2) la notificación es enviada por difusión a la red (broadcast), mientras que para la pasarela residencial local (3) y la pasarela residencial remota (13), la notificación se realiza de forma individual (unicast).
11. Sistema integral de control, seguridad y
domótica para edificios inteligentes según cualquiera de las
reivindicaciones 7 a 10, caracterizado porque el protocolo
SHAP (32) realiza una aproximación basada en criptografía simétrica,
de manera que mediante un algoritmo SHA-2 (Secure
Hash Algorithm) se calcula un resumen de la carga de todos los
paquetes, y el valor resultante es encriptado conjuntamente con la
cabecera mediante AES (Advanced Encryption Standard), usando una
clave simétrica compartida entre las entidades del sistema,
completándose el mensaje con un código de redundancia cíclica (CRC)
del paquete completo.
12. Sistema integral de control, seguridad y
domótica para edificios inteligentes según la reivindicación 11,
caracterizado porque el protocolo SHAP (32) se extiende para
la tarea concreta de envío de alertas a una receptora de alarmas IP
(16), (17) de forma que, como paso previo al envío de las mismas, se
realiza una negociación en la que se determina el formato que se
empleará para encapsular las alertas en los paquetes que se vayan a
enviar después, de manera que el módulo de automatización HAM (1)
propone una lista de formatos con los que es compatible y, en la
respuesta, es el centro de control de alarmas (14) el que decide
cuál de ellos se empleará, en base al esquema de prioridades que
tenga predefinido.
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