MX2007007203A - Red de malla para dispositivos inteligentes que se comunican a traves de lineas de energia y radiofrecuencia. - Google Patents

Abstract

Dispositivos de bajo costo de control inteligente y de comunicación son configurados para comunicarse unos con otros sobre uno o más medios físicos compartidos, tales como una línea de poder o una banda de radiofrecuencia. No se necesita ningún controlador de red, debido a que cualquier dispositivo puede actuar como maestro, esclavo o repetidos. El agregar más dispositivos vuelve al sistema mas robusto en virtud de un simple protocolo para comunicación, retransmisión y reintentos de transmisión.

Description

RED DE MALLA PARA DISPOSITIVOS INTELIGENTES QUE SE COMUNICAN A TRAVES DE LINEAS DE ENERGIA Y RADIOFRECUENCIA Antecedentes de la invención. 1. Campo de la invención.

La presente invención esta relacionada con dispositivos inteligentes que se pueden comunicar unos con otros sobre uno o mas medios físicos sin necesitar un controlador red. 2. Descripción del arte relacionado.

La comunicación entre dispositivos de bajo costo es útil en muchas aplicaciones. Por ejemplo, en un ambiente hogareño, los sensores de presencia, interruptores de luz y un puerto de internet pueden operar en conjunto si se encuentran comunicados. Las luces de la habitación de una vivienda pueden ser activadas cuando haya gente presente o una alarma puede ser activada dependo de las condiciones establecidas por un programa corriendo en una computadora remota.

Las redes de dispositivos comunicados pueden ser construidas usando muchos medios físicos de comunicación. La fibra óptica, el cable coaxial, el par trenzado y otras forma cableado estructurado son usadas para redes de área local relativamente rápidas de PC's, impresoras y otros dispositivos de computación. Las señales infrarrojas pueden ser usadas dentro de un corto alcance dentro de una sola habitación, así como los controles remotos de mano. Los teléfonos celulares, pagers y comunicaciones de larga distancia por microondas usan bandas licenciadas de radio frecuencia (RF).

Cuando dichos medios físicos son usados para crear redes de dispositivos de bajo costo, dichos medios tienen sus desventajas. La mayoría de los hogares no cuenta con cableado estructurado y el proceso de instalación tiende a ser muy intrusivo y caro. Las señales infrarrojas no pueden cubrir toda una casa. La RF licenciada normalmente requiere el pago de una suscripción por parte del usuario.

Las líneas de energía existentes y las bandas no licenciadas de RF no tienen los problemas anteriormente descritos. Son muy comunes y pueden ser usadas de manera libre. Sin embargo tienen otros problemas. Los dispositivos conectados a las líneas de energía deben poder comunicarse sin importar la presencia de ruido sustancial, de la atenuación causada por equipo conectado a la línea y de posible interferencia entre equipos. Los dispositivos que utilicen bandas RF sin licenciar deben emitir una energía muy baja, y las bandas sin licenciar normalmente se encuentran muy congestionadas con usuarios múltiples.

Muchos dispositivos existentes que se comunican mediante las líneas de energía usan un protocolo llamado X10 (ver la solicitud de patente norteamericana 4,200,862 con fecha 4-29-1980). La señalización se logra usando pulsos de baja amplitud de 120 KHZ ciclos sincronizados con los cruces-cero de las líneas de energía. La mayoría de los dispositivos X10 pueden transmitir o recibir, pero no ambos. Los transmisores X10 mandan comandos sin esperar una respuesta de confirmación, por lo que la mayoría del control es de bucle abierto. Los usuarios típicamente configurar un sistema X10 ajusfando manualmente los interruptores mecánicos "house code" y "unit code" en los dispositivos receptores.

Con la adición de dispositivos traductores RF-a-X10, los comandos que se originan en los controles remotos de mano pueden operar receptores X10 en la línea de energía. Los dispositivos repetidores RF pueden ser usados para incrementar el rango de dicho sistema. Los protocolos de señalización del control remoto RF típicamente son independientes del protocolo e señalización X10, y son mas adecuados para los protocolos de señalización usados por los controles remotos infrarrojos.

Existen actualmente en el mercado, mejoras disponibles para los dispositivos básicos X10 (ver catálogo Smarthomepro, Primavera 2004). Las comunicaciones de dos vías, que involucran la confirmación de comandos y reintentos cuando es necesario, permiten un desempeño mucho más confiable. Los repetidores y los puentes de fase pueden resolver problemas de atenuación de la señal. El uso de almacenamiento no volátil como por ejemplo una EEPROM, junto con controladores de sistema, puede simplificar el ajuste del sistema.

Las líneas de energía y la señalización RF que usan tecnología de espectro-disperso puede ser más rápida y más confiable que la señalización de banda estrecha tipo X10. La patente norteamericana No. 5,090,024 con fecha 2-18-1992, describe un sistema con dichas características, y la patente norteamericana No. 5,777,544, con fecha 7-7-1998, describe espectro disperso en combinación con una señalización de banda estrecha. La codificación y decodificación de las señales de espectro disperso es más compleja que el procesamiento de la banda estrecha, y una mayor complejidad significa una mayor costo relativo.

Independientemente del método usado para la señalización del medio físico, los sistemas que comprenden dispositivos múltiples deben lidiar con el problema de la interferencia mutua. Existen muchas soluciones para este problema, comúnmente en uso.

En el multiplexeo de división de frecuencia (FDM), los dispositivos de banda estrecha mantienen conversaciones al sintonizar diferentes bandas dentro del espectro disponible. Los sistemas de espectro disperso pueden usar diferentes secuencias de dispersión para el multiplexeo de división de códigos (CDM), o pueden usar diferentes patrones de salto de frecuencia. Usando estos métodos, cada dispositivo en una red debe "saber" específicamente como conectarse con los otros dispositivos. No es posible poder transmitir a todos los dispositivos al mismo tiempo.

Es menos complejo, y más común, para todos los dispositivos el compartir el mismo canal de comunicación. La comunicación por banda estrecha en la línea de energía o dentro de una banda RF es menos costosa que los métodos de frecuencia ágil. La interferencia de los dispositivos se maneja típicamente usando multiplexeo por división de tiempo (TDM) o métodos de múltiple acceso sensibles a un portador (CSMA).

El TDM permite que cada dispositivo en un medio pueda transmitir información solamente dentro de periodos de tiempo específicos. Los periodos de tiempo pueden ser asignados de varias forma.

Las redes Token Ring IEEE 802.5 asignan periodos de tiempo de manera dinámica a los dispositivos que deseen transmitir, mediante el paso de un paquete especial llamado token. Un dispositivo puede transmitir solamente cuando posee dicho token. Después de que la transmisión se completa, el dispositivo libera el token al siguiente dispositivo. Ver http://www.pulsewan.com/data101/token ring basics.htm para una descripción mas completa de dichas redes.

La patente norteamericana No. 5,838,226, 5,848,054, 5.905,442 y 6,687,487 cedida a Lutron Electyronics Company, describe un sistema de control de iluminación que comprende dispositivos maestros, esclavos y repetidores que se comunican mediante RF y también a través de líneas de energía.

En particular, varios dispositivos repetidores RF pueden ser instalados en un sistema para mejorar la conf labilidad de la señal. Para evitar el problema de que los repetidores interfieran unos con otros, la patente de Lutron requiere que un instalador instale uno de los repetidores como repetidor principal, y lo demás como un segundo, tercero y demás repetidores subsecuentes. Esta designación corresponde a una asignación estricta de periodos de tiempo para cada repetidor, con el fin de que a un repetidor específico solamente se le permita transmitir durante su periodo de tiempo respectivo preasignado. Adicionalmente, los múltiples dispositivos esclavos en el sistema pueden transmitir su estatus al controlador maestro. Estos dispositivos esclavos también utilizan periodos de tiempo establecidos durante el procedimiento de instalación para cada dispositivo.

Las redes CSMA están basadas en una regla de "escuchar antes de transmitir". Los transmisores primero "escuchan" el medio hasta que se encuentre libre antes de enviar un paquete. Aún así, aún pueden ocurrir colisiones de datos, de tal manera que los métodos CSMA-CD-CR (detección de colisión, resolución de colisión) son usualmente implementados. La detección de colisión puede involucrar comunicaciones de bucle cerrado usando paquetes especiales de acuse de recibo/sin-acuse de recibo (ACK/NAK por sus siglas en inglés) enviados por direcciones de paquetes. La resolución de colisión puede involucrar una retransmisión luego de un retrazo aleatorio.

El objetivo de los sistemas TDM y CSMA es el permitir que solamente un dispositivo utilice el canal de comunicación disponible en cualquier momento dado. Por lo tanto, la fuerza de la señal del canal depende de cual dispositivo se encuentre transmitiendo.

Breve resumen de las modalidades de la invención.

Un objetivo de la presente invención es el permitir que dispositivos simples de bajo-costo puedan ser conectados en red usando una línea de energía, bandas de radiofrecuencia o ambas. Los dispositivos se consideran similares en cuanto a que cualquier dispositivo puede transmitir, recibir o repetir otros mensajes de acuerdo con un protocolo simple, sin que se requiera un control maestro. El protocolo fomenta el uso de dispositivos múltiples en un solo medio, ya que el agregar más dispositivos, hace que la comunicación entre dispositivos sea mas robusta y confiable. Los dispositivos de la presente invención conectados a una línea de energía no solamente son compatibles sino que mejoran el desempeño de los dispositivos X10 preexistentes.

Breve descripción de las diversas vistas de los dibujos.

La FIG. 1 es un diagrama de bloques de la manera en la que los dispositivos de conformidad con la presente invención, conocidos como dispositivos Insteon™ son conectados en red usando la línea de energía, señalización RF o ambas.

La FIG 2 muestra la manera en la que múltiples líneas de energía y dispositivos híbridos RF pueden ser usados en una red, y como la fase de puenteo de la línea de energía puede ser consumada usando RF.

La FIG 3 es un diagrama de bloques mostrando como un dispositivo Insteon™ puede funcionar como maestro, esclavo o ambos.

La FIG 4 muestra la estructura de paquete usada por mensajes de Insteon™ enviados a través de la línea de energía.

La FIG. 5 muestra la estructura de un mensaje de Insteon™ enviado utilizando RF. La FIG. 6 muestra los 10 bytes de información contenido en los mensajes estándar Insteon™.

La FIG. 7 muestra los 24 bytes de información contenidos en los mensajes ampliados Insteon™.

La FIG. 8 muestra el significado de los bits en el byte de la bandera de mensaje. La FIG. 9 muestra como los dispositivos Insteon™ retransmiten mensajes.

La FIG. 10 comprende un diagrama de flujo mostrando como los mensajes son transmitidos a grupos de dispositivos Insteon™.

La FIG. 1 es un diagrama de flujo mostrando como los mensajes son transmitidos a grupos de dispositivos Insteon™.

La FIG. 12 es un diagrama de flujo mostrando como los dispositivos Insteon™ transmiten mensajes directos con reintentos.

La FIG. 13 muestra todos los tipos de mensajes Insteon™.

La FIG. 14 muestra una señal Insteon™ BPSK.

La FIG. 15 muestra una señal Insteon™ BPSK con "alisamiento de transición" o "transition smoothing" por su nombre en inglés.

La FIG. 16 muestra como ambas señalizaciones Insteon™ y X10 son aplicadas a la línea de energía.

La FIG. 17 muestra como los paquetes de mensajes estándar Insteon™ son aplicados a la línea de energía.

La FIG. 18 muestra como los largos paquetes de mensajes son aplicados a la línea de energía.

La FIG. 19 muestra las especificaciones para la señalización Insteon™ RF La FIG. 20 muestra como los mensajes Insteon™ son transmitidos, retransmitidos y reconocidos.

La FIG. 21 es un diagrama de bloques mostrando como el motor Insteon™ envía y recibe mensajes.

La FIG. 22 es un diagrama de bloques mostrando como el motor Insteon™ transmite un mensaje a través de la línea de energía.

La FIG. 23 es un diagrama de bloques mostrando como el motor Insteon™ recibe un mensaje de la línea de energía.

La FIG. 24 es un diagrama de flujo mostrando como un tablero hija Insteon™ transmite un mensaje vía RF.

La FIG. 25 es un diagrama de flujo mostrando como el tablero hija Insteon™ transmite un mensaje por medio de RF.

La FIG. 26 es un diagrama de flujo mostrando como el tablero hija Insteon™ recibe un mensaje por medio de RF.

La FIG. 27 es un diagrama de flujo de un tablero principal Insteon™ con un tablero hija opcional.

La FIG. 28 es un diagrama de bloques de un tablero principal Insteon™ con un tablero hija Insteon™.

La FIG. 29 es un diagrama de flujo de un tablero principal Insteon™ con un tablero hija USB.

La FIG. 30 es un diagrama de bloques de un tablero principal Insteon™ con un tablero hija RS232.

La FIG. 31 es un diagrama de bloques de un tablero principal Insteon™ con un tablero hija Ethernet.

La FIG. 32 muestra un interruptor de pared Insteon™ cableado.

La FIG. 33 muestra un controlador de teclado Insteon™ cableado.

La FIG. 34 muestra un controlador de intensidad de luz para una lámpara, un controlador para un electrodoméstico o un dispositivo de interfase de comunicación Insteon™ que pueden ser enchufados.

La FIG. 35 muestra un controlador de intensidad de luz para una lámpara Insteon™ enchufable con comunicaciones RF.

La FIG. 36 muestra un controlador de botón oprimible montado en pared o en superficie Insteon™.

La FIG. 37 muestra un controlador de botón oprimible Insteon™ con su cubierta de botón de bisagra abierta.

La FIG. 38 muestra un controlador sensible al tacto Insteon™ montado en pared o superficie.

La FIG. 39 es un arreglo de mensajes Insteon™ específicos que pueden ser enviados de acuerdo con ciertas suposiciones para un ejemplo de una sesión de uso de Insteon™.

Descripción detallada de las modalidades de la invención.

Introducción En referencia a los dibujos, la FIG. 1 muestra una red de dispositivos de control y comunicación construida de conformidad con las enseñanzas de la presente invención y en los sucesivo referenciado como dispositivos Insteon™, siendo INSTEON™ una marca registrada del cesionario del solicitante. La energía eléctrica es comúnmente distribuida en los edificios de América del Norte como corriente alterna de dos fases de 220 voltios (220 VAC). En la caja de distribución principal del edificio, los tres cables de poder de 220VAC se separan en dos pares de dos cables de líneas de 110VAC, conocidas como Fase 1 y Fase 2. En la FIG. 1 la Fase 1 se muestra con el número 10 y la Fase 2 se muestra con el número 11. El cableado de la Fase 1 se usa típicamente para la mitad de los circuitos en el edificio, y la Fase 2 es usada para la otra mitad.

En lo sucesivo, los aparatos de conformidad con la presente invención serán llamados dispositivos Insteon™. Se muestran los dispositivos Insteon™ 21 , 21 , 22, y 23 conectados a las fases de la líneas de energía 10 y 11. Los dispositivos Insteon™ se comunican unos con otros sobre la línea de energía usando un protocolo para líneas de energía Insteon™ 30, el cual será descrito en detalle mas adelante.

También se muestran dispositivos X10 51 y 52 conectados a la línea de energía. Los dispositivos X10 se comunican sobre la línea de energía usando un protocolo X10 50. El protocolo de líneas de energía Insteon™ 30 es compatible con el protocolo X10 50, lo que significa que los dispositivos Insteon™ pueden tanto oír como transmitir a dispositivos X10 usando el protocolo X10 50. Sin embargo, los dispositivos X10 no son sensibles al protocolo de líneas de energía Insteon™ 30.

Los dispositivos Insteon™ pueden comprender adicionalmente medios de comunicación RF, como en el caso de los dispositivos Insteon™ 20 y 21 , Los dispositivos Insteon™ RF se pueden comunicar con otros dispositivos Insteon™ RF usando el protocolo Insteon™ RF60. Los dispositivos Insteon™ que pueden usar tanto el protocolo de líneas de energía Insteon™ 30 y el protocolo Insteon™ RF 60, resuelven un importante problema experimentado por los dispositivos que solamente se pueden comunicar por medio de la línea de energía. Las señales de la línea de energía en fases opuestas 10 y 1 1 son severamente atenuadas, debido a que no existe una conexión de circuito directo para las mismas por donde puedan viajar. Una solución tradicional al problema comprende el conectar un dispositivo de acoplamiento de fase entre las fases de la línea de energía, ya sea cableándolas en la caja de distribución o enchufándolas en un contacto de 220 VAC. En la presente invención, el uso de dispositivos Insteon™ capaces de operar en el protocolo para línea de energía Insteon™ 30 o el protocolo Insteon™ RF 60, resuelve automáticamente el problema de acoplamiento de fases de la línea de energía cuando dichos dispositivos son conectados en fases de la línea de energía opuestas. Como se muestra en la FIG. 1 el dispositivo Insteon™ 20 no solamente puede comunicarse por medio de la línea de energía con todos los dispositivos en la fase 1 de la línea de energía, 10, sino que también puede comunicarse por medio de la línea de energía con todos los dispositivos en la fase 2 de la línea de energía 11 , debido a que puede comunicarse por medio del protocolo Insteon™ RF 60 con el dispositivo Insteon™ 21 , el cual a su vez está conectado directamente a la fase 2 de la línea de energía 1 1.

Cuando los dispositivos se equipan de manera adecuada con medios de comunicación dedicados tales como RS232, USB o Ethernet, los dispositivos Insteon™ también pueden comunicarse con computadoras y otro equipo digital. Como se muestra, el dispositivo Insteon™ 20 puede comunicarse con una PC 71 usando un cable serial 70. La comunicación serial 70 es un medio en donde los dispositivos Insteon™ pueden comunicarse con redes de dispositivos en el edificio que de otra forma serían incompatibles, conectarse a computadoras, actuar como nodos en una red de área local (LAN por sus siglas en inglés), o tener acceso a la red mundial Internet. Dotadas de la habilidad de bajar nuevo software en los dispositivos Insteon™, dichas conexiones permiten que redes de dispositivos Insteon™ lleven a cabo nuevas funciones sofisticadas, incluyendo funciones no visualizadas en el tiempo de la fabricación o instalación.

La FIG. 2 muestra como dispositivos múltiples Insteon™, cada uno de los cuales capaz de repetir mensajes Insteon™, forman una confiable red de comunicaciones. En el dibujo, los dispositivos 1 10 y 1 1 1 , conocidos como dispositivos SignaLinc™, son capaces de llevar a cabo comunicaciones por la línea de energía Insteon™ como por Insteon™ RF. Los dispositivos 120, 121 , 122 y 123 son únicamente capaces de llevar a cabo comunicaciones por Insteon™ RF. El resto de los dispositivos, 31 , 32, 33, 34, y 40, 41 , 42, 43, son solamente capaces de llevar a cabo comunicaciones por la línea de energía Insteon™.

Cada dispositivo Insteon™ es capaz de repetir mensajes Insteon™ usando el protocolo Insteon™ de conformidad con la presente invención, cornos e describe mas adelante en detalle. El agregar mas dispositivos incrementa el número de rutas por las cuales puedan viajar los mensajes. Gracias a la diversidad de rutas, existe una mayor probabilidad de que un mensaje llegue a su destino, por lo que mientras mas dispositivos Insteon™ estén conectados a una red, mejores resultados en las comunicaciones e obtendrán.

A manera de ejemplo, suponer que un dispositivo RF 120 desea enviar un mensaje a un dispositivo RF 123, pero el dispositivo RF 123 está fuera de alcance. Aún en esas condiciones, el mensaje viajará hasta su destino a través de la red, ya que los dispositivos al alcance del dispositivo 120, por ejemplo, los dispositivos 1 10 y 121 recibirán el mensaje y lo repetirán a otros dispositivos dentro del alcance de los mismos. En el dibujo, el dispositivo 1 10 puede alcanzar a los dispositivos 121 , 1 1 , y 122 y los dispositivos 1 11 y 121 pueden encontrarse fuera del alcance del dispositivo receptor 123. Por lo tanto, existen muchas maneras en las que un mensaje pueda viajar, como ejemplo de algunas rutas por las cuales puede viajar un mensaje tenemos: dispositivo 120 a 121 a 123 (2 saltos), dispositivo 120 a 1 10 a 1 1 1 a 123 (3 saltos), dispositivo 120 a 1 10 a 121 a 1 1 1 a 123 (4 saltos).

Debe quedar claro que a menos que exista algún mecanismo para limitar el número de saltos que un mensaje pueda dar hasta alcanzar su destino final, los mensajes se pueden propagar por cualquier lugar dentro de la red, en una serie anidada de bucles recurrentes. La saturación de la red por la repetición de mensajes es conocida como "tormenta de datos". El protocolo Insteon™ evita dicho problema al limitar el número máximo de saltos que un mensaje individual puede dar, a algún número pequeño, como por ejemplo cuatro.

La FIG. 2 también muestra como la diversidad de rutas en la línea de energía tiene un efecto benéfico similar. Por ejemplo, como se muestra, puede ser posible que el dispositivo 40 en la línea de energía no pueda comunicarse directamente con el dispositivo 43 debido a problemas de atenuación de señal o debido a que la ruta directa a través del cableado eléctrico no exista. Pero un mensaje del dispositivo 40 aún podrá llegar al dispositivo 43 al tomar una ruta por los dispositivos 40 a 11 1 a 43 (2 saltos), o una ruta por los dispositivos 40 a 41 a 1 1 1 a 43 (3 saltos), o una ruta a través de los dispositivos 40 a 41 a 42 a 43 (4 saltos).

Finalmente, la FIG. 2 muestra como los mensajes pueden viajar a través de de dispositivos en la línea de energía que se encuentren instalados en diferentes fases del cableado del edificio. Para lograr el puenteado entre fases, debe encontrarse instalado por lo menos un dispositivo Insteon™ híbrido de línea de energía/RF en cada fase de la línea de energía. En el dibujo, el dispositivo SignaLinc™ 1 10 se encuentra instalado en la fase A y el dispositivo SignaLinc™ 1 1 1 se encuentra instalado en la fase B. Las rutas directas RF entra los dispositivos 1 10 y 1 1 1 (1 salto) o las rutas indirectas usando 1 10, 121 y 1 11 o 1 10, 122 y 1 1 1 (2 saltos) permiten que los mensajes se propaguen entre las fases de la línea de energía.

Todos los dispositivos Insteon™ son considerados similares, en el sentido de que cualquier dispositivo puede actuar como maestro (enviando mensajes), esclavo (recibiendo mensajes), o repetidor (retransmitiendo mensajes). Dicha relación se muestra en la FIG. 3, en donde el dispositivo Insteon™ 210, actúa como maestro, enviando mensajes a múltiples dispositivos Insteon™ que actúan como esclavos, 220, 221 , y 222. Los dispositivos múltiples Insteon™ que actúan como maestros 230, 231 , y 232 también pueden enviar mensajes a un solo dispositivo Insteon™ actuando como esclavo 221. Cualquier dispositivo Insteon™ puede repetir los mensajes al actuar ya sea como esclavo o como maestro, como el dispositivo SwitchLinc™ 259, el cual se muestra retransmitiendo un mensaje de un dispositivo ControLinc™ 240 actuando como maestro con un dispositivo LampLinc™ 260 actuando como esclavo.

Mensajes Insteon™.

Los dispositivos Insteon™ pueden comunicarse unos con otros mediante el envío de mensajes. Los mensajes que se envían a través de la línea de energía se dividen en varios paquetes, cada uno de los cuales es enviado en conjunto con un paso a cero del voltaje en la línea de energía. Como se muestra en la FIG. 4, existen dos clases de mensajes Insteon™, los mensajes estándar 310 y los mensajes ampliados 320. Los mensajes estándar comprenden cinco paquetes y los mensajes ampliados comprenden once paquetes. Cada paquete contiene 24 bits de información, pero la información de interpreta de dos maneras. Un paquete estándar 330 aparece como el primer paquete de un mensaje Insteon™, como se muestra mediante el símbolo 331 en el menaje estándar 310 y el mensaje ampliado 320. El resto de los paquetes en el mensaje son paquetes largos 340, como se muestra mediante los símbolos 341 en el mensaje estándar 310 y mensaje ampliado 320.

Los paquetes de la línea de energía comienzan con una serie de bits de sincronía. Existen ocho bits de sincronía 332 en un paquete estándar 330 y existen dos bits de sincronía 342 en un paquete largo 349. Siguiendo a los bits de sincronía, hay cuatro bits de código de inicio, mostrados como 333 en el paquete estándar 330 y como 343 en el paquete alargado 340. El resto de los bits en el paquete son bits de información. Existen doce bits de información 334 en un paquete estándar 330, y 18 bits de información 334 en un paquete alargado 340.

El número total de bits de información en un mensaje estándar 310 es 12 + (4X 18) lo cual es 84, o 10½ bytes. Los últimos cuatro bits en un Mensaje estándar son ignorados, por lo que la información útil comprende 10 bits. El número total de bits de información en un mensaje ampliado 320 es 12 + (10X18), lo cual comprende 192 o 24 bits.

La FIG. 5 muestra los contenidos del mensaje Insteon™ usando RF. Debido a que la mensajería por Insteon™ RF es mucho más rápida que la mensajería por medio de la línea de energía, no hay necesidad de dividir los mensajes RF en paquetes mas pequeños. Un mensaje estándar RF es mostrado 410 y un mensaje ampliado RF es mostrado como 420. En ambos casos el mensaje comienza con dos bits de sincronía 41 1 o 421 , seguidos de un byte de código de inicio 412 o 422. Los mensajes estándar RF 410 contienen diez bytes de información (80 bits) 413, y los mensajes ampliados RF 420 contienen veinticuatro bytes de información. (192 bits) 423.

La importancia de los bytes de información se muestra en la FIG. 6 para un mensaje estándar, y en la FIG. 7 para un mensaje ampliado. Al comparar ambas figuras, se puede observar que la única diferencia comprende que el mensaje ampliado en la FIG. 7 contiene catorce bytes de información de usuario 550 que no se encuentran en el mensaje estándar de la FIG. 6. El resto de los campos de información para ambos tipos de mensajes son idénticos, y en las figuras los números son lo mismo, por lo que la siguiente explicación será válida tanto para la FIG. 6 como para la FIG. 7.

En un mensaje Insteon™ para los bytes, es transmitido primero el byte mas importante y para los bits, es transmitido primero el bit mas importante.

El primer campo en un mensaje Insteon™ comprende la Dirección Origen 510, un número de 24 bits (3 bytes) que identifica de manera única el dispositivo Insteon™ que origina el mensaje que se envía. Existen 16,777,216 posibles dispositivos Insteon™ que pueden ser identificados por un número de 3 bytes. Este número puede ser interpretado como un código ID o, de manera equivalente, como una dirección para un dispositivo Insteon™. Durante la fabricación, un código ID único se almacena en cada dispositivo en una memoria no volátil.

El segundo campo en un mensaje Insteon™ es la Dirección hacia 520, la cual comprende también un número de 24 bits (3 bytes). La mayoría de los mensajes Insteon™ son del tipo directo o punto a punto (P2P), en donde el receptor del mensaje comprende otro dispositivo único Insteon™. El tercer campo, el byte de Las Banderas de Mensaje 530, determinan el tipo de mensaje Insteon™. Si el mensaje es de hecho directo, la dirección hacia 520 contiene el código ID único de 3 bytes del receptor a quien va dirigido el mensaje. Sin embargo, los mensajes Insteon™ también pueden ser enviados a todos los recipientes dentro del rango de alcance, como mensaje de transmisión, o también pueden ser enviados a todos los miembros de un grupo de dispositivos como una mensaje de transmisión grupal. En el caso del mensaje de transmisión, el campo la dirección hacia 520 contiene un byte de tipo de dispositivo, un byte de subtipo de dispositivo, y un byte de versión de firmware. Para una transmisión de mensajes grupal, el cambo de dirección hacia 520 contiene un número de grupo. Los números de grupo pueden variar de 0 a 255 dado por un byte, por lo que los dos bytes más importantes del campo de tres bytes serán cero.

El tercer campo en un mensaje Insteon™, el byte de banderas de mensaje 530, no solamente identifica el tipo de mensaje sino que también contiene otra información acerca del mensaje. Los tres bits de información mas importantes, la bandera de transmisión/NAK 532 (bit 7), la bandera de grupo 533 (bit 6), la bandera ACK 534 (bit 5) juntas, indican el tipo de mensaje 531. Los tipos de mensaje serán explicados en detalle mas adelante. El bit 4, la bandera ampliada 535, es establecido a uno si el mensaje comprende un mensaje ampliado, es decir, si contiene 14 bytes de información de usuario, o bien, es establecido a cero si el mensaje comprende un mensaje estándar que no contiene información de usuario. La porción inferior contiene dos campos de dos bits cada uno, los saltos restantes 536 (bits 3 y 2) y los saltos máximos 537 (bits 1 y 0). Estos dos campos controlan la retransmisión del mensaje como se explica mas adelante.

El cuarto campo en un mensaje Insteon™ es un comando 540 de dos bytes, formado por un comando 1 ,541 y un comando 2, 542. El uso de este campo depende del tipo de mensaje como se explica mas adelante.

Solamente si el mensaje comprende un mensaje ampliado, con la bandera ampliada 535 establecida a uno, contendrá el campo de información de usuario de catorce bytes como se muestra en la FIG. 7. La información de usuario puede ser definida de manera arbitraria. Si mas de 14 bytes de información de usuario necesitan ser transmitidos, se tendrán que enviar múltiples mensajes Insteon™ ampliados. Los usuarios pueden definir un método de paquetización para su información de tal manera que un dispositivo receptor puede reensamblar de manera confiable, largos mensajes. El encriptar la información de usuario puede proveer comunicaciones privadas y seguras para aplicaciones sensibles tales como sistemas de seguridad.

El último campo en un mensaje Insteon™ es un único byte CRC, siglas en inglés de Verificación de redundancia Cíclica 560. El dispositivo transmisor Insteon™ computa el CRC sobre todos los bytes de un mensaje, comenzando por la dirección origen 510. Los métodos para computar un CRC son bien conocidos en el arte. Insteon™ usa un registro de cambio de retroalimentación lineal de 7 bits implementado por software el cual no toma en cuenta a los dos bits mas importantes. El CRC cubre 9 bytes para mensajes estándar y 23 bytes para mensajes ampliados. Un dispositivo receptor Insteon™ computa su propio CRC sobre los bytes del mismo mensaje tan pronto como los recibe. Si el mensaje está corrupto, el CRC del receptor no coincidirá con el CRC transmitido. La detección de la integridad del mensaje permite comunicaciones altamente confiables y verificadas. El protocolo de mensajería Insteon™ de bucle cerrado (reconocido, no reconocido) ACK/NAK basado en este método de detección se describe mas adelante.

La FIG. 8 enumera el significado de los campos de bits en las banderas de mensaje 530 de la FIG. 6. y la FIG. 7. La bandera de transmisión/NAK 611 (bit 7), la bandera de grupo 612 (bit 6), y la bandera ACK 613 (bit 5) juntas denotan los ocho posibles tipos de mensajes 610.

Para comprender completamente los varios tipos de mensajes, hay que considerar que existen cuatro tipos de mensajes Insteon™: transmisión, transmisión grupal, directo y reconocido.

Los mensajes de transmisión contienen información general sin ningún tipo específico de destino. Son dirigidos a una comunidad de dispositivos dentro de un rango de alcance. Los mensajes de transmisión no son reconocidos.

Los mensajes de transmisión grupal son dirigidos a un grupo de dispositivos que han sido previamente ligados al transmisor. Los mensajes de transmisión grupal no son reconocidos directamente. Solamente existen como medios para acelerar la respuesta a un comando dirigido a múltiples dispositivos. Después de enviar un mensaje de transmisión grupal a un grupo de dispositivos, el transmisor envía un mensaje directo de "limpieza grupal" a cada miembro del grupo de manera individual, y espera por un acuse de recibo de cada dispositivo.

Los mensajes directos a los cuales también se le llama de punto a punto (P2P), son dirigidos a un solo receptor específico. El receptor responde a los mensajes directos con un mensaje de acuse de recibo.

Los mensajes de acuse de recibo (ACK o NAK) son mensajes del receptor al iniciador en respuesta a un mensaje directo. No hay acuse de recibo o acuse de recibo a un mensaje de transmisión o de transmisión grupal. Un mensaje ACK o NAK puede contener información del estatus del dispositivo que envía el mensaje de acuse de recibo.

Nuevamente En referencia a la FIG. 8, hay que notar que la bandera de transmisión /NAK 61 1 será establecida cuando el mensaje comprenda un mensaje de transmisión o un mensaje de transmisión grupal. In dichos casos la bandera de acuse de recibo 613 no contendrá información. Si la bandera de acuse de recibo 613 es establecida, el mensaje comprenderá un mensaje de acuse de recibo. En dicho caso, la bandera de transmisión/NAK 61 1 estará establecida cuando el mensaje de acuse de recibo es NAK, y no contendrá información cuando el mensaje de acuse de recibo sea ACK.

La bandera de grupo 612 se establece para indicar que el mensaje comprende un mensaje de transmisión grupal o parte de una conversación de limpieza grupal. Dicha bandera se elimina para los mensajes de transmisión generales y conversaciones directas.

Todos los ocho tipos de mensajes 610 pueden ser enumerados como se menciona a continuación, en donde el cambo de tres bits se da en el siguiente orden: bit 7, bit 6, bit 5. Los mensajes de transmisión son mensajes Tipo 100. Los mensajes directos (P2P) son tipo 000. Un ACK de un mensaje directo es 001 , y un NAK de un mensaje directo es 101 . Un mensaje de transmisión grupal es 1 10. Las transmisiones grupales son seguidas por una serie de mensajes directos de limpieza grupal 010 a cada miembro del grupo. Cada receptor de los mensajes de limpieza grupal regresará un acuse de recibo con un ACK de limpieza grupal 01 1 o un NAK de limpieza grupal 1 1 1.

Los dos campos restantes de la FIG. 8, el máximo numero de saltos 640 y saltos restantes 630, controlan la retransmisión de mensajes. Como se describió anteriormente, todos los dispositivos Insteon™ son capaces de repetir mensajes mediante su recepción y retransmisión. Si no existiera un mecanismo para limitar el número de veces que un mensaje pueda ser retransmitido, una "tormenta de datos" sin control de mensajes repetidos sin fin, podría saturar la red. Para resolver dicho problema, los mensajes Insteon™ se originan con un campo de máximo número de saltos 640 de 2 bits establecido a un valor de 0, 1 , 2, o 3 y el campo saltos restantes 630 de 2 bits establecido a los mismos valores. Un máximo número de saltos de cero informa a los demás dispositivos en el rango de alcance que no retransmitan el mensaje. Un mayor valor de máximo número de saltos indica a los demás dispositivos receptores el transmitir el mensaje dependiendo del valor del campo saltos restantes 630. Si el valor del campo saltos restantes es uno o mayor, el dispositivo receptor decrementa el valor de dicho campo en uno, y luego retransmite el mensaje con el nuevo valor del campo saltos restantes. Los dispositivos que reciben un mensaje con un valor de saltos restantes igual a cero, no retransmitirán el mensaje. Así mismo, un dispositivo que sea el receptor final del mensaje no retransmitirá el mensaje, sin importar el valor del campo saltos restantes.

Se debe enfatizar que el la designación "número máximo de saltos" realmente significa el número máximo de retransmisiones permitidas. Todos los mensajes Insteon™ "saltan" por lo menos una vez, por lo que el valor en el campo número máximo de saltos 640 es uno menos que el número de veces que un mensaje realmente salta de un dispositivo a otro. Dado que el valor máximo en dicho campo es tres, puede haber en realidad cuatro saltos, comprendiendo la transmisión original y tres retransmisiones. Cuatro saltos pueden abarcar una cadena de cinco dispositivos. Esta situación se muestra de manera esquemática en la FIG. 9.

El diagrama de flujo de la FIG. 10 muestra como un dispositivo Insteon™ recibe mensajes y determina si debe retransmitirlos o procesarlos. Cuando un dispositivo Insteon™ recibe un mensaje en el paso 710, determina en el paso 715 si debe o no procesar el mensaje. Un dispositivo necesitará procesar: mensajes directos si el dispositivo es el direccionado, mensajes de transmisión grupal si el dispositivo es miembro del grupo y todos los mensajes de transmisión. Si el mensaje necesita ser procesado, el dispositivo lo procesa en el paso 740, y luego si se detecta que el mensaje es directo o de limpieza grupal en el paso 745, el dispositivo regresa un mensaje de acuse de recibo al originador del mensaje en el paso 750 y termina la tarea en el paso 755. Por otro lado, si se detecta que el mensaje es un mensaje de transmisión o de transmisión grupal en el paso 745, el procesamiento se efectúa en el paso 720 para determinar si el mensaje debe ser retransmitido. En el paso 720 el campo de bit de máximo número de salto del byte de bandera de mensaje es probado. Si el valor de máximo número de saltos es cero, el procesamiento se termina en el paso 755, en caso contrario, el campo de bit de saltos restantes es probado en el paso 725. Si hay cero saltos restantes, el procesamiento es terminado en el paso 755, en caso contrario, el dispositivo decrementa el valor de saltos restantes por uno en el paso 730 y retransmite el mensaje en el paso 735.

El diagrama de flujo en la FIG. 1 1 muestra como un dispositivo Insteon™ envía mensajes a varios dispositivos receptora en un grupo. La membresía grupal se almacena en una base de datos en el dispositivo después de un proceso de enrolamiento. En el paso 810 el dispositivo primeramente envía un mensaje de transmisión grupal destinado para todos los miembros de un grupo dado. El campo de tipo de mensaje en el byte de bandera de mensaje es establecido a 110 para señalar un mensaje de transmisión grupal, y el campo de dirección hacia es establecido al número de grupo, el cual puede variar de 0 a 255. Siguiendo al mensaje de transmisión grupal, el dispositivo de transmisión envía un mensaje de limpieza grupal individualmente a cada miembro del grupo en su base de datos. En el paso 815 el dispositivo primero establece el campo de dirección hacia a la dirección del primer miembro del grupo, luego envía un mensaje de limpieza grupal a dicho dispositivo direccionado en el paso 820. Si los mensajes de limpieza grupal han sido enviados a cada miembro del grupo, como se determinó en el paso 825, la transmisión se finaliza en el paso 835. De otra manera, el dispositivo establece la dirección hacia del mensaje a la dirección del siguiente miembro del grupo y envía el siguiente mensaje de limpieza grupal al diseccionado en el paso 820.

El diagrama de flujo en la FIG. 12 muestra como el envío de los mensajes directos pueden ser reintentado varias veces si no se recibe el ACK esperado del direccionado. Comenzando en el paso 910 un dispositivo envía un mensaje directo o un mensaje directo de limpieza grupal a un dispositivo direccionado en el paso 915. En el paso 920 el dispositivo espera por un mensaje de acuse de recibo del dispositivo direccionado. El tiempo exacto para dicho paso se menciona mas adelante. Si en el paso 925 se recibe un mensaje de acuse de recibo y si contiene un ACK con el estatus esperado, el proceso es terminado en el paso 945. Si en el paso 925 no se recibe un mensaje de acuse de recibo, o si este no es satisfactorio, se prueba un contador de reintento de envío en el paso 930. Si el número máximo de reintentos ha sido alcanzado, el proceso falla en el paso 945. Los dispositivos Insteon™ son establecidos con un número máximo de reintentos de transmisión de cinco. Si menos de cinco reintentos han sido llevados a cabo en el paso 930, el dispositivo aumenta el contador de reintentos en el paso 935. En el paso 940 el dispositivo también incrementa el campo de número máximo de saltos en el byte de bandera de mensaje hasta un máximo de tres, en un intento de lograr un mayor rango de alcance para el mensaje mediante un mayor número de retransmisiones a más dispositivos. El mensaje se envía de nuevo en el paso 915.

La FIG. 13 resume todos los campos en cada tipo de mensaje Insteon™. Los mensajes estándar 1050 se enumeran en las líneas 1051 a 1058 y los mensajes ampliados son enumerados en las líneas 1061 a 1068. La figura muestra claramente que la única diferencia entre los mensajes estándar y extendido comprende que la bandera extendida 1021 se encuentra vacía para los mensajes estándar y establecida para los mensajes ampliados, y que los mensajes ampliados poseen un campo de datos de usuario de 14 bytes 1070. La dirección origen 1010, la dirección hacia 1015, las banderas de mensaje 1020, y los CRC 1040 y 1045 tienen las características explicadas anteriormente.

El campo de comando 1 1030 y el campo comando 2 contienen diferente información para cada uno de los ocho tipos de mensajes Insteon™ 1051 a 1058 o 1061 hasta 1068. En el caso de mensajes de transmisión 1051 a 1061 , los dos campos juntos contienen un comando de 2 bits seleccionado de 65,536 comandos posibles adecuados para enviarse a todos los dispositivos al mismo tiempo. Por ejemplo, un comando de transmisión puede ser dirigido a todos los dispositivos para entrar a un modo de ajuste de sistema. Cada dispositivo receptor contiene una base de datos de comandos de transmisión que es capaz de ejecutar.

En el caso de mensajes de punto a punto (directos) 1056 a 1066, los campos de comando 1030 y 1035 comprenden de manera conjunta un comando de 2 bytes seleccionados de un total de 65,536 comandos adecuados para enviarse a un solo dispositivo. Por ejemplo, un comando directo pudiera ordenar a un control para lámpara LampLinc™ el encender la lámpara conectada. Cada dispositivo receptor contiene un base de datos de comandos directos que es capaz de ejecutar.

Con el fin de proporcionar una máxima confiabilidad del sistema, el protocolo Insteon™ requiere que los mensajes directos sean reconocidos. Un dispositivo receptor puede emitir un acuse de recibo de comunicación exitosa y finalización de una tarea, es decir, un ACK como se muestra en la línea 1057 o 1067. De otra manera el dispositivo receptor puede emitir un NAK como se muestra en la línea 1058 o 1068, lo cual indica algún tipo de falla. Si un dispositivo receptor no envía un ACK o un NACK de vuelta al dispositivo originador, el dispositivo originador puede reintentar el envío del mensaje como se muestra en la FIG. 12.

Para responder con un ACK o un NAK, un dispositivo receptor intercambia la dirección origen 1010 y la dirección hacia 1015 en el mensaje que es recibido y establece los bits de tipo de mensaje a 001 para ACK o 101 para NAK. Dependiendo del comando recibido en los campos de comando 1030 y 1035, el dispositivo receptor compone un código de respuesta de status de 2 bytes para un ACK o un código de razón de 2 bytes para un NAK, el cual se inserta en los campos de comando 1030 y 1035. Estos códigos de respuesta son creados de conformidad con un conjunto de reglas codificadas en el software del dispositivo. Por ejemplo, si un atenuador de luz de una lámpara recibe un comando para fijar la intensidad de la luz a un cierto nivel, emitido como un código de fijar intensidad en el campo comando 1 1030, y el nivel de intensidad deseado como uno de 256 valore sen el campo comando 2 1035, el atenuador puede responder con un mensaje de ACK que contiene los mismos dos bytes en los campos de comando 1030 y 1035 para indicar que el comando se procesó exitosamente.

El resto de los tipos de mensaje Insteon™ tienen el fin de tratar con grupos de dispositivos. Los mensajes de transmisión grupal existen para mejorar el desempeño. Mientras que es verdad que a todos los miembros de un grupo de dispositivos se les puede enviar mensajes directos individuales con el mismo comando (encender por ejemplo), tomaría una considerable cantidad de tiempo el que todos los mensajes se transmitan en secuencia. Los miembros del grupo no ejecutarían el comando al mismo tiempo, si no que lo ejecutarían en el orden recibido. Insteon™ resuelve este problema mediante el envío inicial de un mensaje de transmisión grupal seguido de mensajes directos individuales de limpieza grupal.

Los mensajes de transmisión grupal, mostrados en las líneas 1052 y 1062 de la FIG. 13, contienen un número de grupo en el campo de dirección hacia 1015, y un comando grupal en los campos de comando 1030 y 1035. Durante el envío de los mensajes directos de limpieza grupal que seguirán, el comando grupal se enviará en el campo de comando 1 ,1030 y el número de grupo será enviado en el campo de comando 2, 1035. Estos son dos campos de un byte, de tal manera que solamente puede haber 256 comandos de grupo y solamente 256 números de grupo. Esta es una limitación razonable dado que las transmisiones grupales solamente necesitan ser usadas donde una respuesta rápida y sincronizada de múltiples dispositivos es importante. En cualquier caso, la limitación numérica puede ser evitada usando mensajes ampliados e incorporando comandos adicionales o un criterio de membresía grupal en el campo de información de usuario.

Los receptores de un mensaje de transmisión grupal verifican el número de grupo en el campo de dirección hacia 1015 contra su propia membresía de grupo grabada en una base de datos. Dicha base de datos grabada preferentemente en una memoria no volátil, se establece durante un proceso de enrolamiento grupal previo. Si el receptor es un miembro del grupo hacia el cual se está transmitiendo, éste ejecuta el comando del campo comando 1 1030. Dado que el comando grupal solamente ocupa un byte, el otro byte en el campo 1035 puede ser un parámetro o un subcomando.

Los receptores de un comando de una transmisión grupal pueden entonces esperar un mensaje directo de limpieza grupal direccionado de manera individual. Si el receptor ya < ha ejecutado el comando grupal en el campo 1030, no ejecutará el comando una segunda ocasión. Sin embargo, si el receptor del mensaje no recibió el comando de transmisión grupal por alguna razón, no lo habrá ejecutado, así que ejecutará el comando después de recibir el mensaje directo de limpieza grupal.

Después de recibir el mensaje directo de limpieza grupal y ejecutar el comando grupal, el dispositivo receptor responderá con un mensaje ACK de limpieza grupal, o si algo falló, un mensaje NAK de limpieza grupal. En ambos casos el campo comando 1 , 1030, contendrá el mismo comando grupal de un byte recibido durante el mensaje directo de limpieza grupal. El otro byte en el campo comando 2, 1035, contendrá un código de estatus ACK de un byte en el caso de un ACK, o un código de razón NAK de un byte en el caso de un NAK. Dichos códigos de un byte pueden ser un subconjunto de los códigos correspondientes de dos bytes usados en el mensaje ACK directo y NAK directo.

Señalización Insteon™ Los dispositivos Insteon™ se comunican en la línea de energía mediante la adición de una señal al voltaje de la línea de energía. En los Estados Unidos, el voltaje de las líneas de energía es 110 VAC RMS, alternando a 60 HZ. Dichos valores serán usados en la descripción que sigue, aunque aquellas personas expertas en el ramo estarán habilitadas para ajustar los resultados para otros estándares para líneas de energía.

Una señal de línea de energía Insteon™ usa una frecuencia portadora de 131 .65 KHz, con una amplitud nominal de 4.64 voltios pico a pico en una carga de 5 ohms. En la práctica la impedancia de una línea de energía varía ampliamente, dependiendo de la configuración de la línea de energía y lo que se encuentre conectado a la misma, por lo que las mediciones de las señales de línea de energía Insteon™ pueden variar desde sub-milivoltios a mas de 5 voltios.

La información Insteon™ es modulada en el portador de 131.65 KHz usando manipulación por cambio de fase binaria (BPSK por sus siglas en inglés), la cual se escogió por su desempeño confiable en presencia de ruido.

La FIG. 14 muestra una señal de portador Insteon™ de 131.65 KHz en la línea de energía con modulación de bit alternante BPSK. Insteon™ usa diez ciclos del portador por cada bit. El bit 1 , 1 110, el cual es interpretado como uno, comienza con un ciclo de portador positivo. El bit 2 1 120, interpretado como cero, comienza con un ciclo de portador negativo. El bit 3, 1 130, comienza con un ciclo de portador positivo, por lo que es interpretado como uno. Hay que destacar que el sentido de la interpretación del bit es arbitrario. Lo anterior significa que los unos y ceros pueden ser invertidos siempre y cuando la interpretación sea consistente. La transición de fase solamente ocurre cuando una corriente de bits cambia de cero a uno o de uno a cero. Un uno seguido por otro uno, o un cero seguido de otro cero, no causarán una transición de fase. Este tipo de codificación es conocido como sin retorno a cero o NRZ por sus siglas en ingles.

La FIG. 14 muestra transiciones de fase abruptas de 180 grados en los límites del bit 1 115 y 1 125. Las transiciones de fase abruptas introducen componentes problemáticos de alta frecuencia en el espectro de la señal. Los detectores de enganchados en fase (Phase locked) pueden tener problemas siguiendo dicha señal. Para resolver este problema, Insteon™ usa un cambio gradual de fase para reducir los componentes de frecuencia indeseables.

La FIG. 15 muestra la misma señal BPSK con el cambio gradual de fase. El transmisor introduce el cambio de fase mediante la inserción de 1 .5 ciclos de portador a 1.5 veces la frecuencia de 131.64 KHz. De esta manear, en el tiempo usado por un ciclo de 131.65 KHz, ocurrirán tres medios ciclos del portador y de esta manera la fase del portador es revertida al extremo del periodo debido a los números impares de los medios ciclos. Hay que destacar las transiciones suaves 1 15 y 1 125 en la figura.

Todos los paquetes Insteon™ de línea de energía contienen 24 bits, como fue mostrado en la FIG. 4. Ya que un bit toma diez ciclos de 131.65 KHz, existen 240 ciclos de un portador en un paquete Insteon™, lo que significa que un paquete dura 1.823 milisegundos. El entorno de la línea de energía es notable por su ruido incontrolable, especialmente los picos de amplitud alta causados por motores, atenuadores y luces fluorescentes compactas. Dicho ruido es mínimo durante el tiempo en el que la corriente de la línea de energía es revertido de dirección, un periodo conocido como de paso a cero. Por lo tanto, los paquetes Insteon™ son transmitidos cerca del paso a cero, como se muestra en la FIG. 16.

La FIG. 16 muestra un solo ciclo de la línea de energía 1205, el cual posee dos pasos a cero 1210 y 1215. Un paquete Insteon™ 1220 se muestra en un pase a cero 1210 y un segundo paquete Insteon™ 1225 en un pase a cero 1215. Los paquete Insteon™ comienzan 800 microsegundos antes de un pase a cero y duran hasta 1023 microsegundos después de un pase a cero.

La FIG. 16 también muestra como las señales X10 son aplicadas a la línea de energía. X10 es el método de señalización usado por muchos dispositivos actualmente utilizados alrededor del mundo. La interoperabilidad con X10 en una característica principal de los dispositivos Insteon™. Los dispositivos Insteon™ pueden recibir señales X10, enviar señales X10, e impulsar señales X10. La señal X10 usa un pulso de aproximadamente 120 ciclos de 120 KHz del inicio del portador en el cruce a cero de la línea de energía y duran aproximadamente 1000 microsegundos. Un pulso seguido de ningún pulso representa un bit, y ningún pulso seguido de un pulso representa un bit cero. Un mensaje X10 inicia con dos pulsos en fila, seguido por un bit seguido por nueve bits de información. La FIG. 16 muestra dos pulsos X10 1230 y 1235 en los dos cruces a cero 1210 y 1215.

Hay que destacar que la especificación X10 también necesita dos pulsos adicionales a un tercio y dos tercios del camino a través de medio ciclo de energía. Dichos puntos corresponden a los cruces a cero de las otras dos fases de energía de tres fases. Insteon™ no es sensible a dichos pulsos X10 adicionales y no los transmite cuando X10 los manda.

Una vista expandida 1240 de un paquete Insteon™ se muestra con un pulso X10 1260 sobrepuesto. La señal X10 1260 comienza en el cruce a cero 1270, 800 microsegundos después del comienzo del paquete Insteon™ 1250. Ambas señales terminan a aproximadamente el mismo tiempo, 1023 microsegundos después del cruce a cero.

Los dispositivos Insteon™ logran ser compatibles con X10 al esperar "oir" una señal Insteon™ comenzando 800 microsegundos antes del cruce a cero. Los receptores Insteon™ implementados en el software pueden ser muy sensibles, pero a costa de tener que recibir una porción sustancial del paquete antes de ser capaz de validar si se está recibiendo un verdadero paquete Insteon™. No puede efectuarse una validación confiable hasta que pase un tiempo de aproximadamente 450 microsegundos después de cruce a cero, aunque un dispositivo Insteon™ seguirá comenzando a esperar "oir" un posible pulso X10 justo en el cruce a cero. Si en la marca de los 450 milisegundos, el dispositivo Insteon™ valida que no se está recibiendo un paquete Insteon™ pero que hay un pulso X10 presente, el receptor Insteon™ cambiará a modo X10 y "escuchará" el mensaje completo X10 durante los próximos 1 1 ciclos de la línea de energía. Si el dispositivo Insteon™ detecta que se está recibiendo un paquete Insteon™, permanecerá en modo Insteon™ y no esperará el "escuchar" una señal X10 hasta que reciba el resto del mensaje Insteon™ completo.

Opcionalmente, un dispositivo Insteon™ puede impulsar una señal 10 mediante su retransmisión, aunque los pulsos X10 serán retransmitidos hasta 450 microsegundos mas tarde si el receptor Insteon™ es implementado en software. Debido a que los receptores X10 se desempeñan mejor con señales fuertes, pero son relativamente insensibles a la sincronización exacta del tiempo de la señal, el desempeño general de X10 es mejorado por el impulso de señal, aún y cuando los pulsos X10 lleguen tarde.

Los dispositivos Insteon™ ¡mplementados que usen sustancialmente mas hardware de detección de señal, lo cual puede ser implementado en un circuito integrado de aplicación específica (ASIC) por sus siglas en Inglés con bucles de fase enganchada de segundo orden, pueden detectar la presencia de un paquete Insteon™ válido durante los 800 microsegundos previos al cruce a cero. Además de la capacidad de "escuchar" de manera independiente y simultánea por señales X10, dichos dispositivos pueden impulsar pulsos X10 después de solo una pequeña demora del hardware detector de señales X10.

La FIG. 16 también muestra que la taza de transmisión de bits para Insteon™ es mucho mas rápida para V que para X10. Un bit Insteon™ 1280 requiere diez ciclos de 131.65 KHz el portador, o 75.95 microsegundos, mientras que un bit X10 requiere dos pulsos de 120 ciclos 1285 de 120 KHz. Un pulso X10 1285 tarda 1000 microsegundos, pero como cada pulso X10 es enviado durante un cruce a cero, toma 16,667 microsegundos el enviar los dos pulsos en un bit, obteniéndose una taza de transmisión de bits de 60 bits por segundo. Los paquetes Insteon™ comprenden 24 bits, y un paquete Insteon™ puede ser enviado durante cada cruce a cero, por lo que la taza de transmisión de bits nominal sostenida para Insteon™ es 2880 bits por segundo, lo cual es 48 veces más rápido que X10.

En la práctica, Insteon™ espera por uno o dos cruces a cero adicionales después de enviar un mensaje, para permitir que haya tiempo para una posible retransmisión del mensaje por los dispositivos Insteon™ RF. La FIG. 17 muestra una serie de menajes de cinco paquetes estándar Insteon™ 1310 siendo enviados en la señal de la línea de energía 1305. Insteon™ espera por un cruce a cero 1320 después de cada paquete estándar antes de enviar otro paquete. La FIG. 18 muestra una serie de mensajes once paquetes ampliados Insteon™ 1330 siendo enviados en la señal de la línea de transmisión 1305. Insteon™ espera por los cruces a cero 1340 después de cada paquete ampliado antes de enviar otro paquete.

Los mensajes estándar Insteon™ contienen 120 bits de información netos y requieren seis cruces a cero, o 50 milisegundos para su envío. Los mensajes ampliados contienen 264 bits de información netos y requieren trece cruces a cero, o 108.33 milisegundos para su envío. Por lo tanto, la taza de transmisión de bits real para Insteon™ es 2400 bits por segundo para mensajes estándar o 2437 bits por segundo para mensajes ampliados, en lugar de los 2880 bits por segundo que ocurrirían si no se esperara por los cruces a cero extras.

Los mensajes estándar Insteon™ contienen 9 bytes (72 bits) de información útil, sin contar los bits de sincronía de paquete y de código de inicio, ni el byte de mensaje CRC. Los mensajes ampliados contienen 23 bytes (184 bits) de información útil usando el mismo criterio. Por lo tanto, las tazas de transmisión de bits para la información útil son adicionalmente reducidas a 1440 bits por segundo para mensajes estándar y 1698 bits por segundo para mensajes ampliados. Si solamente se cuentan los 14 bytes (112 bits) de información de usuario en los mensajes ampliados, la taza de transmisión de información de usuario es 1034 bits por segundo.

Los dispositivos Insteon™ RF pueden enviar y recibir los mismos mensajes que aparecen en la línea de energía. De manera distinta a los mensajes enviados por línea de energía, sin embargo, los mensajes enviados por RF no son divididos en paquetes menores enviados en los cruces a cero, pero son enviados como un todo, cornos e muestra en la FIG. 5. Como en las líneas de energía, existen dos longitudes de mensajes RF: los mensajes estándar de 10 bytes y los mensajes ampliados de 24 bytes.

La FIG. 19 muestra las especificaciones para la señalización Insteon™ RF. La frecuencia central se encuentra en la banda 902 a 924 MHz, lo cual es permitido para la operación sin licencia en los Estados Unidos. Cada bit está codificado mediante Manchester, lo cual significa que dos símbolos son enviados por cada bit. Un símbolo de uno seguido por un símbolo de cero designa un bit cero. Los símbolos son modulados en el portador usando manipulación por cambio de fase (FSK por sus siglas en inglés), en donde un símbolo de cero modula el portador hasta hacia debajo de la mitad de la frecuencia de desviación FSK y un símbolo de uno modula el portador hasta hacia arriba de la mitad de la frecuencia de desviación FSK. La desviación de frecuencia FSK elegida para Insteon™ es 64 KHz. Los símbolos son modulados en el portador a 38,400 símbolos por segundo, con lo cual se obtiene una taza de transmisión de bits neta de 19,200 bits por segundo. El rango típico para la recepción de espacio libre es 150 pies, lo cual es reducido en presencia de paredes y otros elementos absorbentes de energía RF.

Los dispositivos Insteon™ transmiten información enviando el bit mas importante primero. En referencia a la FIG. 5, los mensajes RF comienzan con dos bytes de sincronía 411 o 421 , que comprende AAAA en hexadecimal, seguidos por un byte de código de inicio 412 o 422 de C3 en hexadecimal. Luego siguen diez bytes de información 413 en los mensajes estándar, o veinticuatro bytes de información 423 en los mensajes ampliados. El último byte de información en un mensaje es CRC sobre los bytes de datos como se describió anteriormente.

Toma 5.417 milisegundos para enviar un mensaje estándar de 104 bits, y 11.250 milisegundos para enviar un mensaje ampliado de 216 bits. Los cruces a cero en la línea de energía ocurren cada 8.333 milisegundos, por lo que un mensaje estándar RF puede ser enviado durante un medio ciclo de la línea de energía y un mensaje ampliado puede ser enviado durante dos medios ciclos de la línea de energía. Los tiempos de espera después de enviar los mensajes en la línea de energía, como se muestra en la FIG. 17 y FIG. 18, son para permitir un tiempo suficiente para que los dispositivos Insteon™ RF, si se encuentran presentes, retransmitan un mensaje en la línea de energía.

Retransmisión de mensajes Insteon™.

Con el fin de mejorar la confiabilidad, el protocolo de mensajería Insteon™ incluye la retransmisión de mensajes, un método para permitir que otros dispositivos Insteon™ ayuden a repetir un mensaje para incrementar su rango de alcance. Para evitar "tormentas de datos" de repeticiones sin fin, los mensajes pueden ser retransmitidos un máximo de tres veces. Mientras mas largo sea el número de retransmisiones, mas tiempo tomará el mensaje para completarse.

Existe un patrón específico de transmisiones y retransmisiones y acuses de recibo que ocurren cuando el mensaje Insteon™ es enviado, como se muestra el la FIG. 20. Un mensaje Insteon™ en la línea de energía ocupa seis o trece periodos de cruce a cero, dependiendo si el mensaje es estándar o ampliado. Dicho tiempo de transmisión de mensaje de seis o trece medios ciclos de línea de energía es llamado periodo de tiempo en la siguiente descripción.

Durante un solo periodo de tiempo tal como en 1420, un mensaje Insteon™ puede ser transmitido, retransmitido o reconocido. El proceso entero de comunicar un mensaje Insteon™, lo cual puede involucrar retransmisiones y acuses de recibo, ocurrirá sobre múltiplos enteros de periodos de tiempo.

En el Ejemplo 1 , 1401 , el más simple, se muestra un mensaje de transmisión sin ninguna retransmisión. La T indica que el emisor ha originado y transmitido un solo mensaje. No hay acuse de recibo acerca de que un los receptores a quienes va destinado el mensaje han "escuchado" el mensaje. El mensaje requiere de un periodo de tiempo de seis o trece cruces a cero de línea de energía para completarse.

En el Ejemplo 2, 1402, se muestra un mensaje de transmisión con un número máximo de saltos de uno. El número máximo de saltos pueden variar de cero tres como se explicó con anterioridad junto con la FIG. 9. El emisor transmite un mensaje de transmisión como se ilustra con la T. Otro dispositivo Insteon™, que funciona como repetidor, "escucha" al mensaje, como se ilustra con la L, y luego lo retransmite en el siguiente periodo de tiempo como se indica con la letra R.

Son posibles hasta tres retransmisiones con un mensaje. En el Ejemplo 3 se muestra la progresión del mensaje entre un emisor y tres dispositivos repetidores. En el Ejemplo 3 se asume que el rango entre los repetidores es tal que solamente repetidores adjuntos pueden "escucharse" unos a otros. También, solamente el Repetidor 1 puede "escuchar al emisor. Hay que destacar que el emisor no retransmitirá su propio mensaje.

Cuando un emisor transmite un mensaje directo (o punto a punto), espera un acuse de recibo del receptor. En el Ejemplo 4, se muestra lo que ocurre si el valor del número máximo de saltos es cero. La A ilustra el periodo de tiempo en el cual el receptor acusa recibo de mensaje directo. La C muestra el periodo de tiempo cuando el emisor detecta que el mensaje es confirmado.

Cuando el número máximo de saltos es fijado a uno, el mensaje directo se propaga como se muestra en el Ejemplo 5, 1405. El Repetidor 1 retransmitirá tanto el mensaje directo original como el acuse de recibo del receptor.

Si el número máximo de saltos es fijado a uno, pero es necesaria ninguna retransmisión debido a que el receptor está fuera del rango de alcance de emisor, los mensajes fluyen como se muestra en el Ejemplo 6, 1406. La W en las filas del emisor y receptor indican una espera. El receptor inmediatamente "escucha" al emisor ya que se encuentra dentro de su rango. Sin embargo, el receptor debe esperar un periodo de tiempo antes de enviar su acuse de recibo, debido a que es posible que un dispositivo repetidor retransmita el mensaje del emisor. Se muestra al repetidor 1 haciendo lo anterior en el ejemplo, aunque el receptor aún tendrá que esperar aunque no haya repetidores presentes. Solamente hasta que todas las posibles retransmisiones del mensaje del emisor han sido completadas, puede el receptor enviar su acuse de recibo. Encontrándose dentro del rango, el emisor "escucha" el acuse de recibo inmediatamente pero también debe esperar hasta que las posibles retransmisiones de acuse de recibo han sido completadas antes de que pueda enviar otro mensaje.

En el Ejemplo 7, 1407, se muestra lo que ocurre cuando el número máximo de saltos es tres y se necesitan de hecho tres retransmisiones para que el mensaje llegue al receptor. Hay que notar que si el emisor o el receptor estuvieran "escuchando" los mensajes de los demás dispositivos antes de lo que se muestra, aún deberán de esperar hasta que los periodos de tiempo del número máximo de saltos hayan ocurrido después de que el mensaje ha sido originado antes de puedan enviar sus propios mensajes. Si los dispositivos no esperan, entonces se bloquearían unos a otros al enviar mensajes diferentes en el mismo periodo de tiempo. Un dispositivo puede calcular cuantos periodos de tiempo han pasado antes de recibir un mensaje al sustraer el número restante de saltos en el mensaje recibido del número de máximo número de saltos.

Mediante el monitoreo del tráfico de mensajes Insteon™, los dispositivos pueden determinar cuando todas las posibles retransmisiones y acuses de recibo para un mensaje Insteon™ han sido completadas de conformidad con el protocolo anteriormente mencionado. De manera similar, los dispositivos Insteon™ pueden monitorear tráfico de mensajes X10 y calcular cuando un comando X10 finalizará su envío. Al esperar hasta que el tráfico de mensajes preexistente finalice antes de transmitir, los dispositivos Insteon™ que deseen emitir un mensaje pueden evitar un posible bloqueo de cualquier comunicación Insteon™ o X10 en progreso. Esta forma de escuchar antes de transmitir es llamada "cortesía".

La cortesía es aumentada adicionalmente si un dispositivo Insteon™ desea enviar mas de un mensaje seguido. En dicho caso, el dispositivo espera un periodo de cruce a cero de la línea de energía adicional antes de iniciar un siguiente mensaje. El tiempo adicional de oportunidad a otros dispositivos Insteon™ que puedan haber estado esperando que el tráfico de mensajes finalice para transmitir, y previene que un solo dispositivo monopolice el canal con largas series de sus propios mensajes.

Transmisión simultánea Insteon™ Gracias a las reglas anteriormente descritas para la propagación de mensajes, los sistemas Insteon™ logran un marcado incremento en la conf labilidad de las comunicaciones. La razón es que los dispositivos múltiples pueden transmitir el mismo mensaje al mismo tiempo dentro de un periodo de tiempo. Los dispositivos Insteon™ dentro del rango de otros se "ayudan unos a los otros". La mayoría de los protocolos de redes para compartir medios físicos prohiben que múltiples dispositivos transmitan dentro del misma banda, como se mencionó anteriormente en la sección de arte previo. En contraste, Insteon™ vuelve lo que es usualmente un problema en un beneficio, al asegurar que los dispositivos que transmiten simultáneamente envíen los mismos mensajes en sincronía unos con otros.

Uno podría pensar que los dispositivos múltiples Insteon™ en la línea de energía se pueden cancelar fácilmente unos a otros mas que impulsarse unos a otros. En la práctica, aún si solamente un dispositivo tratara de lograrlo, la cancelación de señal por múltiples dispositivos sería extremadamente difícil de lograr. La razón es que para que dos señales se cancelen en un receptor dado, los dos transmisores tendrían que enviar portadores de tal forma que el receptor los detecte como exactamente similares en amplitud y muy cerca de 180 grados fuera de fase. La probabilidad de que esta situación ocurra y persista durante extensos periodos de tiempo es muy baja. Los cristales usados en los dispositivos Insteon™ típicos para generar la frecuencia del portador de la línea de energía de 131.65 KHz corren de manera independiente unos de otros con una tolerancia de frecuencia de unos pocas décimas de un porcentaje. Por lo tanto las relaciones de fase entre múltiple s portadores de línea de energía derivarán, aunque lentamente respecto a la duración de 1823 microsegundos de un paquete Insteon™. Aún si las fases de dos transmisores se cancelen, es muy improbable que las amplitudes también sean iguales, de tal forma que un receptor muy probablemente aún detecte alguna señal aún en el peor de los casos de relación de fase transitoria. Los receptores Insteon™ tienen un amplio rango dinámico, de milivoltios a cinco voltios aproximadamente, lo cual les permite el seguir señales aún cuando se desvanezcan temporalmente. El agregar más transmisores reduce aún más la probabilidad de que haya cancelación de señal. Además, la probabilidad de que la suma de todas las señales incremente la fuerza de la señal es mucho mayor.

El portador de la línea de energía Insteon™ es modulado usando manipulación por cambio de fase binaria (BPSK), lo que significa que los receptores buscan cambios de fase de 180 grados en el portador para detectar cambios en una sección de bits de uno a cero o viceversa. Los transmisores múltiples, sin importar la fase absoluta de sus portadores, producirán señales cuya suma aún tenga reversiones de fase de 180 grados en los límites cambiantes de los bits, siempre y cuando que sus frecuencias portadoras relativas no cambien más de unos pocos grados en un tiempo de paquete. Por supuesto que la sincronización de bits para cada transmisor necesita estar muy bien fijada, de tal forma que los transmisores Insteon™ sean sincronizados a los cruces a cero de la línea de energía. Un bit Insteon™ dura por diez ciclos del portador de línea de energía de 131.65 Khz, o 76 microsegundos. El detector de cruce a cero de la línea de energía debe ser exacto en uno o dos periodos de portador de tal forma que los bits recibidos de múltiples transmisores se sobrepongan unos a otros.

En la práctica, los transmisores múltiples de línea de energía Insteon™ que transmitan el mismo mensaje, aumentaran la fuerza de la señal la línea de energía a través de un edificio. Dado que la señalización RF es usada como una extensión de la señalización de la línea de energía, también se usa en transmisiones. Sin embargo, con RF, aún cuando el portador y la información sean idealmente sincronizados, se formaran patrones de interferencia en donde la señal del portador es cancelada. De la misma manera que en las líneas de energía, para que ocurra una cancelación, los dos portadores deben encontrarse 180 grados fuera de fase y sus amplitudes deben ser las mismas. La cancelación perfecta es prácticamente imposible de obtener. En general, dos portadores colocados en la misma frecuencia con relaciones de fase aleatorias y la misma polarización de antena se sumarán a un nivel de poder mayor que el de un solo transmisor solamente el 67% del tiempo. Conforme uno de los transmisores es movido lejos del receptor, la probabilidad de cancelación baja aún más. Conforme el número de transmisiones se incrementa la probabilidad de cancelación baja a casi cero.

Los dispositivos móviles Insteon™, tales como controladores de mano, son operados con baterías. Para conservar energía, los dispositivos móviles no están configurados como repetidores RF, sino solamente emisores de mensajes, de tal forma que la transmisión no es un problema. Los dispositivos Insteon™ que repitan los mensajes RF se encuentran conectados a la línea de energía, de. tal manera que la mayoría de ellos no serán movidos después de la instalación inicial. Durante la instalación, los dispositivos RF pueden ser localizados, y sus antenas ajustadas, de tal manera que no haya cancelación de señal. Con la localización de los transmisores fijada, la configuración para que no haya cancelaciones será mantenida indefinidamente.

Los dispositivos RF Insteon™ conectados a la línea de energía usan el cruce a cero para la sincronización de los mensajes. Estos dispositivos reciben los mensajes Insteon™ de manera sincronizada en la línea de energía, sincronizadamente por medio de los repetidores RF, o posiblemente asincrónicamente por medio de RF de los dispositivos móviles RF. Los mensajes que necesitan ser retransmitidos tendrán el contador de saltos restantes mayor a cero. Si el dispositivo Insteon™ recibe dicho mensaje de la línea de transmisión, lo retransmitirá usando RF tan pronto como haya recibido el último paquete del mensaje de la línea de energía, luego retransmitirá el mensaje en la línea de energía en el próximo periodo de tiempo. Si el dispositivo recibe el mensaje por medio de RF, lo retransmitirá en la línea de energía en el próximo periodo de tiempo, luego retransmitirá el mensaje usando RF inmediatamente después de enviar el último paquete del mensaje de la línea de energía.

Motor Insteon™ El motor Insteon™ comprende hardware y firmware que permita que los dispositivos Insteon™ envíen y reciban mensajes Insteon™. La FIG. 21 muestra el flujo general de información a través del motor Insteon™. Las señales recibidas 1510 vienen de la línea de energía o por medio de RF. La circuitería de condicionamiento de señal 1515 procesa la señal y la convierte en una corriente de bits digital. El firmware receptor de mensajes 1520 procesa la corriente de bits como se requiera y coloca la información de la carga útil del mensaje en un buffer 1525 el cual se encuentra disponible a la aplicación que corre en el dispositivo Insteon™. El controlador de mensajes 1550 informa a la aplicación que la información se encuentra disponible mediante el uso de banderas de control 1555.

Para enviar un mensaje Insteon™, la aplicación coloca información del mensaje en un buffer 1545, luego informa al controlador de mensajes 1550 que envíe el mensaje usando banderas de control 1555. El firmware del transmisor de mensajes 1540 procesa el mensaje en una corriente de bits, la cual es alimentada a la sección del transmisor del módem 1535. El transmisor del módem envía la corriente de bits como una señal de línea de energía o RF 1530.

Interfase de el motor Insteon™ de línea de energía.

El transmisor de mensajes 1540 de la FIG. 21 se muestra con mayor detalle en la FIG. 22, la cual muestra como el motor Insteon™ envía un mensaje Insteon™ en la línea de energía. Una aplicación Insteon™ primero compone un mensaje 1610 en el cual indica que desea enviar, excluyendo el byte CRC, y coloca la información del mensaje en el buffer de transmisión 1615. La aplicación luego indica al controlador de transmisión 1625 el enviar el mensaje mediante el ajuste de las banderas de control apropiadas 1620. El controlador de transmisión 1625 paquetiza la información del mensaje usando un múltiplex 1635 para colocar bits de sincronía e iniciar un código de inicio del generador 1630 al inicio de un paquete seguido de información movida del buffer de transmisión primero entra-primero sale (FIFO por sus siglas en inglés) 1615. Conforme la información del mensaje es movido de FIFO 1615, un generador CRC 1630 calcula el byte CRC, el cual es agregado a la corriente de bits por el múltiplex 1635 como el último byte en el último paquete del mensaje. La corriente de bits es colocada en un registro de cambio 1640 y temporizada en fase con los cruces a cero de la línea de energía detectados por el detector de cruce a cero 1645. El modulador BPSK 1655 cambia la fase del portador de 131.65 KHz desde el generador de portador 1650 por 180 grados para los bits cero, y deja el portador sin modular para los bits uno. Hay que destacar que la fase es cambiada gradualmente sobre un periodo de portador como se describe junto con la FIG. 15. Finalmente, la señal del portador modulado es aplicada a la línea de energía por la circuitería de transmisión del módem 1535 de la FIG. 21.

El receptor de mensajes 1520 de la FIG. 21 se muestra con mayor detalle en la FIG. 23, la cual muestra como el motor Insteon™ recibe mensajes Insteon™ de la línea de energía. La circuitería de recepción del módem 1515 de la FIG. 21 condiciona la señal en la línea de energía y la transforma en una corriente de bits digital que el firmware de la FIG. 23 procesa para recuperar mensajes Insteon™. La información sin procesar 1710 de la línea de energía es típicamente muy ruidosa, debido a que la señal recibida Insteon™ puede tener una amplitud tan baja como solamente pocos milivolts, y la línea de energía usualmente conduce muchos picos de alta energía u otros ruidos producidos por la misma. Por lo tanto en una modalidad preferida un bucle de fase enganchada Costas (PLL por sus siglas en inglés) 1720, implementado en el firmware es usado para hallar la señal Insteon™ BPSK dentro del ruido. Los PLL's Costas bien conocidos en el arte, enganchan la fase a una señal tanto en fase como en cuadratura. El detector de enganche de fase 1725 provee una entrada el temporizador de ventana 1745, el cual también recibe una señal de cruce a cero 1750 y una indicación de que el código de inicio en un paquete ha sido hallado por el detector de código de inicio 1740.

Independientemente de que sea fase enganchada o no, el PLL Costas 1720 envía información al detector de sincronía de bit 1730. Cuando los bits de sincronía de ceros y unos alternantes al inicio de un paquete llegan, el detector de sincronía de bit 1730 será capaz de recobrar un reloj de bit, el cual usa para mover información a un registro de cambio de información 1735. El detector de código de inicio 1740 busca el código de inicio que sigue a los bits de sincronía y emite una señal de detección al temporizador de ventana 1745 después de que ha encontrado uno. El temporizador de ventana 1745 determina que un paquete Insteon™ válido se está recibiendo cuando la corriente de datos inicia 800 microsegundos antes del cruce a cero de la línea de energía, el detector de fase enganchada 1725 indica el enganche, y el detector 1740 ha hallado un código de inicio válido. En ese punto el temporizador de ventana 1745 fija una ventana de detección de inicio 1790 y permite que el controlador de buffer de recepción 1755 a comenzar a acumular paquetes de datos del registro de cambio 1735 en el buffer de recepción FIFO 1760. El controlador de almacenamiento 1755 asegura que el FIFO 1760 solamente construya los bytes de datos en un mensaje y no bits de sincronía o códigos de inicio. Guarda el número correcto de bytes, 10 para un mensaje estándar y 24 para un mensaje ampliado, mediante la inspección del bit de mensaje ampliado en el byte de bandera de mensaje. Cuando el número correcto de bytes ha sido acumulado, una bandera de TieneMsg 1765 es fijada para indicar que un mensaje ha sido recibido.

Los PLL's costa tienen una ambigüedad de fase de 180 grados, dado que pueden engancharse a una señal en fase o anti-fase indistintamente bien. Por lo tanto, la información detectada del PLL 1720 puede ser invertida de su verdadero significado. El detector de código de inicio 1740 resuelve la ambigüedad mediante la búsqueda del verdadero código de inicio, C3 hexadecimal, y también su complemento, 3C hexadecimal. Si encuentra el complemento, el PLL es enganchado en anti-fase y los bits de información son invertidos. Una señal del detector de código de inicio 1740 indica al complementador de información 1770 si se debe desinvertir la información o no. El verificador CRC 1775 computa un CRC en la información recibida y la compara con el CRC en el mensaje recibido. Si coinciden, la bandera CRC OK 1780 es fijada.

La información del complementador 1770 fluye en un buffer de aplicación, no ¡lustrado, por medio de una ruta 1785. La aplicación habrá recibido un mensaje válido cuando la bandera TieneMsg 1765 y la bandera CRC OK 1780 estén establecidas-Interfase del motor RF Insteon™ La FIG. 24 muestra como el motor Insteon™ envía y recibe un mensaje por medio de RF. En una modalidad preferida, un dispositivo Insteon™ para la línea de energía puede ser colocado con un tablero hija que amplié las capacidades del dispositivo. El tablero hija 1850 mostrado en la FIG. 24 provee una interfase RF al anfitrión 1810. Tiene un transmisor/receptor en el mismo y su propia unidad microcontroladora (MCU por sus siglas en inglés), la cual actúa como esclavo en el MCU anfitrión. El MCU del anfitrión y del esclavo se comunican usando el protocolo serial bien conocido RS232 1880 a niveles de lógica TTL.

Cuando el motor Insteon™ que corre en el MCU del anfitrión necesita transmitir un mensaje RF, ejecuta el procedimiento que comienza en el paso 1812. Primero, manda un comando de transmisión al MCU del esclavo en el tablero hija RF en el paso 1814, luego espera por un acuse de recibo de que el comando ha sido recibido y de que el MCU esclavo se encuentra listo para transmitir en el paso 1816. Cuando el MCU esclavo se encuentra listo, el anfitrión envía la información en el mensaje Insteon™ al mismo en el paso 1818. Dado que el esclavo MCU maneja todos los detalles del envío de un mensaje RF, el anfitrión puede continuar con otras operaciones en el paso 1820.

Para verificar si se han recibido mensajes RF, el anfitrión ejecuta el procedimiento que inicia en el paso 1822. El anfitrión verifica su buffer de recepción RS232 en el paso 1824 para verificar si el esclavo le ha notificado que un mensaje RF se encuentra disponible. Si no, el anfitrión continúa con otros procesamientos en el paso 1830, pero si hay un mensaje RF el anfitrión manda un acuse de recibo al esclavo en el paso 1826. El esclavo envía la información en el mensaje al anfitrión en el paso 1828 y el anfitrión continúa procesando en el paso 1830.

El MCU del esclavo en el tablero hija RF maneja sus tareas como se muestra en el diagrama de flujo en el lado derecho de la FIG. 24. El MCU esclavo verifica periódicamente su buffer de recepción RS232 en el paso 1852 en busca de comandos del anfitrión. En el paso 1854, si el esclavo encuentra que ha recibido un comando del anfitrión para transmitir un mensaje RF, reconoce el comando en el paso 1856, reciben la información del mensaje del anfitrión en el paso 1858 y luego compone el mensaje RF y lo transmite en el paso 859.

Si en el paso 1854 el MCU esclavo encuentra que no ha recibido un comando de transmisión del anfitrión, intenta recibir información RFV del transmisor/receptor RF incorporado en el paso 1860. Si el esclavo no ha recibido un mensaje válido RF en el paso 1862, entra de nueva cuenta a su bucle de sondeo en el paso 1852 y vuelve a intentar. Pero si, sin embargo, el MCU esclavo ha recibido un mensaje RF válido, notifica al anfitrión en el paso 1864 y espera por un acuse de recibo de que el anfitrión se encuentra listo para recibir la información en el paso 1866. Cuando el anfitrión envíe un acuse de recibo, el esclavo envía la información en el mensaje al anfitrión en el paso 1868, luego continúa con su bucle de sondeo en el paso 1852.

La FIG. 25 muestra con mayor detalle como el MCU esclavo 1925 compone y transmite un mensaje RF en el paso 1859 de la FIG. 24. Los pasos son similares a los pasos para enviar mensajes por la línea de energía dados en la FIG. 22, excepto que los mensajes RF son enviados todos al mismo tiempo en un solo paquete. En la FIG. 25, el anfitrión MCU compone un mensaje de que desea enviar, excluyendo el byte CRC, y envía la información del mensaje al MCU del esclavo 1925 por medio de las comunicaciones seriales RS232 1920. El esclavo pone la información del mensaje en un buffer de transmisión 1915. El MCU del esclavo 1925 usa un múltiplex 1935 para poner bits de sincronía y un código de inicio de un generador 1930 al inicio de un mensaje RF seguido de información movida del buffer de transmisión 1915 primero entra-primero sale (FIFO por sus siglas en inglés). Conforme la información del mensaje es movida del FIFO 1915, el generador CRC 1930 calcula el byte CRC, el cual es colocado a la corriente de bits por el múltiplex 1935 como el último byte del mensaje. La corriente de bits es guardada en un registro de cambio 1940 y temporizada al transmisor/receptor RF 1955. El transmisor/receptor genera un portador RF, traduce los bits del mensaje a símbolos codificados Manchester, modula en FM el portador con la corriente de símbolos y transmite la señal resultante RF usando una antena 1960. En una modalidad preferida, el transmisor/receptor RF 1955 comprende un dispositivo de hardware de un solo chip y los otros bloques en la figura son ¡mplementados en firmware corriendo en el MCU del esclavo 1925.

La Fig 26. muestra con mayor detalle como el MCU del esclavo recibe un mensaje RF en el paso 1860 de la FIG. 24. Los pasos son similares a aquellos para recibir mensajes de línea de energía dados en la FIG. 23, exceptuando que los mensajes RF son todos enviados al mismo tiempo en un solo paquete. En la FIG. 26 el transmisor-receptor 2015 recibe una transmisión RF de la antena 2010 y la demodula en FM para recobrar los símbolos Manchester de la base de banda. Los bits de sincronía al inicio del mensaje permiten que el transmisor-receptor el recobrar un reloj de bit, el cual usa para recobrar bits de información de los símbolos Manchester. El transmisor-receptor emite el bit de reloj y los bits de información recobrados para cambiar el registro 2020, el cual acumula la corriente de bits en el mensaje.

El detector de código de inicio 2025 busca el código de inicio que sigue a los bits de sincronía al inicio del mensaje y emite una señal de detección 2060 al MCU del esclavo 2065 después de que ha encontrado uno. La bandera de detección de inicio 2060 permite que el controlador de buffer de recepción 2030 comience a acumular información de mensaje del registro de cambio 2020 en el buffer de recepción FIFO 2035. El controlador de almacenamiento 2030 asegura que el FIFO 2035 solamente almacene los bits de información en un mensaje, y no los bits de sincronía o de código de inicio. Almacena el número correcto de bytes, 10 para un mensaje estándar y 24 para un mensaje ampliado, mediante la inspección del bit de mensaje ampliado en el byte de bandera de mensaje. Cuando el número correcto de bytes ha sido acumulado se fija una bandera TieneMSG 2055 para indicar que el mensaje ha sido recibido. El verificador CRC 2040 computa un CRC en la información recibida y la compara con el CRC en el mensaje recibido. Si coinciden, la bandera de CRC OK 2045 es establecida. Cuando la bandera TieneMsg 2055 y la bandera CRC OK 2045 se encuentran ambas establecidas, la información del mensaje está lista para ser enviada al anfitrión por medio de comunicaciones RS232 2070. En una modalidad preferida, el transmisor-receptor 2015 comprende un dispositivo de hardware de un solo chip y los demás bloques en la figura son implementados en firmware que corre en el MCU del esclavo 2065.

Hardware Insteon™ La FIG. 27 muestra un diagrama de bloques de la circuitería del hardware que comprende el dispositivo Insteon™ típico. En una modalidad preferida, los dispositivos Insteon™ comprenden un tablero de circuitos principal 21 10 con un tablero hija opcional 2120. Los tableros hijas típicos 2120 proveen a los dispositivos Insteon™ con capacidades adicionales mediante la adición de interfaces de comunicación de varios tipos. Los tableros principales y los tableros hijas se comunican usando un protocolo serial RS232 2130 a niveles de lógica TTL.

Un tablero principal Insteon™ se conecta a la línea de energía por medio de un dispositivo en el cual es instalado, ya sea enchufándolo o cableándolo. La fuente de poder 2140 deriva energía de la línea de energía y lo condiciona adecuadamente para energetizar el hardware de lógica y comunicaciones en los tableros principal e hijas opcionales. La unidad microcontroladora (MCU) 2133 ejecuta toda la programación del firmware pre-cargada en el dispositivo al fabricarse, y todos los programas de software que se pueden bajar al mismo durante su uso. Una memoria de acceso aleatorio no volátil opcional (NVRAM) 2170 provee almacenamiento de información para base de datos local, parámetros operacionales y programación de aplicaciones bajadas. Dichos chips de memoria 2170 se comunican típicamente con el MCU 2133 por medio de una conexión serial 2 75, mostrada en la figura como una conexión de circuito iter-integrado (I2C).

La interfase de la línea de energía 2150 comprende un transmisor de línea de energía 2152 y un receptor 2154, los cuales son capaces de enviar y recibir tanto señales Insteon™ como X10 a través de la línea de energía. El control de carga 2156, si lo hay, comprende típicamente un triodo para corriente alterna (TRIAC por sus siglas en inglés) o un relevador. Un TRIAC puede proveer energía variable a cargas resistivas, tales como lámparas con el fin de encenderlas. Las cargas inductivas o de alta energía pueden ser activadas y desactivadas usando un relevador mecánico. Algunos módulos de control de carga también son capaces de detectar si una carga controlada ha sido activada o desactivada manualmente. Por ejemplo, si una lámpara es enchufada a un controlador de lámpara Insteon™ y una persona prende la lámpara usando el interruptor de la lámpara, el módulo de control de carga puede detectar la baja en la corriente y encender el TRIAC para que la lámpara se ilumine. Por el contrario, si el TRIAC se enciende pero el interruptor de la lámpara se encuentra en posición apagada, el módulo de control de carga puede detectar el problema de tal forma que un dispositivo Insteon™ pueda mostrar o enviar un mensaje de error apropiado.

El módulo de inferíase de usuario 2160 puede variar dependiendo del tipo de dispositivo en el cual el tablero principal 2110 está contenido. En casos simples tales como un dispositivo SwitchLinc™, el cual parece un interruptor de pared y se encuentra cableado a una caja de distribución eléctrica, dos interruptores de contacto momentáneo bajo un control de plástico detectan la entrada del usuario. Un interruptor hace contacto cuando el usuario oprime la parte superior del control, y el otro hace contacto cuando el usuario empuja la parte inferior del control. Dicho dispositivo típicamente tendrá uno o más diodos emisores de luz (LEDs) para indicar el estatus de la carga bajo control, o para guiar al usuario a través de un procedimiento de ajuste. Muchos dispositivos Insteon™ usan LEDs para este propósito con filtros de color opcionales para permitir a los usuarios la personalización de los colores mostrados por los LEDs. El control del usuario sobre el brillo de los LEDs es otra característica a menudo incorporada en los dispositivos Insteon™, lo cual se logra típicamente por la modulación de la energía de los LEDS mediante modulación del ciclo de trabajo.

Dispositivos Insteon™ mas elaborados pueden incorporar una pantalla como las pantallas LCD monocromáticas o a color usadas en teléfonos celulares, PDAs o PCs. Puede haber varios botones configurados como un teclado numérico o alfanumérico, o puede haber otro tipo de dispositivos de detección como detectores de proximidad. Una persona versada en el ramo puede sugerir una gran cantidad de dispositivos en los cuales la tecnología Insteon™ puede ser incorporada, y la modalidad preferida descrita en esta descripción es solamente una configuración de muchas configuraciones alternativas.

La FIG. 28 muestra un tablero principal Insteon™ 2210 con un MCU 2215 conectado por medio de RS232 2230 a un tablero hija RF 2220. Esta configuración fue descrita anteriormente con detalle. El tablero hija RF comprende su propio MCU 222 en comunicación con un chip transmisor-receptor 2224, El transmisor-receptor RF comprende la circuitería 2226 para enviar y recibir señales RF usando una antena 2228.

La FIG. 29 muestra un tablero principal Insteon™ 2310 con un MCU 2315 conectado a un Bus Serial Universal (USB por sus siglas en inglés) de un tablero hija 2320. Como se muestra, el tablero USB comprende su propio MCU esclavo 2322 con una interfase USB en un chip, un reloj de tiempo real (RTC por sus siglas en inglés) 2324 y una memoria de acceso aleatorio no volátil (NVRAM) adicional 2326. El MCU esclavo 2322 se comunica con el anfitrión 2315 usando comunicación serial RS232 2330. El RTC y el NVRAM se conectan al MCU del anfitrión por medio de un bus I2C 2335. La interfase USB 2328 habilita a los dispositivos Insteon™ el comunicarse con cualquier otro equipo que tenga un puerto USB.

La FIG. 30 muestra un tablero principal Insteon™ 2410 con un MCU 2415 conectado a un tablero hija RS232 2420. Como se muestra, el tablero RS232 comprende un transmisor receptor RS232 2422 con un convertidor de nivel 2423, un reloj de tiempo real (RTC) 2424, y una memoria de acceso aleatorio no volátil (NVRAM) adicional 2426. El RTC y la NVRAM se encuentran conectados al MCU del anfitrión por medio del bus I2C 2435. El MCU del anfitrión 2415 se conecta por medio de la conexión serial RS232 2430 a la interfase RS232 2428, de esta manera habilitando a los dispositivos Insteon™ para comunicarse con cualquier otro equipo que tenga un puerto RS232.

La FIG 31. muestra un tablero principal V 2510 con un MCU 2515 conectado a un tablero hija con protocolo de internet (IP) 2520, el cual habilita a los dispositivos Insteon™ el poder comunicarse con una red de área local (LAN) o Internet. El tablero IP 2520 tiene su propio MCU esclavo 2522 corriendo un cliente de Protocolo de Configuración Dinámica del Anfitrión (DHCP), un cliente de Protocolo de Resolución de Direcciones (ARP) y una pila de Protocolo de transporte de Hipertexto (HTTP). El MCU 2522 se conecta a una LAN Ethernet por medio de un controlador Ethernet 2528 y una interfase física 2529. La LAN puede conectarse a Internet 2544 por medio de un ruteador 2542. Una vez en Internet, el dispositivo Insteon™ puede comunicarse con cualquier computadora 2542 en el mundo. Aplicaciones y dispositivos Insteon™ La tecnología Insteon™ puede ser incorporada en muchas clases diferentes de equipo, y puede comunicarse con toda clase de equipo que nos sea Insteon™ por medio de puentes de comunicación. Las aplicaciones para equipo habilitado para Insteon™ son diversas.

Una lista parcial de aplicaciones incluye (1) Control de hogar que incorpora sensores, calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC), electrodomésticos, iluminación y seguridad; (2) controles remotos de audio/video (A/V), los cuales se unen a la administración de hogar; (3) control de energía; (4) monitoreo remoto por medio de Internet; y (5) ínteroperación con reconocimiento de voz y respuesta, cámaras y otras modalidades de sensores.

Los productos que pueden ser mejorados usando tecnología Insteon™ incluyen (1) dispositivos eléctricos tales como atenuadores de luz, interruptores o contactos enchufados o cableados, (2) electrodomésticos; (3) anunciadores, termostatos, controles de acceso; (4) controladores para piscinas/balnearios e irrigación; (5) dispositivos de estatus de ambiente, sensores de movimiento, presencia o contacto para habitaciones; y (6) PC, pantallas sensibles al tacto, controladores de teclados numéricos y alfanuméricos, de mano o táctiles.

Usando puentes a otros estándares de red, los dispositivos Insteon™ pueden interoperar con otros dispositivos que se comunican usando WiFi (IEEE 802.11), BlueTooth, ZigBee, Suave, HomePlug, Homero, Intellon, Echelon, CEBus, o cualquier otra tecnología futura.

Una red de dispositivos Insteon™ con al menos un dispositivo que tenga capacidad de comunicación por medio de USB, RS232, o Ethernet puede conectarse a una PC o acceder puntos en la Internet. El software nuevo puede ser bajado a los dispositivos Insteon™, haciéndolos capaces de ser actualizados con nuevas capacidades en el futuro: Esta misma conectividad también permite que redes locales de dispositivos Insteon™ Interactúen con procesos remotos. Una infraestructura de bajo costo de dispositivos confiables capaces de ser actualizados y accesados de manera remota puede ser usada de tantas maneras diferentes que no es posible el visualizarlas todas.

Un grupo inicial de dispositivos que incorporan la tecnología Insteon™ se describe en la presente descripción. La FIG. 32 muestra un interruptor cableado de pared 2610. El usuario puede deprimir la parte superior o inferior del control 2640 para deprimir la parte superior o inferior de un interruptor de botón que se encuentra debajo del mismo. El control 2640 y la placa escudo 2645 se pueden liberar de tal manera que pueden ser fácilmente reemplazados por otros de diferente color. Las guías de luz plásticas 2620 y 2630 se iluminan por medio de LEDs blancos en la parte de abajo. Las guías de luz pueden ser reemplazadas por otras de colores diferentes de tal forma que el color visualizado por el usuario pueda ser cambiado. El artículo 2650 es una guía de luz LED, un interruptor de botón para presionar y un interruptor de nivel "airgap". Al empujarlo pone el dispositivo en modo de ajuste, y al jalarlo deshabilita el dispositivo al desconectarlo de la línea de energía.

La FIG. 33 muestra un dispositivo Insteon™ 2710 que está cableado a una caja de distribución en lugar de un interruptor de pared. Tiene ocho botones 2710 que son iluminados desde atrás por LEDs blancos que pueden ser filtrados para que sean de cualquier color. Se pueden colocar leyendas transparentes impresas por una impresora láser, atrás de los botones para etiquetarlos. El artículo 2750 sirve el mismo propósito que el artículo 2650 en la FIG. 32.

La FIG. 34 muestra un dispositivo Insteon™ enchufable 2810 que puede ser configurable como un atenuador de luz o un interruptor de relevo. El electrodoméstico siendo controlado se enchufa en el contacto 2820. Se puede configurar un conector adicional 2830 para proveer una conexión USB, RS232 o Ethernet para tableros hija Insteon™ apropiados. El artículo 2850 sirve al mismo propósito que el artículo 2650 en la FIG. 32.

La FIG. 35 muestra un dispositivo Insteon™ 2910 como el de la FIG. 34, excepto que soporta un tablero hija RF interno. La antena RF 2915, es conectada al transmisor/receptor RF en el tablero hija RF. Los usuarios pueden retorcer o doblar la antena articulada para obtener el mejor desempeño.

La FIG. 36 muestra un controlador de botón 3010 con botones 3020. Se pueden colocar leyendas impresas con láser atrás de la tira transparente 3030 del la etiqueta de las funciones de los botones. El LED 3040 provee retroalimentación al usuario.

La FIG. 37 muestra otra versión de un controlador de botón 31 10 con sustancialmente mas botones 3120. La cubierta 3130, cuando se cierra, cubre todos los botones excepto ocho de ellos, proveyendo una interfase menos abarrotada para el usuario, similar a aquella de la FIG. 36.

La FIG. 38 muestra un controlador de dispositivo Insteon™ 3210 con una pantalla sensible al tacto de cristal líquido (LCD) 3230 y seis botones 3220. La pantalla sensible al tacto LCD puede ser monocromática o a color y opcionalmente puede estar iluminado. El LED 3240 provee retroalimentación adicional al usuario.

Diversos soportes traseros acoplables pueden ser usadas con las carcasas 3010, 31 10 y 3210 de los controladores en la FIG. 36, FIG. 37 o FIG. 38. Un soporte trasero acoplable permite al controlador el ser usado como una unidad de escritorio que se puede sostener sola. Otro tipo de soporte acoplable puede convertir al controlador en una unidad montada en la pared.

Uso de los mensajes Insteon™ Una persona versada en el ramo reconocerá que la tecnología de mensajería Insteon™ puede ser usada en muchas maneras diferentes en muchos tipos de dispositivos. Para utilizar el conjunto completo de tipos posibles de mensajes Insteon™ dados en la FIG. 13, los dispositivos deben compartir un conjunto específico de valores de números preasignados de comandos de uno o dos bytes, tipos/subtipos de dispositivos de dos bytes, ACK estatus de uno o dos bytes, y razones NAK de uno o dos bytes. Los dispositivos Insteon™ son preasignados individualmente con direcciones de tres bytes al momento de su fabricación.

Para los mensajes Insteon™ ampliados, los programadores son libres para visualizar todos los tipos de significados para la información de usuario que puedan ser intercambiados entre los dispositivos. Por ejemplo, el firmware del dispositivo puede incluir un interpretador para un lenguaje enteramente de alto nivel que se compile en cadenas "token" y bajados a los dispositivos usando mensajes ampliados.

Existen innumerables interfases de usuario posibles que los programadores pueden implementar en los dispositivos Insteon™. El siguiente ejemplo mostrará una interfase de usuario que puede ser implementada en firmware. Suponer el caso en donde un usuario desea un módulo de interruptor, tal como el mostrado en la FIG. 32, para controlar dos módulos de lámpara, tales como el mostrado en la FIG. 34. Asumir que el interruptor de módulo tiene una dirección Insteon™ 00003E, el módulo de lámpara A tiene una dirección 000054, y el módulo de lámpara B tiene una dirección 000051 . En este ejemplo todos los números son dados en hexadecimal.

Para que el interruptor controle los módulos de lámpara, debe existir firmware en el dispositivo que les permita el conectarse como miembros de un grupo común. Dicho firmware debe responder a una serie de mensajes Insteon™ enviados por una PC por medio de un dispositivo de interfase USB o RS232, o puede habilitara un usuario para que conecte los dispositivos manualmente mediante el accionamiento de algunos botones.

Un posible diseño de firmware que pudiera permitir a los usuarios a lograr manualmente que el enrolamiento del grupo anteriormente descrito puede ser el siguiente. Primero, el usuario debe oprimir y mantener oprimido el botón de ajuste 2650 en el módulo de interruptor de la FIG. 32. El módulo de interruptor transmitirá un mensaje informando su tipo de dispositivo y un comando de "botón de ajuste oprimido". En segundo lugar, el usuario debe oprimir la parte superior del pulsador del interruptor 2640 para indicar que los dispositivos se unirán a un grupo, (presionando la parte inferior del pulsador del interruptor puede indicar que los dispositivos están comenzando a ser removidos de un grupo.). En tercer lugar, el usuario oprimirá el botón de ajuste 2850 del módulo de lámpara A de la FIG. 34. El módulo de lámpara A en vía su dirección de dispositivo, tipo de dispositivo y un comando de "botón de ajuste oprimido". El interruptor del módulo envía un comando de "unir a grupo" con un número de grupo (asumir un número de grupo de 1) usando un mensaje directo al módulo de lámpara A. El módulo de lámpara A acusa recibo del mensaje directo y actualiza su base de datos de membresía de grupo para mostrar que es miembro del grupo 1. El módulo de interruptor actualiza su propia base de datos de membresía de grupo cuando recibe el ACK, para mostrar que el módulo de lámpara es un miembro del grupo 1. En cuarto lugar, el usuario deberá oprimir el botón de ajuste del módulo de lámpara B, y dicho dispositivo será enrolado en el grupo 1 siguiendo el mismo procedimiento de mensajería que el descrito para el módulo de lámpara A. Finalmente, el usuario oprimirá la parte superior del pulsador del interruptor en el módulo de interruptor para terminar la sesión de enrolamiento de sesión.

Una vez que el enrolamiento de grupo es completado, el usuario puede operar ambos módulo de lámpara al mismo tiempo usando el módulo de interruptor. Dependiendo del diseño de firmware, muchas interfaces de usuario son posibles. Por ejemplo, al presionar la parte superior del pulsador, las lámparas pueden ser encendidas, y al presionar el fondo del pulsador, las lámparas pueden ser apagadas. El presionar y sujetar la parte superior del pulsador puede aumentar el brillo de las lámparas gradualmente hasta que el usuario lo suelte. Se puede disminuir el brillo de las lámparas de manera similar usando la parte inferior del pulsador.

Asumiendo que el usuario oprime la parte superior del pulsador de interruptor con el fin de prender los dos módulos de lámpara, los mensajes Insteon™ mostrados en la FIG. 39 pueden ser enviados. La línea 3310 es un mensaje de transmisión grupal que indica al grupo 1 el encenderse. La dirección desde 00003E, es la dirección del módulo del interruptor. La dirección hacia 000001 , es el número de grupo. Las banderas, CF o 11001111 en binario, representa una transmisión grupal, un mensaje estándar, 3 saltos restantes, y número máximo de saltos igual a 3. En el comando 1 , el comando grupal 01 , significa "encender" y en el comando 2, el parámetro es 00. Los dos módulos de lámpara reciben éste mensaje, verifican su base de datos de grupo y al detectar que son de hecho miembros del grupo 1 , ejecutan el comando para encender sus cargas. Otros receptores del mensaje no son miembros del grupo 1 , por lo que ignoran el mensaje.

En la línea 3320, el módulo de interruptor sigue el comando de transmisión grupal con un mensaje directo de limpieza grupal a un módulo de lámpara A, repitiendo el comando de "encender". De nueva cuenta, la dirección desde es 00003E, pero en esta ocasión la dirección hacia es 000054, o módulo de lámpara A. Las banderas,00, representan a un mensaje estándar directo, 0 saltos restantes y número máximo de saltos igual a 0. El comando 1 , 41 , representa una "limpieza grupal", "encender" y el comando 2, al número de grupo que es 01.

La línea 3330 es el acuse de recibo del módulo de lámpara A. La dirección desde, 000054 es el módulo de lámpara A, y la dirección hacia, 00003E, es el módulo de interruptor. Las banderas, 20 o 00100000 en binario representan ACK, mensaje estándar, 0 saltos restantes y número máximo de saltos igual a 0. El comando 1 y comando 2 repiten los mismos campos en el mensaje directo 41 y 01.

La línea 3349 y la línea 3350 son mensajes directos y el ACK para el módulo de lámpara B. Los campos son los mismos, excepto que la dirección del módulo de lámpara B, 000051 es sustituido por 000054, la dirección del módulo de lámpara A, De la descripción anterior, será obvio que la comunicación y control del sistema usando dispositivos de control y comunicación Insteon™ y el protocolo Insteon™ de la presente invención, tiene muchas ventajas, algunas de las cuales han sido descritas anteriormente y otras adicionales que son inherentes a la presente invención.

Además deberá entenderse que se podrán efectuar modificaciones al sistema de comunicación y control y dispositivos de la presente invención sin que se aleje de la descripción de la presente invención. De conformidad con lo anterior, el alcance de la presente invención solo estará limitado lo necesario por las siguientes reivindicaciones.

Claims (18)

REIVINDICACIONES. Lo que se reclama es:

1 . Un módulo de comunicación para usarse en un sistema que incluye una pluralidad de dichos módulo de comunicación, dicho módulo de comunicación comprendiendo: circuitería para almacenar un número, referido como módulo de dirección, el cual designa una dirección para dicho módulo de comunicación; circuitería para enviar y recibir mensajes sobre por lo menos un medio de comunicación; circuitería y software para generar mensajes y para recibir y descifrar mensajes; cada uno de dichos mensajes comprendiendo un primer campo de número, referido como la dirección de emisor, la cual designa la dirección de módulo del módulo que emite el mensaje, y un segundo campo numérico, referido como la dirección del receptor, la cual designa la dirección de módulo del módulo receptor a quien va dirigido el mensaje, un tercer campo numérico, referido como banderas de mensaje, las cuales designan el tipo de mensaje, un cuarto campo numérico, referido como el contador de retransmisiones máximas, el cual designa el número máximo de veces que un mensaje puede ser transmitido, un quinto campo numérico, referido como el contador de retransmisiones actual, el cual designa el número de veces que el mensaje ha sido retransmitido, un sexto campo numérico, referido como el campo de comando, el cual designa una acción, y un séptimo campo numérico, referido como el validador de mensaje, el cual designa una validación de integridad de mensaje; circuitería y software para determinar si un mensaje recibido ha llegado a todos los receptores a quienes va dirigido el mensaje mediante la inspección de dichas banderas de mensaje y mediante la comparación de dichas direcciones de los receptores con dicha dirección de módulo; circuitería y software para determinar si un mensaje recibido ha sido retransmitido el máximo número de veces para dicho mensaje, mediante la comparación de dicho contador de retransmisiones máximas y dicho contador de retransmisiones actual; y circuitería y software para retransmitir y recibir un mensaje con dicho contador de retransmisiones actual alterado por uno, pero solo si dicho mensaje recibido no ha alcanzado a todos los receptores a quienes va dirigido el mensaje y no ha retransmitido el máximo numero de veces.

2. El módulo de comunicación de la reivindicación 1 , estando construido y configurado para enviar y recibir mensajes sobre una línea de energía principal y/o radio frecuencia, incluyendo radio frecuencias abiertas y no restringidas.

3. El módulo de comunicación de la reivindicación 1 comprendiendo circuitería y software los cuales, al recibir uno de dichos mensajes en donde dicha dirección de receptor coincide con dicha dirección de modulo, envía un mensaje de acuse de recibo al módulo que origina el mensaje intercambiando dicha dirección de receptor y dicha dirección de emisor.

4. El módulo de comunicación de la reivindicación 2, en donde dichos mensajes comprenden una pluralidad de paquetes de señal, en donde cada uno de dichos paquetes de señal es sincronizado con el cruce a cero de un a corriente alterna en una línea de energía principal.

5. El módulo de comunicación de la reivindicación 4, en donde el número de dichos paquetes de señal que comprenden dichos mensajes está determinado por un bit en dichas banderas de mensaje, y dichos mensajes contienen un campo de información arbitraria que depende del estado de dicho un bit, y dicho campo de información comprende preferentemente catorce bytes.

6. El módulo de comunicación de la reivindicación 4 comprendiendo circuitería y software para esperar después de enviar o recibir uno de dichos mensajes, que ocurra por lo menos un cruce a cero adicional de dichos cruces a cero antes de enviar otro mensaje.

7. El módulo de comunicación de la reivindicación 4 comprendiendo circuitería y software para reintentar el envío de un mensaje un número fijo de veces si no se recibe un mensaje de acuse de recibo del receptor a quien va dirigido el mensaje, y para incrementar, cada vez que se reintenta enviar el mensaje, dicho contador de retransmisiones máximas, pero sin incrementar dicho contador de transmisiones máximas mas allá del valor máximo permitido para retransmitir mensajes.

8. El módulo de comunicaciones de la reivindicación 4, en donde dichos paquetes comienzan antes y terminan después de dicho cruce a cero de dicha corriente alterna, y preferentemente, dichos paquetes comienzan 800 microsegundos antes y terminan 1023 microsegundos después de dicho cruce a cero de dicha corriente alterna.

9. El módulo de comunicación de la reivindicación 4 comprendiendo circuitería y software para enviar y recibir paquetes de señales usando manipulación por cambio de fase binaria de una señal de un portador aplicada a la línea de poder principal, y para cambiar gradualmente la fase de dicha señal de portador mediante la inserción de un ciclo y medio ciclo de señal a una vez y media vez de la frecuencia de dicho portador de señal, en donde dicho portador de señal tiene preferentemente una frecuencia de 131.65 kilohertz.

10. El módulo de comunicación de la reivindicación 4 comprendiendo circuitería para enviar y recibir mensajes X10 que conforman el protocolo de comunicación X10, y para recibir dichos mensajes X10 si otra señal manipulada por cambio de fase binaria no es recibida dentro de los 450 microsegundos después del cruce a cero de una corriente alterna en la línea de energía principal, y para continuar recibiendo uno de dichos mensajes X10 hasta que dichos mensaje X10 haya sido completado.

11. El módulo de comunicación de la reivindicación 1 comprendiendo circuitería de interfase de comunicación serial y software para comunicación con otras redes usando un protocolo de señalización diferente, y/o con equipo digital externo, en donde dicha circuitería de interfase de comunicación serial y software comprenden una conexión de Bus Serial Universal y/o una conexión RS232 y/o una conexión Ethernet y/o un protocolo de conexión a Internet.

12. El módulo de comunicación de la reivindicación 1 comprendiendo circuitería de control para operar un dispositivo asociado con dicho módulo de comunicación, dicho dispositivo asociado comprendiendo: circuitería para entregar cantidades variables de corriente a una carga, y/o circuitería para detectar la cantidad de corriente utilizada por una carga, y/o una pluralidad de interruptores de botón para iniciar una pluralidad de comandos de funciones, y/o una pantalla gráfica, y/o una pantalla gráfica sensible al tacto, y/o un sensor para determinar el estado del entorno, y/o circuitería y software sensible a voz o de reconocimiento de voz, y/o circuitería y software para capturar y procesar imágenes, y/o por lo menos un diodo emisor de luz blanco con un filtro intercambiable colorido para alterar el color visualizado de dicho diodo emisor de luz.

13. Un método para enviar y recibir mensajes que contienen información digital entre módulos que se comunican, dicho método comprendiendo los pasos de: proveer cada módulo con una dirección, referida como dirección de módulo; proveer cada mensaje con un primer campo numérico, referido como la dirección del emisor, designando la dirección de módulo del módulo emisor que emite el mensaje; proveer cada mensaje con un segundo campo numérico, referido como la dirección del receptor, designando la dirección de módulo del módulo receptor a quien va dirigido el mensaje; proveer cada mensaje con un tercer campo numérico, referido como banderas de mensaje, designando el tipo de mensaje; proveer cada mensaje con un cuarto campo numérico, referido como el contador máximo de retransmisiones, designando el número de veces máximo que dicho mensaje puede ser retransmitido; proveer cada mensaje con un quinto campo numérico, referido como el contador de retransmisiones actual, designando el número de veces que dicho mensaje ya ha sido transmitido; proveer cada mensaje con un sexto campo numérico, referido como el campo de comando, designando una acción; proveer cada mensaje con un séptimo campo numérico, referido como el validador de mensaje, designando una validación de integridad de mensaje; determinar si un mensaje recibido ha alcanzado a todos los receptores a quienes va dirigido el mensaje mediante la inspección de las banderas de mensaje y mediante la comparación de la dirección de dicho receptor del mensaje con dicha dirección de módulo; determinar si un mensaje recibido ya ha sido retransmitido el número máximo de veces para dicho mensaje mediante la comparación de dicho contador máximo de retransmisiones y dicho contador de retransmisiones actual; y retransmitir un mensaje recibido con dicho contador de retransmisión actual, alterado por uno, pero solo si dicho mensaje recibido no ha llegado a todos los receptores a quienes va dirigido el mensaje y si no ha sido ya retransmitido el número máximo de veces.

14. Un módulo de comunicación para usarse en un sistema incluyendo una pluralidad de dichos módulos de comunicación, dicho módulo de comunicación comprendiendo: circuitería para enviar y recibir mensajes sobre una línea de poder principal; circuitería y software para generar mensajes y para recibir y descifrar mensajes; cada uno de dichos mensajes comprendiendo una pluralidad de paquetes de señal, en donde cada uno de dichos paquetes de señal es sincronizado con el cruce a cero de una corriente alterna en la línea de poder principal, y el número de dichos periodos de cruce a cero para enviar dichos mensajes es fijado para una longitud de mensaje dada; circuitería y software para retransmitir uno de dichos mensajes recibidos, comenzando con un múltiplo entero de dicho número fijo de dichos periodos de cruce a cero, referido como periodo de tiempo de mensaje; y circuitería y software para enviar mensajes retransmitidos al mismo tiempo que otros módulos de dichos módulos de comunicación están enviando mensajes idénticos.

15. El módulo de comunicación de la reivindicación 14, comprendiendo: un dispositivo de transmisión/recepción RF para enviar y recibir mensajes en una radiofrecuencia; circuitería y software para enviar y recibir mensajes por medio de dicha radiofrecuencia comenzando en el siguiente cruce a cero de la línea de energía principal, siguiendo la recepción o transmisión de mensajes por medio de la línea de poder principal, en donde dichos mensajes enviados y recibidos por medio de dicha radiofrecuencia comprenden los mismos mensajes enviados y recibidos por medio de la línea de energía principal; y circuitería y software para enviar y recibir dichos mensajes por medio de dicha radiofrecuencia al mismo tiempo que otros módulos de dichos módulos de comunicación están enviando mensajes idénticos por medios de dicha radiofrecuencia.

16. El módulo de comunicación de cualquiera de las reivindicaciones precedentes comprendiendo circuitería y software para generar y enviar nuevos mensajes solamente después de que el número de dichos periodos de tiempo de mensaje que pasen, después de que un mensaje previo es enviado por un módulo de comunicación emisor sea igual al número, referido como un retraso de periodo de tiempo de nuevo mensaje, esto es, uno mas dicho contador de retransmisiones máximas, y , si el módulo receptor a quien va dirigido dicho mensaje previo puede enviar un mensaje de acuse de recibo al emisor de dicho mensaje previo, dicho nuevo retraso de de periodo de tiempo de mensaje es incrementado por uno mas dicho contador de retransmisión máximo.

17. Una pluralidad de módulos de comunicación, cada módulo de comunicación comprendiendo circuitería para enviar y recibir mensajes sobre la línea de energía principal y también a través de radiofrecuencia, con al menos uno de dichos módulos de comunicación conectado a una fase diferente de la línea de poder principal, de tal forma que los mensajes que se propagan en una fase de la línea de poder principal son propagados en otra fase de la línea de poder principal después de ser retransmitidos usando radiofrecuencia.

18. Un módulo de comunicación para usarse en un sistema que incluye una pluralidad de dichos módulos de comunicación, dichos módulos de comunicación comprendiendo: circuitería para almacenar un número referido como dirección de módulo designando una dirección para dicho módulo de comunicación; circuitería para enviar y recibir mensajes sobre por lo menos un medio de comunicación; circuitería y software para generar mensajes y para recibir y descifrar mensajes; circuitería y software para mantener una base de datos que contenga asociaciones de membresía de grupo entre un número de grupo y una pluralidad de dichas direcciones de módulo de otros módulos de comunicación; circuitería y software para enviar un mensaje referido como un mensaje de transmisión grupal a una pluralidad de módulos de comunicación; y circuitería y software para seguir dicho mensaje de transmisión grupal con una pluralidad de mensajes referidos como mensajes de seguimiento grupales a cada uno de dicha pluralidad de módulos de comunicación.