{"id":56,"date":"2015-08-01T13:00:43","date_gmt":"2015-08-01T19:00:43","guid":{"rendered":"http:\/\/ferrustronix.com\/blog\/?p=56"},"modified":"2015-08-11T12:48:06","modified_gmt":"2015-08-11T18:48:06","slug":"sistema-de-monitorizacion-y-telegestion-remota-basado-en-arduino-para-smart-buildings-by-julio-ruben-sanchez-torrecilla","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/ferrustronix.com\/blog\/2015\/08\/01\/sistema-de-monitorizacion-y-telegestion-remota-basado-en-arduino-para-smart-buildings-by-julio-ruben-sanchez-torrecilla\/","title":{"rendered":"Sistema de monitorizaci\u00f3n y telegesti\u00f3n remota basado en Arduino para Smart Buildings by Julio Rub\u00e9n S\u00e1nchez Torrecilla"},"content":{"rendered":"<div id=\"attachment_57\" style=\"width: 652px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><a href=\"http:\/\/ferrustronix.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2015\/07\/domotica.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-57\" class=\"size-full wp-image-57\" src=\"http:\/\/ferrustronix.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2015\/07\/domotica.jpg\" alt=\"Dom\u00f3tica\" width=\"642\" height=\"366\" srcset=\"http:\/\/ferrustronix.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2015\/07\/domotica.jpg 642w, http:\/\/ferrustronix.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2015\/07\/domotica-300x171.jpg 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 642px) 100vw, 642px\" \/><\/a><p id=\"caption-attachment-57\" class=\"wp-caption-text\">Dom\u00f3tica<\/p><\/div>\n<p>El presente art\u00edculo completo lo puedes encontrar en el siguiente link:\u00a0<a href=\"https:\/\/riunet.upv.es\/bitstream\/handle\/10251\/47319\/memoria%20(1).pdf?sequence=1\" target=\"_blank\">Sistema de monitorizaci\u00f3n y telegesti\u00f3n remota basado en Arduino para Smart Buildings<\/a><\/p>\n<p>Algunos de los materiales que utilizar\u00e1n los puedes encontrar en nuestra tiena online Ferrustronix:<\/p>\n<ul>\n<li><a href=\"http:\/\/ferrustronix.com\/store\/mx\/arduinos\/8-arduino-mega-2560-r3-generico-cable-usb.html\" target=\"_blank\">Arduino\u00a0Mega 2560 R3<\/a><\/li>\n<li><a href=\"http:\/\/ferrustronix.com\/store\/mx\/dispositivos-de-comunicacion\/13-ethernet-shield-w5100-para-arduino-uno-y-mega.html\" target=\"_blank\">Ethernet Shield W5100<\/a><\/li>\n<li><a href=\"http:\/\/ferrustronix.com\/store\/mx\/arduinos\/18-arduino-uno-r3-generico-cable-usb.html\" target=\"_blank\">Arduino Uno<\/a><\/li>\n<\/ul>\n<p><strong>RESUMEN<\/strong><\/p>\n<p><strong>Dom\u00f3tica, Inm\u00f3tica, Urb\u00f3tica<\/strong><\/p>\n<p>La automatizaci\u00f3n y telecontrol no es un concepto nuevo. Estas tecnolog\u00edas se pueden aplicar a diversos \u00e1mbitos: si nos referimos a una vivienda, estar\u00edamos hablando de dom\u00f3tica, si se aplica a edificios, se conoce como inm\u00f3tica, y si abarca a toda una ciudad podr\u00eda definirse como urb\u00f3tica.<\/p>\n<p>En este trabajo nos hemos centrado en edificios como podr\u00eda ser una torre de oficinas, una biblioteca, un peque\u00f1o campus como el de Gand\u00eda\u2026 aunque las soluciones que se plantear\u00e1n, tambi\u00e9n tendr\u00edan cabida en una gran vivienda e incluso, con una configuraci\u00f3n adecuada de las comunicaciones, podr\u00eda servir para una red de locales de negocios que se encuentren en localizaciones remotas.<\/p>\n<p>En los a\u00f1os 70 ya exist\u00edan soluciones basadas en protocolo X-10 que permit\u00edan la comunicaci\u00f3n entre sensores y actuadores de una vivienda que se comunicaban a trav\u00e9s de la l\u00ednea el\u00e9ctrica.<\/p>\n<p>Con el paso de los a\u00f1os, han ido apareciendo protocolos y sistemas cada vez m\u00e1s complejos y a su vez robustos, que cuentan con unas caracter\u00edsticas m\u00e1s adecuadas a cada campo. Por nombrar algunos, en automatizaci\u00f3n de edificios y viviendas, podemos encontrar KNX y Lonworks, y en el \u00e1mbito industrial podr\u00edamos destacar Profibus, CAN, Modbus y un largo etc\u00e9tera.<\/p>\n<p>No es el objeto de este proyecto ahondar en los procesos de automatizaci\u00f3n y los buses de campo pues en este trabajo, el objetivo es el uso de otras tecnolog\u00edas como las redes de datos para implementar un sistema de gesti\u00f3n de edificios.<\/p>\n<p>Los sistemas de gesti\u00f3n de edificios, conocidos como BMS (Building Management System) suelen estar formados por un conjunto de sensores, actuadores, controladores, pasarelas, buses de campo y una aplicaci\u00f3n o programa que sirva de interfaz hombre-m\u00e1quina (HMI) para facilitar la gesti\u00f3n.<\/p>\n<p>Cuando el edificio cuenta con unas infraestructuras de redes de datos y otros sistemas inform\u00e1ticos que permiten combinar y tratar la informaci\u00f3n de todos los subsistemas integrados (automatizaci\u00f3n iluminaci\u00f3n, control HVAC, seguridad, control de accesos, consumos el\u00e9ctricos\u2026) con otros sistemas inform\u00e1ticos, como por ejemplo un ERP, estar\u00edamos hablando de un \u201cedifico inteligente\u201d o \u201cSmart Building\u201d.<\/p>\n<p>Como se ha comentado antes, esto solo es posible si partimos de un \u201cedificio conectado\u201d y apoy\u00e1ndonos en la tecnolog\u00eda IP.<\/p>\n<p>Para la realizaci\u00f3n del proyecto se podr\u00edan haber empleado como hardware, m\u00f3dulos dom\u00f3ticos o alg\u00fan PLC (Programable Logic Controller) existente en el mercado, pero como se ha comentado anteriormente, uno de los objetivos es realizar desde cero un sistema que permita aprender c\u00f3mo controlar dispositivos de un edificio y los distintos sistemas que lo componen.<\/p>\n<p>Por ello, se ha optado por una placa Arduino que es, en esencia, un microcontrolador con muchas ventajas y que cumple con todas las expectativas, como veremos. Tambi\u00e9n existen otras opciones parecidas como podr\u00eda haber sido una Raspberry Pi, Beagle One, un barebone\u2026 pero cada una de ellas cuenta con unas caracter\u00edsticas espec\u00edficas que las podr\u00edan convertir en mejores candidatas por alg\u00fan motivo, pero son penalizadas en otros. Ventajas del modelo elegido:<\/p>\n<ul>\n<li>Precio. Existen multitud de modelos de placas originales, todos ellos de muy bajo coste, adem\u00e1s de existir versiones de otros fabricantes.<\/li>\n<li>Sistema abierto. Existe la posibilidad de fabricar un modelo reducido m\u00e1s econ\u00f3mico \u00fanicamente con los componentes necesarios y un micro Atmel pues contamos con toda la informaci\u00f3n y ficheros de dise\u00f1o.<\/li>\n<li>Sistema muy did\u00e1ctico. Debido a su configuraci\u00f3n de hardware y la sencillez del lenguaje, unido a la cantidad de informaci\u00f3n y ejemplos existentes (compartidos por una gran comunidad), es posible empezar con peque\u00f1os proyectos de forma r\u00e1pida y segura. Adem\u00e1s, es compatible con multitud de m\u00f3dulos \u201cplug&amp;play\u201d y el lenguaje Scratch.<\/li>\n<li>Entradas y salidas disponibles. En funci\u00f3n de las necesidades del proyecto, podremos elegir entre las distintas placas, que cuentan con multitud de entradas y salidas digitales, entradas anal\u00f3gicas, as\u00ed como puertos de comunicaciones.<\/li>\n<li>Amplia gama de versiones y accesorios compatibles.<\/li>\n<li>Muy extendido y estandarizado. Existen infinidad de librer\u00edas de libre distribuci\u00f3n para poder comunicarse con hardware y software de terceros.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Desde el momento de la compra de los dispositivos han aparecido nuevos modelos de Arduino con m\u00e1s capacidades y mejoras, pero tambi\u00e9n suponen un sobrecoste y no aportaban grandes ventajas a este proyecto.<\/p>\n<p><strong>Arduino<\/strong><\/p>\n<p>Arduino es un una plataforma de hardware libre que se basa en un microcontrolador Atmel AVR y un entorno de desarrollo muy sencillo. Adem\u00e1s del microcontrolador, Arduino, en la mayor\u00eda de las versiones, cuenta con m\u00faltiples entradas\/salidas, puerto USB por el que cargar la programaci\u00f3n y alimentarlo y otros elementos electr\u00f3nicos, todo ello montado sobre una placa con conectores de f\u00e1cil acceso y conexionado.<\/p>\n<p><strong>ARDUINO UNO<\/strong><\/p>\n<div style=\"width: 468px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><a href=\"http:\/\/ferrustronix.com\/store\/mx\/arduinos\/18-arduino-uno-r3-generico-cable-usb.html\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"\" src=\"http:\/\/ferrustronix.com\/store\/65-large_default\/arduino-uno-r3-generico-cable-usb.jpg\" alt=\"Arduino Uno R3\" width=\"458\" height=\"458\" \/><\/a><p class=\"wp-caption-text\">Arduino Uno R3<\/p><\/div>\n<p>La placa Arduino UNO es de las m\u00e1s conocidas y utilizadas para introducirse en el aprendizaje de este dispositivo. En particular, la que se ha empleado es la versi\u00f3n R3 y es con la que se comenzaron a realizar los primeros pasos en este proyecto.<\/p>\n<p><strong>Arduino Mega 2560<\/strong><\/p>\n<p>La Arduino Mega 2560 R3 es una placa electr\u00f3nica basada en el microprocesador Atmega2560 que cuenta con 54 entradas\/salidas digitales (de los cuales 14 se pueden utilizar como salidas PWM), 16 entradas anal\u00f3gicas, 4 UARTs (puertos serie de hardware), un oscilador de cristal de 16MHz, una conexi\u00f3n USB, un conector de alimentaci\u00f3n, un conector ICSP y un bot\u00f3n de reset.<\/p>\n<p>Es compatible con la mayor\u00eda de los shields dise\u00f1ados para el Arduino Uno, Duemilanove o Diecimila.<\/p>\n<div style=\"width: 468px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><a href=\"http:\/\/ferrustronix.com\/store\/mx\/arduinos\/8-arduino-mega-2560-r3-generico-cable-usb.html\" target=\"_blank\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"\" src=\"http:\/\/ferrustronix.com\/store\/24-large_default\/arduino-mega-2560-r3-generico-cable-usb.jpg\" alt=\"\" width=\"458\" height=\"458\" \/><\/a><p class=\"wp-caption-text\">Arduino Mega 2560 R3<\/p><\/div>\n<p><strong>COMUNICACIONES<\/strong><\/p>\n<p>Las placas de Arduino, como se ha comentado con anterioridad, cuentan con diversas formas y puertos de comunicaci\u00f3n como puede ser el puerto serie (mediante USB o pines), el puerto I2C\/TWI, SPI pero en este proyecto se pretende tambi\u00e9n aprovechar la comunicaci\u00f3n mediante tecnolog\u00eda TCP\/IP porque est\u00e1 presente en cualquier edificio y es una tendencia creciente. Actualmente est\u00e1n apareciendo modelos nuevos de Arduino que cuentan con puerto Ethernet ya integrado (por ejemplo Arduino YUN), pero en este proyecto se opt\u00f3 con anterioridad por los modelos UNO y Mega para los que existe la opci\u00f3n de instalarles un \u201cShield\u201d que lo dote de comunicaciones, adem\u00e1s de otras ventajas.<\/p>\n<p><strong>Ethernet Shield<\/strong><\/p>\n<p>Con \u00e9sta placa y la ayuda de la librer\u00eda proporcionada, podremos conectar nuestra placa Arduino a internet y tambi\u00e9n realizar tanto un peque\u00f1o servidor web, como un cliente. La configuraci\u00f3n de red se realiza mediante software, por lo que podremos adaptar con facilidad la placa a nuestra red local.<\/p>\n<div style=\"width: 468px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><a href=\"http:\/\/ferrustronix.com\/store\/mx\/dispositivos-de-comunicacion\/13-ethernet-shield-w5100-para-arduino-uno-y-mega.html\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"\" src=\"http:\/\/ferrustronix.com\/store\/40-large_default\/ethernet-shield-w5100-para-arduino-uno-y-mega.jpg\" alt=\"Ethernet shield W5100 para Arduino Uno- y Mega\" width=\"458\" height=\"458\" \/><\/a><p class=\"wp-caption-text\">Ethernet shield W5100 para Arduino Uno- y Mega<\/p><\/div>\n<p>Dispone de un z\u00f3calo para tarjetas de memoria micro-SD para poder almacenar ficheros o para utilizarlo como servidor web embedido. Tambi\u00e9n incluye un controlador de reset autom\u00e1tico para que el chip interno W5100 est\u00e9 bien reiniciado y listo para utilizar al arranque (la antigua versi\u00f3n necesitaba ser reiniciada manualmente al inicio).<\/p>\n<p>La placa Arduino se comunica con el m\u00f3dulo W5100 y la micro-SD utilizando el bus SPI (mediante el conector ICSP). Esto se encuentra en los pines digitales 11, 12 y 13 en el modelo UNO y en los pines 50, 51 y 52 del modelo Mega. En ambas placas, el pin 10 es utilizado para seleccionar el W5100 y el pin 4 para la micro-SD. Estos pines no pueden ser utilizados para otros fines mientras la Ethernet Shield est\u00e9 conectada. En el MEGA, el pin SS (53) no es utilizado pero debe dejarse como salida para que el bus SPI funcione correctamente.<\/p>\n<p>Hay que tener en cuenta que el W5100 y la micro-SD comparten el bus SPI, por lo que s\u00f3lo uno de ellos puede ser utilizado a la vez. Si se desea utilizar ambos simult\u00e1neamente, hay que tenerlo en cuenta al escribir el c\u00f3digo.<\/p>\n<p><strong>BIBLIOGRAF\u00cdA<\/strong><\/p>\n<p><em>S\u00c1NCHEZ TORRECILLA, J. R. (2015). Sistema de monitorizaci\u00f3n y telegesti\u00f3n remota basado en Arduino para Smart Buildings (Doctoral dissertation).<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>El presente art\u00edculo completo lo puedes encontrar en el siguiente link:\u00a0Sistema de monitorizaci\u00f3n y telegesti\u00f3n remota basado en Arduino para Smart Buildings Algunos de los materiales que utilizar\u00e1n los puedes encontrar en nuestra 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