Sistema de automatización del hogar con interfaz de usuario mediante pantalla táctil tft color.

Sistema de Automatización del hogar con interfaz de usuario mediante pantalla táctil TFT color.

La presente invención según se muestra en el diagrama de bloques de la Figura 1, está constituida por un módulo base o central (1) encargado de la gestión global del sistema, un bus de comunicaciones interno centralizado (2) que interconecta los diferentes elementos del sistema, un bus de comunicaciones externo distribuido (3) para conexión y envío de alarmas a otros sistemas, una interfaz de usuario mediante módulos con pantalla táctil TFT color (4) conectados al módulo base y entre sí a través del bus interno de comunicaciones, y módulos auxiliares de accionamientos (5), de sensores (6) y de control de accesos (7), asimismo conectados al bus interno de comunicaciones.

Sistema de Automatización del hogar con interfaz de usuario mediante pantalla táctil

TFT color

Objeto:

El objeto de la presente invención es la automatización completa de todos los elementos que componen la instalación de una vivienda inteligente, incluyendo control de luces, persianas, puertas, electrodomésticos, calefacción y aire acondicionado, riego, y seguridad por alarmas de intrusión, de fuego, de gas o de agua, utilizando una interfaz amigable basada en pantalla táctil TFT color.

Campo de aplicación:

El campo de aplicación de la presente invención es en general el de los sistemas de automatización y control a distancia y, más particularmente, el de las diferentes técnicas para la implementación de sistemas de automatización del hogar utilizando interfaz gráfica. Dadas sus características puede extenderse también al ámbito industrial.

Estado del arte:

Los sistemas de automatización del hogar, o domésticos, para el control de dispositivos que realizan diversas funciones dentro de una vivienda, han evolucionado hacia el concepto de "hogar inteligente", según el cual los diferentes dispositivos de entradas/salidas, que desempeñan una gran variedad de funciones, se controlan a distancia por medio de un controlador central. Tales sistemas se construyen como redes provistas de varios nodos: controladores, terminales de acceso y dispositivos de entradas/salidas.

Cuando se implementa un sistema de automatización entra en escena el consabido paradigma de control centralizado o control distribuido. El control centralizado que concentra toda la inteligencia en una unidad central a la cual se conectan todos los elementos, hoy en día está considerado obsoleto, dada la complejidad de los cableados necesarios. El control distribuido, aceptado ampliamente, puede ser total o parcial. El control distribuido total incorpora toda la inteligencia a cada nodo para que pueda funcionar independiente de todos los demás, con los que dialoga mediante un protocolo de comunicaciones distribuido. Proporciona gran flexibilidad por la facilidad de añadir nuevos nodos y seguridad ante fallos, pues cada elemento es plenamente autónomo, pero es muy complejo y caro de implementar. El control distribuido parcial incorpora cierta inteligencia a cada nodo para que pueda realizar sus funciones de modo autónomo, pero existe una unidad central que coordina y supervisa el funcionamiento de todos los elementos del sistema a través de un protocolo de comunicaciones centralizado.

Otro paradigma a tener en cuenta es la topología de red a elegir: estrella o bus. La topología estrella, que es propia de los sistemas centralizados, tiene la ventaja de seguridad ante fallos por cortes de la red, dado que sólo quedan desconectados los elementos de una rama, pero tiene el inconveniente de la elevada complejidad y coste de los cableados. La topología bus en la que todos los elementos de la red están unidos al mismo canal de datos es la más aceptada, dada su fácil implementación y la posibilidad de trabajar con control total o parcialmente distribuido.

Un aspecto a decidir es el medio de transmisión utilizado: inalámbrico por Radio Frecuencia (RF) , red eléctrica Power Line Communications (PLC) o cable de pares. La conexión inalámbrica proporciona ventajas en el ahorro en cableados y la flexibilidad en la ubicación de los diferentes elementos, pero tiene inconvenientes basados en la poca seguridad de las comunicaciones, dado que se usan bandas de frecuencia de dominio público sensibles a interferencias y fácilmente manipulables. El uso de la red eléctrica (PLC) tiene ventajas en cuanto a la disponibilidad del cableado pero también adolece de falta de seguridad en las comunicaciones, dada la gran accesibilidad (en cada enchufe) que la hacen fácilmente vulnerable a manipulaciones. La red basada en cable de pares si bien tiene el inconveniente de que es necesaria su instalación previa, proporciona la ventaja importante de la seguridad en las comunicaciones a un coste reducido. El cable de pares trenzados está hoy en día muy popularizado por el uso intensivo de la conexión Ethernet entre ordenadores. Es un cable muy robusto y que manejan habitualmente los instaladores de redes de ordenadores.

En cuanto a los protocolos usados en las comunicaciones podemos distinguir entre protocolos abiertos y propietarios. Dentro de los protocolos abiertos destaca TCP/IP por ser hoy en día usado en las transferencias de datos en Internet. Tiene la ventaja de que existen muchos dispositivos que lo soportan directamente y la casi directa conexión de la red a Internet. Pero el uso del protocolo TCP/IP hace más complejo y caro cada nodo de la red y para conectar dispositivos la mayor parte de las veces es necesario una circuitería de adaptación también cara y compleja. Otros protocolos estándar, como CAN, XlO y EIB/KNX, dado que han sido diseñados para buses de control y automatización, no soportan transferencias genéricas de datos. Por otro lado redes de automatización como LONworks usan chips específicos que limitan su uso. Los protocolos propietarios son aquellos protocolos privados que implementa cada fabricante de un sistema sin adaptarse a un estándar. Aunque tienen el inconveniente de la dependencia del fabricante, son diseñados de acuerdo a los requerimientos del sistema, proporcionando una gestión muy eficiente de los recursos.

Otro aspecto a tener en cuenta es el problema de la autenticación de las personas que acceden al sistema, ya sea como administradores, instaladores o usuarios. Se utilizan tres métodos: clave de acceso, tarjeta de proximidad y lector de huella biométrica. El primer método de autenticación consistente en una clave de acceso o contraseña, es el más fácil de implementar pero es incómodo de usar y no proporciona elevada seguridad. El segundo método de autenticación es mediante una tarjeta de proximidad. Es un método muy cómodo de usar, pero no garantiza la identidad del usuario. El tercer método de autenticación es mediante la lectura de la huella dactilar, proporciona la máxima seguridad pero es el más caro. En algunos casos puede ser necesario combinar dos de estos métodos.

Por último, con respecto a la interfaz de usuario, hoy en día se puede elegir entre diferentes dispositivos para interfaces gráficas: televisor, PC/PDA, y pantalla TFT color. El televisor tiene la ventaja de su disponibilidad en el hogar, pero es necesario añadirle elementos adicionales y funcionales fuera de su uso habitual. El PC, PDA o similar también tiene la ventaja de su disponibilidad en el hogar, pero dado su campo de aplicación generalista no es adecuado para una aplicación dedicada. La pantalla TFT color es hoy en día la más utilizada por sus buenas características de visualización, grosor y reducido consumo. Combinada con un panel táctil transparente proporciona una interfaz de usuario excelente.

A continuación se comentan algunas invenciones relacionadas dejando claro las ventajas que proporciona el sistema objeto de la presente invención.

La patente de invención ES-2255835-81 de la cual es titular Sociedad Europea de Redes Virtuales e Ingeniería Telemática S.L. con fecha de presentación 15-9-2004 con título "Sistema modular de control inteligente y conexionado para instalación demótica", permite el control electrónico de los dispositivos eléctricos del hogar, conectados a una red eléctrica que reparte la potencia a través de cajas distribuidas en las estancias del hogar. Utiliza como base de comunicaciones protocolos de comunicación estándares, no propietarios, que proporcionen compatibilidad con las redes de datos TCP/IP existentes, en particular con la red Internet. Así, el sistema demótico se configura como un sistema abierto, independiente de la tecnología de comunicaciones o medio de transmisión utilizado, sea éste cableado de acuerdo con el Standard IEEE 802.3, inalámbrico de acuerdo con el Standard IEEE 802.11 en sus diferentes versiones, por radiofrecuencia (RF) , o por corrientes portadoras (PLC) . Pero el uso del protocolo TCP/IP hace más complejo y caro cada nodo de la red y para conectar dispositivos la mayor parte de las veces es necesario una circuitería de adaptación también cara y compleja. En el sistema de la presente invención se utilizan protocolos fáciles de implementar que hacen económicamente viable su uso extensivo en los hogares.

La patente de invención ES-2300231-81 de la cual es titular lngelabs, S.L. con fecha de presentación 29-2-2008 con título "Sistema de control demótico multiprotocolo con interfaz de usuario", consiste en un sistema demótico que comprende un módulo controlador basado en microprocesador programable, y una interfaz de usuario consistente en panel...

1. Sistema de Automatización del hogar con interfaz de usuario mediante pantalla táctil TFT color compuesto de:

• Módulo Base o Central que se encarga de la gestión global del sistema, incluyendo la centralización de las comunicaciones a través de un protocolo del bus interno de comunicaciones. Dispone de una interfaz de audio consistente en un canal de audio de entrada y otro de salida, que junto con un codec y memoria interna flash, proporcionan almacenamiento y reproducción de señales de voz, y de una fuente de alimentación propia con medida del estado de carga de la batería de reserva y detección de fallo de tensión de la red eléctrica de suministro.

• Bus interno de comunicaciones centralizado, tipo RS-485 con capacidad de enumeración automática y posibilidad de conexión y desconexión de módulos en funcionamiento.

• Bus externo de comunicaciones distribuido (bus comunitario) tipo RS-485 optoaislado y protegido con cifrado, para envío de alarmas a otras viviendas y/o a un centralizador comunitario.

• Módulos TFT de interfaz de usuario con pantalla táctil conectados al módulo Base y entre sí a través del bus interno de comunicaciones. Disponen de una pantalla gráfica en color con capacidad de presentación combinada de mensajes de texto, iconos e imágenes de video con interfaz de video de entrada y decodificador, y con panel táctil (touch-panel) para una programación interactiva sencilla sobre la pantalla TFT, además de un zumbador para indicación acústica de las pulsaciones sobre la pantalla.

• Módulos auxiliares de accionamientos, de control de luces y/o persianas, de sensores y de control de accesos, conectados al bus interno de comunicaciones.

2. Sistema de Automatización del hogar con interfaz de usuario mediante pantalla táctil TFT color, según la reivindicación anterior, caracterizado porque el módulo Base dispone de una interfaz a línea telefónica fija, con capacidad de marcación por tonos o pulsos, envío y recepción de mensajes de voz, control de accionamientos mediante tonos DTMF, y con identificación de llamadas entrantes.

3. Sistema de Automatización del hogar con interfaz de usuario mediante pantalla táctil TFT color, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el módulo Base dispone de una interfaz de video para conexión de hasta cuatro entradas de cámaras de videovigilancia y mediante una matriz multiplexora de 4x4 proporciona salidas seleccionables hasta a cuatro módulos con pantalla TFT.

4. Sistema de Automatización del hogar con interfaz de usuario mediante pantalla táctil TFT color, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el módulo Base dispone de hasta 15 entradas de alarma, para detectores que funcionan por contacto abierto o cerrado (Intrusión, Fuego, Gas) , y para detectores resistivos (Detectores de inundación) .

5. Sistema de Automatización del hogar con interfaz de usuario mediante pantalla táctil TFT color, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el módulo Base dispone de hasta 8 salidas por relé totalmente configurables para accionamiento de electroválvulas de paso de agua o de gas, y de control de electrodomésticos, calefacción, luces, puertas, riego, etc.

6. Sistema de Automatización del hogar con interfaz de usuario mediante pantalla táctil TFT color, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el módulo Base dispone de salida de señalización acústica para conexión directa a un altavoz, y también, salida para accionamiento de sirena (s) externa (s) .

7. Sistema de Automatización del hogar con interfaz de usuario mediante pantalla táctil TFT color, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el módulo Base dispone de un reloj-calendario con cambio automático de hora en las fechas y horas programadas.

8. Sistema de Automatización del hogar con interfaz de usuario mediante pantalla táctil TFT color, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el módulo Base dispone de hasta dos conectores de expansión para conexión de módulos GSM-GPRS-UMTS para interfaz telefónica móvil, y módulo de interfaz de red Ethernet.

9. Sistema de Automatización del hogar con interfaz de usuario mediante pantalla táctil TFT color, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el módulo Base y cada uno de los módulos TFT disponen de interfaz USB para conexión a un pe o similar para la configuración completa de parámetros de funcionamiento, carga de mensajes de voz y de iconos, y supervisión del sistema.

10. Sistema de Automatización del hogar con interfaz de usuario mediante pantalla táctil TFT color, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada uno de los módulos TFT dispone de interfaz de audio consistente en un canal de audio de entrada conectado a un altavoz y otro canal de audio de salida conectado a un micrófono con amplificador.

11. Sistema de Automatización del hogar con interfaz de usuario mediante pantalla táctil TFT color, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada uno de los módulos TFT dispone de lector RFID para autenticación de usuario mediante tarjeta de proximidad.

12. Sistema de Automatización del hogar con interfaz de usuario mediante pantalla táctil TFT color, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada uno de los módulos TFT dispone de hasta tres indicadores led para señalizar el estado de funcionamiento del sistema.

13. Sistema de Automatización del hogar con interfaz de usuario mediante pantalla táctil TFT color, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado

porque puede incorporar lectores de huella biométrica con sensor óptico de detección de posicionamiento del dedo.

14. Sistema de Automatización del hogar con interfaz de usuario mediante pantalla táctil TFT color, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque puede incorporar módulos de recepción para mando por infrarrojos (IR) .

15. Sistema de Automatización del hogar con interfaz de usuario mediante pantalla táctil TFT color, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque puede incorporar módulos de adaptación para video-portero automático.

16. Sistema de Automatización del hogar con interfaz de usuario mediante pantalla táctil TFT color, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque puede incorporar tarjetas de expansión para conexión de video y datos a través de Internet.

17. Sistema de Automatización del hogar con interfaz de usuario mediante pantalla táctil TFT color, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque puede incorporar módulos de Llave hardware USB para pe para protección de aplicación software, almacenamiento de datos, control de accesos, etc.

18. Sistema de Automatización del hogar con interfaz de usuario mediante pantalla táctil TFT color, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque puede incorporar módulos de lectura de consumos de electricidad, agua, gas, etc.

19. Sistema de Automatización del hogar con interfaz de usuario mediante pantalla táctil TFT color, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque puede incorporar módulos de ampliación de entradas de zonas de alarma y/o de salidas de relé.

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