HOME NETWORKSSistemas SmartHomes

Davi Anders Brasil - 03/10913

Luis Felipe da Cruz Figueiredo - 03/29967

Pedro Ramos Mateus Filho – 03/86782

Introdução

• SmartHome é uma tecnologia de automação residencial, onde a casa é capaz de tomar decisões através de informações do meio e dados pré-definidos.

• Proporciona ao ser humano conforto, segurança, economia e auxilia pessoas com dificuldades físicas.

• Estrutura-se nos sensores e atuadores, no controlador central e na rede que interliga todos estes dispositivos.

Sensores

• Têm como princípio a variação de características físicas ou químicas de determinados componentes que são alteradas por variáveis do ambiente.

• Essas variações provocam alteração no sinal elétrico de saída do sensor, que posteriormente pode ser amplificado e / ou digitalizado.

• Funcionam como a fonte de dados das SmartHomes, colhendo informações do ambiente.

Exemplos de Sensores

• Sensor de temperatura: Pode ter como princípio a variação da resistência elétrica de um material, pois a mesma varia quase que linearmente com a temperatura.

• Aplicação: Recolhe dados da temperatura do ambiente, do banho e de fornos.

Exemplos de Sensores

• Sensor de nível de líquidos: Pode basear-se num sensor de pressão no fundo do recipiente, que a partir da variação de pressão mede a altura da coluna do líquido.

• Aplicação: Verificar o nível de água em uma banheira.

Exemplos de Sensores

• Sensor de luminosidade: Baseia-se num foto-transistor, no qual a corrente que passa através do mesmo varia exponencialmente com a luz incidente.

• Aplicação: Mede a luminosidade de um ambiente.

Atuadores

• São dispositivos que transformam um tipo de energia em outro tipo.

• Podem ser:

– Hidráulicos: Tem como base um líquido que se desloca por tubos a uma pressão adequada.

– Pneumáticos: Utiliza gás pressurizado, geralmente gás comprimido.

– Elétricos: Atua através de sinais elétricos.

Controlador Central

• Recebe, processa e manda informações para todos os elementos do sistema.

• Possui um banco de dados onde são armazenadas informações recolhidas dos sensores e definidas pelo usuário.

• Realiza a interface com o usuário.

Tecnologias SmartHome

• A casa inteligente é composta por uma série de subsistemas, onde cada um atende um grupo de atividades do usuário.

• A seguir é desses subsistemas que proporcionam mais conforto ao ser humano.

Tecnologias SmartHome: Smart Hydro

• Sistema prepara todo o banho sem interferência do usuário.

• Pode ser acionado via celular ou telefone fixo.• Controla temperatura, nível da água, intensidade

de iluminação e monitora ocorrência de falhas no sistema.

• Possui memória e sistema de voz que avisa ao usuário quando o banho está pronto.

Tecnologias SmartHome: Smart Stop

• Sistema que auxilia estacionar o carro na garagem.• Um sensor emite sinais luminosos e sonoros

crescentes de acordo com a aproximação do veículo.

Tecnologias SmartHome: Smart Door

• Porta se abre através de leitura de impressão digital.

• Possui memória e ligada no sistema de iluminação para que no momento da abertura da porta as luzes se ascendam.

• Possui dispositivo de segurança que no momento que a porta for forçada um alarme é disparado.

Tecnologias SmartHome: Smart shower

• Sistema misturador de água fria e quente que permite ao usuário definir a temperatura e a vazão de água.

• Possui memória para manter informações personalizadas pelo usuário.

Sistemas e Protocolos

A escolha de um Sistema

• Necessidades do usuário• Novas aplicações• Serviços Oferecidos

– Manutenção– Garantia

• Custo/Benefício• Proximidade do cliente

Principais Protocolos

X-10

• Sugiu na década de 70• Simples – rede elétrica• Baixa taxa de transmissão (60 ou 50 bps)

X-10Protocolo

Atualmente utiliza outros meios de transmissão que admitem maiores taxas de transmissão e mobilidade (radiofrequencia, infravermelho, etc.)

• 2 pacotes são enviados (1 de confirmação)• Espaçamento de 3 ciclos entre dados, a não

ser em variação da intensidade (contínuo)

KONNEX = EIB + Batibus + EHSA

EIB (European Installation Bus)

• Criada a mais de 14 anos• Forma descentralizada, distribuída comunicando entre si• Inicialmente usava par trançado• Novas aplicações em radiofreqüência (300m),

infravermelho (12m), redes Ethernet (10Mbps) e correntes portadoras usando modulação

• Protocolo CSMA/CA aumentando largura de banda e diminuindo colisões

EHSA ( European Home System Association) • Protocolo OSI• Modulação FSK (Frequency Shift Keying)• Velocidade 2400 bps

Batibus

• CSMA/CA• Transmissão 4800 bps• Topologia estrela, Bus, anel ou árvore

KONNEX ou KNX• Compatível com EIB, Batibus e EHSA• Implementar radiofreqüência, infravermelho• Filosofia Plug&Play• Modelo OSI• Sistema distribuído

(ponto-a-ponto)• Vantagens:

– Robustos– Suporta grandes sistemas

• Desvantagens:– Complexo– Alto custo

LonWorks• Tecnologia criada em 1992• Comunicação ponto-a-ponto e hierarquia entre

componentes• Sistema aberto, mas componentes registrados na Echelon• Neuron Chip´- identificador de 48 bits• Modelo OSI• Pares trançados, cabo coaxial, correntes portadoras,

infravermelho, radiofreqüências, etc• Transmissão pode chegar a 1,25 Kbps • Mensagem explícita e variáveis da rede

Tecnologias Plug&Play• Reconhecimento automático do dispositivo• Arquitetura aberta e distribuída• Processamento “discovery”

– Processo “join”- endereço físico– IP e designação: funções, capacidade de processamento

• Software de comunicação• Jini (Sun) – maquina virtual Java• UPnP (Microsoft) – adaptabilidade, sistemas operacionais

proprios• HAVi (Home Audio Video Interoperability)

– Especialidade em áudio e vídeo. Não necessita de computador

Universal Plug&Play