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TALLER

Sistemas Inteligentes de Supervisión Distribuida.

Responsable del Taller

Dr. Virgilio López Morales Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo

ICBI-Centro de Investigación en Tecnologías de Información y Sistemas

Octubre de 2015

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ContenidoIntroducción .................................................................................................................................... 3 

Justificación ..................................................................................................................................... 4 

Objetivos ......................................................................................................................................... 5 

Problemas a resolver ....................................................................................................................... 6 

Procedimiento y descripción de las fases realizadas ...................................................................... 6 

Simulación de una vivienda inteligente. ......................................................................................... 7 

Programación de los agentes expertos. .......................................................................................... 7 

Conclusiones y recomendaciones ................................................................................................... 8 

Referencias ...................................................................................................................................... 8 

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Introducción El proyecto “Sistemas Inteligentes de Supervisión Distribuida” tendrá una aplicación directa al cuidado del medio ambiente a través del uso de los recursos naturales para elevar el confort de un edificio Inteligente por ejemplo, y así también, a través del ahorro de energía al implementarse en viviendas capaces de tomar decisiones de forma distribuida local y remota.

El proyecto consta de 5 módulos principales y 4 fases: 1.- Módulo 1 Fase 1: 1.- Un Circuito Integrado (Módulo 1), el cual consta de una tarjeta electrónica la cual recibirá señales tanto de sensores y actuará sobre las variables físicas del edificio inteligente Dichas señales en esta etapa serán simuladas en un IDE llamado Proteus ISIS el cual es un entorno de programación simulado donde se tendrá lo que es la tarjeta electrónica el cual se tendrá que realizar la programación para que reciba y procese señales de sensores físicos, midiendo entre otros por ejemplo la temperatura ambiental y mandarlas por medio de una conexión USB a una interfaz (Módulo 2) que estará corriendo en la plataforma de programación de JAVA utilizando las librerías de JPICUSB para hacer posible la conexión entre estos dos módulos (Módulo 1 y Módulo 2). 2.- Módulo 2 Fase 1: 2.- Interfaz (Módulo 2) esta interfaz correrá en el lenguaje de programación de JAVA y es aquí donde se procesaran los datos enviados de la tarjeta electrónica (Módulo 1). En este módulo se aplicaran los conocimientos y técnicas de Tomas de Decisión Distribuidas y los Sistemas Expertos para esto utilizaremos unas librerías las cuales están hechas en JAVA y será implementada en esta interfaz (Módulo 2) en conjunción con el desarrollo de una en una base de datos hecha en (MySQL), donde los datos se almacenaran de forma predeterminada y dinámica para hacer usos de los mismos. Una vez que se haya tomado la decisión la interfaz (Módulo 2) respecto de los datos obtenidos tanto de la Tarjeta Electrónica (Módulo 1) como de la Base de Datos, esta se retornará a la Tarjeta Electrónica (Módulo 1) donde se procesara los datos y lanzará las distintas señales para accionar o deshabilitar los diferentes actuadores conectados a la Tarjeta Electrónica (Módulo 1) como son corriente eléctrica, calefacción, aire acondicionado, control del agua (válvulas) etc.

4.- Módulo 3 Fase 3: 4.- Migración de la Plataforma de Escritorio en (JAVA) a una Plataforma WEB (JSF, PHP, HTML, APACHE, MySQL) (Módulo 3). En esta plataforma solo se utilizará una conexión a la Base de Datos, para monitorear los actuadores y sus respectivas variables, pudiendo cambiar el modo de funcionamiento de cada vivienda.

5.- Módulo 4 Fase 4: 5.- En esta Fase se utilizara una Interfaz Móvil (JAVA ME) (Módulo 4) la cual contará con solo un mecanismo para conectarse por medio de un Web Services a la aplicación Web (Módulo 3) y poderle mandar parámetros para que se conecte con la Base de Datos (MySQL) y poder monitorear los actuadores y sus respectivas variables en la misma Base de Datos (MySQL) dependiendo de los privilegios de cada usuario. Lo anterior se realiza para que la interfaz (Módulo 3 Módulo 2) puedan procesar esa información y mandar las mejores decisiones a la Tarjeta Electrónica (Módulo 1) para que este pueda accionar los mecanismos conectados y de esta forma poder manipular los diferentes actuadores como son corriente Eléctrica, Calefacción, Aire Acondicionado, control del Agua (Válvulas), etc.

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Justificación Algunas de las razones que se consideraron para desarrollar este Sistema son:

Del porque se aborda el caso de estudio en domótica (Edificios Inteligentes) es debido a los diversos problemas ocasionados por el calentamiento global, los drásticos fenómenos climáticos que se presentan tanto en México como a nivel internacional. De ahí que surge la necesidad de crear este sistema que ayude a contrarrestar estos problemas.

El participar en el ahorro y mejor aprovechamiento de recursos energéticos como agua

potable o pluvial, corriente eléctrica, gas, energía solar, energía eólica, etc. A continuación se describen cuatro ámbitos en las que es indispensable la domótica y es clave para el ahorro de los recursos.

En el ámbito del ahorro energético • Climatización:

- Programación y zonificación • Gestión eléctrica:

- Racionalización de cargas eléctricas: desconexión de equipos de uso no prioritario. Reduce la potencia contratada. - Gestión de tarifas, derivando el funcionamiento de algunos aparatos a horas de tarifa reducida.

En el ámbito del nivel de confort

• Iluminación

- Automatización del apagado/ encendido de cada tipo de servicios en la vivienda.

• Integración del portero al teléfono, o del video portero al televisor. • Control vía Internet.

En el ámbito de la protección patrimonial (seguridad)

• Simulación de presencia. • Detección de incendio, fugas de gas, escapes de agua.

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Objetivos

Contribuir al ahorro de energía y favorecer al Medio Ambiente.

Automatizar los servicios de una vivienda o edificio.

Facilitar la administración de los servicios de una vivienda.

Ahorrar energía y aprovechar los recursos naturales.

Fomentar la cultura ecológica.

Alcanzar un grado suficiente de estandarización e implantación, que permita una reducción considerable de sus costos.

Desarrollar un sistema de hardware y software especializado en la toma de decisiones con

un enfoque a la domótica.

Migrar el sistema a las plataformas web y móvil.

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Problemas a resolver

Este Sistema es un desarrollo informático cuyas principales características abordan problemas en los siguientes ámbitos:

- INTEGRACIÓN. El sistema está integrado de tal forma que el usuario solo necesita de una computadora o un celular con algún tipo de conexión a internet.

- INTERRELACIÓN. Una de las principales características que debe ofrecer un sistema domótica es la capacidad para relacionar diferentes elementos y obtener una gran versatilidad y variedad en la toma de decisiones. Así, por ejemplo, es sencillo relacionar el funcionamiento del Aire Acondicionado con el de otros electrodomésticos, o con la apertura de ventanas, o con que la vivienda esté ocupada o vacía, etc.

- FACILIDAD DE USO. Con una sola mirada a la pantalla del Ordenador Personal, el usuario está completamente informado del estado de su vivienda. Y si desea modificar algo, solo necesitará pulsar un reducido número de teclas. Solo se necesita checar la pantalla del ordenador o la de un celular y estará informado de la temperatura dentro y fuera de la vivienda, si está conectado el Aire Acondicionado, cuando se ha regado el jardín por última vez, si la tierra está húmeda, si hay alguien en las proximidades de la vivienda, etc.

El problema principal a resolver es reducir en primer lugar el derroche de energía que se ha dado en los últimos años y al mismo tiempo brindar cierto confort a los usuario al poderse conectar con el sistema e interactuar desde cualquier parte del mundo.

Procedimiento y descripción de las fases realizadas Interfaz de Escritorio: Desarrollar una aplicación en JAVA para la administración del sistema

(Administrador) y (Cliente).

Interfaz WEB: Migrar la aplicación de Escritorio (Cliente) a una aplicación WEB (JSF).

Interfaz Móvil: Migrar la aplicación de Escritorio a una pequeña aplicación Móvil.

Circuito electrónico: Desarrolla una emulación de la tarjeta electrónica que represente un módulo de

una vivienda.

Programación de la tarjeta electrónica de desarrollo.

Programación de los Agentes expertos: Desarrollar los diferentes agentes que estarán interactuando

con los diferentes componentes del sistema.

Reglas: Desarrollar las reglas que usara el sistema para hacer que sea inteligente.

Análisis, diseño e implementación de la Base de Datos

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Simulación de una vivienda inteligente. La simulación del circuito se realizó en un emulador el cual consta de 3 actuadores como son: Foco, Puerta y Aire Acondicionado los cuales actúan de acuerdo al comportamiento de 3 variables como son Presencia, Luminosidad y Temperatura. En la siguiente figura se muestra la simulación del circuito electrónico.

Figura 1.14.1 Simulación del circuito electrónico.

Programación de los agentes expertos. Este es el contenedor principal de los agentes y se crean al momento de inicializarlos en la interfaz programada en java:

Figura 1.16.1 Clases de los Agentes.

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Figura 1.16.2 Contenedor Principal

Conclusiones y recomendaciones Al realizar estas fases del Sistema se pudieron alcanzar variadas metas entre las que se encuentran:

El facilitar la administración de los servicios de una vivienda automatizada con el consecuente ahorro

de energía para aprovechar mejor los recursos naturales y fomentar la cultura ecológica. Finalmente

se desarrollo un sistema especializado en la toma de decisiones con un enfoque a la domótica al

migrar el sistema a las plataformas web y móvil.

Referencias

1. Aprendiendo MySQL con ejemplos / Maslakoswski, Mark; Butcher, Tony -- 2. México : Pearson Educación, 2001. 3. http://www.oracle.com/technetwork/java/javaee/jsp/index.html 

4. http://docs.oracle.com/cd/E15312_01/appdev.112/e10621/toc.htm 

5. http://docs.oracle.com/cd/E17952_01/index.html 

6. http://docs.oracle.com/javame/ 

7. Java soluciones de programación. /Mc Graw Hill  

Herrb Schildt 

México 2009 Industria editorial Mexicana Reg. Num. 736   

8. Java a tope J2ME (Java 2 Micro Edition)  

Sergio Galván Rojas, Lucas Ortega Díaz 

Dpto. de Lenguajes y Ciencias de la Computación 

E.T.S. de Ingeniería Informática 

Universidad de Málaga 

9. Java como Programar  

Séptima Edición. 

P.J. Deitel/Pearson Prentice Hall 

Mexico 2008‐Pag. 1152