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martes, 23 de noviembre de 2010

DISEÑO DE UN SISTEMA DE SEGURIDAD PARA PREVENCION DE FUGAS DE GAS Y PRESENCIA DE INTRUSOS CON TECNOLOGIA INALÁMBRICA DEL ESTÁNDAR ZIGBEE

Julián David Trejos Torres
Talentos TecnoParque nodo Bogotá, Bogotá D.C, Cundinamarca, Colombia

Resumen: Los principales problemas que azotan a los hogares en nuestra sociedad son los que ponen en peligro la salud y la integridad de las personas, y los altos precios en los servicios públicos. El monóxido de carbono es muy difícil de percibir y puede causar desde asfixia o hasta la muerte. La delincuencia común ha tenido un crecimiento abrumador en los últimos cinco años, el hurto a hogares es un acto debido a este crecimiento. El consumo innecesario de energía es un problema que no solo nos afecta económicamente, también afecta el medio ambiente, por consiguiente la vida en la tierra. Es necesario encontrar y buscar soluciones útiles y eficaces. La tecnología es una increíble herramienta que utilizada de una buena manera nos ayudara a tener un hogar libre de dificultades mejorando nuestra calidad de vida.

Palabras claves—Zigbee, Domótica, Xbee.

I. INTRODUCCIÓN

La siguiente investigación, trata el tema de la comunicación inalámbrica del estándar IEEE 802.15.4 más conocido como el protocolo Zigbee. El diseño de un sistema de seguridad el cual permita controlar situaciones de riesgo dentro del hogar, actuando sobre dispositivos que se encuentren en la red Zigbee con el fin de proteger el bien inmueble.

La interfaz de usuario hace posible manipular los dispositivos finales como lo son la válvula de gas y las bombillas de simulación de presencia en cualquier instante. En caso de emergencia, la interfaz de usuario permitirá que el usuario pueda manipular y observar lo que acontece con su sistema de seguridad.

Tres de los seis consejos para ahorrar energía expuestos en la revista virtual la reserva1 dicen que se debe, Apagar las luces que no se utilizan La iluminación de una vivienda es aproximadamente el 11% de la factura de la luz. Adquirir las bombillas de bajo consumo, también llamadas “lámparas fluorescentes compactas” y Usar el ordenador portátil, en lugar del ordenador de escritorio. El apagar las bombillas que no se usan ahorra una gran cantidad de energía, en la mayoría de las casas colombianas se usan bombillas de 100w que prendidas ocho horas al día pueden consumir una gran cantidad de energía que se verá reflejada en nuestra factura.

El gas natural es un gas más liviano que el aire es incoloro inodoro e insípido por lo que no se podrían detectar las fugas, lo que hace necesario la adición de otros químicos como el compuesto mercaptano o con sensores especializados en este tipo de gas.

La combustión incompleta a causa de la carencia de oxigeno con el gas natural produce el monóxido de carbono, es un gas difícil de notar, puesto que no tiene olor, sabor, ni color y no irrita los ojos ni la nariz. Las empresas de gas natural de cada ciudad le adicionan un químico para diferenciarlo de su olor natural.

Los hurtos a residencias y establecimientos son unos de los delitos más comunes en Bogotá, dentro de las modalidades más frecuentes están, el acceso violento, el robo silencioso y el denominado Inteligencia a los vecinos.

El aumento de estos delitos requiere que los dueños de bienes inmuebles busquen soluciones para mitigar el daños a sus propiedades y el robo a sus pertenencias, teniendo en cuenta que no solo basta con contratar personal de vigilancia, sino además tener un sistema de monitoreo anti intrusos capaz de reaccionar de manera inmediata.

A. Estructura del artículo.
Las soluciones planteadas en este artículo están encaminadas a los tres casos expuestos anteriormente, con el fin de ayudar a las personas y cuidar el medio ambiente se diseño un sistema Domótico capaz de responder de forma automática a las variables que afectan la seguridad del hogar.

Como primera medida se explicara la función de cada uno de los modos del sistema: modo ahorro de energía, modo anti-intrusos y modo prevención de fugas
Luego se explicara el funcionamiento del sistema en conjunto.


II. SISTEMA DE SEGURIDAD

1. MODO AHORRO DE ENERGÍA

El sistema entra al modo de ahorro energía al activar el botón destinado a esta tarea haciendo clic sobre el, para desactivarlo se hace clic en el mismo y se muestra un indicador lumínico dependiendo del estado en que se encuentre. En este momento la información es enviada a través de la red Zigbee al microcontrolador que activa este modo.

En este estado el sensor de presencia al detectar o no un obstáculo activa o desactiva el bombillo que se encuentre en la habitación, y envía la información a la interfaz de usuario en donde se ilumina un indicador mostrando así la acción realizada. Con esta acción se evitan gastos innecesarios, se economiza en la factura de este servicio y se ayuda al medio ambiente evitando el calentamiento global.
2. MODO ANTI- INTRUSOS

En la figura 4 se muestra el icono encargado de activar y desactivar el modo detención de intrusos por medio de la interfaz de usuario. Haciendo clic sobre él se envía la información solicitada atreves del modulo Zigbee al microcontrolador el cual realiza la acción deseada por el usuario. Cuando este modo de operacion es activado permite que el sensor envía información de sus estado de operación.

El sensor es activado en el momento en que se abre una puerta o ventana, el señor por medio de una alarma avisa al usuario que alguien intenta ingresas a la vivienda. Y envía usa señal a través de la red Zigbee a la interfaz de usuario.

En el momento de existir una posible fuga la HMI informara de manera inmediata al usuario de lo que sucede en el área donde se detecto la acción.


III. RESULTADOS

Como resultado se conformo un sistema integrado por 2 módulos Xbee pro serie 2. Un modulo AMP1-C, 3 sensores y dos actuadores.

1. MODULO XBEE POR SERIE 2

Es un dispositivo creado bajo la tecnología del estándar IEEE 802.15.4 Zigbee, este modulo esta configurado para trasmitir y enviar datos en formato FULL DUPLEX. Los Xbee pro serie 2 tienen un alcance de 1600 metros en línea de vista, y 90 metros en interiores, permitiendo comunicarse con un máximo de 65530 dispositivos dentro de una misma red Zigbee.

La interfaz de usuario diseñada se muestra a continuación, además de los botones activadores de los modos del sistema, se puede prender un bombillo en el momento que se desee y activar el mecanismo que cierra la válvula del paso de gas.

Por último se muestra el modulo APM-1C que en su interior contiene el microcontrolador AP16 encargado de realizar las tareas del sistema. Es microcontrolador esta conectado a un modulo Xbee pro serie 2.

IV. CONCLUSIONES

Un sistema electrónico de seguridad que ayude a los propietarios de una vivienda un establecimiento comercial es de gran ayuda puesto que mantiene un total control del bien inmueble.

El mando inalámbrico permite el ahorro en el cableado estructural.
La tecnología Zigbee permite una comunicación veloz con dispositivos de bajo nivel.

IV. CONCLUSIONES
Un sistema electrónico de seguridad que ayude a los propietarios de una vivienda un establecimiento comercial es de gran ayuda puesto que mantiene un total control del bien inmueble.

El mando inalámbrico permite el ahorro en el cableado estructural. La tecnología Zigbee permite una comunicación veloz con dispositivos de bajo nivel.

REFERENCIAS
[1]Enviado por LaReserva 18/07/2008 http://www.lareserva.comhome/consejos_ahorrar_electricidad
Cómo detectar una fuga de gas natural

[2]CÓMO DETECTAR UNA FUGA DE GAS NATURAL HTTP://WWW.SOCALGAS.COM/SP/SEGURIDAD/EMERGENCIA/FUGA.HTML>

Julián David Trejos T: Estudiante de ingeniería de diseño y automatización electrónica, pregrado de la universidad de la Salle. Creador y del proyecto hogar inteligente en TecnoParque nodo Bogotá.

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