SISTEMA DE ALARMA CON COMUNICACIÓN ZIGBEE
OBJETIVO GENERAL:
Diseñar un sistema de control y alarma para un hogar, que haga uso de la comunicación ZIGBEE.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
· Diseñar e implementar un sistema de alarma útiles para implementación en puertas y ventanas.
· Control y visualización del estado del sistema, por medio de teclado y LCD.
· Diseñar e implementar la comunicación inalámbrica ZIGBEE entre el sistema y un ordenador.
· Almacenamiento de los eventos presentados en una memoria no volátil.
· Diseño de una tarjeta electrónica.
DESCRIPCIÓN GENERAL:
Desarrollar un sistema de alarma que sea activado o desactivado por medio de un código de seguridad y que proteja las instalaciones o rutas de ingreso a cierto recinto. Tendrá la cualidad de comunicarse con un ordenador por medio del protocolo ZIGBEE y registra cada evento presentado en el sistema.
JUSTIFICACIÓN
El presente proyecto es realizado con el fin de aumentar la seguridad en recintos cerrados, haciendo uso de las últimas tecnologías como ZIGBEE y microcontroladores, ayudando a mejorar la calidad de vida de las personas.
MARCO TEÓRICO Y ESTADO DEL ARTE.
Un sistema de alarma es un elemento de seguridad pasiva. Esto significa que no evitan una situación anormal, pero sí son capaces de advertir de ella, cumpliendo así, una función disuasoria frente a posibles problemas.
Existen tres generaciones en la historia de los sistemas de seguridad, dependiendo la complejidad que involucran.
La primera generación se limitaba a la implementación de un dispositivo capaz de dar aviso de cualquier violación y un medio que lo controlara.
La segunda generación ya consistía de un medio capaz de controlar los eventos y que además podía tomar decisiones de acuerdo a la situación. Esto permitió que el usuario dejara de realizar eventos manuales y que además disminuyeran el número de falsas alarmas, pues los dispositivos eran capaces de interpretar una situación y definir si en realidad era una situación de alarma o simplemente una situación poco usual.
En la tercera generación, ya se implementaron medios de monitorear todos los eventos que se realicen en un lugar sin que el cliente tenga que estar en la misma ubicación. Esto da flexibilidad al usuario para que al mismo tiempo que realiza otras actividades pueda estar revisando el estado en el que se encuentra la empresa o su hogar.
A continuación se presentarán algunos elementos que constituyen un sistema de seguridad y que también serán usados en nuestro proyecto.
LCD (LIQUID CRISTAL DISPLAY)
· Resolución: Dimensiones horizontal y vertical.
· Ancho de punto: Distancia entre los centros de dos píxeles adyacentes.
· Tamaño: Largo de su diagonal.
· Tiempo de respuesta: Tiempo de un pixel en cambiar de color.
· Tipo de matriz: Activa, pasiva y reactiva.
· Ángulo de visión: Máximo ángulo en el que se puede mirar el LCD sin perder la calidad de la imagen.
· Soporte de color: Cantidad de colores soportados.
· Brillo: La cantidad de luz emitida desde la pantalla.
· Contraste: La relación entre la intensidad más brillante y la más oscura.
· Aspecto: La proporción de la anchura y la altura.
· Puertos de entrada.
El cristal líquido surge en el año de 1888 cuando Friedrich Reinitzer descubrió que el colesterol extraído de zanahorias tiene dos puntos de fusión: al calentar y fundir (a 145 C) dicha sustancia se obtenía un líquido opaco (estable hasta 178 C) y si se calentaba más, se hacía más claro, pero cuando éste se enfriaba, se cristalizaba pasando a un color azul.
Para el año de 1922, Friedel estableció una clasificación de los cristales líquidos, distinguiendo tres tipos: nemáticos, esmécticos y colestéricos.
En 1971, Schadt y Helfrich describieron un nuevo tipo de panel de cristal líquido, los Twisted Nematic (o Nematico retorcido), éste tipo de panel permite la creación de paneles con direccionamiento de celdas x-y. Así, Alt y Pleshko en 1974, describieron la relación del voltaje de selección de un punto de una matriz en relación al número de filas multiplexadas. En 1983 Y. Ishii, S. Kozaki, F. Funada, M. Matsumura y T. Wada consiguieron contrastes con una relación mayor a 10:1 (relación entre voltaje de selección y no selección) y para 1984, se consigue una relación entre transmisión y voltaje que lo convierte en un biestable, ofreciendo paneles de más de cien filas con un gran contraste.
TECLADO
Es un periférico de entrada o dispositivo, que utiliza una disposición de botones o teclas, para que actúen como palancas mecánicas o interruptores electrónicos.
Fue en 1872 cuando Cristopher Latham Sholes lanzó la primera máquina de escribir ampliamente conocida con la ayuda de dos amigos inventores. El artefacto contaba con las teclas ordenadas en orden alfabético, pero el problema era que el movimiento de las teclas empujado por la presión de los dedos causaba frecuentes choques de las palancas y se trababan con mucha frecuencia. Para eliminar este problema, alteró el orden de las teclas con el fin de separar los tipos que se usaban juntos con más frecuencia, resultando así el orden QWERTY. En 1932 un capitán de submarinos e inventor llamado Dvorak diseñó una disposición del teclado que permite escribir más rápidamente. En ese teclado las vocales están en el centro a la izquierda y las consonantes más usadas a la derecha. Esto hace que la escritura en ese teclado sea más simple y descansada.
Una variante de los teclados, es el matricial el cual se basa en el sistema hexadecimal que es el sistema de numeración en base 16. Éste teclado es un arreglo de 4 filas y 4 columnas que conforman los 16 símbolos de dicho sistema. Cuando no se ha oprimido ninguna tecla, no hay conexión entre renglones y columnas, por el contrario, cuando se oprime una tecla, se hace una conexión entre la columna y la fila de la tecla.
COMUNICACIÓN ZIGBEE
Es el nombre de la especificación de un conjunto de protocolos de alto nivel de comunicación inalámbrica para su utilización con radios digitales de bajo consumo, basada en el estándar IEEE 802.15.4 de redes inalámbricas de área personal (wireless personal area network, WPAN). Las principales características de ZIGBEE son:
· Velocidades comprendidas entre 20 kB/s y 250 kB/s.
· Alcance de 10m a 75m.
· Redes cambian los canales en forma dinámica en caso de interferencias.
· Alto ahorro de energía.
En éste orden de ideas, algunas ventajas y desventajas de ZIGBEE son:
· Ideal para conexiones punto a punto y punto a multipunto.
· Reduce tiempos de espera en el envío y recepción de paquetes.
· Detección de Energía (ED).
· Baja ciclo de trabajo - Proporciona larga duración de la batería.
· Hasta 65.000 nodos en una red.
· Son más baratos y de construcción más sencilla.
· La tasa de transferencia es muy baja.
· Solo manipula textos pequeños comparados con otras tecnologías.
· Poca cobertura por ser de tipo WPAN.
· No compatible con bluetooth.
La clasificación de dicha tecnología puede ser de acuerdo a los dispositivos:
· Coordinador ZIGBEE: Se encarga de controlar la red y los caminos que deben seguir los dispositivos para conectarse entre ellos.
· Router ZIGBEE: Interconecta dispositivos separados en la topología de la red.
· Dispositivo final: Se comunica con su nodo padre pero no puede transmitir información destinada a otros dispositivos.
O de acuerdo a su funcionalidad:
· Dispositivo de funcionalidad completa: Puede funcionar como Coordinador o Router ZIGBEE.
· Dispositivo de funcionalidad reducida: Tiene capacidad y funcionalidad limitadas con el objetivo de conseguir un bajo coste y una gran simplicidad.
Las redes de la familia ZIGBEE se originaron en 1998, al tiempo que se hizo claro que Wi-Fi y Bluetooth no serían soluciones válidas para todos los contextos. Fue así como en mayo de 2003, el estándar IEEE 802.15.4 se aprueba. Para el siguiente año, ZigBee Alliance anunció en octubre una duplicación en su número de miembros en el último año a más de 100 compañías en 22 países, certificando la especificación Zigbee el 14 de diciembre de ese mismo año. Ya en el 2006 y el 2007, se publicó la actual revisión de la especificación, así como también el perfil HOME AUTOMATION de la especificación.
MEMORIA SD:
Secure Digital (SD) es un formato de tarjeta de memoria Inventado por Panasonic. Se utiliza en dispositivos portátiles; Existen dos tipos: unos que funcionan a velocidades normales, y otros de alta velocidad que tienen tasas de transferencia de datos más altas. Todas las tarjetas de memoria SD necesitan soportar el modo SPI/MMC que soporta la interfaz de serie de cuatro cables ligeramente más lenta (reloj, entrada serial, salida serial y selección de chip) que es compatible con los puertos SPI en muchos microcontroladores.
Existen 3 modos de transferencia soportados por SD:
· Modo SPI: entrada separada serial y salida serial.
· Modo un-bit SD: separa comandos, canales de datos y un formato propietario de transferencia.
· Modo cuatro-bit SD: utiliza terminales extra más algunos terminales reasignados para soportar transferencias paralelas de cuatro bits.
Una memoria SD, es un estándar de memoria flash, esta a su vez es una tecnología de almacenamiento derivada de la memoria EEPROM que permite la lecto escritura de múltiples posiciones de memoria en la misma operación. La cual hace su principal diferencia con las EEPROM primigenia que solo permitía actuar sobre una única celda de memoria en cada operación de programación.
Desde 1994y 1988, se desarrollaron los principales tipos de memoria que conocemos hoy en día, como la SmartMedia y la CompactFlash. Luego desde 1994 SandDisk comenzó a comercializar tarjetas de memoria (CompactFlash) basadas en estos circuitos, y desde entonces la evolución ha llegado a pequeños dispositivos de mano de la electrónica de consumo como por ejemplo reproductores mp3 donde entra a jugar lo que hoy conocemos como memorias SD.
SENSOR MAGNÉTICO:
Los sensores de proximidad magnéticos son caracterizados por la posibilidad de distancias grandes de la conmutación, disponible de los sensores con dimensiones pequeñas. Detectan los objetos magnéticos (imanes generalmente permanentes) que se utilizan para accionar el proceso de la conmutación. Los campos magnéticos pueden pasar a través de muchos materiales no magnéticos, el proceso de la conmutación se puede también accionar sin la necesidad de la exposición directa al objeto.
Basan su principio de funcionamiento en que al acercarse un imán, el sensor detecta. Internamente, poseen un reed switch, que es el que provoca la detección.
Los sensores de proximidad inductivos contienen un devanado interno. Cuando una corriente circula por el mismo, un campo magnético es generado. Cuando un metal es acercado al campo magnético generado por el sensor de proximidad, éste es detectado. La bobina, o devanado, del sensor inductivo induce corriente en el material a detectar. Estas, a su vez, generan un campo magnético que se opone al de la bobina del sensor, causando una reducción en la inductancia de la misma. Esta reducción en la inductancia de la bobina interna del sensor, trae aparejado una disminución en la impedancia de esta.
gracias por la información.......
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