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https://www.innovacioneducativa.unam.mx:8443/jspui/handle/123456789/5346| Título : | Prácticas para la materia de Diseño de Casas Inteligentes |
| Autor : | Savage Carmona, Jesus |
| Fecha de publicación : | 2015 |
| Resumen : | El objetivo de este proyecto es el desarrollo de un conjunto de prácticas para la materia de Diseño de Casas Inteligentes, que se imparte como Temas Selectos en las carreras de Ingeniería en Computación, Mecatrónica y Electrónica de la Facultad de Ingeniería. También se desarrollara software asociado con estas practicas para facilitar el proceso de enseñanza/aprendizaje de los temas cubiertos en estas practicas. El desarrollo de estas prácticas ayudará a los estudiantes inscritos en esta materia a una mejor comprensión del campo del Internet de las Cosas. En este campo muchos objetos cotidianos ya están conectados al Internet, como lo son refrigeradores, lavadores, sensores de seguridad, etc. En este contexto se desea aplicar estos conceptos aplicados a las casas inteligentes, con los cuales se motivará a los estudiantes a otras áreas científicas y tecnológicas, tales como la inteligencia artificial, las ciencias computacionales y el procesamiento digital de señales. Las prácticas consistirán desde una introducción a los principales temas de diseño de casas inteligentes, así como hacer instrumentaciones prácticas de los algoritmos descritos en los temas asociados al curso. Se diseñaran sistemas autónomos que permitirán la operación de casas de una forma eficiente con respecto al consumo de la energía, la seguridad, la comunicaciones y el conforte. Este proyecto esta en concordancia con los siguientes puntos de los Planes de Desarrollo de la Facultad de Ingeniería: 1.1 Actualización permanente de planes y programas de estudio 5.4 Modernización y mantenimiento de laboratorios experimentales y aulas. |
| URI : | http://132.248.161.133:8080/jspui/handle/123456789/5346 |
| metadata.dc.contributor.responsible: | Savage Carmona, Jesus |
| metadata.dcterms.callforproject: | 2015 |
| metadata.dc.coverage.temporal: | 2015-2017 |
| metadata.dcterms.educationLevel.SEP: | Licenciatura nivel superior |
| metadata.dc.description.objective: | 1 Desarrollar un conjunto de prácticas para la materia de Diseño de Casas Inteligentes, que se imparte como Temas Selectos en las carreras de Ingeniería en Computación, Mecatrónica y Electrónica de la Facultad de Ingeniería. 2 A través de estas practicas se pretende incorporar a estudiantes de licenciatura y posgrado a la investigación en el campo del Diseño de Casas Inteligentes, específicamente en las siguientes áreas para el desarrollo de las prácticas: 2.1 Microcontroladores. 2.2 Sensores. 2.3 Sistemas de comunicación. 2.4 Actuadores. 2.5 Desarrollo de Aplicaciones WEB. 2.6 Tecnicas de Inteligencia Artificial 3 Estimular el desarrollo de nuevos proyectos en el campo de las casas inteligentes en la UNAM. 4. Modernización de los laboratorios en donde se imparte esta materia en la Facultad de Ingeniería. 5. Desarrollar software que sirva para interconectar diferentes sensores y actuadores con un sistema central, el cual estará conectado al Internet para poder acceder a los datos en forma remota. Este software lo usarán los estudiantes en las practicas que se desarrollan en este proyecto. |
| metadata.dc.description.hypothesis: | 1 El desarrollo de estas prácticas ayudarán a los estudiantes inscritos en la materia de Casas Inteligentes a una mejor comprensión en el diseño de éstas. 2. Los motivará a aplicar sus conocimientos adquiridos a otras áreas científicas y tecnológicas, tales como la inteligencia artificial, las ciencias computacionales, el procesamiento digital de señales, la bio-medicina, robótica y la industria. 3. Estas practicas ayudaran a estandarizar la forma como se enseñan los tópicos cubiertos en esta asignatura, ofrecida en las carreras de Ingeniería en Computación, Mecatrónica y Electrónica de la Facultad de Ingeniería. |
| metadata.dc.description.strategies: | A. En la primera etapa del proyecto se diseñarán las prácticas de laboratorio para cumplir con los objetivos del curso Diseño de Casas Inteligentes. Las practicas se basarán en el temario que el Dr. Jesús Savage que se usa en éste curso, se presenta a continuación este temario: OBJETIVO DEL CURSO Entrenar y especializar a los alumnos en el diseño de casas inteligentes. 1 INTRODUCCIÓN Y GENERALIDADES Objetivo: El alumno describirá los elementos constitutivos y fundamentales de una casa inteligente, así como su funcionamiento lógico y físico. Contenido: 1.1 Componentes básicos de una casa inteligente. 1.1.1 Microcontroladores. 1.1.2 Sensores. 1.1.3 Sistemas de comunicación. 1.1.4 Actuadores. 1.1.5 Desarrollo de Aplicaciones WEB. 1.1.6 Técnicas de Inteligencia Artificial 2 MICROCONTROLADORES Objetivo: El alumno aprenderá a utilizar los microcontoladores utilizados para controlar la operación y sensado de una casa. Contenido: 2.1 Microprocesador Arduino. 2.1.1 Arquitectura. 2.1.2 Programación (C/C++). 2.2 Microporcesador Raspberry PI. 2.2.1 Arquitectura. 2.2.2 Sistema Operativo LINUX. 2.2.3 Programación (C/C++,Python,Clips). 2.3 Centro de Control de la Casa Inteligente. 2.3.1 Servidor con Raspberry Pi. 2.3.2 Red de microntroladores Arduino. 2.3.3 Interconexión Raspberry Pi y Arduinos. 3 SENSORES Objetivo: El alumno aprenderá el funcionamiento de sensores y su manipulación utilizando microcontroladores. Contenido: 3.1 Sensores de movimiento. 3.2 Acelerómetros. 3.3 Sensores de temperatura, humedad, contacto. 3.4 Sensores acústicos, ultrasónicos. 3.5 Visión por computadora. 4 SISTEMAS DE COMUNICACIÓN Objetivo: El alumno aprenderá la forma de interconectar las redes de sensores con el centro de control de la casa y el mundo exterior. Contenido: 4.1 Sistemas de comunicación Xbee, ZigBee,Z-wave. 4.3 Protocolos de comunicación TCP/IP. 4.4 Protoclos de comunicación Wi-FI. 5 ACTUADORES Objetivo: El alumno aprenderá a controlar diferentes tipos de actuadores. Contenido: 5.1 Control de relevadores. 5.2 Control de motores. 5.3 Acoplamiento de sensores y actuadores. 5.4 Control de actuadores en forma remota. 5.5 Automatización de luces, aparatos domésticos, cortinas, chapas, aire acondicionado, aspersores de agua, etc. 5.5.1 Protocolo X10 5.6 Robots limpiadores (Roomba). 6 DESARROLLO DE APLICACIONES WEB Objetivo: El alumno aprenderá a construir un servidor de WEB que permita acceder a los datos generados en la casa inteligente, así como poder controlar ésta usando aplicaciones utilizando computadoras personales, tabletas o teléfonos inteligentes. 6.1 Desarrollo de aplicaciones en teléfonos inteligentes y tabletas con el sistema operativo Android. 7 TÉCNICAS DE INTELIGENCIA ARTIFCIAL 7.1 Uso de técnicas de inteligencia artificial para controlar casas inteligentes. 7.1.1. Sistemas basados en reglas, CLIPS. |
| metadata.dc.description.goals: | Año 2015 Meta 1. Se diseñarán ocho practicas las cuales cubrirán los siguientes tópicos: * Practicas 1 y 2, los alumnos aprenderán a usar las herramientas de desarrollo para la programación de los microcontroladores Arduino. * Practicas 3, 4 y 5, los alumnos diseñaran los componentes básicos que constituyen los sensores y actuadores conectados al microcontrolador Arduino. * Practicas 6,7 y 8 los alumnos interconectaran los componentes anteriores en una arquitectura cliente servidor, usando un procesador Raspberry Pi, conectado a internet, pudiendo monitorear el estado de la casa utilizando una aplicación desarrollado en el sistema operativo Android. Además de programaran técnicas de inteligencia artificial utilizando el sistema basado en reglas CLIPS. Meta 2. Equipar un laboratorio de Diseño de Casas Inteligentes en donde se lleven a cabo estas practicas con tarjetas de desarrollo de microcontroladores Arduino, osciloscopios, generadores de funciones, etc, que serán utilizados en el desarrollo de las prácticas. Meta 3. Desarrollo de software, Blackboard, que comunique varios procesos con una estación central la cual enviará la información de los sensores y recibirá comandos para los actuadores por Internet. Año 2016 Meta 1. Se terminarán y se probarán las prácticas. Meta 2. Continuación del desarrollo del Blackboard. Meta 3. Pruebas del Blackboard en las practicas por los estudiantes. |
| metadata.dc.description.selfAssessment: | Se diseñaron las practicas que fueron propuestas en el proyecto, éstas están siendo utilizadas por estudiantes que cursan las materias de Temas Selectos de Mecatrónica, Computación y Electrónica. El software que comunica los diferentes módulos que se desarrollan en las practicas puede ser utilizado por otras aplicaciones y esta disponible para que cualquier persona lo pueda utilizar. |
| metadata.dc.description.goalsAchieved: | Se diseñaron ocho practicas las cuales cubrieron los siguientes tópicos: * En las practicas 1 y 2, los alumnos aprenden a usar las herramientas de desarrollo para la programación de los microcontroladores Arduino. * En las practicas 3, 4 y 5, los alumnos diseñan los componentes básicos que constituyen los sensores y actuadores conectados al microcontrolador Arduino. * En las practicas 6,7 y 8 los alumnos interconectan los componentes anteriores en una arquitectura cliente servidor, usando un procesador Raspberry Pi, conectado a internet, pudiendo monitorear el estado de la casa utilizando una aplicación desarrollado en el sistema operativo Android. Además de programaran técnicas de inteligencia artificial utilizando el sistema basado en reglas CLIPS. Se dotó al laboratorio de Bio-Róbotica de material de apoyo para el curso de Diseño de Casas Inteligentes, en donde se lleven a cabo estas practicas. Se compró material electrónico diverso como tarjetas de desarrollo de microcontroladores Arduino, Raspberry Pi y material comercial de casas inteligentes SmarThings. Se desarrolló un software de comunicación entre procesos, middlewarem llamado Blackboard, el cual comunica varios procesos con una estación central, la cual envía la información de los sensores y recibirá comandos para los actuadores por Internet. |
| metadata.dcterms.provenance: | Facultad de Ingeniería |
| metadata.dc.subject.DGAPA: | Ingenierías |
| metadata.dc.type: | Proyecto PAPIME |
| Aparece en las colecciones: | 1. Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías |
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