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Congreso Internacional de Mantenimiento Industrial Baha de Banderas 2013
Universidad Tecnolgica de Baha de Banderas Pgina 1
Desarrollo de aplicaciones mviles y NUI, para el control de
accesos e iluminacin en el hogar.
Carlos Alfredo Caballero Crdenas1, Gregorio Rodrguez Miranda2, Brenda Jurez
Santiago3
Universidad Tecnolgica de San Juan del Rio, Avenida La Palma No. 125, Col. Vista
Hermosa, San Juan del Ro, Quertaro, 76824, Mxico.
Resumen
Actualmente las personas se ven ms interesadas en hogares inteligentes debido a que
se utiliza simultneamente la electrnica y las tecnologas de informacin y con ello se
facilitan las actividades cotidianas. Una alternativa para los hogares es la
automatizacin de tareas domsticas a travs de los beneficios de la domtica; por ello,
en este proyecto en su parte inicial se desarrollar un prototipo de casa inteligente con
la aplicacin de NUI (Natural User Interface) y una aplicacin mvil para ser utilizado por
diferentes usuarios con enfoque a personas con discapacidad de visin o fuerza motriz.
Actualmente se carece de un diseo de casa inteligente especializado para personas
con discapacidad visual o fuerza motriz y con este proyecto se busca incorporar las
nuevas tecnologas de informacin en la vivienda inteligente para facilitarle a dicho
usuario sus actividades en el hogar.
Palabras claves: casa inteligente, domtica, interfaces naturales de usuario (NUI),
nuevas tecnologas en TI.
1. Introduccin
El hogar inteligente o casa inteligente se define como el conjunto de dispositivos
externos e internos que se encuentran interconectados a una computadora
consiguiendo la fcil administracin de todos los elementos instalados, proporcionando
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seguridad para la vida de los habitantes y confort dentro de la misma. (Garca Molina,
2006)
El Hogar Digital es una vivienda que a travs de equipos y sistemas, y la
integracin tecnolgica entre ellos, ofrece a sus habitantes funciones y servicios que
facilitan la gestin y el mantenimiento del hogar, aumentan la seguridad; incrementan el
confort; mejoran las telecomunicaciones; ahorran energa, costos y tiempo, y ofrecen
nuevas formas de entretenimiento, ocio y otros servicios dentro de la misma y su
entorno. (CasaDomo.com, 2006)
Sol (2003) define la domtica como el conjunto de servicios de la vivienda
garantizado por sistemas que realizan varias funciones, los cuales pueden estar
conectados entre s y a redes interiores y exteriores de comunicacin.
Es por ello, que para considerar un sistema inteligente es importante que se
incorporen elementos que se fundamenten en las nuevas tecnologas de la informacin
(NTI) y el uso de las mismas en una vivienda, Sol (2003) afirma que se genera
nuevas aplicaciones y tendencias basadas en la capacidad de proceso de informacin y
en la integracin y comunicacin entre los equipos e instalaciones.
As concebida, una vivienda inteligente puede ofrecer una amplia gama de
aplicaciones (ver figura 1) en reas tales como:
Seguridad
Gestin de la energa
Confort, gracia a la automatizacin de tareas domsticas
Comunicaciones y Teletrabajo
Operacin y mantenimiento de las instalaciones, etc.
La domtica se encarga de gestionar principalmente los siguientes cuatro aspectos
del hogar:
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Seguridad: la seguridad que nos proporciona un sistema basado en domtica es
ms amplia que la que nos puede proporcionar cualquier otro sistema, pues
integra tres campos de la seguridad que normalmente estn controlados por
sistemas distintos:
Gestin de la energa: en este campo, la domtica se encarga de gestionar el
consumo de energa, mediante temporizadores, relojes programadores,
termostatos, etc.
Confort: Automatizacin de tareas domsticas: la domtica nos proporciona
una serie de comodidades, como pueden ser el control automtico de los
servicios de:
o Calefaccin.
o Agua caliente.
o Refrigeracin.
o Iluminacin.
o Tambin la gestin de elementos como accesos, persianas, toldos,
ventanas, sistema de riego automtico con sensores de humedad, etc.
Comunicaciones y teletrabajo: la domtica tiene una caracterstica
fundamental, que es la integracin de sistemas, por eso hay nodos que
interconectan la red domtica con diferentes dispositivos, como la red telefnica,
el video portero, etc.
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Figura 1. Diseo propio de esquema conceptual del hogar inteligente basado en CasaDomo (2006)
Discapacidad y Domtica: Las nuevas tecnologas asociadas al hogar digital, como la
domtica, la seguridad, las telecomunicaciones, los electrodomsticos inteligentes, el
ocio y el entretenimiento digital, han mejorado la calidad de vida de todos en los ltimos
aos. Pero el desarrollo tecnolgico puede tambin suponer una amenaza para las
personas discapacitadas, aumentando la distancia social y cultural entre los que pueden
acceder a dicha tecnologa y los que no, tomando en consideracin que puede ser por
cuestiones fsicas, intelectuales o econmicas. Sin embargo, si este desarrollo se
realiza con criterios de accesibilidad y diseo universal, las nuevas tecnologas del
hogar digital pueden ofrecer enormes oportunidades para personas con
discapacidades.
Las personas con discapacidad o personas mayores con problemas de movilidad
dan la bienvenida a la vivienda domtica, ya que les ayuda en una gran parte de sus
tareas cotidianas.
En personas con problemas degenerativos el hogar inteligente les brinda la
opcin de poder ir usando sus opciones de forma progresiva, a medida que vayan
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perdiendo su movilidad o autonoma, y de esta forma, su vida podr seguir de forma
autnoma con estos apoyos.
En el caso de personas con discapacidad lo esencial que les ofrece la domtica
son los sistemas de control de entorno cuya finalidad es controlar elementos del entorno
domstico y laboral.
Una persona con movilidad reducida o con otras discapacidades puede encender
sus aparatos electrnicos por voz, mandos a distancia, o pueden realizar llamadas de
emergencia o activar sus servicios de alarma si lo necesitan. En casos de movilidad
reducida severa incluso hay aparatos habilitados para levantarse de la cama, acceder a
la ducha, comandos para abrir puertas, etc.
En el proyecto que presentamos en la primera etapa nicamente nos
centraremos en la domtica, es decir, en un software que permita la automatizacin y
el control local (PROINSSA, 2005) a travs de interfaces que permitan al usuario
experiencias en su ambiente natural como manejarlo por medio de voz y en etapas
posteriores con lenguaje de sordomudos.
La problemtica actual es resolver necesidades de los posibles usuarios,
principalmente aquellos con discapacidad de visin y motriz y mejorar la calidad de
vida en sus hogares; a continuacin se especifican los tres rubros en donde se
concentra:
Accesibilidad: Hoy en da existen muchas personas con problemas de
movilidad o visin que les impiden realizar tareas cotidianas en el hogar tales como
encender una lmpara, abrir la puerta, encender la calefaccin, abrir y cerrar cortinas,
entre otras.
Ahorro de energa: El calentamiento global se ha incrementado, y con ello los
cambios climticos que afectan a todos los seres vivos, generando enfermedades y
escases de recursos.
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Seguridad: Las personas con discapacidad mvil o visin, no tienen una respuesta
inmediata ante una situacin de riesgo, ejemplo: cuando los aparatos del hogar
representan un riesgo para la integridad fsica de las personas que se encuentran en el
hogar.
Actualmente se tiene cultura mnima en el uso de las tecnologas y las ventajas
que pueden brindar en el ahorro del consumo de energa.
Disear un producto que tenga en cuenta las necesidades de todos los posibles
usuarios, incluyendo las personas con capacidades diferentes; es decir para favorecer
un diseo accesible para la diversidad humana con el objetivo de suplir las limitaciones
funcionales de las personas.
Promover en el alumnado de TIC e indirectamente en otras reas como
Mecatrnica y Desarrollo de Negocios el aprendizaje de stas tecnologas para resolver
problemas actuales de la sociedad en su conjunto prestando inters especial en las
personas con limitaciones fsicas.
2. Desarrollo
El diseo de este prototipo surge como una alternativa para ayudar a todas las
personas o usuarios que puedan emitir rdenes por medio de la voz, beneficiando
ampliamente aquellos con discapacidad de visin y motriz, en el sentido de cubrir sus
necesidades en cuanto a obtener facilidades para la automatizacin de las tareas en el
hogar.
Previamente a la elaboracin de la casa inteligente, se realizarn diferentes
anlisis como son la medicin del alcance por la frecuencia de voz, radio de alcance del
dispositivo Kinect, requerimientos para la casa inteligente, adquisicin de materiales,
as como, el anlisis, el diseo de la interfaz de usuario y la codificacin de la
aplicacin, utilizando el lenguaje de programacin C#. .
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Por otro lado, se construir a escala una casa inteligente de madera con al menos una
puerta, en donde se utilizarn e instalarn diferentes materiales y dispositivos. Se
desarrollarn pruebas para la implementacin de la aplicacin y el prototipo.
Posteriormente con la instalacin domtica a travs de una serie de interfaces se
podrn dar rdenes mediante la voz, permitiendo a una persona, desde una ubicacin
determinada, abrir y cerrar puertas, apagar y encender la iluminacin, etc. no
importando si estos servicios estn en planta baja, planta alta o en el exterior de la
casa. Estas interfaces de control estarn situadas dentro de la casa, conectados al
dispositivo Kinect o mediante el uso de dispositivos mviles como celulares a travs
de Sockets que son una tecnologa utilizada para el envo de mensajes a travs de
redes de comunicacin con protocolos IP, de tal manera que se pueda proporcionar
mayor flexibilidad al sistema.
Figura 2. Esquema de aplicacin de Interfaces naturales de usuario y mviles.
La persona usa su
mvil para enviar
un mensaje a
travs de sockets
La aplicacin recibe el
mensaje del celular y
ejecuta la orden
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Figura 3. Funcin de los sockets para aplicacin mvil
Se utilizar el protocolo de comunicacin TCP para realizar la comunicacin del mvil
con la aplicacin, se utilizar un modem inalmbrico ya que la comunicacin se realiza
mediante direcciones IP y puertos lgicos utilizados en las comunicaciones en red.
3. Resultados
Despus de haber realizado las pruebas mencionadas en la metodologa, encontramos
que la aplicacin desarrollada realmente es capaz de brindarnos un panorama general
de la facilidad que brindan las tecnologas aplicadas en la domtica.
Se invit a algunos compaeros a que probaran el sistema y fue realmente
impresionante ver la reaccin que tenan y el deseo por llegar a tener a futuro esta
aplicacin dentro de sus hogares. Sin lugar a dudas todos en algn momento
llegaremos a una etapa en donde la domtica ser una gran opcin. La fcil adaptacin
para los usuarios es un factor importante, el cual hemos cubierto gracias a que el
usuario no tendr que interactuar directamente con una computadora, sino que
mediante el uso de su voz podr indicar acciones de una manera ms sencilla y simple
para aquellos usuarios que no estn familiarizados con trminos de computacin.
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Prueba Numero 1 Numero 2 Numero 3
Realizar pruebas sobre la sintaxis
del cdigo fuente de la aplicacin
Pruebas lgicas por parte
de los desarrolladores.
Se realizaron pruebas con la
herramienta que viene integrada
en Visual Studio para probar la
aplicacin.
Realizar pruebas de distancia
entre el usuario y el dispositivo
Kinect.
Se realiz a menos de un
metro de distancia
funcionando
correctamente.
Se realiz a 5 metros de
distancia funcionando
correctamente.
Se realiz a 10
metros de distancia
funcionando con un
leve retraso.
Realizar pruebas de
comunicacin entre la
computadora y la tarjeta que se
encargara de controlar los
comandos indicados por el
usuario.
Se verifico mediante leds
que efectivamente la seal
es enviada por la
computadora a la tarjeta.
Los leds de la tarjeta encendan
dependiendo el comando de voz
indicado.
Tabla 1. Resultados en base a las pruebas realizadas.
Se invit a 500 usuarios a utilizar la aplicacin, utilizaron rdenes de voz para
encender las luces y abrir la puerta del prototipo y finalmente, para saber cul era el
grado de aceptacin, se les aplic una encuesta de satisfaccin en la que podan
elegir cualquiera de las opciones siguientes: Excelente, Buena, Regular y Mala,
arrojando los siguientes resultados.
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Figura 4. Aceptacin por parte del grupo de usuarios en la aplicacin NUI y mvil
Excelente aplicacin 379
Buena aplicacin 104
Regular 15
Mala 2
Tabla.2 Resultados de encuesta de satisfaccin por parte de usuarios que probaron la aplicacin.
4. Conclusiones
Como ya se ha mencionado, el uso de aplicaciones orientadas a la domtica vendr a
ser una de las principales alternativas en el hogar a futuro. El hecho de haber
desarrollado esta aplicacin nos deja muy motivados a seguir innovando dentro de este
rubro, el cual creemos firmemente tiene una gran aceptacin dentro de cualquier sector
social debido a que este tipo de aplicaciones son capaces de no solo brindar confort a
cualquier tipo de persona, sino de tambin brindar la alternativa para aquellas personas
con problemas de discapacidad visual o motriz.
76%
21%
3%
0%
Usuarios que utilizaron el sistema durante el evento "EXPO UTSJR 2013"
Excelente aplicacin Buena aplicacin Regular Mala
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A futuro esperamos no solo tener este tipo de hogares inteligentes sino tambin
hogares que sean ecolgicos y apoyen al cuidado del medio ambiente y sabemos que
la tecnologa nos brinda todas las herramientas necesarias para el desarrollo de las
mismas. Sin embargo, an existen posibles mejoras, sobre todo en la aplicacin de voz
ya que en ambientes caseros funciona a la perfeccin, no as en espacios abiertos con
interferencias sonoras. Y en el caso de la aplicacin mvil se est trabajando para
desarrollarla a nivel multiplataforma para poder dar soporte a un mayor nmero de
usuarios.
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Referencias
Libros
[1]Da Costa Carballo, C. M. (1992). Fundamentos de Tecnologa Documental. Madrid:
Editorial Complutense.
[2] Garca Molina, H. (2006). Avances en Informtica y Sistemas Computacionales Tomo I-
CONAIS. Tabasco, Mxico: Universidasd Jurez Autnoma de Tabasco.
[3] Jorge Sierra, Elena. (2009) Del Hogar Digital a la Casa Red. Licencia Creative Commons.
[4] Sol Moro, M. L. (2003). Los Consumidores del Siglo XXI. Madrid: ESIC Editorial.
Internet
[5] CasaDomo.com. (7 de Diciembre de 2006). CasaDomo.com. Recuperado el 26 de Junio
de 2012, de El portal del hogar y edificio inteligente:
http://www.casadomo.com/noticiasDetalle.aspx?id=9088&c=6&idm=10&pat=10
[6] Discapnet. (2007). Gua domtica y discapacidad . Recuperado el 26 de Junio de 2012,
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http://www.discapnet.es/Castellano/areastematicas/Accesibilidad/Accesibilidadenelho
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[7] PROINSSA. (2005). PROMOCIN DE INICIATIVAS SOCIO-SANITARIAS S.L.L.
Recuperado el 22 de Junio de 2012, de
http://www.discapnet.es/Castellano/areastematicas/Accesibilidad/Accesibilidadenelho
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[8] Windows Phone Dev Center (2013). Sockets for Windows Phone Recuperado el 24 de
mayo de 2013, de http://msdn.microsoft.com/en-
us/library/windowsphone/develop/hh202874(v=vs.105).aspx