Redes de Comunicacao Para Aplicacoes Em Automacao Residencial Revisao de Literatura

FABRCIO DE CARVALHO SILVA

REDES DE COMUNICAO PARA APLICAES EM AUTOMAO RESIDENCIAL: REVISO DE LITERATURA

Monografia de graduao apresentada ao Departamento de Cincia da Computao da Universidade Federal de Lavras como parte das exigncias do curso de Cincia da Computao para obteno do ttulo de Bacharel em Cincia da Computao.

LAVRAS MINAS GERAIS BRASIL 2006




rea de Concentrao: Redes e Sistemas Digitais

Orientador: Prof. Rmulo Maia Alves


Ficha Catalogrfica preparada pela Diviso de Processos Tcnico da Biblioteca Central da UFLA Silva, Fabrcio de Carvalho

Redes de Comunicao para Aplicaes em Automao Residencial: Reviso de Literatura / Fabrcio de Carvalho Silva Lavras Minas Gerais, 2006. 78p : il.

Monografia de Graduao Universidade Federal de Lavras. Departamento de Cincia da Computao.

1. Introduo. 2. Modelos de Comunicao. 3. Automao Residencial. 4. Controle Residencial 5. Redes de Comunicao Domstica 6. Concluso I. SILVA, F. C. II. Universidade Federal de Lavras. III. Ttulo.




Aprovada em 26 de Abril de 2006

____________________________________ Prof. Andr Luiz Zambalde

____________________________________ Prof. Ricardo Martins de Abreu Silva

____________________________________ Prof. DSc. Rmulo Maia Alves (Orientador)


AGRADECIMENTOS

Agradeo acima de tudo DEUS, por me guiar em todos os momentos da minha vida e principalmente conquistar mais esse objetivo. Aos meus pais, Tadeu e Elma, irmo Anderson, e namorada Cludia, pelo apoio, incentivo e dedicao desde os momentos mais difceis at as alegrias compartilhadas nos melhores momentos. Aos professores, Rmulo e Anderson, que participaram ativamente e contriburam para que este projeto fosse concludo. empresa onde realizei meu estgio, Redes & Cia, onde cresci profissionalmente e me proporcionou oportunidades de participar de cursos e eventos na rea de automao para enriquecimento do meu conhecimento.

Obrigado a todos!

Redes de Comunicao para Aplicaes em Automao Residencial: Reviso de Literatura

RESUMO: Os sistemas em rede de comunicao atualmente esto presentes no cotidiano mais do que se possa imaginar, devido ao fato do conceito de redes estar mudando dos escritrios para as residncias, abrindo um grande mercado com inmeras oportunidades. O presente trabalho tem como principal objetivo realizar um estudo com foco de reviso de literatura sobre as redes de comunicao aplicadas Automao Residencial. Apresenta conceitos de modelos de comunicao, automao residencial e um levantamento bibliogrfico sobre os principais meios de comunicao utilizados em redes residenciais, que so: redes sem fio, redes baseadas no cabeamento eltrico, no cabeamento telefnico e redes hbridas. Concluindo com uma anlise sobre essas redes, onde so apresentadas as principais caractersticas, vantagens e desvantagens.

Palavras-Chave: Redes, Comunicao, Automao Residencial.

Nets of Communication for Applications in Residential Automation: Revision of Literature

ABSTRACT: The systems in communication net currently are gifts in the daily one more of the one than if it can imagine, due to the fact of the concept of nets to be changing of the offices for the residences, opening a great market with innumerable chances. The present work has as main objective to carry through a study with focus of literature revision on the applied nets of communication to the Residential Automation. It presents concepts of communication models, residential automation and a bibliographical survey on the main used medias in residential nets, that are: nets without wire, nets based on the electric cabeamento, the telephonic cabeamento and hybrid nets. Concluding with an analysis on these nets, where the main characteristics, advantages and disadvantages are presented.

Keywords: Nets, Communication, Residential Automation.

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SUMRIO

LISTA DE FIGURAS........................................................................................................ IV LISTA DE TABELAS ........................................................................................................ V 1. INTRODUO ............................................................................................................... 1 1.1 Contextualizao e Motivao......................................................................................... 1 1.2 Objetivos e Justificativas................................................................................................. 2 1.3 Organizao do Trabalho................................................................................................. 2 2. MODELOS DE COMUNICAO ............................................................................... 3 2.1 Economia da Informao................................................................................................. 3 2.2 Tendncia das Telecomunicaes ................................................................................... 4 2.3 Protocolos ........................................................................................................................ 6 2.4 Protocolo TCP/IP............................................................................................................. 8 2.5 Computao Pervasiva .................................................................................................. 10 2.6 Convergncia de Padres .............................................................................................. 11 2.7 Always On...................................................................................................................... 12 3. AUTOMAO RESIDENCIAL ................................................................................. 15 3.1 Conceitos Bsicos.......................................................................................................... 15 3.2 Integrao dos Sistemas ................................................................................................ 19 3.3 Automao Predial versus Residencial.......................................................................... 20 3.4 Sistemas Bsicos de Automao Residencial................................................................ 21 3.5 Retrofitting..................................................................................................................... 22 4. CONTROLE RESIDENCIAL ..................................................................................... 23 4.1 Fludos e Detritos .......................................................................................................... 24 4.2 Energia Eltrica ............................................................................................................. 24 4.3 Aquecimento, Ventilao e Ar-condicionado ............................................................... 25 4.4 Redes de Computadores ................................................................................................ 25 4.5 Iluminao ..................................................................................................................... 254.5.1 Sistemas de Controle de Iluminao .............................................................................. 26

4.6 Deteco e Combate de Incndios................................................................................. 27 4.7 Segurana Patrimonial................................................................................................... 274.7.1 Sistema de Vigilncia com CFTV .................................................................................. 29 4.7.2 Vdeo-Vigilncia sobre IP .............................................................................................. 30 4.7.3 Sistemas de Alarme ........................................................................................................ 32

4.8 Controle e Automao de Acesso.................................................................................. 33 4.9 Deteco e Controle Mecnico...................................................................................... 35 4.10 Telefonia...................................................................................................................... 37 4.11 udio e Vdeo.............................................................................................................. 374.11.1 Distribuio de vdeo.................................................................................................... 38 4.11.2 Vdeo Integrado ............................................................................................................ 38 4.11.3 HDTV e Vdeo sob Demanda (VoD) ........................................................................... 39

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4.11.4 udio Integrado............................................................................................................ 40 4.11.5 Repetidores de Controle Remoto.................................................................................. 41

5. REDES DE COMUNICAO DOMSTICA........................................................... 43 5.1 Compartilhamento de Acesso........................................................................................ 43 5.2 Rede de Dados Baseada no Sistema Telefnico............................................................ 445.2.1 Home PNA ..................................................................................................................... 45

5.3 Rede Baseada em Sistemas de Distribuio de Energia Eltrica .................................. 485.3.1 Intellon CEBus & Home PNP ........................................................................................ 51 5.3.2 Enikia.............................................................................................................................. 53 5.3.4 INARI Powerline Technology........................................................................................ 55 5.3.5 X 10 ............................................................................................................................. 56

5.4 Redes sem Fio................................................................................................................ 575.4.1 IEEE 802.11 ................................................................................................................... 58 5.4.2 IR Infravermelho ......................................................................................................... 59 5.4.3 Bluetooth ........................................................................................................................ 59 5.4.4 ZigBee ............................................................................................................................ 60 5.4.5 Z Wave ........................................................................................................................ 62 5.4.6 ShareWave...................................................................................................................... 62

5.6 Solues Hbridas.......................................................................................................... 635.6.1 LonWorks ....................................................................................................................... 63 5.6.2 CAN Controller Area Networks e DeviceNet ............................................................. 65 5.6.3 EmWare e ETI Alliance ................................................................................................. 68 5.6.4 UPnP............................................................................................................................... 69 5.6.5 ECHONET ..................................................................................................................... 72

6. CONCLUSES.............................................................................................................. 74 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ............................................................................ 76

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LISTA DE FIGURAS

Figura 2.1: Modelo de Referncia OSI.................................................................................. 7 Figura 2.2: Pilha de protocolo TCP/IP .................................................................................. 9 Figura 2.3: Redes Residenciais............................................................................................ 14 Figura 3.1: Conceito de automao residencial................................................................... 16 Figura 4.2: Exemplo de utilizao de uma cmera IP em uma rede local e internet........... 32 Figura 4.3: Sistema de distribuio de vdeo....................................................................... 39 Figura 4.4: Sistema de udio integrado ............................................................................... 41 Figura 5.1: Compartilhamento de acesso com NAT ........................................................... 44 Figura 5.2: Arquitetura da especificao Home PNA. ........................................................ 46 Figura 5.3: Utilizao do espectro da soluo Home PNA. ................................................ 47 Figura 5.4: Formato do frame HPNA 2.0............................................................................ 47 Figura 5.5: Powerline Bridge. ............................................................................................. 54 Figura 5.6: Pilha de protocolos Inari ................................................................................... 55 Figura 5.7: Protocolo Bluetooth .......................................................................................... 60 Figura 5.8: Camada de protocolo ShareWave ..................................................................... 63 Figura 5.9: Estrutura do servidor LNS ................................................................................ 64 Figura 5.10: Protocolo LonTalk .......................................................................................... 65 Figura 5.11: Exemplo de rede CAN. ................................................................................... 66 Figura 5.12: Frame Standard CAN..................................................................................... 67 Figura 5.13: Topologia Universal UPnP ............................................................................. 70 Figura 5.14: Pilha de protocolos UPnP ............................................................................... 71 Figura 5.15: Pilha ECHONET............................................................................................. 73

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LISTA DE TABELAS

Tabela 3.1: Situao atual da infra-estrutura domstica...................................................... 18 Tabela 3.2: Proposta de infra-estrutura domstica. ............................................................. 18 Tabela 6.1: Caractersticas das redes de comunicao. ....................................................... 74

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1. INTRODUO1.1 Contextualizao e MotivaoA estruturao das redes de computadores e sua fuso com as redes de telecomunicaes, em geral, um passo importante para que os meios de comunicao possam responder de uma forma rpida e eficaz s novas solicitaes da sociedade cada vez mais globalizada em que se vive. Solicitaes to grandes quanto a importncia da comunicao no dia-a-dia. O fato que os sistemas em rede hoje esto presentes no cotidiano mais do que se possa imaginar. Esto presentes nas residncias controlando a iluminao, o aquecimento, os sistemas de segurana e at mesmo o entretenimento. Nos edifcios comerciais e nas indstrias, controlam o acesso das pessoas, sistemas de ar-condicionado, elevadores e iluminao. Durante dcadas, pases em desenvolvimento deixaram o planejamento urbano e social em segundo plano. Em razo desse no planejamento as cidades cresceram de modo catico e hoje se paga um alto preo por um mnimo de qualidade de vida e bem estar social. Por outro lado, a partir dos anos 90 iniciou-se um perodo onde as fronteiras geogrficas deixaram de ser barreiras troca de informaes, graas aos sistemas de telecomunicaes e redes de dados. Deste modo surgiram novas formas e caminhos para promover o desenvolvimento social. Nessa viso, a residncia inteligente aparece com grande importncia no papel social, no s por prover conforto atravs da utilizao de equipamentos eletrnicos e interligao em redes, mas por ampliar as interaes dos usurios distncia. Esse novo conceito de residncias inteligentes no pode ser adotado como uma soluo apenas para ricos que no tm o que fazer com seu dinheiro, ou seja, algo dispensvel dentro de uma casa. Deve ser adotada como uma soluo para realizar os deveres repetitivos e mecnicos, possibilitando um uso mais apropriado do nosso escasso tempo. A frmula computao pervasiva mais convergncia digital vem despertando o interesse dos que desenvolvem os padres tecnolgicos da residncia deste novo sculo. A computao pervasiva tem a pretenso de, atravs da utilizao de aparelhos eletroeletrnicos, descomplicar a vida do usurio, cumprindo seu papel com eficincia de modo

simples e confivel. A convergncia digital possibilita o barateamento dos equipamentos e servios de acesso informao agregando valores aos produtos j existentes e promovendo uma equalizao dos nveis de qualidade de vida jamais verificados na histria.

1.2 Objetivos e JustificativasEste projeto tem como principal objetivo desenvolver um estudo sobre as principais redes de comunicao utilizadas em projetos e aplicaes em automao residencial e predial. E dentro deste estudo analisar e investigar as caractersticas, objetivos, vantagens e desvantagens de cada tipo de rede criando uma fonte de referncia e consulta para estudantes e profissionais da rea que desejarem ampliar seus conhecimentos sobre automao residencial e predial e que esto preocupados em acompanhar a constante evoluo das tecnologias. A convergncia de sistemas e sua padronizao sero abordadas em quase todo o trabalho, pois fundamental para o sucesso das novas tecnologias.

1.3 Organizao do TrabalhoNeste primeiro captulo buscou-se a contextualizao do tema e a apresentao dos objetivos do trabalho. No captulo 2 so apresentados conceitos bsicos de modelos de informao na sociedade, bem como uma introduo aos conceitos de redes de comunicao. No seguinte, faz-se uma introduo aos conceitos de automao residencial e predial e o estado atual da rea. O captulo 4 apresenta os sistemas que podem ser integrados para gerenciamento do trfego de informaes. O captulo 5 apresenta os tipos de redes mais utilizados na comunicao e integrao dos sistemas.

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2. MODELOS DE COMUNICAODe acordo com KRIPPENDORF (1994) um modelo de comunicao trata-se de um modelo matemtico, para permitir a transmisso de um conjunto de informaes quantificveis de um lugar para outro, atravs de um ponto A (o emissor) para um ponto B (o receptor). A informao, uma vez codificada em sinais por um emissor, seria transmitida atravs de um canal (a mdia) para um receptor que processaria a sua decodificao. O processo comunicacional , desse modo, reduzido a uma questo de transporte, no qual as mensagens e significados so tratados como meros sinais a serem identificados e decodificados por um receptor.

2.1 Economia da InformaoUm projeto de telecomunicao alm de estar alinhado com as tendncias tecnolgicas, antes de tudo, deve seguir os preceitos da nova economia da informao para ser factvel e ter sucesso. Esse modo de lidar com a informao e transform-la em um bem de consumo, gerando riquezas, que vai liderar todo o progresso cientfico daqui pra frente. A nova economia tem trs caractersticas distintivas da economia tradicional, que segundo KELLY (1998) globalizao, favorece tudo o que intangvel (idias, informao, saber e relaes) e est intensivamente interligada. E os principais fatores que permitiram o seu aparecimento foram: Evoluo da microeletrnica, propiciando equipamentos cada vez mais geis, com tamanhos e custos reduzidos. Direcionamento da tecnologia para a criao do computador pessoal. Surgimento da Internet.

O computador pessoal e uma rede de dados permite o que h de mais importante na nova economia: a criao e a distribuio de aplicaes por qualquer elemento interligado. Para KELLY (1998), o mundo produz cada vez mais novas informaes, sendo que nos ltimos quatro anos foram criadas mais informaes novas do que em toda a histria anterior da humanidade, e dobrando a cada ano. Sendo assim, a residncia inteligente deve assumir tambm o seu papel sendo uma clula de absoro, gerenciamento e gerao de contedo digital.

KELLY (1998) ainda sintetiza estes novos conceitos em dez mandamentos que esto relacionados com todos os aspectos da casa inteligente: 1) A lei da colmia A vantagem competitiva: um sistema de controle descentralizado. 2) A lei dos rendimentos crescentes O mecanismo de aumento do valor econmico: as conexes entre pessoas e coisas. 3) A lei da abundncia Mais d mais: a inverso do princpio clssico da escassez. 4) A lei da tendncia ao gratuito A formao dos preos tambm invertida: antecipar o barato ou o gratuito. 5) A lei da submisso casa Web A conexo das residncias atravs do acesso Internet. 6) A lei de antecipao do obsoletismo Abandone a galinha dos ovos de ouro antes que se torne obsoleta pela entrada de outras. 7) A lei do espao de negcio O mercado deixou de ser um local fsico, mas um espao. 8) A lei do desequilbrio No h harmonia, tudo fluxo. A nica sada a inovao. 9) A lei da tecnologia relacional As nicas tecnologias com futuro so as que potencializam relaes. 10) A lei das ineficincias A explorao de novas oportunidades vem antes da otimizao do que existe.

2.2 Tendncia das TelecomunicaesA evoluo tecnolgica alm de possibilitar o acesso ao computador pessoal, propiciou tambm a construo de sistemas de interligao em redes e a criao da Internet. Existem diversas solues que propiciam a interligao de equipamentos residenciais Internet, como podemos ver na Tabela 2.1. Cada um apropriado para uma situao e envolve as variveis de custo, distncia, finalidade, etc.

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Tabela 2.1: Tecnologia de interligao em redes (Fonte: BOLZANI, 2004). Redes cabeadas (wired lines) ISDN xDSL TV a Cabo Powerline Fibra ptica Redes sem fio (wireless) Microondas Celular Satlite Infravermelho Radiofreqncia

Mas com o grande desenvolvimento de diversos sistemas de rede, cada qual com caractersticas para atender a um determinado propsito, mostrou-se a necessidade da unio dos diversos desenvolvedores a fim de se estabelecer padres visando a interoperabilidade dos sistemas e a reduo de custos. Segundo BOLZANI (2004) Estes padres so adotados pelos fabricantes de hardware e software tendo como base uma poltica comum, visando o benefcio de todos. Dentre as preocupaes para estabelecer um padro de tecnologia esto: Tipo de rede fsica. Camadas de protocolos necessrias. Solues concorrentes. Possibilidade de desenvolvimento de novos servios. Viabilidade econmica e tecnolgica. Custo / benefcio. Interoperabilidade com sistemas existentes. Desenvolvimento de software/hardware apropriado. Possibilidade de utilizao de software/hardware existente. Acordo com normas internacionais. Escalabilidade. Segurana de dados. Segurana dos usurios.

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Produo de patentes. Comparao entre as tecnologias. Caractersticas do consumidor final.

2.3 ProtocolosApenas conectar vrios computadores atravs de um cabo no garante o adequado funcionamento de uma rede de comunicaes. Protocolo um termo que se tornou famoso aps a ampla utilizao dos computadores pessoais em redes conectadas Internet. considerado um conjunto de padres de comunicao, e no contexto de telecomunicaes considerado um conjunto formal de convenes que regulam o formato e o sincronismo da troca de mensagens entre dois sistemas de comunicaes. Os protocolos tambm servem para dividir uma tarefa complicada em diversas tarefas mais simples, ou em camadas mais simples (BOLZANI, 2004). Segundo TORRES (2001), protocolo uma linguagem usada pelos dispositivos de uma rede de modo que eles consigam se entender, isto , trocar dados e informaes entre si. Para que todos os dispositivos de uma rede consigam conversar entre si, todos eles devero estar usando uma mesma linguagem, isto , um mesmo protocolo. Ainda segundo TORRES (2001), quando as redes de computadores surgiram, as solues eram, na maioria das vezes, proprietrias, isto , uma determinada tecnologia s era suportada por seu fabricante. No havia a possibilidade de se misturar solues de fabricantes diferentes. Dessa forma um mesmo fabricante era responsvel por construir praticamente tudo na rede. Para facilitar a interconexo de sistemas de computadores, a International Standards Organization (ISO) desenvolveu um modelo de referncia chamado Open System Inter-connection (OSI), para que os fabricantes pudessem criar protocolos a partir desse modelo. O modelo de protocolos OSI um modelo de sete camadas, que apresentado na Figura 2.1. Na transmisso de um dado, cada camada pega as informaes passadas pela camada superior, acrescenta informaes pelas quais ela seja responsvel e passa os dados

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para a camada inferior. Esse processo conhecido como encapsulamento (TANENBAUM, 1997). Cada camada responsvel por um conjunto de processos, o que simplifica seu estudo, implementao e relao com as demais.

Figura 2.1: Modelo de Referncia OSI (Fonte: TANENBAUM, 1997).

Caractersticas do modelo de Referncia OSI, segundo TANENBAUM (1997): Aplicao: faz a interface entre o protocolo de comunicao e o aplicativo que pediu ou receber a informao atravs de rede. Apresentao: tambm chamada de Traduo converte o formato de dado recebido pela camada de aplicao em um formato comum a ser usado na transmisso desses dados, ou seja, um formato entendido pelo protocolo usado. Sesso: permite que duas aplicaes em computadores diferentes estabeleam uma sesso de comunicao. Nesta sesso, essas aplicaes definem como ser feita a transmisso de dados e coloca marcaes nos dados que esto sendo transmitidos. Se porventura a rede falhar, os computadores reiniciam a transmisso dos dados a partir da ltima marcao recebida pelo computador receptor. Transporte: responsvel por pegar os dados enviados pela camada de Sesso e dividi-los em pacotes que sero transmitidos pela rede, ou, melhor dizendo, repassados para a camada de Rede. No receptor, a camada de Transporte

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responsvel por pegar os pacotes recebidos da camada de Rede e remontar o dado original para envi-lo camada de Sesso. Isso inclui controle de fluxo (colocar os pacotes recebidos em ordem, caso eles tenham chegado fora de ordem) e correo de erros, tipicamente enviando para o transmissor uma informao de reconhecimento, informando que o pacote foi recebido com sucesso. Rede: responsvel pelo endereamento dos pacotes, de forma que os pacotes consigam chegar corretamente ao destino. Essa camada tambm determina a rota que os pacotes iro seguir para atingir o destino, baseada em fatores como condies de trfego de rede e prioridades. Enlace: tambm chamada de Link de Dados, pega os pacotes de dados recebidos da camada de Rede e os transforma em quadros que sero trafegados pela rede, adicionando informaes como o endereo da placa de rede de origem, o endereo da placa de rede de destino, dados de controle e os dados em si. Fsica: pega os quadros enviados pela camada de Link de Dados e os transforma em sinais compatveis com o meio onde os dados devero ser transmitidos. Se o meio for eltrico, essa camada converte os 0s e 1s dos quadros em sinais eltricos a serem transmitido pelo cabo. Se o meio for ptico, essa camada converte os 0s e 1s dos quadros em sinais luminosos e assim por diante, dependendo do meio de transmisso de dados.

2.4 Protocolo TCP/IPO TCP/IP no o nico protocolo utilizado em redes, porm o mais famoso por ser adotado para a comunicao da Internet. O TCP (Transmission Control Protocol) e o IP (Internet Protocol) exercem funes distintas, porm, normalmente trabalham juntos tornando a comunicao de dados eficiente. Outro fato que tornou o TCP/IP popular que ele possui arquitetura aberta e qualquer fabricante pode adotar sua prpria verso de TCP/IP em seu sistema operacional, como afirma Richard Stevens, em STEVENS (1993): O TCP/IP na verdade um

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conjunto de protocolos que permite que computadores de todos os tamanhos, de diferentes fabricantes rodando sistemas operacionais totalmente diferentes, se comuniquem entre si. As principais caractersticas do TCP/IP, segundo STEVENS (1993), so: Padro aberto, livremente disponvel e desenvolvido independentemente do hardware ou sistema operacional do computador; Independente de hardware especfico de rede; Possui um esquema de endereamento comum que possibilita todo dispositivo comunicar-se a outro em toda rede, mesmo que esta seja to grande quanto a Internet; composto por protocolos padronizados de alto nvel para servios consistentes e amplamente disponveis. De uma forma bsica, o TCP se encarrega de quebrar os dados em pacotes menores e rearranja-los na outra extremidade, enquanto o IP entrega-os para o destino correto. Uma rede trabalhando com protocolo TCP/IP utiliza apenas quatro das camadas do modelo OSI, como ilustrado na Figura 2.2.

Figura 2.2: Pilha de protocolo TCP/IP (Fonte: TANENBAUM, 1997)

Caractersticas do protocolo TCP/IP, segundo TANENBAUM (1997): Enlace: Permite o transporte de dados pelos diversos tipos de redes (X.25, ATM, FDDI, Ethernet, Token Ring, Frame Relay, etc.). Como h uma grande variedade de solues utilizando diferentes velocidades, meios de transmisso, etc., esta camada no normatizada pelo modelo, o que prov uma das grandes

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virtudes do TCP/IP, que a possibilidade de conexo e interoperao de redes heterogneas. Rede: Neste nvel, todos os dados so tratados como pacotes. responsvel pelo envio e roteamento dos pacotes entre os hosts, ou seja, tem por funo encontrar o caminho entre os computadores, funo esta, exercida pelo protocolo IP. Transporte: Oferece a comunicao mais confivel entre os hosts de uma rede. Caso algum pacote se perca, obrigao da camada enviar um pedido de retransmisso ao emissor. O TCP aloca essas informaes em cada pacote e o IP os envia, quando chegam ao destino, o TCP quem vai coloc-los em ordem. Outra importante funo o controle de fluxo evitando-se congestionamentos na rede. Aplicao: Aqui se incluem as aplicaes, os programas. Quando se faz uma requisio de uma pgina da Internet, por exemplo, o navegador processa os pacotes que chegam e forma a pgina para que se possa ver. Isso no ocorre apenas com o destino, ou seja, para receber essas informaes um outro programa na origem (tambm na camada de aplicao) teve que processa-las inicialmente. O protocolo TCP/IP tambm usado nas redes domsticas (transmisso de dados, multimdia e conexo com a Internet), sendo que as redes de controle tambm o utilizam para transmitir os dados e executar comandos distncia. Muitos eletro-eletrnicos inteligentes tambm implementa o protocolo internamente: atravs de chips dedicados, possibilitando a troca de informaes entre os dispositivos, computadores pessoais e a Internet.

2.5 Computao PervasivaDe acordo com BOLZANI (2004), a computao pervasiva pode ser definida como a utilizao de sistemas computacionais em um amplo espectro, auxiliando o usurio a controlar sua residncia de acordo com sua vontade. Isto acarreta em: Interface amigvel, ocultando a complexidade dos processos.

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Interconexo de DIs integrados em uma rede de dados universal. Sistema digital com manuteno e administrao simples. Sistema que se auto descobre, sistemas devem descobrir uns aos outros e observar o meio em que se encontram.

Dentro desse contexto BOLZANI (2004) tambm coloca que a automao deve ser utilizada para ajudar o usurio a cumprir suas tarefas dirias, mas no a pensar por ele. As informaes devem estar precisamente dispostas no tempo e no lugar necessrios auxiliando na tomada de decises e, atravs de aprendizado e adaptao, fornecer sugestes para o gerenciamento dos sistemas. Geladeiras, microondas, televisores e videocassetes tm microchips embutidos realizando inmeras funes. Hoje ainda, muitos desses aparelhos no conversam entre si e tm inteligncia limitada. Por exemplo, quando se programa o temporizador do forno de microondas, de maneira que possa torrar o alimento, ele no ser avisado do problema e o forno, por si s, no abortar a programao. BOLZANI (2004) afirma que com a adio de inteligncia em todos os equipamentos espalhados pela casa, consegue-se uma transformao radical, pois os dispositivos inteligentes, tambm chamados de DIs, cooperam com a gesto da prpria casa, desafogando as tarefas do usurio. Como exemplo, um telefone celular que conversa com os diversos aparelhos eletro-eletrnicos de uma casa, programando-os, determinando o ciclo dirio de trabalho e recebendo em tempo real um relatrio atualizado do status do sistema. Tudo isso ocorrendo independentemente de marca, modelo ou idioma.

2.6 Convergncia de PadresEm 1979, Nicholas Negroponte, um guru americano do mundo dos computadores, revelava atravs de suas palestras, que toda a tecnologia de comunicao est sofrendo uma metamorfose conjunta que s pode ser compreendida adequadamente se for tratada como um nico assunto. Segundo FIDLER (1997), o desenvolvimento da linguagem falada e escrita produziu duas grandes transformaes no sistema de comunicao humano que tornaram possvel a cultura e a civilizao moderna. E que, uma terceira transformao, a linguagem

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digital, est pronta para influenciar radicalmente a evoluo da civilizao. E que esta transformao esta intimamente ligada ao conceito de convergncia. A convergncia de padres auxilia o processo de interoperabilidade entre sistemas. E, segundo BOLZANI (2004), um sistema escalvel onde todos os dispositivos interagem conforme suas possibilidades, inteligncia e permisso de acesso. O principal intuito da convergncia, na rea de telecomunicaes, fornecer ao usurio acesso s informaes e aplicaes em qualquer lugar, de qualquer rede, por qualquer canal de comunicao, atravs de uma interface homem mquina coerente (nica), com qualidade adequada e de forma transparente, ou seja, tudo que a sociedade de informao atual necessita. Bill Gates, em seu livro A estrada da informao ressalta: Podendo escolher entre uma linda caixa de correio, toda feita mo, mas com uma fenda por onde s passa um nico tamanho de envelope, e uma caixa velha de papelo onde todo mundo pode deixar correspondncia e recados de todo o tipo de tamanho, voc escolheria a de acesso mais amplo. Voc escolheria compatibilidade. GATES (1995).

2.7 Always OnAlways On uma expresso em lngua inglesa muito utilizada para identificar sistemas conectados indefinidamente Internet. No importando o lugar, a hora ou o tipo de sistema, qualquer que seja o equipamento pessoal ou residencial, este deve sempre permanecer conectado Internet, considerado como uma das imposies da nova economia (BOLZANI, 2004). Os dispositivos inteligentes devem utilizar algum sistema de rede de dados a fim de manter contato com o usurio caso haja a necessidade de troca de informaes, para isso, devemos dividir o universo de utilizao de redes em regies menores para facilitar o gerenciamento dos aparelhos e dos sistemas, prover diversidade de recursos, impedir a criao de monoplios por parte dos provedores de servios e obter o mximo de desempenho de cada tecnologia. Na rotina do dia-a-dia podemos imaginar diversas situaes em que existe a necessidade da utilizao de redes (BOLZANI, 2004):

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Rede Residencial: comando local dos equipamentos de automao, sincronismo de PDAs (Personal Digital Assistants) em alta velocidade com o computador pessoal, distribuio de udio, vdeo e dados por toda a residncia (alta velocidade, alta segurana).

Rede Veicular: sincronismo do computador veicular com os diversos dispositivos eletrnicos internos do veculo (freios, injeo de combustvel, motor, retrovisores, etc.), troca de informaes com o computador pessoal do usurio ou com a residncia inteligente, transmisso de dados sobre o veculo para fins policiais e de fiscalizao.

Rede Comercial: utilizao de grande largura de banda dentro de estabelecimentos comerciais para recebimento de propagandas, releases de filmes em cinemas, tabelas de preos, cardpios de restaurantes, etc. Pode ser utilizada para a retransmisso de sinais da rede de acesso em locais fechados como em cinemas e shopping centers.

Rede de Acesso: transmisso de dados wireless para o acesso de PDAs e celulares, telemetria (medies de gua, luz distncia), sistemas cabeados de alta velocidade para fornecer acesso rede Internet, conexo do computador veicular com uma prestadora de servios.

No sentido mais amplo, segundo BOLZANI (2004) as redes residenciais so interconexes de eletro-eletrnicos atravs de um meio que possibilite a troca de dados entre eles. atravs de rede domstica que se estabelece o fluxo de informaes necessrias para o entretenimento e gesto da residncia inteligente. A rede domstica possibilita o controle remoto de equipamentos, a automao de processos e a distribuio de contedo digital, vdeos de alta resoluo e som a todos os dispositivos. Existem vrias solues de interligao em rede, como a Ethernet. Muitas exigem a implantao de um novo cabeamento nas residncias, mas muitos usurios no esto dispostos a isso. No entanto, existem outras que no requerem muita modificao, como a tecnologia Powerline (transmisso de dados pela rede eltrica), tambm as baseadas na rede de telefonia e os sem fio. Porm, cada uma tem seus pontos fracos, o que influencia organizaes a desenvolverem sistemas compostos que utilizam duas ou mais solues. Redes residenciais conectam equipamentos de home-theather, dispositivos inteligentes, sistemas de telecomunicaes, sistemas de controle, segurana, iluminao, 13

gerenciamento de energia, ar-condicionado, aquecimento e todos aqueles que podem fazer parte do ambiente residencial. Os dispositivos devem estar conectados por um meio fsico que possibilite a troca de dados internamente residncia e externamente atravs de uma rede de acesso. Para uma soluo completa do usurio at o provedor de servios temos normalmente: Rede de alta velocidade Gateway residencial Rede interna Protocolos de comunicao Dispositivos inteligentes Software Interfaces homem-mquina

Figura 2.3: Redes Residenciais (Fonte: BOLZANI, 2004).

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3. AUTOMAO RESIDENCIAL3.1 Conceitos BsicosO conceito de redes de computadores est migrando dos escritrios para as residncias, abrindo um grande mercado com inmeras oportunidades. Cada nova tecnologia traz acoplado um novo vocabulrio. Quando o assunto residncia inteligente, no diferente: casa automtica, casa inteligente, automao residencial, retrofitting (ato de introduzir uma modificao ou adaptao em um ambiente j construdo para receber algum tipo de sistema eletrnico, BOLZANI, 2004), domtica (cincia moderna de engenharia de instalaes em sistemas prediais, BOLZANI, 2004) mas tudo deve concluir em um s conceito: conforto. Se um sistema eletrnico instalado em um ambiente no oferecer conforto ao usurio, com certeza ele vai ser deixado de lado. Os equipamentos devem unificar controles e processos tornando tudo mais simples. Devese observar e adaptar os sistemas aos usurios e no ao contrrio. E quanto a automao vai poder ajudar o usurio depender do tipo de vida, dos gostos pessoais e dos recursos disponveis. Atualmente, todos os aparelhos eletro-eletrnicos trabalham independentes e isolados em suas funes. E segundo BOLZANI (2004) a revoluo das redes domsticas e, por conseqncia, a da automao residencial, esto baseadas no fato de permitir a comunicao entre estes dispositivos e control-los atravs de um gerenciador central, a evoluo tambm dever permitir controlar a residncia remotamente, poupar tempo com tarefas repetitivas, economizar energia, dinheiro e aumentar o conforto. Para BOLZANI (2004), as residncias atualmente possuem diversos cabeamentos e dispositivos autnomos que executam tarefas determinadas como: Telefonia: sistema telefnico, intercomunicadores, porteiros eletrnicos. Informtica: rede domstica, acesso compartilhado, servios via Internet. Rede eltrica: controle de carga, sistema de distribuio, monitoramento de falha, sistema de gerao de emergncia. Segurana: circuito fechado de TV, alarmes, monitoramento, controle de acesso de pedestres e veculos, preveno de acidentes, iluminao de

segurana, deteco de gases, fumaa calor e fogo, sistema de apoio ao combate de incndios, simulador de presena, controle de rondas. Iluminao: iluminao ambiente, iluminao decorativa, iluminao externa, cenas de iluminao. Controle predial: elevadores, aspirao central. Hidrulica e gs: aquecimento e pressurizao de gua, poos, saunas, estaes de tratamento de gua e esgoto, bombas, irrigao, piscinas, guas ornamentais, sistema de controle e distribuio de gs. Entretenimento: home-theater, TV por assinatura, distribuio de vdeo, som ambiente, jogos eletrnicos, multimdia. Climatizao: ar-condicionado, ventilao, controle de janelas, cortinas e persianas. A Figura 3.1 exemplifica como as camadas de uma rede domstica trabalham em conjunto. No centro, o integrador de sistemas residenciais o responsvel pela harmonia e interoperabilidade de todo o conjunto.

Figura 3.1: Conceito de automao residencial (Fonte: BOLZANI, 2004)

O principal fator a ser considerado na concepo de um projeto de elevada tecnologia, afirma BOLZANI (2004), o planejamento do sistema de informao. Atravs dele pode-se prever como se comportaro os aspectos fundamentais da residncia: a integrao, a interoperabilidade, a engenharia e a infra-estrutura inteligente, ou seja,

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preciso conhecer o ambiente em que ser usado a tecnologia para otimizar os recursos disponveis. O desenvolvimento de um ambiente inteligente pressupe o planejamento de temas que at hoje no se observava em construes residenciais, como (BOLZANI, 2004): Organizao dos sistemas de informtica que trabalhavam independentes e podem ser organizados dentro de uma mesma rede de comunicao de dados. Sistemas de gerenciamento da residncia podem ser concentrados em um nico local, possibilitando tambm o acesso remoto. Configurao das redes interna e externa de comunicaes. Integrao dos novos servios de valor agregado. Adaptao da rede aos vrios moradores, e no adaptao dos moradores a algum tipo de rede. Conexo aos servios pblicos de telecomunicaes. Mxima flexibilidade nas mudanas. Organizao do espao interno e externo, com a introduo de novos equipamentos e novos dispositivos. Segundo BOLZANI (2004), assim como em muitos aspectos cotidianos, o fator econmico pode limitar o grau de satisfao a atingir, pode-se falar que o nvel de automao delineado por dois fatores, os sonhos e o bolso. Por outro lado, podem ocorrer desperdcios de recursos quando no h adequao entre a tecnologia e o problema que se pretende resolver. Ainda segundo o mesmo BOLZANI (2004), acredita-se que o investimento em sistemas de automao residencial corresponda em mdia a 10% do custo total da obra, com um retorno em mdio prazo na forma de racionalizao dos servios de manuteno e economia nos gastos com energia, gua e gs na ordem de 30%. Observa-se tambm que a principal preocupao no o custo com o sistema, mas sim a dvida quanto ao retorno em comodidade.

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Tabela 3.1: Situao atual da infra-estrutura domstica (BOLZANI, 2004). Situao atual Instalaes independentes Redes no compatveis Falta de uniformidade Conseqncias Multiplicidade de redes e cabos. Manuteno cara e complicada, dependncia do fornecedor. Impossibilidade de automatizao global. Dificuldade para integrar novos servios e interligar Equipamentos limitados redes, ampliao do uso de adaptadores, obsolescncia em curto prazo.

Tabela 3.2: Proposta de infra-estrutura domstica (BOLZANI, 2004). Situao proposta Automao de residncias Integrao dos servios Centralizao de sistemas Conexo com redes externas (Internet e dedicadas) Monitoramento remoto de pessoas e equipamentos Conseqncias Maior conforto e automatizao de servios. Barateamento de equipamentos e processos. Simplificao da rede. Comando remoto, utilizao de contedo digital sob demanda. Facilidade de integrao de novos equipamentos e servios, rapidez no envio de alarmes, homecare Acesso informao de qualquer ponto da casa, Eletrodomsticos inteligentes diminuio do tempo de procura de avarias, economia de energia. Melhoria no funcionamento de sistemas, Auditoria e controle de gastos administrao da residncia, constante superviso do conjunto.

O usurio quem vai dar o primeiro passo na deciso das prioridades e o quanto vai poder investir. Mas tambm crucial que o integrador de sistemas residenciais ajude e auxilie nas tomadas de decises, mostrando o que existe atualmente em termos de tecnologia, equipamentos e como proceder. As solues podem variar de uma casa em construo para outras j prontas. necessrio optar por um sistema escalvel para o bom aproveitamento de recursos, pois permite, num futuro, expandir a rede, adicionar equipamentos e atualizar as aplicaes e softwares. 18

Para BOLZANI (2004) um bom comeo para implantao de um sistema um bom planejamento, saber o que vai ser e o que vai poder ser instalado nos ambientes da casa essencial para evitar gastos desnecessrios e aborrecimentos. Mesmo que no seja possvel implantar tudo que se deseja logo no incio, deve haver a preocupao de prover todos os meios necessrios para futura instalao.

3.2 Integrao dos SistemasUma das principais preocupaes dos projetistas e instaladores de sistemas de Automao Residencial deve ser a integrao dos mesmos. Os produtos modernos, embora muitas vezes de complexa tecnologia, dispem de interfaces "amigveis" para que possam ser operados com certa facilidade pelo usurio final. No entanto, quando uma srie de produtos trabalha sem comunicao entre si, o resultado na maioria das vezes uma grande confuso operacional. Por exemplo, dois sistemas de vdeo na mesma residncia (fato muito comum envolvendo o Circuito Fechado de TV que no se comunica com o sistema do home-theater, o que obriga a existncia de monitores dedicados, custos duplicados, etc.). Quando se prev um cabeamento das residncias, toda esta integrao pode ser obtida ao final e a um custo muito pequeno. Quando isto no previsto em projeto, a se tem a improvisao e o desperdcio, que sempre resultam em prejuzos financeiros e dificuldades operacionais (BOLZANI, 2004). Isoladamente, cada um dos sistemas adotados numa residncia tem a sua eficincia limitada. Utilizando-se o conceito de integrao, o potencial de benefcios se enriquece. A operao fica mais simples, a economia e a segurana aumentam, o conforto alastra-se pela casa toda. Segundo BOLZANI (2004) Integrador de Sistemas quem projeta, coordena os outros profissionais, auxilia na escolha de equipamentos, acompanha a instalao e at mesmo presta servios de manuteno e atualizao. Para realizar um projeto de maneira eficiente, o profissional precisa conhecer toda a gama de opes disponveis, identificando as necessidades e limitaes do usurio. Existem quatro regras a serem seguidas para o sucesso de um integrador de sistemas (BOLZANI, 2004), que so:

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Assimilar os requisitos e objetivos a atingir: conhecer as pessoas envolvidas na execuo da obra, desde o usurio, engenheiro, arquiteto, mestre encarregado at fornecedores de materiais e demais profissionais que podem causar um entrave na execuo do projeto. Cada um destes grupos tem necessidades conflituosas e sua responsabilidade identificar todas as necessidade e limitaes, de forma a otimizar as relaes integrando-os na gesto e no processo de desenvolvimento do projeto. As novas solues e os novos mtodos de trabalho causam muitas divergncias no dia-a-dia de uma obra.

Compreender a tecnologia: conhecer todas as solues disponveis e estar atualizado. Isto um processo sem fim, pois surgem novos conceitos a cada dia. Atualmente, existem vrios sistemas inteligentes disponveis para serem utilizados em residncias e edifcios comerciais e sua funo aplicar o equipamento adequado necessidade do cliente.

Pesar os prs e os contras: basear a sua escolha em critrios preestabelecidos tais como limitaes de custo e necessidades. Dever ser capaz de compreender as tendncias da tecnologia e reconhecer quando um sistema se torna obsoleto ou inflexvel ao longo do tempo.

Identificar as escolhas tecnolgicas criativas: direcionar seu projeto a fim de criar ou aumentar as perspectivas e oportunidades de todos aqueles que iro utilizar o sistema. Arquiteturas multifuncionais podem ser mais apropriadas para ambientes menores em regies com grandes ndices populacionais, por exemplo.

3.3 Automao Predial versus ResidencialPara NETO (1994) a automao predial est baseada no conceito de integrao de sistemas eletroeletrnicos e eletromecnicos aumentando consideravelmente os benefcios. A operao centralizada se torna mais simples e econmica, proporcionando maior segurana e conforto. A automao de hotis, shopping centers, condomnios ou escritrios adotam como premissa a existncia do usurio padro. Facilitando e direcionando o planejamento das instalaes e equipamentos a fim de acomodar a maioria dos usurios.

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Outro fator que, em edifcios comerciais a automao transparente ao usurio justamente por ser orientada ao pblico mediano. Em instalao predial, a automao atua nas funes de eltrica, hidrulica, ar condicionado e vdeo (BOLZANI, 2004). Sistemas prediais tambm incorporam toda uma srie de outros subsistemas, em especial os destinados segurana. Sua implementao deve seguir um conjunto de leis e normas especificadas por rgos competentes. Atualmente, muitos empreendimentos imobilirios de grande porte j utilizam solues totalmente integradas e, em poucos anos, certamente no haver mais espao para as solues isoladas (BOLZANI, 2004). Segundo NETO (1994) a automao residencial muito diferente, sendo projetada para permitir ao usurio interagir e interferir no sistema todo o tempo, ou seja, todas as solues devem ser orientadas a ele. Outra grande diferena que o sistema empregado ser comandado e modificado, em sua maioria, por pessoas sem conhecimento tcnico.

3.4 Sistemas Bsicos de Automao ResidencialJ existem diversos modelos de equipamentos de automao residencial no mercado. A escalabilidade de alguns projetos permite que se amplie passo a passo a configurao do sistema (BOLZANI, 2004). As solues j existentes como campainhas sem fio, detectores individuais de movimento para controle de iluminao, controles remotos universais, pequenas centrais de segurana entre outros so disponibilizados com fcil instalao. Estas solues so consideradas automticas por desempenharem suas funes atravs de programao, porm no podem ser consideradas automatizadas por no permitirem a integrao com sistemas vizinhos e nem o comando de um gerenciador central (BOLZANI, 2004). ODRISCOLL (2001) mostra que um dos fatores que limita as implementaes de solues residenciais a imaginao e a disponibilidade financeira do usurio, o controle de todas as funes atravs de comando de voz e a instalao de dispositivos inteligentes so apenas algumas das atrativas possibilidades que vem levando mais e mais empreendedores a procurar por inovaes.

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3.5 RetrofittingConforme mencionado anteriormente, um projeto de automao pode ser melhor dimensionado quando previsto na fase inicial da construo do imvel. Porm nada impede que um bom planejamento e equipamentos sem fio permitam que vrias solues sejam implementadas com um mnimo de problemas em caso de reforma. Atualmente observa-se uma grande reabilitao de uso de velhas construes, de carter histrico e tombado pelo patrimnio. Alguns conceitos bsicos de retrofitting, segundo BOLZANI (2004), para implantao de automao, segurana e cabeamento so descritos a seguir: Levantamento: A primeira atividade a ser feita um estudo detalhado da casa ou do prdio, avaliando os equipamentos e sistemas j instalados, com base no levantamento definem-se as solues a serem automatizadas, para cada item o nvel de automao, a segurana e as condies a serem obedecidas pelo sistema. Comunicao entre subsistemas: Definem-se as interfaces entre os vrios subsistemas a serem implantados. Interface com os equipamentos existentes: preciso um estudo da necessidade de alteraes dos equipamentos e sistemas j existentes para que possam ser conectados e integrados ao novo sistema. Documentao do novo sistema: Todas as modificaes e inovaes , seja no processo de planejamento, sejam aps a finalizao da obra, devem ser descritos em um memorial detalhado com diagramas, listas, funcionamento, etc. Plantas e desenhos: Detalhamento tcnico atravs de desenhos e plantas mostrando a arquitetura utilizada, o mapa do cabeamento, detalhes de racks, subsistemas especficos so essenciais para um projeto.

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4. CONTROLE RESIDENCIALUma residncia inteligente precisa conter um sistema para gerenciar todo o trfego de informao, para controle dos equipamentos, permitindo com isso um maior conforto com menor gasto de energia. A centralizao dos sistemas de controle, devido sua arquitetura unificada, diminui o tempo gasto com o projeto que tambm unificado, garantindo uma maior qualidade nos sistemas. O cabeamento e os acessrios so instalados de uma s vez e no em separado para cada aplicao, a manuteno se torna mais fcil e a busca por erros e o disparo das aes se tornam mais rpidos. Como resultado final tem-se altos nveis de conforto e segurana (BOLZANI, 2004). As funes de automao em uma residncia inteligente so divididas em 13 subsistemas, doravante denominados de sistemas domticos (BOLZANI, 2004): Sistemas de fludos e detritos. Sistema de energia eltrica. Sistema de ventilao, aquecimento e ar-condicionado. Sistema de redes de computadores. Sistema de controle de iluminao. Sistema de deteco e combate de incndios. Sistema de segurana patrimonial. Sistema de controle e automao de acessos. Sistema de deteco e controle mecnico. Sistema de telefonia. Sistema de udio e vdeo. Sistema de monitoramento e visualizao. Sistema de auditoria e automao de processos.

Segundo BOLZANI (2004) um dos pontos principais no desenvolvimento de sistemas de automao para residncias inteligentes a integrao dos mesmos, para que um sistema possa usufruir das funes de outro e vice-versa.

Estes sistemas geralmente so controlados por software, instalados em um computador central, e que possa permitir tambm o controle via browser pela Internet, ou seja, o controle remotamente. Deste modo, vrios softwares tero que conviver em harmonia dentro da mesma rede domstica. Da torna-se evidente a necessidade de padronizao e interoperabilidade no apenas para o hardware, a fim de evitar os conflitos e um mau funcionamento.

4.1 Fludos e DetritosO sistema de fludos e detritos compe todos os mecanismos de troca de materiais lquidos e slidos de uma residncia inteligente com o meio. Provendo uma mxima utilizao dos recursos e reutilizado se possvel: Controle e gerenciamento da demanda de gua potvel e gs GLP. Aproveitamento de guas pluviais (irrigao, lavagem de quintais). Deteco de vazamento atravs de utilizao de sensores. Tratamento de esgoto. Coleta seletiva e reciclagem total ou parcial do lixo.

4.2 Energia EltricaODRISCOLL (2001) afirma que a reduo do consumo de energia eltrica em uma residncia pode ser alcanada atravs da utilizao de programas de gerenciamento de energia, que iro controlar e racionalizar o uso da mesma. preciso prestar ateno no sistema de proteo ao circuito de distribuio da energia eltrica, devido aos picos de tenso e corrente originados de surtos atmosfricos ou flutuaes da prpria concessionria que podem danificar os aparelhos. Em qualquer residncia inteligente, se faz necessrio um sistema de backup de energia para manter pelo menos as centrais de controle e de alarmes em funcionamento. Um gerador o mais adequado para longos perodos de queda, mas para faltas repentinas ou surtos deve-se prover de um no-break.

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4.3 Aquecimento, Ventilao e Ar-condicionadoA esse conjunto de sistemas incluindo aquecimento, ventilao e ar-condicionado da-se o nome de sistema de HVAC, que ser usado daqui pra frente. Segundo BOLZANI (2004) o sistema de HVAC pode constituir tambm de trocadores de calor externo, caldeiras de gua, condicionadores de ar, ventiladores e controle de umidade. O sistema central dever controlar e gerir a energia dos equipamentos a ele conectados atravs dos dados enviados pelos sensores de temperatura, umidade e ventilao. J existe uma linha de controladores eletrnicos centralizados e interface para PC para essa linha que, alm de controlarem a temperatura e o liga-desliga, permitem alterar as funes de aquecimento, umidade, purificao e renovao de ar (BOLZANI, 2004).

4.4 Redes de ComputadoresUma residncia inteligente dever abrigar uma infinidade de computadores (provavelmente menores, mais discretos e dedicados), com vrias interfaces, sensores e atuadores (TORRES, 2001). Assim preciso projetar uma rede de dados para interligao destes dispositivos. O Captulo 5 ser dedicado a este assunto, detalhando os diversos meios de interligao existentes.

4.5 IluminaoThomas Edson jamais imaginaria que sua inveno se tornaria uma aplicao domstica to verstil. Ele apenas queria algo que ajudasse a enxergar no escuro. Enquanto isso, as luminrias e lmpadas atualmente, quando ligadas a sistemas especiais de controle de iluminao, podem prover muitas outras funes. Para BOLZANI (2004) sistemas inteligentes de iluminao podem acentuar os detalhes arquitetnicos de uma sala ou criar um clima especial, seja ele romntico ou festivo. Ligando e desligando automaticamente, podem proteger uma casa de intrusos, fazendo-a parecer ocupada na ausncia de seus proprietrios. Economia de eletricidade outra vantagem, pois a intensidade de luz regulada conforme a necessidade e as lmpadas no precisam ficar totalmente acesas como acontece

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normalmente. Os sistemas inteligentes tambm do apoio ao home-theater, propiciando a iluminao correta para cada uso (assistir programas no telo, ouvir msica, etc.).

4.5.1 Sistemas de Controle de IluminaoO mais simples tipo de controle de iluminao requer pouco mais que mdulos ligados em tomadas simples de parede. Estes mdulos tm duas formas bsicas: uma tomada especial que substitui as tomadas convencionais ou um mdulo externo que plugado s tomadas (no caso de abajures, por exemplo). Segundo BOLZANI (2004) estes mdulos recebem um endereo digital que ser utilizado pelos controladores para identific-los quando emitir um sinal a ele dirigido. Os controladores tm uma gama maior de estilos, podendo variar de interruptores simples at teclados mais completos (de parede ou consoles de mesa). Cada boto deste console pode ligar/desligar e aumentar/diminuir a intensidade do sinal dirigido aos vrios mdulos e tomadas. Um pouco mais "inteligentes" so alguns destes controladores que incluem timers (radio relgios especiais, por exemplo) ou sensores de luz solar. Assim, as lmpadas vo poder ser acesas conforme o horrio programado ou ento quando a luz solar for insuficiente. Ainda segundo o mesmo BOLZANI (2004) este sistema caracteriza-se pela relativa simplicidade de instalao e baixo custo. Do outro lado desta simplicidade esto os sofisticados sistemas de controle que operam atravs de seu prprio cabeamento dedicado. Estes sistemas de controle dedicados podem ser para um s ambiente ou multi-ambientes. Eles podem responder a uma variedade de sinais, desde um sensor de presena at a ativao de um videocassete. Podem escurecer e clarear em nveis bastante precisos, criando os chamados cenrios, ou iluminar um caminho pr-definido, do hall at o quarto, por exemplo. Mais importante que isso, estes sistemas inteligentes podem gerenciar outros sistemas eletrnicos, como o de segurana, de ar condicionado / aquecimento e de entretenimento. O sistema de iluminao pode ser programado de tal forma que o toque de um interruptor instrua o sistema de segurana a ser armado e acender certas luzes. Existem ainda sistemas de controle de iluminao que no utilizam fio. Os interruptores se comunicam com as lmpadas em radio freqncia. So sistemas que, por no precisarem de fio, podem ser instalados e expandidos com mais facilidade (PINHEIRO, 2006).

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4.6 Deteco e Combate de IncndiosAlm dos sistemas convencionais de hidrante e extintores, as residncias inteligentes contam com outras formas de monitoramento atravs de sensores e detectores que ativam os meios de extino e de alerta automaticamente nas centrais que devem cumprir um programa preestabelecido, como: Parada do sistema de HVAC Abertura ou fechamento de portas e janelas Fechamento de dutos de ar e gs Avisos acsticos e pticos Envio de mensagens de alerta via rede telefnica ou rede de acesso Corte de energia em determinados ambientes Deteco de presena do usurio dentro da residncia atravs do sistema de percepo.

4.7 Segurana PatrimonialEntre os sistemas domsticos, o mais procurado atualmente, o de segurana patrimonial. Para se realizar um bom projeto imprescindvel criar solues compatveis e complementares, alm de cumprir fundamentos considerados bsicos neste sistema (BOLZANI, 2004): Preveno ou dissuaso: criao de barreiras fsicas ou virtuais, dispersando, dificultando ou ainda impedindo o propsito de intruso ou ataque. Deteco e alarmes: capacidade de se comunicar com sensores, entender seus estados e acionar atuadores. Reconhecimento ou identificao: so mecanismos que possibilitam ao sistema diferenciar o usurio do no-usurio e acionar os mecanismos de acordo.

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Retardo: tempo em que o sistema analisa as condies dos sensores e cmeras e verifica a possibilidade de falsos alarmes ou espera por uma ordem do usurio.

Reao: efetivo disparo de atividades programadas a fim de retardar ou mesmo cancelar o processo de intruso e emitir avisos.

Para que todos esses fundamentos sejam realizados de forma eficaz fundamental que o fluxo de informaes seja eficaz e confivel, estabelecendo um meio de comunicao rpido e seguro entre os diversos sensores e a central de segurana. Na central onde se realiza o tratamento dos sinais atravs de um software especfico, promovendo a visualizao clara e objetiva, tanto do estado das instalaes dos sensores como dos eventos que vo se produzindo. O programa deve ser capaz de prever vrias situaes de ataque e reagir com o propsito de nunca deixar o usurio em posio de risco at sinalizando ou acionando rotas de fuga, caso o usurio no estiver no local, o sistema deve estar apto a informar o usurio remotamente atravs de mensagens de alerta, ou acionar a polcia ou agncia particular (BOLZANI, 2004). O sistema deve atuar em conjunto com os outros sistemas que controlam os demais servios residenciais, tanto para receber informaes como para sugerir aes. Os sistemas que so empregados na segurana, controlados atravs de uma central, podem ser divididos em cinco subsistemas (BOLZANI, 2004): Deteco perimetral: pretende-se detectar a intruso ou evaso de qualquer indivduo pela cerca perimetral do ambiente no menor intervalo de tempo com exatido do ponto. Sensoriamento interno: supervisiona as reas internas e atua normalmente associado ao controle de acesso e CFTV, e controlado pela central de alarme. Circuito fechado de televiso: o CFTV mais usado nas reas crticas do ponto de vista da segurana, sendo supervisionado com cmeras e lentes adaptadas para cada ambiente. Controle de acesso: tem a funo de permitir ou no a entrada de pessoas, crachs, cartes, senhas e controle biomtricos so alguns exemplos. Controle de rondas: controle de movimentao do pessoal de segurana.

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4.7.1 Sistema de Vigilncia com CFTVCmeras e monitores so os componentes bsicos de sistema de CFTV. Existem cmeras para vrios tipos de solues, variam no tamanho, internas ou externas. Algumas possuem sensor de presena que s comea a gravar quando existe movimento, podem ser de captao de imagem colorida ou preto e branco, as cmeras com imagem em preto e branco so mais indicadas para ambientes com pouca luminosidade, ou ento a opo de cmeras com infravermelho que tem grande capacidade de captura em ambientes sem iluminao. Algumas possuem controle de zoom, podendo ser por meio ptico ou digital. De acordo com BOLZANI (2004) as cmeras de CFTV, normalmente, so constitudas de um sensor de imagem CCD (Charge Couple Device) que um circuito integrado com elementos fotossensitivos fabricados nas dimenses 1/3, 1/2, 2/3 ou 1 (polegadas); estas dimenses passaram a ser utilizados como o tamanho das cmeras que utilizam estes elementos. Quanto aos monitores, existem diversos modelos dedicados s imagens de CFTV, apresentando alta resoluo de imagem e vrias entradas e sadas de udio e vdeo UHS e S-VHS (super VHS). No entanto, cada vez recomendvel fazer uma integrao entre o CFTV e o sistema de distribuio de vdeo da residncia. Assim possvel visualizar as cmeras internas em qualquer uma das TVs da residncia, em canais especficos para este fim. Atravs de moduladores de sinais que integram as diversas fontes de udio e vdeo possvel acoplar em um ou mais canais as imagens geradas pelo CFTV (BOLZANI, 2004). Segundo TORRES (2001) Cabos coaxiais tipo RGC so mais utilizados na instalao de sistemas de CFTV, e tambm preciso a fiao de baixa tenso para alimentao das cmeras, porm existem tambm as solues sem fio. Os sistemas domsticos mais antigos operavam em 900MHZ com uma qualidade de imagem no satisfatria, agora os mais modernos operam a 2,4GHz permitindo a transmisso de mltiplos canais e imagens com timas resolues. Dentre os equipamentos de CFTV, destacam-se (BOLZANI, 2004): Seqenciador: permite um seqenciamento na visualizao das cmeras. Multiplexador: permite a visualizao de vrias cmeras ao mesmo tempo em uma mesma tela. Os modelos atuais para residncias tm normalmente 16

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entradas de vdeo, modo multiscreen com apresentao de 1, 4,7,9,10,13 ou 16 telas, detector de falta de sinal de vdeo e funes de zoom. Bloco ptico: composto por cmera ou micro-cmera e lentes diversas com opo de zoom. PAN (base para movimento de varredura na vertical) Dome: caixa de proteo plstica em forma de domo e que impede a visualizao da posio da cmera. Time lapse: espcie de videocassete que grava centenas de horas de imagens atravs de comando externo ou temporizao. Possuem interface serial RS 232 para controle opcional. Controladores: gerenciam todos os sistemas de CFTV incluindo os multiplexadores, monitores, mecanismos de PAN/TILT. Zoom, foco, etc. e contm interface de comunicao serial para controle externo. Sistemas de gravao digital: permitem a gravao das imagens em formato digital e utilizam algum sistema de compresso de vdeo (ex: mpeg). Utilizam hard disk ao invs de fita magntica e transmitem as informaes de vdeo via conexo com redes LAN/WAN.Os equipamentos mais modernos armazenam o vdeo em discos de DVD-RAM. Sistemas de transmisso digital: so interfaces para redes LAN/WAN/Internet ou linha discada. Permite que vrios computadores acessem as imagens via Web browser e implementam segurana por senhas e nveis de acesso. Matrizes comutadoras: atuam como gerenciadores profissionais. um recurso para ambientes muito grandes com controle de at 8192 cmeras, 1024 monitores e 128 controladores. Interface serial RS-232 e Ethernet.

4.7.2 Vdeo-Vigilncia sobre IPSegundo COLLI (2005) a cmera tradicional, utilizada em sistemas de monitoramento, possui tecnologia analgica para a captao e transmisso dos dados. As imagens captadas por este tipo de cmera, so formadas com a codificao de pulsos eltricos e a tecnologia atualmente empregada proporciona imagens de qualidade inferior

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quando comparadas s cmeras com tecnologia digital. O backup dos vdeos geralmente realizado em fitas VHS que alm de ser uma mdia de armazenagem susceptvel ao ataque de mofo e traa, de difcil armazenagem e no facilita a busca e recuperao das imagens. Para que uma imagem possa ser transmitida pela rede, ela necessariamente precisa estar em formato digital e neste sentido para que uma cmera tradicional possa transmitir suas imagens pela internet, ela dever estar conectada a um computador ou outro dispositivo que converteria as imagens analgicas em formato digital e as transmitiria atravs da rede. As cmeras tradicionais possuem funcionalidades limitadas em se tratando de sensores de alarmes e de presena. Uma Cmera IP um equipamento composto por uma cmera de vdeo, um computador especializado e um chip de compresso. O funcionamento dessa tecnologia bastante simples. Ela captura as imagens atravs de sua lente, transformando-as em informao em forma de sinais eltricos analgicos. Em seguida, os sinais analgicos so convertidos em sinais digitais pelo computador especializado e so compactados pelo chip de compresso. A inteno deste processo montar um arquivo de imagem pequeno, que possua um formato bem conhecido entre as entidades comunicantes e que possa trafegar normalmente em uma rede de computadores (COLLI, 2005). Por incorporarem um chip de processamento, detm a vantagem de no necessitarem estar conectadas diretamente a um computador e por possurem uma interface de rede padro (RJ-45) possibilita a sua conexo direta a um equipamento de interconexo (Hub ou Switch) e desta forma ela se transforma em mais um elemento comunicante na rede. De acordo com COLLI (2005) a maioria das cmeras IP, incorpora um servidor Web o que possibilita o envio de imagens em tempo real pela internet permitindo que qualquer computador, que possua um navegador de internet padro, tenha condies de visualizar as imagens captadas. Alguns fabricantes disponibilizam um software que permite a visualizao de vrias cmeras ao mesmo tempo em um nico monitor. Este software tambm possui funes de gravao de imagens em horrios pr-determinados ou somente quando h deteco movimentos e muito til para centrais de vigilncia.

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Figura 4.2: Exemplo de utilizao de uma cmera IP em uma rede local e internet (Fonte: COLLI, 2005)

Alm da cmera IP com interface para rede cabeada existem tambm as cmeras IP wireless. A tecnologia wireless, favorece a conexo de uma cmera IP em uma rede sem a necessidade de cabeamento. Este procedimento elimina os custos considerados com a instalao de infra-estrutura, cabeamento, mo de obra e mantm os mesmos benefcios das cmeras IP cabeadas (COLLI, 2005).

4.7.3 Sistemas de Alarme possvel encontrar diversos tipos de sistemas de alarmes, desde os mais simples, at os mais caros, porm mais seguros e confiveis, projetados e montados especificamente para um ambiente estabelecido. Dentre os equipamentos de alarmes destacam-se (BOLZANI, 2004): Central: dependendo do modelo, gerencia mltiplas parties e zonas (com fio ou sem fio), vrios cdigos de usurios, gravao os ltimos eventos. Teclados de controle: estes so utilizados para insero de senhas, programao, etc., alguns teclas tm teclas iluminadas com nveis ajustveis de iluminao, beep de confirmao, displays de cristal lquido e comunicao digital com a central. Sensores de presena PIR (infravermelho passivo, imune animais de

estimao e proteo contra interferncia de radiofreqncia at 1 GHz), de fumaa inico, de vibrao, magntico de portas ou janelas e sensor IVA(infravermelho ativo) que possui um sistema de deteco fotoeltrico

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composto por um transmissor e um receptor por onde passam dois feixes de luz reduzindo a probabilidade dos falsos alarmes. Cerca eletrificada: 10.000 volts pulsativos com detector de corrente: s pode ser instalada em muros de no mnimo 2 metros de altura. As medidas que obedecem a normas internacionais de segurana fazem com que o invasor seja repelido ao invs de ficar preso cerca, alm de evitar acidentes envolvendo crianas e outras vtimas. Discadoras automticas: possibilitam o envio de mensagens de alarme ou informaes sobre o acontecimento no local para o usurio ou central. Sofware gerenciador: administra as informaes recebidas pelos sensores na tentativa de filtrar os falsos alarmes e em alguns modelos responsvel por prover uma interface grfica para computadores e interligao em rede. Sistema de comunicao com a centra remota: a central local, quando detecta um perigo, aciona a central remota atravs da rede de telefonia fixa ou celular, ou um sistema de transmisso por radiofreqncia proprietrio. Esta central remota prov rondas e verificaes de agentes de segurana, ronda eletrnica (anlise da movimentao dos vigilantes dentro do imvel) e vigilncia remota atravs do CFTV. Chaveiro de pnico: o usurio pode discretamente emitir um sinal de emergncia para a central, de modo a acionar luzes, alarmes ou efetuar uma ligao telefnica automtica. Ele tambm uma forma simples e rpida de comunicar uma emergncia mdica a familiares ou a vizinhos, tendo grande utilidade para idosos ou pessoas que necessitam de cuidados.

4.8 Controle e Automao de AcessoSegundo ODRISCOLL (2001) o sistema de acesso tem como principal objetivo efetuar o controle eletrnico das pessoas e carros que esto dentro dos limites da residncia. A automao de acesso permite a identificao prvia de visitantes atravs de sensores e possibilita efetuar determinadas aes de acordo com a programao do sistema

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e a identificao da pessoa. Chaves eletrnicas, impresses digitais, reconhecimento de voz, leitura de ris ou mesmo um carto magntico so exemplos de equipamentos de controle de acesso. Ainda segundo ODRISCOLL (2001) em um sistema automatizado de qualidade cada morador tem sua chave eletrnica que permite acessar todas as portas da residncia, e essas chaves so extremamente seguras, graas aos seus cdigos internos nicos e individuais. O sistema permite que apenas os donos da casa tenham acesso total, os visitantes no possam acessar os quartos dos moradores e empregadas s tenham acesso das 8h s 18h. O sistema pode ser integrado com os outros sistemas, podendo armar e desarmar o sistema de alarme, acionar uma cena pessoal de iluminao, ligar e desligar eletrodomsticos. A automao de acesso no restrita apenas as portas de entrada da residncia e pode ser estendida a todos os cmodos, isso alm de impedir passagem pode tornar o ambiente personalizado e auto-ajustvel de acordo com as preferncias do usurio. Os tipos de sistema de controle so os seguintes (ODRISCOLL, 2001): Cartes de acesso: podem ser pticos, que empregam a tecnologia de cdigo de barras, tm baixo custo e podem ser facilmente codificados e copiados. Existem tambm os cartes magnticos, considerado um dos mais seguros do mercado. Os cartes magnticos so formados por duas fileiras de fios especiais com propriedades ferromagnticas, prensados entre camadas de plsticos. E por fim smart card ou cartes inteligentes que um carto em plstico que possui inserido no seu corpo um circuito eletrnico, e armazena informaes de forma rpida e segura. RFID (Identificador por rdio freqncia) uma etiqueta de identificao por rdio, constituda de chips de silcio e uma pequena antena embutidos, tm vrias aplicaes e podem ser usadas at para rastreamento, tem a capacidade de selecionar um entre muitos itens dentro do campo de uma antena. Sistemas biomtricos de identificao: a biometria permite a identificao de uma pessoa pela anlise das caractersticas fsicas tais como: voz, impresses digitais, contornos faciais, reconhecimento da retina ou ris. Isso elimina a quantidade de senhas e chaves que temos que carregar, pois agora, as prprias caractersticas do corpo sero as nossas chaves de acesso.

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4.9 Deteco e Controle MecnicoEm uma residncia inteligente, a utilizao conjunta de sensores e atuadores permite que se obtenham informaes sobre o funcionamento dos diversos sistemas, tornando possvel a automatizao de tarefas pelos gerenciadores e dispositivos inteligentes. A escolha do sensor/atuador por parte do integrador de sistemas residenciais deve ser muito criteriosa, pois cada tipo tem uma ocasio e finalidade bem peculiar (ODRISCOLL, 2001). Os sensores/atuadores possibilitam o movimento de grandezas fsicas e eventos, encaminhando informao de um evento ao controlador. Os sistemas de controle devem ser projetados sempre pensando na segurana do usurio e, no caso de uma pane ou mau funcionamento, os sistemas devem tender ao nvel de menor energia e maior segurana. A seguir so listados alguns tipos de sensores/atuadores (BOLZANI, 2004): Temperatura: fornecem a medida instantnea da temperatura. Normalmente tem como elemento central um termistor que altera a resistncia eltrica em seus terminais de acordo com a temperatura do meio. Termovelocmetro: detectam a velocidade de variao da temperatura no tempo, detectando aumentos repentinos na temperatura. Umidade relativa: sensores do tipo capacitivo que fornecem a medida instantnea da umidade relativa. Qualidade de ar: medidores do nvel de dixido de enxofre, dixido de nitrognio, monxido e dixido de carbono. Magntico de abertura: utilizados nas portas e janelas e serem controladas. Intensidade de iluminao: tem como elemento principal um resistor eltrico em funo da intensidade de iluminao que nele incide. Presso e fora: compostos por um dispositivo principal que tem sua resistncia eltrica alterada conforme a fora aplicada na membrana.

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Tacomtricos: disco ptico em conjunto com LED (diodo emissor de luz) foto transistor, que medem velocidade angular.

Fumo: fornecem informao digital (sim ou no) de presena de fumo no ambiente.

Gs: fornecem informao digital da presena de gs (butano ou propano). Movimento: existem basicamente dois tipos de detectores de movimento. Os mais comuns so os infravermelhos ativos e passivos que detectam o movimento de fontes de calor tais como o corpo humano. Outro tipo o mais baseado em reflexes de microondas, como um radar.

Ssmicos ou de vibrao: dispositivo piezo-eltricos, que geram tenso em seus terminais quando sujeitos acelerao segundo um dado eixo.

Ultra-snicos: microfones que operam em freqncias superiores s audveis e so utilizados no desenvolvimento de alarmes e medidas de distncias.

Inicos de fumaa: pequena quantidade de elemento radioativo, mas com alto poder ionizante, que emite um sinal eltrico na presena de aerossis e fumaa ainda invisveis.

pticos de fumaa: composto por um LED e um foto-transistor. Na presena de fumaa, a luz emitida fica difusa sensibilizando o foto-transistor que emite um sinal eltrico.

Chama: dispositivo com sensibilidade a determinada radiao eletromagntica, infravermelha ou ultravioleta.

Nvel: bias que acionam interruptores quando um determinado nvel de liquido atingido.

Lquidos e de vazo: composto por borboletas de plstico ou metal que giram conforme a passagem do lquido permitindo estimar a vazo e detectar a presena de lquidos.

Fluxo de ar: utilizados no controle de ar. Acstico: utilizados para detectar a quebra de vidros atravs da emisso de um som com freqncia especfica do vidro sendo quebrado.

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Boto de pnico: alerta o sistema sobre a existncia de algum evento anormal no espao monitorado.

Corrente PCS (Power Current Sensors): monitoram a corrente drenada para equipamentos eletrnicos.

Sincronismo VSS (Video Sync Sensor): detectam a existncia de sincronia horizontal ou vertical em sinais de vdeo.

4.10 TelefoniaOs equipamentos de distribuio de telefonia so diversos, sendo compostos por centrais que disponibilizam ramais e intercomunicadores que possibilitam a integrao com os sistemas de udio e vdeo, automao de acessos, segurana e controle. Esses equipamentos de telefonia atualmente so os mais abrangentes e desenvolvidos para automao residencial, sendo que praticamente tudo desenvolvido para ser controlado por telefone, atravs de comandos remotos com simples toques de teclado possvel realizar varias aes.

4.11 udio e VdeoOs sistemas de udio e Vdeo (A/V), tambm conhecidos como sistemas multimdia, tm evoludo para a integrao assim como os demais sistemas j citados. A residncia inteligente permitiu essa mudana levando os equipamentos para o wiring room (sala central de concentrao de cabos e equipamentos), sendo possvel ter acesso msica e vdeo de qualquer lugar da residncia (BOLZANI, 2004). O contedo analgico se transformou em digital, podendo ser comprimido e mantendo alta qualidade, podendo ser transportado pela rede, fazer backup e armazenamento. A comunicao entre os dispositivos para troca de informaes e dados tambm muito valorizado, atravs da interligao em redes com fio ou sem fio, assunto este que ser mais bem descrito no prximo captulo.

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4.11.1 Distribuio de vdeoExistem dois modos bsicos de distribuir o sinal de TV e vdeo por toda a casa (BOLZANI, 2004): Banda base: distribudo apenas um canal por cabo, por exemplo, os cabos de vdeo atrs do vdeo cassete e DVD. Normalmente so utilizados em curtas distancias. Banda comum ou modulada: so distribudos vrios canais por um mesmo cabo, por exemplo, a operadora de CATV transmite seus sinais, combinando vdeo, udio e sincronismo de vrios canais em um mesmo cabo usando o processo de modulao. O cabo mais utilizado para o transporte do sinal de vdeo o cabo coaxial, dividido em trs categorias: cabo 75 ohms baixo preo e baixa qualidade; cabo RG-59 mais utilizado nas aplicaes de TV; cabo RG-6 alta qualidade, mais utilizados em receptores de satlite e cable modem. Alm do cabeamento, existem os equipamentos que auxiliam na montagem da rede de distribuio de A/V (BOLZANI, 2004): Amplificadores: usados para manter o sinal forte o suficiente ao longo dos cabos para que o sinal chegue a distncias maiores. Painel de distribuio e conectores: organizam a instalao e no deixam que a fiao fique aparente ou fora das tomadas. Moduladores: usados para converter um sinal em banda bsica em um canal de TV igual ao transmitido pela operadora. Necessrios quando se deseja enviar um sinal de VCR ou DVD a outros pontos da casa, ou agregar o sinal de uma cmera de segurana no sistema de TV comum.

4.11.2 Vdeo IntegradoO sistema de vdeo integrado permite assistir a uma programao em qualquer TV da casa. possvel, por exemplo, comear a ver um filme na sala e terminar de v-lo no quarto.

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Segundo BOLZANI (2004) o mtodo bsico de distribuio de vdeo atravs da conexo da sada de uma fonte A/V (DVD, VCR ou um receiver) a um amplificador/casador de impedncia que ir enviar os mesmos sinais para todos os cmodos da casa. Um sistema de IR (distribuio de sinal infravermelho, ser visto mais adiante) prove maior conforto atravs do uso do comando remoto.

Figura 4.3: Sistema de distribuio de vdeo (Fonte: BOLZANI, 2004).

4.11.3 HDTV e Vdeo sob Demanda (VoD)A tecnologia interativa, j presente em vrios sistemas, no apenas permite maior envolvimento com o que se est executando, como tambm oferece maior gama de escolhas (INTILLE, 2002). Segundo INTILLE (2002) o vdeo sob demanda (VoD Video on Demand) um sistema de distribuio de vdeo digital que envia ao usurio qualquer filme ou show que seja requisitado, na hora em que quiser. Os verdadeiros VoD oferecem acesso instantneo, vinte e quatro horas por dia, a uma programao de alta qualidade atravs de rede de acesso (ADSL, CATV, etc.). Um outro sistema de avanado em entretenimento domstico a TV Digital, sendo um novo padro de transmisso de imagem e som utilizando sinais digitais, provendo grande melhoria tanto na qualidade da imagem quanto na do som (BOLZANI, 2004). Existem dois formatos bsicos, segundo BOLZANI (2004): SDTV (Standard Definition TV): tem uma melhora em relao s TVs comuns, embora tenha a mesma resoluo de imagem.

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HDTV (High Definition TV): Os monitores de HDTV so construdos com circuitos prprios para receber os sinais especiais gerados nas transmisses locais e de satlite. A imagem vista pelo sistema HDTV digital tem seis vezes mais detalhes que a imagem vista nos ltimos 50 anos de transmisses analgicas. No entanto, hoje a estimativa de gasto com um aparelho destes de US$ 6000 e o nmero de programas gerados neste padro ainda ser pequeno nos prximos anos.

Video on demand (VOD) pode parecer a maior novidade em entretenimento domstico, mas apenas uma parte do quadro. A outra parte a TV de alta definio digital (HDTV), que, diferente do VOD, j disponvel hoje - mesmo que apenas episodicamente (menos de 100 emissoras nos EUA esto atualmente transmitindo digitalmente) HDTV transmite uma experincia de imagem em alta resoluo que parecem reais. Uma competio esportiva vista em HDTV mostra detalhes como a textura do campo, o uniforme dos jogadores e as expresses da platia como se vistos ao vivo, dentro do estdio. As emissoras normais so as primeiras a transmitir digitalmente, mas as TVs por satlite iniciaram a transmisso de alguns canais em alta resoluo, assim como as de TV a cabo (isto vlido atualmente para os EUA) (BOLZANI, 2004).

4.11.4 udio IntegradoUm sistema de som central pode se encarregar de sonorizar toda uma casa, sem que seja preciso trabalhar a todo o volume. Sistemas chamados multi-room distribuem o som de diversas fontes para todos os ambientes desejados, mesmo externos (jardins, piscinas, etc.) (BOLZANI, 2004). Segundo BOLZANI (2004) os sistemas multi-room podem ser de trs tipos bsicos. O mais comum um amplificador multicanal, que pode abastecer vrios conjuntos de caixas acsticas. A instalao ficar mais equilibrada se dispuser de um pr-amplificador e um switcher, que processa as informaes de udio e regula a distribuio entre os ambientes. Um potencimetro para controlar o volume individual de cada ambiente completa este tipo bsico de sonorizao. Vrias fontes de udio podem ser usadas (CD, som digital de sistemas por satlite e radio AM/FM convencional, msicas digitais), mas neste caso apenas uma escolha ser disponvel de cada vez, ou seja, todos os ambientes recebero o mesmo programa. 40

Uma segunda possibilidade a escolha de sistemas denominados single-box. Alguns fabricantes combinam todos os equipamentos necessrios (receiver, amplificador, processador e switcher) num nico produto. Geralmente, incluem tambm controles remotos e keypads de parede (controladores de ambiente) para facilitar a operao do sistema. Tambm neste caso, existe a limitao de se ouvir um nico programa por vez. Atravs dos keypads pode-se mudar a fonte de udio, trocar de faixa (CD) ou de estao de rdio e regular o volume em cada ambiente sonorizado. A terceira alternativa, e a mais sofisticada, um sistema multizonas que permite que se oua qualquer fonte de udio a qualquer momento, em cada ambiente. Cada zona (ou ambiente sonorizado) tem seu prprio keypad, usado para se escolher a partir de qual fonte ser ouvido, e controlado, o som. O equipamento central deve ser escolhido de acordo, para suportar estas necessidades. Alguns destes sistemas fazem mais do que apenas sonorizar ambientes e se comportam como verdadeiros sistemas de comunicao. Ligando telefones e porteiros eletrnicos a eles, o som ficar automaticamente mudo quando estes tocarem. E tambm podem ser usados para distribuir sinais de vdeo para os monitores da casa inteira.

Figura 4.4: Sistema de udio integrado (Fonte: BOLZANI, 2004).

4.11.5 Repetidores de Controle RemotoOs transmissores de infravermelho (IR) so utilizados em sistemas de udio e vdeos unificados onde as fontes de transmisso ficam centralizadas em ambientes

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separados do usurio. Seria muito inconveniente ter as TVs e alto falantes nos ambientes e ter que ir at o rack principal para mudar de canal ou ajustar o volume. O repetidor de IR permite enviar os sinais de qualquer canto da casa para a central de udio e vdeo. Funcionam com qualquer controle remoto comum. Alguns modelos convertem o sinal infravermelho em radiofreqncia e transmitem-no por dezenas de metros atravs da casa; depois no rack principal ele converte os sinais de radiofreqncia de volta ao IR e transmite-os ao equipamento (BOLZANI, 2004).

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5. REDES DE COMUNICAO DOMSTICASegundo BOLZANI (2004) a rede domstica quem prov a interligao e comunicao entre os equipamentos do usurio, como computadores, dispositivos inteligentes, sensores, atuadores e o gateway residencial, como o cable modem ou modem ADSL. Elas possibilitam o acesso instantneo s informaes regidas por empresas da rea que estabelecem as tecnologias de redes e protocolos, a fim de suprir as necessidades do uso domstico. Entre os fruns, algumas propostas so focadas e tm sido comum a todos. Estas propostas so importantes no que diz respeito s redes, e preciso ser aplicveis para a criao e desenvolvimento de um tipo de rede (RUSSEL, 2000): Permitir o compartilhamento da rede de acesso; Permitir a utilizao de mltiplos equipamentos; Ser de administrao e gerenciamento fceis e simples; Isolar o trfego interno residncia da rede de acesso; Ofere

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Redes de Comunicacao Para Aplicacoes Em Automacao Residencial Revisao de Literatura