Articulo 6 Desarrollo de Aplicaciones

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.

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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



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:



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.



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



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.



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#. .



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



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.



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.



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



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.



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,

de

http://www.discapnet.es/Castellano/areastematicas/Accesibilidad/Accesibilidadenelho

gar/Domoticaydiscapacidad/Documents/Guias/Domotica/index.html

[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

gar/Domoticaydiscapacidad/Documents/Guias/Domotica/documentos/Catalogo%20pr

oductos%202005.pdf

[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

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