low cost indoor sensor network based on arduino

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Low Cost Indoor Sensor Network

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Slides of a project of a low cost sensor network based on Arduino with a multilevel security module. University of Extremadura, October of 2012

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Page 1: Low Cost Indoor Sensor Network based on Arduino

Low Cost Indoor Sensor Network

Page 2: Low Cost Indoor Sensor Network based on Arduino

Minimizar costes de instalación. Evitar obras para el cableado. Diseño modular y escalable. Implementar sistema de seguridad basado

en la propia red sensorial. Control mediante servicio de suscripción.

Objetivos:

Page 3: Low Cost Indoor Sensor Network based on Arduino

Basada en Arduino. En viviendas que cumplen el RD346/2011:

◦ Empleando la canalización específica. En viviendas anteriores:

◦ Empleando tecnología inalámbrica Zig Bee. Topología en árbol. Activando funciones especiales de

seguridad. Servicios web y aplicación móvil.

◦ Suscripción anual.

Medios para su consecución:

Page 4: Low Cost Indoor Sensor Network based on Arduino

Esquema general de la red:

Page 5: Low Cost Indoor Sensor Network based on Arduino

Nivel 1:◦ Sensores y actuadores de base.◦ Baja frecuencia de interacción con sistema central.

Nivel 2:◦ Sensores y actuadores del sistema de seguridad.◦ Alta frecuencia de interacción con sistema central.

Activos solo si se detecta incursión. Nivel 3:

◦ Actuadores del sistema de situaciones anómalas y apagado selectivo de electrodomésticos.

◦ Baja frecuencia de interacción con sistema central.

Niveles:

Page 6: Low Cost Indoor Sensor Network based on Arduino

Detectar situaciones anómalas.◦ Ej. Incendio por la presencia de humo en el aire.

Detectar incursiones.◦ Activación de función especial (Vacation mode).◦ Cualquier presencia se considerará incursión.◦ Con cerraduras inteligentes se puede adelantar a

la incursión. Evitar cortes en el servicio.

◦ Conexión a internet mediante tecnología 3G si se corta la conexión telefónica

◦ Sistema alimentado mediante baterías en caso de corte suministro eléctrico.

Seguridad:

Page 7: Low Cost Indoor Sensor Network based on Arduino

Sensores de humo y temperatura. Sensores de movimiento. Switches magnéticos para puertas. Cámaras de bajo régimen binario. Micrófonos. Cerraduras inteligentes con NFC.

Seguridad (II), medios:

Page 8: Low Cost Indoor Sensor Network based on Arduino

Detección de fuego por presencia de humo:◦ Aviso automático a bomberos.◦ Notificación automática al usuario.◦ Corte alimentación eléctrica.

Aplicada a las zonas de la anomalía. Detección de incursión.

◦ Notificación automática al usuario.◦ Activación de cámaras y micrófonos.◦ Envío de datos al usuario.◦ Usuario decide avisar o no a la policía.

Seguridad (III), protocolos:

Page 9: Low Cost Indoor Sensor Network based on Arduino

Detección anticipada de incursión:◦ Activación de protocolo que simule presencia en

la vivienda. Encendido selectivo de luces. Movimiento de persianas. Reproducción de grabación de voz del usuario.

Seguridad (IV), simulación:

Page 10: Low Cost Indoor Sensor Network based on Arduino

Control de iluminación:◦ Regulado de iluminación diurna mediante

persianas eléctricas.◦ Regulado de iluminación nocturna controlando la

intensidad del alumbrado.◦ Ajustable por el usuario mediante la aplicación.

Control de temperatura.◦ Regulado automático de la calefacción/aire

acondicionado.◦ Ajustable por el usuario mediante la aplicación.

Aplicaciones domésticas:

Page 11: Low Cost Indoor Sensor Network based on Arduino

Control remoto de electrodomésticos.◦ Posibilidad de cortar alimentación eléctrica de

manera selectiva.

Aplicaciones domésticas (II):

Page 12: Low Cost Indoor Sensor Network based on Arduino

Sistema central:◦ Arduino ARM: 50€.◦ Shields: GPRS 82€, Ethernet 30€.

Sensores: de media 8€ por unidad.◦ Excepciones:

Cámaras: coste medio 50€/unidad. Cerradura inteligente: coste aprox. 140€.

Actuadores: ◦ Motor persiana: media 50€, dependen del tamaño.◦ Controlador de sistema (ej. Calefacción).

Coste variable dependiente del sistema. Requiere de inserción de circuitos especiales.

Costes:

Page 13: Low Cost Indoor Sensor Network based on Arduino

Instalación:◦ Viviendas sujetas al RD346/2011:

Reducido.◦ Viviendas anteriores:

Dispositivo Zig Bee: 48€/unidad.

Costes (II):

Page 14: Low Cost Indoor Sensor Network based on Arduino

Desarrollo de Aplicación movil:◦ Estimado de 1000€.

Desarrollo del Sitio web:◦ Estimado de 1000€.

Se exige seguridad y estabilidad en ambas.

Servidor dedicado sistema:◦ 75€/mes.

Mejorable en caso de crecimiento.

Costes (III):

Page 15: Low Cost Indoor Sensor Network based on Arduino

Posibilidad de una alfa limitada.◦ Simulando algunos sistemas se podría llegar a

una beta.◦ El apartado III de costes no se requeriría en la

alfa. Ésta podría funcionar con una aplicación y un site

muy simples. Coste estimado de la alfa:

◦ Inferior a los 600€. Se excluyen la cerradura inteligente y las persianas. Constaría del sistema central y una única habitación

equipada.

Versión alfa: