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ES2229909A1 - Residential automation equipment, has automation controller connected to remote TV set, and Ethernet interface connection-oriented with remote management center with collaboration of modem-router asymmetric digital subscriber line - Google Patents

Residential automation equipment, has automation controller connected to remote TV set, and Ethernet interface connection-oriented with remote management center with collaboration of modem-router asymmetric digital subscriber line

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Publication number
ES2229909A1
ES2229909A1ES200301522AES200301522AES2229909A1ES 2229909 A1ES2229909 A1ES 2229909A1ES 200301522 AES200301522 AES 200301522AES 200301522 AES200301522 AES 200301522AES 2229909 A1ES2229909 A1ES 2229909A1
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ES
Spain
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home automation
interface
network
equipment
residential
Prior art date
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ES200301522A
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Spanish (es)
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ES2229909B1 (en
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Juan Martinez Casais
Pierre Plaza Tron
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Telefonica SA
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Telefonica SA
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Publication date
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Abstract

The equipment has an interactive automation controller connected to a remote TV set that works like an user interface using a remote control. The controller is connected to automation network lonworks that contain sensors. The remote TV set is acceded to a series of resident menus in the equipment. An alarm is reflected in an alarm screen in the TV set when being generated through the sensors. An Ethernetinterface is connection-oriented with a remote management center with collaboration of a modem-router asymmetric digital subscriber line (ADSL).

Description

Translated fromSpanish

Equipo domótico residencial.Residential home automation equipment.

Objeto de la invenciónObject of the invention

La presente invención se refiere a un equipoelectrónico utilizado para el control de una red domótica,concretamente a una red "lonworks" y/o "X10", cuya finalidad es controlar y recibir alarmas de dispositivoselectrónicos conectados en cualquiera de las dos redes.The present invention relates to equipmentelectronic used to control a home automation network,specifically to a "lonworks" and / or "X10" network, whosepurpose is to control and receive device alarmselectronics connected in any of the two networks.

El objeto de la invención es conseguir un equipode interfaz entre la red domótica y un televisor convencional, quecontrole los sensores o dispositivos conectados tanto a una redlonworks como a una red X10, que permite una gestión yconfiguración remota a través de una interfaz Ethernet® que hacetambién de interfaz de usuario hacia la red domótica y que permitela navegación por un conjunto de menús utilizando un mando adistancia, siguiendo el protocolo RC5.The object of the invention is to obtain equipmentof interface between the home automation network and a conventional television, whichcontrol the sensors or devices connected to a networklonworks as an X10 network, which allows management andremote configuration through an Ethernet® interface that makesalso of user interface towards the home automation network and that allowsnavigation through a set of menus using a remotedistance, following the RC5 protocol.

El equipo presenta en el Televisor una serie depantallas dependiendo del comando seleccionado a través del mando adistancia. Estos comandos actúan sobre los dispositivos conectadosa la red lonworks.The team presents a series ofscreens depending on the command selected through the command todistance. These commands act on the connected devicesto the lonworks network.

El equipo puede recibir alarmas de estosdispositivos, mostrándose en la pantalla del televisor con unapantalla hecha a medida para tal efecto dependiendo del tipo dealarma recibida. Esta pantalla aparece aunque el usuario esteviendo cualquier canal de Televisión.The equipment can receive alarms from thesedevices, showing on the TV screen with acustom made screen for this purpose depending on the type ofalarm received This screen appears even if the user isWatching any TV channel.

El equipo puede configurarse a través de unpuerto serie RS-232 de un ordenador personal (PC) obien a distancia a través de la interfaz Ethernet® con un centro degestión remoto. El Software principal se puede telecargar a travésde estas interfaces y lo mismo ocurre con el conjunto de laspantallas que se muestran en el Televisor. Esto se hace así, puestoque el equipo y las pantallas están pensados para poder serpersonalizados dependiendo de la configuración de la red domóticade cada usuario: las viviendas son diferentes en lo que respecta asu distribución física y además la configuración de la red domóticadepende de cada usuario (tipo de elementos domóticosutilizados).The device can be configured through aRS-232 serial port of a personal computer (PC) orwell remotely through the Ethernet® interface with a center ofremote management The main software can be downloaded throughof these interfaces and the same goes for all thescreens shown on the TV. This is done like this, putthat the equipment and screens are designed to becustomized depending on the configuration of the home automation networkof each user: the homes are different in regards toits physical distribution and also the configuration of the home automation networkIt depends on each user (type of home automation elementsused).

El conjunto de pantallas se crea a partir de unprograma específico. Este Software de PC crea el fichero objeto quese telecarga en el equipo domótico residencial.The set of screens is created from aspecific program This PC Software creates the object file thatIt is downloaded to the residential home automation equipment.

Toda la información de las redes domóticas setransfiere al centro de gestión que puede incorporar un portal deacceso a usuarios para que estos puedan controlar sus redes adistancia por Internet. El estado de los dispositivos conectados alas redes domóticas se transfiere al centro de gestión en todo momento.All the information of the home automation networks istransfers to the management center that you can incorporate a portal ofaccess to users so that they can control their networks toInternet distance. The status of the devices connected toHome automation networks are transferred to the management center throughoutmoment.

Esta invención tiene su aplicación en el campodel control y de la automática o domótica. Mas concretamente en laelectrónica de consumo y equipos, para el control de una reddomótica. El sistema utiliza las tecnologías LONWORKS y X10.This invention has its application in the fieldof control and automatic or home automation. More specifically in theconsumer electronics and equipment, for the control of a networkhome automation The system uses the LONWORKS and X10 technologies.

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

El desarrollo de controladores y de sistemasdomóticos tiene ya muchos años. Por lo general son sistemas decomplejidad relativamente alta y al alcance de pocos usuarios.Necesitan el despliegue de una infraestructura de control dentro del recinto del usuario: Equipos de control, sensores, alarmas,etcétera.The development of controllers and systemsHome automation is already many years old. They are usually systems ofrelatively high complexity and available to few users.They need the deployment of a control infrastructure within the User enclosure: Control equipment, sensors, alarms,etc.

Debido a que el mercado potencial es inmenso,existe actualmente una actividad muy grande en el sector (alianzas,estándares, iniciativas institucionales a nivel de la comunidadEuropea,...). Dentro de las alianzas existen muchos intentos deestandarización en lo que respecta a las comunicaciones y protocolos para las redes domóticas. A modo de ejemplo se pueden citar lossiguientes:Because the potential market is immense,There is currently a very large activity in the sector (alliances,standards, institutional initiatives at community levelEuropean, ...). Within the alliances there are many attempts tostandardization in regards to communications and protocols for home automation networks. As an example you can cite thefollowing:

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El americano CEBUSpromovido por la EIA (Electronic Industry association)The American CEBUSpromoted by the EIA (Electronic Industry association)

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El Europeo, HBES(Home and Building Electronic Sytems), promovido por el CENELEC.The European, HBES(Home and Building Electronic Sytems), promoted by theCENELEC

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El japonés, HBS(Home Bus System), promovido por la EIAJ (Electronics IndustriesAssociation of Japan)The Japanese, HBS(Home Bus System), promoted by the EIAJ (Electronics IndustriesAssociation of Japan)

Posteriormente ha habido intentos de coordinacióny de unificación de estándares. Por otro lado, es importantemencionar aquellas iniciativas privadas dónde se puede encuadrar asistemas tales como: X-10, Lonworks, EHS (European Home sSystems, Simon VIS y EIB (European Installation Bus).Subsequently there have been attempts at coordinationand of unification of standards. On the other hand, it is importantmention those private initiatives where you can framesystems such as: X-10, Lonworks, EHS (EuropeanHome sSystems, Simon VIS and EIB (European Installation Bus).

Últimamente ha adquirido una relevancia digna demencionar lo que se denomina: "Residential Gateway" o pasarelaresidencial. Es el equipo que hará de interfaz entre una redpública (CATV, satélite, ADSL, etc.) y las redes de cliente (HomePNA, Ethernet®, 802.11 o Powerline). Muchas empresas estánpresentes en este mercado y no deja de haber anuncios en estesentido en la prensa especializada. El equipo domótico residencialno pretende ser una pasarela de este tipo, se encuadra dentro de loque podemos denominar como equipo de control e interfaz de usuarioy sólo cubre lo que se refiere a una red domótica de control. Nocubre lo que se refiere a datos y entretenimiento.Lately it has acquired a relevance worthy ofmention what is called: "Residential Gateway" or gatewayresidential. It is the equipment that will interface between a networkpublic (CATV, satellite, ADSL, etc.) and client networks(HomePNA, Ethernet®, 802.11 or Powerline). Many companies arepresent in this market and there are no ads in thissense in the specialized press. The residential home automation equipmentIt is not intended to be a gateway of this type, it is framed withinthat we can name as control equipment and user interfaceand it only covers what refers to a home automation control network. Do notIt covers data and entertainment.

Con respecto a los controladores e interfaces deusuario hay muchos ejemplos en el mercado en la actualidad. Lamayoría de ellos son interfaces o equipos propietarios con mayor omenor complejidad. En Estados Unidos existen controladores queutilizan la Televisión como interfaz de usuario de una forma similar a la utilizada en el equipo domótico residencial. Ladiferencia o valor añadido que aporta este equipo es la sencillezde su diseño y por lo tanto su bajo coste.With respect to controllers and interfaces ofUser there are many examples in the market today. Themost of them are proprietary interfaces or equipment with greater orless complexity In the United States there are drivers thatthey use Television as a user interface in a waysimilar to that used in residential home automation equipment. Thedifference or added value that this team brings is simplicityof its design and therefore its low cost.

Descripción de la invenciónDescription of the invention

El equipo domótico que la invención proponepermite al usuario del mismo actuar, a través de un conjunto demenús que incorpora, sobre los dispositivos montados en la reddomótica a la que se conecta dicho equipo. Así, por ejemplo, elequipo permite programar el riego del jardín, encender y apagar lasluces, recibir alarmas de gas, saber si alguien ha entrado en la casa, etc.The home automation equipment that the invention proposesallows the user to act, through a set ofmenus that it incorporates, on the devices mounted in the networkhome automation to which said equipment is connected. So, for example, theequipment allows to program the irrigation of the garden, turn on and off thelights, receive gas alarms, know if someone has entered thehouse, etc.

El usuario accede a los menús utilizando el mandoa distancia de la TV de una manera similar al acceso y navegaciónpor las páginas de Teletexto convencional. La tecnología empleada(OSD: "On Screen Display") permite la utilización de cualquiertelevisión y la calidad de imagen es la obtenida en el Teletexto actual. Esta tecnología permite una calidad de imagen muy buena,pero en cambio no permite el uso de gráficos muy avanzados del tipoque se pueden obtener utilizando la tecnología para PC denavegadores Web.The user accesses the menus using the commandTV remote in a manner similar to access and navigationthrough the pages of conventional Teletext. The technology used(OSD: "On Screen Display") allows the use of anytelevision and image quality is the one obtained in Teletextcurrent. This technology allows a very good image quality,but instead it does not allow the use of very advanced graphics of the typethat can be obtained using PC technology fromWeb browsers

Para ello y de forma más concreta el equipodomótico de la invención está constituido a partir de dos bloquesde interfaz, uno con la red domótica lonworks y otro con la reddomótica X-10, así como por otros dos bloques de interfaz de usuario, uno de entrada y otro de salida, unmicrocontrolador principal y un bloque de comunicaciones e interfazEthernet®.To do this and more specifically the teamHome automation of the invention is constituted from two blocksinterface, one with the lonworks home automation network and one with the networkX-10 home automation, as well as two other blocks ofuser interface, one input and one output, amain microcontroller and a communication block and interfaceEthernet®

Para el bloque de interfaz de usuario de entradase utiliza un control remoto por infrarrojos similar (o incluso elmismo) al utilizado en un receptor de televisión convencional.For the input user interface blocka similar infrared remote control is used (or even thesame) to that used in a conventional television receiver.

Para el bloque de interfaz de usuario de salida,se utiliza un receptor de televisión convencional, en el que semuestran mensajes en forma de caracteres alfanuméricos ygráficos.For the output user interface block,a conventional television receiver is used, in whichdisplay messages in the form of alphanumeric characters andgraphics.

El microcontrolador principal controla elfuncionamiento de todo el equipo y es el responsable de sincronizartodos los eventos. Contiene una memoria flash telecargable, dondereside el programa funcional del equipo.The main microcontroller controls theoperation of the entire team and is responsible for synchronizingAll events It contains a downloadable flash memory, whereThe functional program of the team resides.

El bloque de comunicaciones se conectará a unrouter o módem ADSL, para poder comunicarse con el equipo teledomocentralizado. Este equipo es un PC convencional incluyendo losprotocolos de comunicación TCP/IP, una interfaz Internet® y unatarjeta para conexión de línea ADSL. El objetivo es poder conectarel equipo domótico residencial al teledomo mediante una línea ADSL, utilizando el cableado telefónico estándar dentro de unedificio.The communication block will connect to arouter or ADSL modem, to be able to communicate with the telephone systemcentralized This equipment is a conventional PC including theTCP / IP communication protocols, an Internet® interface and aADSL line connection card. The goal is to connectthe residential home automation equipment on the TV through an ADSL line,using standard telephone wiring within abuilding.

Se ha previsto también la posibilidad de que elusuario pueda ver las pantallas de información de su red domóticaen un televisor auxiliar, es decir en cualquier receptor detelevisión de los existentes en su casa.The possibility that theuser can see the information screens of your home automation networkon an auxiliary television, that is on any receiver ofTelevision of existing ones in your home.

Descripción de los dibujosDescription of the drawings

Para complementar la descripción que se estárealizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de lascaracterísticas del invento, de acuerdo con un ejemplo preferentede realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde concarácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado losiguiente:To complement the description that is beingperforming and in order to help a better understanding of thecharacteristics of the invention, according to a preferred exampleof practical realization of it, is accompanied as partmember of that description, a set of drawings where withillustrative and non-limiting nature, what has been representednext:

La figura 1.- Muestra, según una representaciónesquemática, la arquitectura de gestión y servicio de un equipodomótico residencial realizado de acuerdo con el objeto de lapresente invención.Figure 1.- Shows, according to a representationschematic, management and service architecture of a teamresidential home automation carried out in accordance with the purpose of thepresent invention

La figura 2.- Muestra, también según unarepresentación esquemática, la arquitectura del equipo propiamentedicho.Figure 2.- Sample, also according to aschematic representation, the architecture of the team itselfsaying.

La figura 3.- Muestra un diagrama correspondientea un mensaje del mando a distancia RC5.Figure 3.- Shows a corresponding diagramto a message from the RC5 remote control.

La figura 4.- Muestra un esquema de lavisualización de información en un televisor auxiliar.Figure 4.- Shows a diagram of theinformation display on an auxiliary television.

La figura 5.- Muestra un diagrama correspondienteal interfaz con la red lonworks.Figure 5.- Shows a corresponding diagramto the interface with the lonworks network.

La figura 6.- Muestra una gráfica correspondientea los pulsos de 120 KHz en el protocolo X-10.Figure 6.- Shows a corresponding graphat 120 KHz pulses in the X-10 protocol.

La figura 7.- Muestra el diagrama de bloquescorrespondiente a un módulo TW523.Figure 7.- Shows the block diagramcorresponding to a module TW523.

La figura 8.- Muestra el diagrama de tiempos entransmisión X-10.Figure 8.- Shows the time diagram inX-10 transmission.

La figura 9.- Muestra el diagrama de tiempos enrecepción X-10.Figure 9.- Shows the time diagram inX-10 reception.

La figura 10.- Muestra un detalle de la recepciónen X-10.Figure 10.- Shows a detail of the receptionin X-10.

La figura 11.- Muestra la disposición de lospires del conector serie del CoBox.Figure 11.- Shows the arrangement of thefeet of the CoBox serial connector.

La figura 12.- Muestra los pines del conector deEthernet® RJ45 del CoBox.Figure 12.- Shows the connector pins ofEthernet® RJ45 from CoBox.

La figura 13.- Muestra los leds de diagnosticodel CoBox.Figure 13.- Shows the diagnostic LEDsof the CoBox.

La figura 14.- Muestra, finalmente, laarquitectura del bloque microcontrolador del equipo domóticoresidencial.Figure 14.- Shows, finally, thearchitecture of the home automation microcontroller blockresidential.

Realización preferente de la invenciónPreferred Embodiment of the Invention

En el esquema de la figura 1 se ha representadoesquemáticamente un edificio (1) con varias viviendas (2), en cadauna de las cuales se establece su correspondiente equipo domótico(3) que a través de una línea de Ethernet® (4), un router ADSL (5)y un esplitter (6), al que accede también un canal de voz (7),comunicando con un teledomo centralizado (8), asistido por una basede datos (9) de las diferentes viviendas (2), concretamente através de la cometida telefónica (10) y de la red ADSL (11),pudiendo además cada usuario establecer comunicación con suvivienda (2), vía Internet®, desde un PC de usuario (12) y a travésde una red IP13.In the scheme of figure 1 it has been representedschematically a building (1) with several houses (2), in eachone of which establishes its corresponding home automation equipment(3) that through an Ethernet® line (4), an ADSL router (5)and a splitter (6), which is also accessed by a voice channel (7),communicating with a centralized television (8), assisted by a baseof data (9) of the different dwellings (2), specifically tothrough the telephone assignment (10) and the ADSL network (11),each user can also establish communication with theirhousing (2), via Internet®, from a user PC (12) and throughof an IP13 network.

Cada equipo domótico (3) está estructurado a basede un microcontrolador principal (14) asociado a través de uninterfaz (15) con una red domótica lonwork (16), de otro interfaz(17) con la red domótica X-10 (18), de un interfazde usuario (19) con una entrada de infrarrojos (20), por ejemplo consistente en el mando a distancia (21) de un televisor, y con uninterfaz de usuario (22) de salida hacia un receptor de televisiónconvencional (24).Each home automation equipment (3) is structured basedof a main microcontroller (14) associated through ainterface (15) with a homework network lonwork (16), from another interface(17) with the X-10 home automation network (18), of an interfaceof user (19) with an infrared input (20), for exampleconsisting of the remote control (21) of a television, and with auser interface (22) output to a television receiverconventional (24).

Complementariamente el microcontrolador principal(14) está relacionado, como anteriormente se ha dicho, a través deun bloque (24) TCP/IP y de un interfaz de Ethernet® (25), con elteledomo centralizado (8), tal como se observa en la figura 2.Complementarily the main microcontroller(14) is related, as previously stated, througha block (24) TCP / IP and an Ethernet® interface (25), with thecentralized telescope (8), as seen in Figure 2.

La visualización y control de los distintosparámetros domóticos, se realiza a través de una interfaz tansencilla y conocida como es la navegación mediante un mando adistancia (21), por los menús que se presentan en un receptor de televisión convencional. Para llevar a cabo dicha navegación esnecesario implementar la interfaz (19) de recepción de mensajes delmando a distancia y la interfaz (22) de inserción de caracteres enel receptor de televisión (23). Hay que destacar la posibilidad depresentar los distintos menús en cualquiera de los receptores detelevisión, conectados a la red de distribución de antena de lacasa.The visualization and control of the differenthome automation parameters, it is done through such an interfacesimple and known as navigation by means of a command todistance (21), by the menus presented in a receiver ofconventional television To carry out such navigation isit is necessary to implement the message reception interface (19) of theremote control and character insertion interface (22) inthe television receiver (23). The possibility ofpresent the different menus in any of the receivers oftelevision, connected to the antenna distribution network of theHouse.

En la Figura 3 se muestra un diagrama con lageneración del mensaje RC5.Figure 3 shows a diagram with theRC5 message generation.

En el equipo domótico residencial la recepcióndel mensaje RC5 se realiza mediante dos circuitos, un sensor deinfrarrojos (SFH 5110-36) y un circuito decodificador de mensaje bifase. El sensor incluye en el mismo chipun fotodiodo, un preamplificador, un filtro paso banda, un controlautomático de ganancia y un demodulador de 36 KHz que entrega elmensaje invertido. El circuito decodificador se implementa con unmicroprocesador de la familia 51 de ATMEL de reducido número depilles y flashEPROM interna, donde se almacena el programa dedecodificación, antes de su montaje en la placa del equipo. La comunicación de este circuito con el microprocesador principal esserie y se realiza conectando las UARTs (Universal AsynchronourReceiver Transmitter) de cada uno de los micros.In residential home automation equipment, the RC5 message is received by means of two circuits, an infrared sensor (SFH 5110-36) and a two-phase message decoder circuit. The sensor includes on the same chip a photodiode, a preamp, a bandpass filter, an automatic gain control and a 36 KHz demodulator that delivers the inverted message. The decoder circuit is implemented with an ATMEL family 51 microprocessor with a small number of internal pilots and flashEPROM, where the decoding program is stored, before being mounted on the equipment board. The communication of this circuit with the main microprocessor is serial and is done by connecting the UARTs (Universal Asynchronour Receiver Transmitter ) of each of the microphones.

La salida del sensor de infrarrojos se conectadirectamente a uno de los pilles de interrupción externa del microdecodificador. Entonces el manejador de esta interrupción compruebaque el mensaje RC5 recibido es correcto y guarda en dos bytes lainformación correspondiente alsystem y alcommand delmensaje. A continuación el micro decodificador envía unainterrupción al micro principal para que este conecte su puertoserie al del micro decodificador y poder enviarle la información dela tecla pulsada por el usuario.The output of the infrared sensor is connected directly to one of the external interrupt pedals of the micro decoder. Then the handler of this interruption verifies that the received RC5 message is correct and saves the information corresponding to thesystem and the messagecommand in two bytes. Then the micro decoder sends an interruption to the main micro so that it connects its serial port to the micro decoder and can send the information of the key pressed by the user.

La presentación de información en el receptor deTV (23) principal del usuario, se realiza mediante el circuito OSD(On Screen Display) STV90410, cuyas señales de salida seconectan al euroconector del receptor. Este dispositivo genera unaseñal RGB que muestra en el TV, a través de su euroconector, laspantallas almacenadas en una memoriaflash de 1 Mbit. Parala visualización de las pantallas en el receptor de TV, se activapreviamente el pin 8 del euroconector (RGBswitch), para queel receptor presente la información procedente del circuito OSD, enlugar del canal sintonizado por el usuario.The presentation of information on the user's main TV receiver (23) is done through the OSD (On Screen Display ) STV90410 circuit, whose output signals are connected to the receiver's scart connector. This device generates an RGB signal that shows on the TV, through its scart, the screens stored in a 1 Mbitflash memory. For the display of the screens on the TV receiver, pin 8 of the scart connector (RGBswitch ) is previously activated, so that the receiver presents the information from the OSD circuit, instead of the channel tuned by the user.

El control del OSD se lleva a cabo mediante unainterfaz tipo SPI (Serial Peripheral Interfaz), que conectadicho circuito al microprocesador principal. La interfaz SPIestablece una comunicación serie entre un dispositivo maestro, ennuestro caso el micro principal, y otro esclavo, el procesadorsemigráfico OSD. Las señales que integran esta interfaz son:The control of the OSD is carried out through an SPI (Serial Peripheral Interface ) typeinterface , which connects said circuit to the main microprocessor. The SPI interface establishes a serial communication between a master device, in our case the main micro, and another slave, the semi-graphic OSD processor. The signals that integrate this interface are:

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CS (ChipSelect) que controla cuando comienza y termina la transmisión de datos, siendo activa a nivel bajo. Los datos se transmiten en losflancos de reloj.CS (Chip Select ) that controls when data transmission begins and ends, being active at a low level. The data is transmitted on the clock flanks.

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CLK o reloj. Tantoesta señal como la de CS están controladas por el dispositivomaestro.CLK or watch. So muchthis signal like that of CS are controlled by the deviceteacher.

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DATA: datosbidireccionales. La escritura de datos en el OSD se produce en el flanco de subida, mientras que la lectura se realiza con el flancode bajada de la señal de reloj.DATA: databidirectional Data writing to the OSD occurs in therising edge, while reading is done with the edgeof lowering the clock signal.

El módulo OSD que se ha utilizado reúne lassiguientes características:The OSD module that has been used brings togetherfollowing features:

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Permite la inserciónde hasta 26 líneas de 40 caracteres cada una. Cada carácter puedeser insertado en 8 colores diferentes tanto para el fondo como parala tinta. Todos los caracteres se pueden insertar con doble anchuray altura, subrayados, destelleantes y se pueden superponer sobre laimagen o sobre un fondo de color uniforme.Allows insertionof up to 26 lines of 40 characters each. Each character canbe inserted in 8 different colors for both the background andthe ink. All characters can be inserted with double widthand height, underlined, flashing and can be superimposed on theimage or on a background of uniform color.

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Incorpora un juegode caracteres estándar así como un juego de gráficos estándar.Además se pueden definir en RAM tanto caracteres como gráficos enuna rejilla de 8x10 pixeles. Tiene definidos además una serie decaracteres de control que resultan útiles para la confección depantallas de información.It incorporates a gameof standard characters as well as a set of standard graphics.In addition, both characters and graphics can be defined in RAM ina grid of 8x10 pixels. It also has a series ofcontrol characters that are useful for makingInformation screens

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El circuito contieneuna memoria RAM interna de 6144 bytes, donde se almacenan pantallasde caracteres y caracteres especiales (gráficos o alfanuméricos)creados por el usuario. Teniendo en cuenta que el tamaño máximo deuna pantalla es 2050 bytes, se pueden almacenar hasta 3 pantallas ala vez (de las cuales solamente se visualiza una).The circuit containsan internal RAM of 6144 bytes, where screens are storedof characters and special characters (graphic or alphanumeric)created by the user. Given that the maximum size ofone screen is 2050 bytes, up to 3 screens can be stored atthe time (of which only one is displayed).

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Posee un juego deregistros internos de programación del modo de funcionamiento, alos que se accede a través de la interfaz SPI.It has a game ofinternal programming records of the operating mode, tothose accessed through the SPI interface.

Se ha previsto además la posibilidadcomplementaria de que el usuario pueda ver las pantallas deinformación de su red domótica en cualquier otro receptor de televisión de su casa, es decir en un televisor auxiliar (23'), talcomo muestra la figura 4.The possibility is also plannedcomplementary that the user can see the screens ofinformation of your home automation network in any other receiver ofhome television, that is on an auxiliary television (23 '), suchas shown in figure 4.

Para implementar esta posibilidad es necesarioemplear en el diseño un circuito que convierta la señal RGB,procedente del OSD, a una señal de vídeo compuesto con el estándarque entienda el receptor empleado (en este caso PAL). Una vez quese tiene la información de las pantallas domóticas en forma de vídeo compuesto, esta señal hay que llevarla a un modulador de vídeo,externo al equipo domótico residencial, que inyecta la señalmodulada en la distribución de antena (26) de la casa. La portadoraempleada en el modulador será la correspondiente a alguno de loscanales VHF que esté libre, y este canal es el que tendrá quesintonizarse en el receptor auxiliar, para poder visualizar los distintos menús. Evidentemente, las pantallas domóticas visualizadasen el TV auxiliar (23') tendrán peor calidad que las visualizadasen el TV principal (23), ya que la calidad de la señal de vídeocompuesto es inferior a la de RGB. Además, hay que añadir un móduloreceptor de IR externo y enfrentado al detector de IR del equipodomótico residencial, y un módulo repetidor de IR (28) cerca de cada TV auxiliar, en el que se desee visualizar los menús domóticos.Estos dos módulos se comunican por radio, y son necesarios paraindicar al equipo domótico residencial la pantalla domótica que sedesea visualizar, en función de la tecla del mando a distancia(21') del TV auxiliar que se pulse. En la Figura 4 se muestra unesquema explicativo de la instalación necesaria, para que el usuario pueda visualizar los distintos menús domóticos, en cualquier TVconectado a la distribución de antena de su casa. Convieneinsistir, en que esta posibilidad es opcional, y sólo seimplementará en el caso de que el usuario lo desee. No obstante, enla arquitectura del equipo domótico residencial se incluirá la circuitería necesaria para contemplar esta posibilidad. Es decir,existirá siempre una salida de vídeo compuesto PAL, que podrá ser ono utilizada.To implement this possibility it is necessaryuse a circuit in the design that converts the RGB signal,from the OSD, to a composite video signal with the standardunderstood by the receiver used (in this case PAL). Onceyou have the information of the home automation screens in the form of video composite, this signal must be taken to a video modulator,external to residential home automation equipment, which injects the signalmodulated in the antenna distribution (26) of the house. The carrierused in the modulator will be the corresponding one of theVHF channels that are free, and this channel is the one that will have totune into the auxiliary receiver, to be able to visualize theDifferent menus Obviously, the domotic screens displayedon the auxiliary TV (23 ') they will have worse quality than those displayedon the main TV (23), since the quality of the video signalComposite is lower than RGB. In addition, a module must be addedexternal IR receiver and facing the equipment IR detectorresidential home automation, and an IR repeater module (28) neareach auxiliary TV, in which you want to display the home automation menus.These two modules communicate by radio, and are necessary forindicate to the residential home automation team the home automation screen thatyou want to display, depending on the remote control key(21 ') of the auxiliary TV that is pressed. Figure 4 shows aexplanatory scheme of the necessary installation, so that the user can display the different home automation menus, on any TVconnected to the antenna distribution of your home. It agreesinsist, that this possibility is optional, and onlywill implement in case the user wants it. However, inthe architecture of the residential home automation equipment will include thecircuitry necessary to contemplate this possibility. That is to say,there will always be a PAL composite video output, which can be ornot used

Se utiliza el circuito AD725 que es un circuitopredominantemente analógico, con control lógico digital de latemporización, que es manejada por una frecuencia externa dereferencia, cuatro veces la frecuencia de la subportadora de color (pin 4FSC del AD725). La frecuencia de referencia es de 17,734475MHz para el estándar PAL. La entrada 4FSC acepta niveles lógicosestándar TTL, y el ciclo de trabajo no es crítico aunque esconveniente emplear un flanco de reloj rápido, con objeto de evitaroscilaciones excesivas en la temporización. La señal de sincronismocompuesto generada por el OSD es llevada al pin HSYNC del circuito, mientras que el pin VSYNC es puesto a un nivel lógico alto. Lapuerta XNOR interna al dispositivo, combina estas dos entradas desincronismo, para generar una señal de sincronismo compuestonegativo.The AD725 circuit is used which is a circuitpredominantly analog, with digital logic control of thetiming, which is handled by an external frequency ofreference, four times the frequency of the color subcarrier(pin 4FSC of the AD725). The reference frequency is 17,734475MHz for the PAL standard. 4FSC input accepts logical levelsTTL standard, and the duty cycle is not critical although it isconvenient to use a fast clock flank, in order to avoidexcessive oscillations in timing. Sync signalcompound generated by the OSD is taken to the HSYNC pin of the circuit,while the VSYNC pin is set to a high logical level. TheInternal XNOR gate to the device, combine these two inputs ofsynchronism, to generate a composite sync signalnegative.

Pasando ahora al interfaz (15) para la reddomótica lonworks (16), dicho interfaz consiste en un módulo que seintegra en la placa de circuito impreso del equipo y que cuenta conlos siguientes elementos:Turning now to the interface (15) for the networklonworks home automation (16), said interface consists of a module thatintegrated into the printed circuit board of the equipment and which hasthe following elements:

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Circuito de controlde interfaz de red domóticaNeuron chip (29). El circuitoNeuron chip contiene tres microprocesadores y determinada cantidad de memoria interna, que le permiten manejar de formasimultánea varias interfaces de red y un número definido deentradas/salidas programables (para monitorización y control deseñales domóticas).Neuron chip home automation network control circuit (29). TheNeuron chip circuit contains three microprocessors and a certain amount of internal memory, which allows you to simultaneously manage several network interfaces and a defined number of programmable inputs / outputs (for home automation signal monitoring and control).

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Memoria externa. Seha seleccionado un dispositivoNeuron con capacidad paracontrolar un dispositivo de memoria externa que permita realizar una programación del mismo sin las limitaciones que presenta lamemoria interna.External memory. ANeuron device with the ability to control an external memory device that allows programming is selected without the limitations of internal memory.

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Interfaz detransductor (30) de redLonWorks, que contempla la posibilidad de dos dispositivos diferentes de capa física, de loscuales se ha seleccionado el de cable de paresRS-485.LonWorks network transducer interface (30), which contemplates the possibility of two different physical layer devices, of which the RS-485 pair cable cable has been selected.

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Interfaz con laUnidad de Control. El microprocesador (29) de redNeuron secomunica con la unidad de control (31) del equipo domótico residencial, a través de una interfaz tipo SPI (32).Interface with the Control Unit. TheNeuron network microprocessor (29) communicates with the control unit (31) of the residential home automation equipment, through an SPI-type interface (32).

El acceso a la redLonWorks se va arealizar de acuerdo a la norma RS485, y dicho acceso es gestionadomediante el circuitoNeuron, de modo que para el microprocesador principal dicha comunicación es transparente. En laFigura 5 se representa la estructura de acceso del equipo domóticoresidencial a la red domóticaLonWokrs.Access to theLonWorks network is to be carried out according to the RS485 standard, and said access is managed through theNeuron circuit, so that for the main microprocessor said communication is transparent. Figure 5 shows the access structure of residential home automation equipment to theLonWokrs home automation network.

Desde el punto de vista del microcontroladorprincipal, la interfaz de red es del tipo SPI, en la que el maestrodel bus es el microNeuron y el microcontrolador es portanto esclavo. Esta interfaz establece una comunicación serie entreel dispositivo maestro y el esclavo, y está compuesta por las siguientes señales:From the point of view of the main microcontroller, the network interface is of the SPI type, in which the bus master is the microNeuron and the microcontroller is therefore slave. This interface establishes a serial communication between the master device and the slave, and is composed of the following signals:

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CS,Chip-Select, señal de selección deldispositivo. Es activada por el maestro del bus (en este caso elNeuron chip), e indica con su bajada que comienza unaoperación. La subida de esta señal indica el final de la presente operación.CS,Chip-Select , device selection signal. It is activated by the bus master (in this case theNeuron chip ), and indicates with its descent that an operation begins. The rise of this signal indicates the end of the present operation.

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CLK, reloj de losdatos transmitidos, también esta gobernada por el maestro del bus.Como en el caso anterior, es entrada al micro de control y salidadelNeuron chip. Esta señal marca la temporización de lasoperaciones en el bus: los datos cambian con el flanco de bajada deesta señal, y están por tanto estables para ser capturados con elflanco de subida; claro está, siempre que esté activa la señalCS.CLK, clock of the transmitted data, is also governed by the bus master. As in the previous case, it is input to the control micro and output of theNeuron chip . This signal marks the timing of the operations on the bus: the data changes with the falling edge of this signal, and are therefore stable to be captured with the rising edge; Of course, as long as the CS signal is active.

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D_ENT, dato deentrada alNeuron chip, y por tanto salida del micro principal. Se utiliza para transmitir los datos desde el microprincipal a la tarjeta de red, sincronizados con el relojCLK.D_ENT, input data to theNeuron chip , and therefore output from the main micro. It is used to transmit data from the main microphone to the network card, synchronized with the CLK clock.

--
D_SAL, dato desalida delNeuron chip, y por tanto entrada del micro principal. Se utiliza para recibir los datos que envía elNeuronchip al micro principal; estos datos también vienensincronizados con el reloj CLK.D_SAL, output data of theNeuron chip , and therefore input of the main micro. It is used to receive the data sent by theNeuron chip to the main micro; This data is also synchronized with the CLK clock.

--
REQUEST, o IRQ es laseñal que utiliza el micro principal (que es esclavo en este bus)para indicar alNeuron chip que desea realizar unaoperación.REQUEST, or IRQ is the signal used by the main microphone (which is a slave on this bus) to indicate to theNeuron chip that it wishes to perform an operation.

Para el intercambio de información entre ambosmicroprocesadores, se ha definido una trama de datos estructuradaen campos. La definición de la estructura es la que se muestra enla seguidamente:For the exchange of information between the twomicroprocessors, a structured data frame has been definedin fields. The definition of the structure is the one shown inthe following:

1one

En cuanto al campoCOMANDO, se handefinido dos tipos: LOCALES, es decir, los que no implican lautilización de la red, y REMOTOS, en los que es necesario llevar acabo algún acceso a la red domótica. En laTabla 1 sepresentan todos los comandos disponibles. Las siglas TR (Terminalde Red) representan alNeuron chip.Regarding theCOMMAND field, two types have been defined: LOCAL, that is, those that do not imply the use of the network, and REMOTE, in which it is necessary to carry out some access to the home automation network.Table 1 shows all available commands. The acronym TR (Network Terminal) represents theNeuron chip .

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(Tabla pasa a páginasiguiente)(Table goes to pagenext)

TABLA 1TABLE 1Comandos disponibles entre el micro principal y elNeuronCommands available between the main microphone and theNeuron

22

El campo deID/TIPO contiene elidentificador de la variable sobre la que se realiza el comando. Elinstalador de la red suministra una tabla que contiene los ID delas variables disponibles para modificar/consultar en elNeuron, así como el significado de las mismas (equipodomótico que controlan). Las variables de red quedan definidas enel firmware delNeuron, y se conectan (conexión lógica anivel de redLonWorks) con las variables de entrada/salidadel resto de los nodos de la instalación domótica particular (estaconexión es lo que da significado a las variables, es decir, los dispositivos sobre los que actúan). En resumen, el equipo domóticoresidencial se referirá a estas variables a través del ID de 1 byteque se le asigne en suNeuron.TheID / TYPE field contains the identifier of the variable on which the command is performed. The network installer provides a table containing the IDs of the variables available to modify / consult in theNeuron , as well as the meaning of the variables (home automation equipment they control). The network variables are defined in theNeuron firmware, and are connected (logical connection at theLonWorks network level) with the input / output variables of the rest of the nodes of the particular home automation installation (this connection is what gives meaning to the variables, that is, the devices on which they act). In summary, the residential home automation team will refer to these variables through the 1-byte ID assigned to it in theirNeuron .

El campoNUM_DAT indica el número de bytesde longitud del campo DATOS.TheNUM_DAT field indicates the number of bytes in length of the DATA field.

El campoDATOS es el que contiene lainformación a transmitir (por lo general encender o apagar undispositivo). Su tamaño mínimo es de 1 byte.TheDATA field is the one that contains the information to be transmitted (usually turning on or off a device). Its minimum size is 1 byte.

En cuanto al interfaz X-10, ésteconsiste, como es sabido, en un protocolo de comunicaciones para elcontrol remoto de dispositivos eléctricos.As for the X-10 interface, this oneit consists, as is known, in a communications protocol for theremote control of electrical devices.

La tecnología X-10 de corrientesportadoras fue desarrollada entre 1976 y 1978 porPicoElectronics Ltd en Escocia, y emplea la red eléctrica como medio físico de transmisión. Para la codificación de la información seemplean pulsos de 120 KHz y de 1 ms de duración, superpuestos a laseñal alterna de 50 Hz en su paso por cero. El "1" binario serepresenta por un pulso de 120 KHz durante 1 ms en el paso porcero, y el "0" binario por la ausencia de ese pulso. Estospulsos de 1 ms de duración, se transmiten tres veces para quecoincidan con el paso por cero en las tres fases de un sistematrifásico. En la Figura 6 se muestra el diagrama temporal de estospulsos en relación con el paso por cero de la corriente alterna.Para mayor claridad, las señales se muestran tal y como se verían através de un filtro paso alto. La forma de onda de 50 Hz sólo se muestra como referencia. En realidad, las señales van superpuestascon la onda de 50 Hz.The X-10 carrier current technology was developed between 1976 and 1978 byPico Electronics Ltd in Scotland, and uses the power grid as a physical transmission medium. For the encoding of the information, pulses of 120 KHz and 1 ms duration are used, superimposed on the 50 Hz alternating signal in its zero crossing. The binary "1" is represented by a pulse of 120 KHz for 1 ms in the zero crossing, and the binary "0" due to the absence of that pulse. These pulses of 1 ms duration are transmitted three times to match the zero crossing in the three phases of a three-phase system. The temporal diagram of these pulses in relation to the zero crossing of the alternating current is shown in Figure 6. For clarity, the signals are displayed as they would be seen through a high pass filter. The 50 Hz waveform is only shown for reference. In reality, the signals are superimposed with the 50 Hz wave.

La transmisión completa de un códigoX-10 emplea once ciclos de red. Los dos primerosciclos representan elCódigo de Inicio (1110), y se envía unbit por cada paso por cero de la señal de red. Los cuatro siguientes ciclos elCódigo de Casa (letrasA-P), y los últimos cinco ciclos representan bienelCódigo Numérico (1-16) o bien elCódigode Función (encender, apagar, aumento de intensidad, etc..).Estos datos se envían en complemento a 1, es decir, un bit por cadaciclo de red, utilizando el primer paso por cero para enviar el"1" ó "0" lógico, y el segundo para complementarlo a 1.El bloque completo de once ciclos de red (Código de inicio, Códigode Casa y Código de Función o Numérico) se transmite en grupos dedos, separándolos por tres ciclos de red, excepto para funciones deregulación de intensidad, que se transmiten de forma continua (porlo menos dos veces) sin separación entre códigos. El Código deInicio se emplea para alertar a los dispositivos de que los datossiguientes son comandosX-10. Seguidamentese muestra el formato de la trama completa X-10:The complete transmission of an X-10 code uses eleven network cycles. The first two cycles represent theStart Code (1110), and one bit is sent for each zero crossing of the network signal. The next four cycles theHouse Code (letters AP), and the last five cycles represent either theNumeric Code (1-16) or theFunction Code (on, off, increased intensity, etc.). These data are sent in complement to 1, that is, one bit for each network cycle, using the first zero step to send the logical "1" or "0", and the second to complement it 1. The complete block of Eleven network cycles (Start Code, House Code and Function Code or Numeric) are transmitted in groups of two, separating them by three network cycles, except for intensity regulation functions, which are transmitted continuously (so less twice) without separation between codes. The Start Code is used to alert devices that the following data isX-10 commands. Below is the format of the full frame X-10:

33

Los módulos transmisores y receptores se conectangeneralmente empleando los enchufes convencionales de lainstalación eléctrica, constituyendo de esta forma la red domóticaX-10. La transmisión de comandos (encendido,apagado, etc. de dispositivos), siempre va precedida por laidentificación del módulo receptor a ser controlado (Código de Casay Código Numérico). El protocoloX-10 especifica un total de 256 direcciones diferentes: 16 códigos deunidad (1-16) para cada uno de los 16 códigos decasa (A-P). Seguidamente se muestran los códigosbinarios contemplados por el protocolo X-10.The transmitting and receiving modules are generally connected using the conventional plugs of the electrical installation, thus constituting theX-10 home automation network. The transmission of commands (on, off, etc. of devices), is always preceded by the identification of the receiver module to be controlled (House Code and Numeric Code). TheX-10 protocol specifies a total of 256 different addresses: 16 unit codes (1-16) for each of the 16 house codes (AP). The binary codes contemplated by the X-10 protocol are shown below.

44

De igual manera que enLonWorks, lainterfaz de red domóticaX-10 consiste en unmódulo, que ha sido desarrollado por POWERHOUSE y comercializado enEspaña porHome Systems, no obstante en este caso, se integraen la placa de circuito impreso del equipo domótico residencialcomo un módulo enchufable. El módulo empleado es el TW523, interfazbidireccional con la línea de energía. En la Figura 7 se muestra eldiagrama de bloques del módulo. Como se puede observar, el módulocuenta con una conexión a la red eléctrica que se lleva a la tomade red del propio equipo domótico residencial, y un conector RJ11,que en su aplicación típica se conecta a un móduloTWO-WAY RS232 a X-10 para su conexión al puerto RS232 de un ordenador, y así poder realizar laprogramación de comandosX-10 desde el PC.En nuestro caso, la adaptación del TW523 al diseño del equipodomótico residencial se realiza a través de un microprocesador dela familia 51, en el que se graba el código necesario para hacer la conversión de comandos X-10 a RS232 con niveles TTLy viceversa. El firmware desarrollado para el micro 51 dedicado ala interfazX-10, se encarga por una partede procesar la información recibida desde la red domótica para enviársela al micro principal, y por otra de enviar datoscodificadosX-10 al TW523 procedentes delmicro principal. La comunicación del TW523 con el micro 51 dedicadoa la interfazX-10, se realiza mediante unbus serie empleando tres hilos (RX, TX y paso por cero). A su vezel micro dedicado aX-10, se comunica con elmicro principal del equipo, mediante las UARTs de los dos micros.As inLonWorks , theX-10 home automation network interface consists of a module, which has been developed by POWERHOUSE and marketed in Spain byHome Systems , however, in this case, it is integrated into the printed circuit board of the equipment Residential home automation as a plug-in module. The module used is the TW523, bidirectional interface with the power line. The block diagram of the module is shown in Figure 7. As you can see, the module has a connection to the power grid that is taken to the network socket of the residential home automation equipment itself, and an RJ11 connector, which in its typical application connects to aTWO-WAY RS232 to X module-10 for connection to the RS232 port of a computer, and thus be able to programX-10 commands from the PC. In our case, the adaptation of the TW523 to the design of the residential home automation equipment is carried out through a microprocessor of the family 51, in which the code necessary to convert X-10 to RS232 commands with TTL levels is recorded and vice versa . The firmware developed for the micro 51 dedicated to theX-10 interface, is responsible for one part of processing the information received from the home automation network to be sent to the main micro, and for another to sendX-10 encoded data to the TW523 from the micro principal. The communication of the TW523 with the micro 51 dedicated to theX-10 interface is carried out through a serial bus using three wires (RX, TX and zero crossing). In turn, the micro dedicated toX-10 communicates with the main micro of the equipment, through the UARTs of the two microphones.

La designación de los hilos del cable telefónico,empleados en la comunicación de este módulo con el micro 51dedicado, es la siguiente (Ver Figura 7):The designation of telephone wire wires,used in the communication of this module with the micro 51dedicated, is the following (See Figure 7):

--
(34) señal de pasopor cero. Salida de referencia del módulo TW523 al micro. Es unaseñal de onda cuadrada de 50 Hz opto-acoplada. LoscódigosX-10 generados por el micro 51dedicado a esta interfaz, están sincronizados con esta señal dereferencia. Esta salida es un transistor en colector abierto y por tanto se requiere una resistencia de pull-up paragenerar los niveles lógicos correspondientes.(34) zero crossing signal. Reference output from module TW523 to the micro. It is an opto-coupled 50 Hz square wave signal. TheX-10 codes generated by the micro 51 dedicated to this interface are synchronized with this reference signal. This output is an open collector transistor and therefore a pull-up resistor is required to generate the corresponding logic levels.

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(35) común.(35) common.

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(36) señal derecepción RX. Salida opto-acoplada del módulo TW523al micro.(36) signal fromRX reception. Opto-coupled module TW523 outputto the mic.

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(37) señal detransmisión TX. Entrada del micro al módulo TW523.(37) signal fromTX transmission Microphone input to module TW523.

Aunque inicialmente se pensó que la interfazX-10, sólo enviara comandos a la reddomótica ya que la mayoría de los módulosX-10 son receptores y no transmiten ningunainformación a la red, se ha implementado la posibilidad de que elequipo domótico residencial también sea capaz de recibirinformación, contemplando así el caso de la existencia de algúnmódulo transmisor en la redX-10. Estoobliga a que el micro 51 dedicado a la interfazX-10, esté supervisando continuamente la señal derecepción del TW523, y se despierte en el momento de que estemódulo envíe el código de inicio (1110) de la tramaX- 10. Deesta forma, el equipo domótico residencial tiene información actualizada del estado en el que se encuentran los módulosX-10 de la red domótica.Although theX-10 interface was initially thought to only send commands to the home automation network since most of theX-10 modules are receivers and do not transmit any information to the network, the possibility of residential home automation equipment has been implemented Also be able to receive information, thus contemplating the case of the existence of a transmitter module in theX-10 network. This forces the micro 51 dedicated to the X-10 interface to continuously monitor the TW523 reception signal, and wake up at the time this module sends the start code (1110) of theX-10 frame. In this way, the residential home automation equipment has updated information on the state in which theX-10 modules of the home automation network are located.

El módulo receptor-emisor TW523,como ya se ha comentado, proporciona al equipo domótico residencialun medio para transmitir y recibir códigosX-10. El protocolo de transmisión desde lainterfazX-10 a la red domótica, se ajusta al diagrama de tiempos presentado en la Figura 8.The TW523 receiver-transmitter module, as already mentioned, provides the residential home automation system with a means to transmit and receiveX-10 codes. The transmission protocol from theX-10 interface to the home automation network conforms to the time diagram presented in Figure 8.

En cuanto al protocolo en recepción, la Figura 9muestra el diagrama de tiempos para la recepción del códigoX-10 correspondiente a la dirección A1. En la Figura 10 se presenta en detalle la sincronización de los datosrecibidos con la señal de paso por cero.Regarding the protocol in reception, Figure 9 shows the time diagram for receiving theX-10 code corresponding to address A1. The synchronization of the received data with the zero crossing signal is presented in detail in Figure 10.

En lo que respecta a la implementación del bloquede comunicaciones TCP/IP -Ethernet® en el diseño del equipo domóticoresidencial, se ha utilizado un módulo comercial, que por una partese comunica a través de un conector RJ-45 a lasalida Ethernet® del router ADSL del usuario, y por otra parte almicro principal mediante una conexión serie empleando la UART delmismo. Este módulo permite la carga remota tanto del software comode las pantallas del equipo, así como el intercambio de comandoscon el servidor TeleDomo.In regards to block implementationof TCP / IP communications -Ethernet® in the design of home automation equipmentresidential, a commercial module has been used, which on the one handit communicates through an RJ-45 connector to theEthernet® output of the user's ADSL router, and on the other hand tomain micro through a serial connection using the UART of thesame. This module allows remote loading of both the software andof the computer screens, as well as the exchange of commandswith the TeleDomo server.

El módulo seleccionado ha sido el Micro ServidorSerie OEM\muCoBox deLantronix. Este dispositivoproporciona una excepcional funcionalidad para usuarios conaplicaciones TCP/IP que requieren un único puerto serie con niveles TTL. El producto\muCoBox tiene un puerto serie conconector específico e interfaz TTL, soportando velocidades desde300 bps hasta 115,2 Kbps. La configuración del servidor\muCoBox se simplifica mediante comandos enviados alpuerto serie o mediante una conexión telnet. Los productosCoBox soportan una gran variedad de parámetros de conexiónserie, múltiples opciones de buffering, y opciones de control depaquetes. Estas características proporcionan al usuario del mismo,uno de los más completos conjuntos de control de líneas seriedisponibles a través del flujo de datos de la red. Además incorporauna memoriaFlash que permite actualizar su códigoinsitu.The module selected has been theLantronix OEM\ muCoBox Series Micro Server. This device provides exceptional functionality for users with TCP / IP applications that require a single serial port with TTL levels. The\ muCoBox product has a serial port with a specific connector and TTL interface, supporting speeds from 300 bps to 115.2 Kbps. The configuration of the\ muCoBox server is simplified by means of commands sent to the serial port or via a telnet connection.CoBox products support a wide variety of serial connection parameters, multiple buffering options, and packet control options. These features provide the user with one of the most complete control sets of serial lines available through the data flow of the network. It also incorporates aflash memory that allows you to update your codein situ .

Las especificaciones técnicas de estedispositivo, permiten incluir la conectividad Ethernet® al equipodomótico residencial de forma rápida y fácil, y se resumen en lossiguientes puntos:The technical specifications of thisdevice, allow to include Ethernet® connectivity to the deviceResidential home automation quickly and easily, and are summarized in thefollowing points:

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Protocolossoportados: IP (Internet Protocol), ARP (Address Resolution Protocol), UDP (User Datagram Protocol), TCP (Transmission ControlProtocol), DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), SNMP (SimpleNetwork Management Protocol) y TFTP (Trivial File TransferProtocol).ProtocolsSupported: IP (Internet Protocol), ARP (Address ResolutionProtocol), UDP (User Datagram Protocol), TCP (Transmission ControlProtocol), DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), SNMP (SimpleNetwork Management Protocol) and TFTP (Trivial File TransferProtocol)

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Compatibilidad:Ethernet® versión 2.0/IEEE 802.3.Compatibility:Ethernet® version 2.0 / IEEE 802.3.

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Interfaz de red:conector RJ45 (10Base-T).Network interface:RJ45 connector (10Base-T).

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Interfaz serie:conector 12 pines TTL RS232 (asíncrono). Velocidades de 300 bps a115.2 Kbps.Serial interface:12-pin connector TTL RS232 (asynchronous). Speeds of 300 bps at115.2 Kbps

--
Gestión: SNMP (sólolectura), Login Serie, Login Telnet.Management: SNMP (onlyreading), Login Series, Login Telnet.

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Señales de controlde módem: DTR (Data Terminal Ready), RTS (Request To Send), CTS (Clear To Send), DCD (Data CarrierDetect).Modem control signals: DTR (Data Terminal Ready ), RTS (Request To Send ), CTS (Clear To Send ), DCD (Data Carrier Detect ).

--
Control de flujo:XON/XOFF, RTS/CTS o ninguno.Flow control:XON / XOFF, RTS / CTS or none.

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Formatosserie.FormatsSerie.

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Caracteres: 7 u 8bits de datos.Characters: 7 or 8data bits

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Bits de stop: 1 ó2.Stop bits: 1 or2.

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Paridad: par, impar,ninguna.Parity: even, odd,any.

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Software delsistema: las actualizaciones pueden ser cargadas en la memoriaFlash del módulo, vía TFTP o a través del puertoserie.System software: updates can be loaded into the module'sflash memory, via TFTP or through the serial port.

--
Temperatura dealmacenamiento: -40 a 85°C.Temperature ofStorage: -40 to 85 ° C.

--
Temperatura defuncionamiento: 0 a 70°C.Temperature ofOperation: 0 to 70 ° C.

--
Circuitos delmódulo:Circuits ofmodule:

a)to)
CPU: V40 con unafrecuencia de reloj de 10 MHz.CPU: V40 with a10 MHz clock frequency.

b)b)
ControladorEthernet®: DP839xx de National Semiconductors.ControllerEthernet®: DP839xx from National Semiconductors.

c)C)
Memoria: 128 Kbytesde RAM, 128 Kbytes deFlash EPROM y 512 Bytes de NVRAME^{2}PROM para almacenar los parámetros del módulo.Memory: 128 Kbytes of RAM, 128 Kbytes ofFlash EPROM and 512 Bytes of NVRAM E2 PROM to store module parameters.

--
Requisitos dealimentación: adaptador externo 5 VDC \pm5%, 200 mA (máximo).Requirements ofPower supply: external adapter 5 VDC ± 5%, 200 mA(maximum).

--
Dimensiones físicas:altura: 4 cm (1,57''), anchura: 4,9 cm (1,929'').Physical dimensions:height: 4 cm (1.57``), width: 4.9 cm (1,929 '').

--
Leds de diagnóstico:transmisión de datos, recepción de datos y enlace.Diagnostic LEDs:data transmission, data reception and link.

Desde el punto de vista de integración en eldiseño del equipo domótico residencial, el\muCoBox seadapta perfectamente, ya que el puerto serie de 12 pines se enchufadirectamente a la placa de circuito impreso del equipo, y laposición del conector RJ45 hace que sea fácilmente accesible desdeel exterior. Por tanto, el\muCoBox, a través de suconector serie, se incluye en el diseño del equipo domóticoresidencial como un módulo enchufable.From the point of view of integration in the design of residential home automation equipment, the\ muCoBox adapts perfectly, since the 12-pin serial port is plugged directly into the printed circuit board of the equipment, and the position of the RJ45 connector makes Easily accessible from outside. Therefore, the\ uCoBox , through its serial connector, is included in the design of residential home automation equipment as a plug-in module.

En la figura 11 se ha representado el conectorserie del CoBox (38), provisto de una pluralidad de pines, que secorresponden con los siguientes conceptos y en la figura 12 se harepresentado un conector RJ45 (39) con la siguiente designación depines:Figure 11 shows the connectorCoBox series (38), provided with a plurality of pins, whichcorrespond to the following concepts and in figure 12 it hasrepresented an RJ45 connector (39) with the following designation ofpins:

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En relación con los diodos led de diagnóstico(40) que incluye el CoBox y que muestra la figura 13, la función ysignificado de cada uno de ellos es la siguiente:In relation to the diagnostic LEDs(40) which includes the CoBox and which shows figure 13, the function andMeaning of each of them is as follows:

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La configuración de los parámetros del\muCoBox (parámetros del canal serie, parámetros de red,modo de conexión, control de paquetes, etc.) se realiza por lainterfaz serie del mismo, antes de enchufarlo a la placa del equipodomótico residencial a través del puerto serie de un PC y con unprograma emulador de terminal como el Hyperterminal de Windows.The configuration of the\ muCoBox parameters (serial channel parameters, network parameters, connection mode, packet control, etc.) is done through the serial interface of the same, before plugging it into the residential home automation equipment board through from the serial port of a PC and with a terminal emulator program such as Windows Hyperterminal.

Aunque en el diseño del equipo domóticoresidencial se han conectado todas las señales de acoplamiento delpuerto serie del\muCoBox con pines de entrada/salida delmicro principal, en la comunicación con este, realizada a través dela UART, sólo se han empleado las líneas de transmisión yrecepción.Although all the coupling signals of the serial port of the\ muCoBox with input / output pins of the main microphone have been connected in the design of the residential home automation equipment, in the communication with this, made through the UART, only the transmission and reception lines.

Las operaciones de transferencia de informaciónque se llevan a cabo entre el equipo domótico residencial y elservidor Teledomo, a través del\muCoBox, son:The information transfer operations that are carried out between the residential home automation equipment and the Teledomo server, through the\ muCoBox , are:

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Configuración remotadel equipo domótico residencial (firmware y/o pantallas)Remote configurationof the residential home automation equipment (firmware and / or screens)

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Recepción decomandos para modificar variables domóticas de las redesLonworks oX-10 controladas por elequipo domótico residencial. Estos comandos por lo general serángenerados por el propio usuario, cuando se conecta remotamente conla instalación de su casa a través del servidor Teledomo.Receiving commands to modify home automation variables ofLonworks orX-10 networks controlled by residential home automation equipment. These commands will usually be generated by the user himself, when connected remotely with the installation of his home through the Teledomo server.

Emisión de comandos desde el equipo domóticoresidencial al Teledomo, para actualizar el estado de las variablesdomóticas en la base de datos del servidor.Issuing commands from home automation equipmentresidential to Teledomo, to update the status of the variablesHome automation in the server database.

Finalmente y en relación con el bloquemicrocontrolador principal (14) del equipo y tal como muestra lafigura (14), está basado en un microprocesador de la familia 51 dePhilips, denominado P89C51RD2HBA. Este micro cuenta con una memoriaFlashEPROM interna de 64 Kbytes y una memoria RAMtambiénon -chip de 1024 bytes. Además presenta lasfacilidades ISP, (In System Programming), y IAP (InApplication Programming) para programar laFlashinterna. La programación del micro se puede realizar bien con una aplicación de telecarga a través del conector telefónico serie, obien remotamente a través del bloque de comunicaciones TCP/IP.Además del microprocesador este bloque contiene:Finally and in relation to the main microcontroller block (14) of the equipment and as shown in figure (14), it is based on a microprocessor of thePhilips family 51, called P89C51RD2HBA. This micro has an internalFlashEPROM memory of 64 Kbytes and anon-chip RAM of 1024 bytes. It also presents the ISP, (In System Programming ), and IAP (In Application Programming ) facilities for programming the internalFlash . Micro programming can be done either with a download application through the serial telephone connector, or remotely through the TCP / IP communication block. In addition to the microprocessor this block contains:

--
Un circuito (41)supervisor de microprocesador conwatchdog, MAX6317. Estecircuito genera una señal de reset al conectar la alimentación delsistema, y permite la generación de un reset manual.A circuit (41) microprocessor supervisor withwatchdog , MAX6317. This circuit generates a reset signal when the system power is turned on, and allows the generation of a manual reset.

--
Un circuito (42) deinterfaz RS232, ST232BD, para la telecarga del software y suescritura en laFlash interna, a través del conectortelefónico serie RJ11.An RS232 interface circuit (42), ST232BD, for software downloading and writing to the internalFlash , via the RJ11 serial telephone connector.

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Una memoriaFlash (43) de 1 Mbit, AT45D011, que se utiliza para almacenar las pantallas de información que se muestran utilizando elOSD. Puesto que cada pantalla ocupa un máximo de 2050 bytes, estamemoria permite almacenar hasta 64 pantallas distintas. Debido aque en la aplicación, la velocidad de acceso a la memoria no es unarestricción, la comunicación se realiza empleando una interfazserie SPI, con objeto de liberar puertos en el microcontrolador principal.AFlash memory (43) of 1 Mbit, AT45D011, which is used to store the information screens that are displayed using the OSD. Since each screen occupies a maximum of 2050 bytes, this memory allows you to store up to 64 different screens. Because in the application, the speed of access to memory is not a restriction, the communication is carried out using a SPI serial interface, in order to free ports in the main microcontroller.

Por otra parte, conviene recordar que el módulomicroprocesador se conecta con el resto de los bloques del sistema,empleando las siguientes interfaces:On the other hand, it should be remembered that the modulemicroprocessor connects to the rest of the system blocks,using the following interfaces:

--
Con el bloque (15)de red domóticaLonworks, se comunica por una interfaz SPI yuna señal de interrupción IRQ. Esta señal es generada por el microprincipal cuando es éste el que desea comunicarse con elNeuronChip.With theLonworks home automation network block (15), it communicates via an SPI interface and an IRQ interrupt signal. This signal is generated by the main microphone when it is he who wishes to communicate with theNeuron Chip .

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Con el bloque (17)de red domóticaX-10, se comunica por la UARTy dos señales de control, una de salida para indicar al microdedicado de que existe un comandoX-10 paraenviar, y una de entrada controlada por el micro dedicado aX-10 cuando la red devuelve un mensajeindicando la acción llevada a cabo.With the block (17) of home automation networkX-10 , the UART and two control signals are communicated, one output to indicate to the dedicated micro that there is anX-10 command to send, and one input controlled by the Micro dedicated toX-10 when the network returns a message indicating the action taken.

--
Con el bloque (19)de recepción de mensajes enviados por el mando a distancia de IR,se comunica mediante una interfaz serie empleando la UART del microprincipal.With the block (19)of receiving messages sent by the IR remote control,communicates through a serial interface using the micro UARTprincipal.

--
Con el bloque (22)de inserción de caracteres en el receptor de TV (OSD), se comunicamediante una interfaz SPI.With the block (22)of insertion of characters in the TV receiver (OSD), communicatesthrough an SPI interface.

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Con el bloque (24)de comunicaciones TCP/IP (\muCobox), se comunica medianteuna interfaz serie empleando también la UART del microprincipal.The block (24) of TCP / IP(\ muCobox) communications, communicates via a serial interface also using the UART of the main micro.

Como se puede apreciar la UART del microprincipal es utilizada para comunicarse con distintos bloques delequipo, para lo cual se ha utilizado un multiplexor analógico doblede cuatro canales, con sus dos entradas de control manejadas por elmicro principal. En función de los valores de estas entradas, laUART del micro principal se conectará con:How can you see the UART of the micromain is used to communicate with different blocks of theequipment, for which a dual analog multiplexer has been usedfour-channel, with its two control inputs managed by themain micro. Depending on the values of these entries, theUART of the main mic will connect with:

"00": UART del micro dedicado aX-10."00": UART of the micro dedicated toX-10

"01": puerto serie del módulo TCP/IP(\muCobox)."01": serial port of the TCP / IP module (\ muCobox ).

"10": UART del micro dedicado a ladecodificación de mensajes del mando a distancia RC5."10": UART of the micro dedicated to theMessage decoding of the RC5 remote control.

"11": puerto serie de telecarga delequipo."11": serial download port of theteam.

Claims (7)

Translated fromSpanish
1. Equipo domótico residencial, que teniendo comofinalidad permitir al usuario del mismo actuar, a través de unconjunto de menús, sobre los dispositivos montados en la reddomótica a la que se conecta el equipo, secaracteriza porque está constituido a partir de dos bloques de interfaz, uno conuna red domótica lonworks y otro con una red domóticaX-10, otros dos bloques de interfaz de usuario, unode entrada y otro de salida, un microcontrolador principal y unbloque de comunicaciones e interfaz Ethernet®.1. Residential home automation equipment, whose purpose is to allow the user to act, through a set of menus, on the devices mounted on the home automation network to which the equipment is connected, ischaracterized in that it is constituted from two interface blocks, one with a lonworks home automation network and another with an X-10 home automation network, two other user interface blocks, one input and one output, a main microcontroller and a communications block and Ethernet® interface.2. Equipo domótico residencial, segúnreivindicación 1ª,caracterizado porque para los bloques deinterfaz de usuario se utilizan un televisor convencional y uncontrol remoto por infrarrojos o similar.2. Residential home automation equipment, according to claim 1,characterized in that a conventional television and an infrared remote control or similar are used for the user interface blocks.3. Equipo domótico residencial, segúnreivindicaciones 1ª y 2ª,caracterizado porque tienecapacidad de telecargar la información de la interfaz de usuario(pantalla) para ajustarse a las instalaciones de los usuarios, enlocal o a través de un centro de gestión, conectándose con protocolos TCP/IP.3. Residential home automation equipment, according to claims 1 and 2,characterized in that it has the ability to download the information from the user interface (screen) to adjust to the users' facilities, either locally or through a management center, connecting with protocols TCP / IP4. Equipo domótico residencial, segúnreivindicaciones 1ª y 2ª,caracterizado porque utiliza trestipos de capa física en las redes domóticas: RS485, FTT10 y líneaeléctrica.4. Residential home automation equipment, according to claims 1 and 2,characterized in that it uses three types of physical layer in home automation networks: RS485, FTT10 and power line.5. Equipo domótico residencial, segúnreivindicaciones 1ª y 2ª,caracterizado porque el softwarefuncional es telecargable desde un PC a través de un interfaz serieRS-232, o bien en remoto a través de una interfazEthernet®.5. Residential home automation equipment, according to claims 1 and 2,characterized in that the functional software is downloadable from a PC through an RS-232 serial interface, or remotely via an Ethernet® interface.6. Equipo domótico residencial, segúnreivindicaciones 1ª y 2ª,caracterizado porque proporcionauna salida adicional para manejar la interfaz de usuario en untelevisor auxiliar.6. Residential home automation equipment, according to claims 1 and 2,characterized in that it provides an additional output for operating the user interface on an auxiliary television.7. Equipo domótico residencial, segúnreivindicaciones 1ª y 2ª,caracterizado porque estárelacionado con un centro de gestión remoto a través de unainterfaz Ethernet® con protocolos TCP/IP, de la que es capaz derecibir comandos y a la que es capaz de enviar información delestado de los componentes de las redes domóticas.7. Residential home automation equipment, according to claims 1 and 2,characterized in that it is related to a remote management center through an Ethernet® interface with TCP / IP protocols, from which it is capable of receiving commands and to which it is capable of sending Information on the status of the components of home automation networks.
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