Modelo de interconectividad ZigBee & Wi-Fi para el control de un sistema inteligente de iluminación tipo LED usando IoT
Introducción: La iluminación inteligente utilizando el Internet de las cosas (IoT, Internet of Things) y diferentes mecanismos de interconexión es un campo de investigación que cada día toma relevancia a nivel mundial. Objetivo: El artículo presenta un modelo de iluminación LED inteligente utilizand...
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Romero-Acero, Alvaro
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Introducción: La iluminación inteligente utilizando el Internet de las cosas (IoT, Internet of Things) y diferentes mecanismos de interconexión es un campo de investigación que cada día toma relevancia a nivel mundial. Objetivo: El artículo presenta un modelo de iluminación LED inteligente utilizando el IoT y dos mecanismos de interconectividad: ZigBee & Wi-Fi. Metodología: El modelo utiliza LEDs (diodo emisor de luz), LED RGB, monitoreo y control de las variables de intensidad luminosa, mediciones de variables ambientales por sensores, y actuadores acoplados a los dispositivos de control. El modelo permite interconectar redes inalámbricas con servicio móvil celular basado en los protocolos ZigBee (IEEE 802.15.4) y Wi-Fi (802.11a / g), rigiéndose además por la norma ANSI / ISA 100.11.a. Resultados: El modelo admite el acceso a dispositivos remotos, con gran escalabilidad y cobertura, como una puerta de enlace (gateway) para la interconexión de redes LAN con redes WAN. Lo anterior faculta una serie de aplicaciones a través de dispositivos electrónicos como teléfonos inteligentes, tabletas, computadores y paneles táctiles, distribuidos físicamente en la planta física. Conclusiones: El modelo de iluminación inteligente presentado en este artículo, ha sido ampliamente aplicado en diferentes proyectos de construcción civil, tanto pública como privada. Ha servido como un referente que permite ofrecer ventajas tales el ahorro de energía y la automatización de los hogares y oficinas (domótica). |
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Spada, “Assessing the lighting systems flexibility for reducing and managing the power peaks in smart grids,” Appl Energy, vol. 268, pp. 1–16, Jun. 2020. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.114924 X-D. Lai, M-Y. Dai & R. Rameezdeen, “Energy saving based lighting system optimization and smart control solutions for rail transportation: Evidence from China,” RINENG, vol. 5, pp. 1 –12, Mar. 2020. https://doi.org/10.1016/j.rineng.2020.100096 H. Jiang, B. Liu & C. Chen, “Performance analysis for ZigBee under WiFi interference in smart home,” presented at IEEE Int Conf Commun, ICC, PAR, FR, 21-25 May. 2017. https://doi.org/10.1109/ICC.2017.7997161 ONU, Aceleración de la adopción mundial de la iluminación energéticamente eficiente. PA, FR: PNUMA/FMAM/U4E, 2016. Recuperado de https://united4efficiency.org/wp-content/uploads/2017/04/Lighting-Policy-Guide-Spanish-20180201.pdf F. J. Martínez & E. Velasco, Eficiencia energética en edificios: certificación y auditorías energéticas. 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Leelajindakrairerk, “Analysis of harmonics in indoor Lighting System with LED and fluorescent luminaire,” presented at IEEE 3rd International Future Energy Electronics Conference and ECCE Asia, ECCE Asia, Khh, Tw, Cn, 3-7 Jun. 2017. https://doi.org/10.1109/IFEEC.2017.7992380 H. Toshi, H. Hisanori, K. Tsuyoshi & S. Hisashi, “Industrial Wireless Standardization - Scope and Implementation of ISA SP100 Standard,” presented at SICE Annual Conference 2011, SICE, Tyo, Jp, pp. 2059–2064, Abr. 2013. P. Bosch, T. De Schepper, E. Zeljković, J. Famaey & S. Latré, “Orchestration of heterogeneous wireless networks: State of the art and remaining challenges,” Comput Commun, vol. 149, pp. 62–77, Jan. 2020. https://doi.org/10.1016/j.comcom.2019.10.008 W. Diewald, “Nuevas posibilidades de iluminación con LED,” Téc Ind. Esp Elec Elect, vol. 15, no. 10, pp. 42–44, Oct. 2004. Available: https://www.tecnicaindustrial.es/wp-content/uploads/Numeros/15/10/a10.pdf A. Romero, A. Marín, A. Quiceno & J. Jiménez , “Integration in wireless sensor networks (WSN) IEEE 802.15.4–802.11 for industrial automation,” II Int Cong Eng Mechatron Autom, CIIMA, BO, CO, 23-25 Oct. 2013. https://doi.org/10.1109/CIIMA.2013.6682778 S. Sadowski & P. Spachos , “Wireless technologies for smart agricultural monitoring using internet of things devices with energy harvesting capabilities,” Comput Electron Agric, vol. 172, pp. 1–12, May. 2020. https://doi.org/10.1016/j.compag.2020.105338 A. Romero, A. Marín & J. A. Jiménez, “SCADA system for detection of explosive atmospheres in underground coal mines through wireless sensor network,” IEEE Lat Am Trans, vol. 12, no. 8, pp. 1398–1403, Dec. 2014. https://doi.org/10.1109/TLA.2014.7014506 G. A. C. Gouvea, E. L. Santos, A. C. K. Ferrari & H. T. S. 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El modelo permite interconectar redes inalámbricas con servicio móvil celular basado en los protocolos ZigBee (IEEE 802.15.4) y Wi-Fi (802.11a / g), rigiéndose además por la norma ANSI / ISA 100.11.a. Resultados: El modelo admite el acceso a dispositivos remotos, con gran escalabilidad y cobertura, como una puerta de enlace (gateway) para la interconexión de redes LAN con redes WAN. Lo anterior faculta una serie de aplicaciones a través de dispositivos electrónicos como teléfonos inteligentes, tabletas, computadores y paneles táctiles, distribuidos físicamente en la planta física. Conclusiones: El modelo de iluminación inteligente presentado en este artículo, ha sido ampliamente aplicado en diferentes proyectos de construcción civil, tanto pública como privada. Ha servido como un referente que permite ofrecer ventajas tales el ahorro de energía y la automatización de los hogares y oficinas (domótica).Introduction: Intelligent lighting using the Internet of Things (IoT) and different interconnection mechanisms is a field of research that is becoming increasingly relevant worldwide. Objective: The article presents an intelligent LED lighting model using the IoT and two interconnectivity mechanisms: ZigBee & Wi-Fi.   Method: The model uses LEDs (light emitting diode), RGB LEDs, monitoring and control of light intensity variables, measurements of environmental variables by sensors, and actuators coupled to the control devices. The model allows wireless networks to be interconnected with cellular mobile service based on the ZigBee (IEEE 802.15.4) and Wi-Fi (802.11a / g) protocols, and complies with the ANSI / ISA 100.11.a standard. Results:  The model supports access to remote devices, with great scalability and coverage, such as a gateway for the interconnection of LAN networks with WAN networks. This enables a series of applications through electronic devices such as smartphones, tablets, computers and touch panels, distributed in the physical plant. Conclusions: The intelligent lighting model presented in this article has been widely applied in different civil construction projects, both public and private. It has served as a benchmark that allows to offer advantages such as energy saving and automation of homes and offices (domotics).application/pdftext/htmlapplication/xmlspaUniversidad de la CostaINGE CUC - 2021http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0info:eu-repo/semantics/openAccessEsta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0.http://purl.org/coar/access_right/c_abf2https://revistascientificas.cuc.edu.co/ingecuc/article/view/3292ZigBeeWi-Fiwireless sensor networksIoTIndustry 4.0intelligent lighting systemprotocolo ZigBeeredes Wi-Firedes de sensores remotosinternet de las cosasindustria 4.0sistemas de iluminación inteligenteiluminación inteligenteModelo de interconectividad ZigBee & Wi-Fi para el control de un sistema inteligente de iluminación tipo LED usando IoTZigBee & Wi-Fi interconnectivity model for controlling an intelligent LED lighting system using IoTArtículo de revistahttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501http://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1Textinfo:eu-repo/semantics/articleJournal articlehttp://purl.org/redcol/resource_type/ARTinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Inge Cuc L. Altoé, J. M. Costa, D. Oliveira, F. J. Rey, A. H. Ferrarez & L. Viana, “Políticas públicas de incentivo à eficiência energética,” Estud av São Paulo, vol. 31, no. 89 , pp. 285–297, 2017. https://doi.org/10.1590/s0103-40142017.31890022 J. Díaz, “Eficiencia energética: análisis del sistema de iluminación artificial del edificio de la Facultad de arquitectura, arte y diseño de la Universidad Autónoma del Caribe,” Art Dño, vol. 14, no. 1, pp. 36–47, 2019. Available: http://ojs.uac.edu.co/index.php/arte-diseno/article/view/2033G. Pinto, “Uso racional de la energía a partir del diseño de aplicaciones sostenibles en el edificio eléctrica II de la Universidad Industrial de Santander,” tesis magistral, dpto ing elect, UIS, BO, CO, 2013. M. Beccali, L. Bellia, F. Fragliasso, M. Bonomolo, G. Zizzo & G. Spada, “Assessing the lighting systems flexibility for reducing and managing the power peaks in smart grids,” Appl Energy, vol. 268, pp. 1–16, Jun. 2020. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.114924 X-D. Lai, M-Y. Dai & R. Rameezdeen, “Energy saving based lighting system optimization and smart control solutions for rail transportation: Evidence from China,” RINENG, vol. 5, pp. 1 –12, Mar. 2020. https://doi.org/10.1016/j.rineng.2020.100096 H. Jiang, B. Liu & C. Chen, “Performance analysis for ZigBee under WiFi interference in smart home,” presented at IEEE Int Conf Commun, ICC, PAR, FR, 21-25 May. 2017. https://doi.org/10.1109/ICC.2017.7997161 ONU, Aceleración de la adopción mundial de la iluminación energéticamente eficiente. PA, FR: PNUMA/FMAM/U4E, 2016. Recuperado de https://united4efficiency.org/wp-content/uploads/2017/04/Lighting-Policy-Guide-Spanish-20180201.pdf F. J. Martínez & E. Velasco, Eficiencia energética en edificios: certificación y auditorías energéticas. ES: Editorial Paraninfo, 2006. J. M. Rey, A. Rey, E. Velasco, J. F. San José & F. J. Rey, “Propuesta de la certificación energética, mediante simulación dinámica, como herramienta de gestión energética ISO 50001 Versus auditoria energética en edificios,” presentada al III Congreso Iberoamericano Energía Ambiente y Tecnología , CIEEMAT, Brg, PT, pp. 1–8, 12-15 jul. 2017. Disponible en http://uvadoc.uva.es/handle/10324/25500 M. Kokken, Control inteligente para una iluminación eficiente Schreder, BE: Owlet Eds, 2013. A. Serrano-Tierz, A. Martínez, O. Guardddon & J. L. Santaloya, “Análisis de ahorro energético en iluminación LED industrial: Un estudio de caso,” DYNA, vol. 82, no. 191, pp. 231–239, 2015. https://doi.org/10.15446/dyna.v82n191.45442 S. Bunjongjit, A. Ngaopitakkul & M. Leelajindakrairerk, “Analysis of harmonics in indoor Lighting System with LED and fluorescent luminaire,” presented at IEEE 3rd International Future Energy Electronics Conference and ECCE Asia, ECCE Asia, Khh, Tw, Cn, 3-7 Jun. 2017. https://doi.org/10.1109/IFEEC.2017.7992380 H. Toshi, H. Hisanori, K. Tsuyoshi & S. Hisashi, “Industrial Wireless Standardization - Scope and Implementation of ISA SP100 Standard,” presented at SICE Annual Conference 2011, SICE, Tyo, Jp, pp. 2059–2064, Abr. 2013. P. Bosch, T. De Schepper, E. Zeljković, J. Famaey & S. Latré, “Orchestration of heterogeneous wireless networks: State of the art and remaining challenges,” Comput Commun, vol. 149, pp. 62–77, Jan. 2020. https://doi.org/10.1016/j.comcom.2019.10.008 W. Diewald, “Nuevas posibilidades de iluminación con LED,” Téc Ind. Esp Elec Elect, vol. 15, no. 10, pp. 42–44, Oct. 2004. Available: https://www.tecnicaindustrial.es/wp-content/uploads/Numeros/15/10/a10.pdf A. Romero, A. Marín, A. Quiceno & J. 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