O documento apresenta um resumo sobre casas inteligentes, discutindo seus conceitos e arquiteturas, além de protocolos como X-10, Lontalk, Wi-Fi, Li-Fi, Bluetooth, Zigbee e Z-Wave. Também aborda aplicações como iluminação, segurança e monitoramento de energia, bem como plataformas de Samsung, Apple, Nest e assistentes virtuais.

1. RA 009677 - Rafael Pereira de Sousa
CASA INTELIGENTE

2. AGENDA
● Conceito
● Arquitetura
● X – 10
● Lontalk
● Wi-Fi
● Li-Fi
● Bluetooth
● Zigbee
● Z-Wave
● Aplicações
● Conclusão
● Pergunta
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3. Conceito
O termo casa inteligente é utilizado para definir uma residência que contém
aparelhos capazes de se comunicar entre si, e que podem ser operados
remotamente por um sistema de controle. (Martins e Meneguzzi)
O conceito de Smart-Home se divide em dois componentes: a integração entre a
casa com um ambiente inteligente e inter-relações entre o ambiente e
usuário. (Ghaffarianhoseini)
Domótica resulta da junção da palavra latina Domus que significa “casa” e
Robótica que significa “controle automatizado de algo”.
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4. Arquitetura
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● ABA - Arquitetura Baseada em Automação, conhecida como domótica
estática, trata a automação de residências a partir de dispositivos
ajustados e configurados pelos seus usuários.
● ABC – Automação Baseada em Comportamento - também conhecida
como domótica inteligente, onde os sistemas de automação devem se
adaptar e aprender com os usuários. Para cada atuador da casa
existe um banco de dados de aquisição de comportamento, o qual
é alimentado com eventos e os respectivos dados dos sensores
vinculados.

5. X - 10
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Protocolo de comunicação para automação de casas que permite o controle
remoto de dispositivos e aparelhos domésticos, nascido na década de 70 e
disponível até os dias atuais.
O X-10 utiliza a rede elétrica comum da casa para transmitir comandos de
ligar e desligar os aparelhos, através de uma técnica conhecida como
Power Line Carrier (PLC).
Vantagens: Custo baixo, protocolo aberto, grande variedade de dispositivos.
Desvantagens: Não possui outros meios físicos, tais como par-trançado,
cabo coaxial, infravermelho e fibra ótica; muito suscetível a interferências,
baixa velocidade 50bps.

6. X - 10
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7. Lontalk
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Criado na década de 90 para uso com dispositivos na automação de várias
funções prediais como iluminação, ar condicionado e climatização. Utilizado
até os dias atuais com uma variedade de dispositivos.
Funciona sobre rede elétrica, cabo de par trançado ou coaxial, fibras óticas
e rádio freqüência.
Vantagens: velocidade de até 1.25Mbps, permite integração com rede
TCP/IP e interoperabilidade entre os dispositivos.
Desvantagens: protocolo proprietário, com acesso apenas para membros
do The LonMark Consortium. Microcontrolador de comunicação dedicado
Neuron® Chips.

8. Wi-Fi - 802.11
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802.11ac ou Wi-Fi 5 - opera na frequência 5Ghz, com velocidades de até
1.300 Mbps. Apesar da alta velocidade o consumo de energia é um problema
para dispositivos que dependem de bateria.
802.11ax ou Wi-Fi 6 - opera nas frequências 2.4Ghz e 5Ghz, com
velocidades previstas de 14 Gbps na teoria e de 10 Gbps na prática.
Target Wake Time: avisa quando o dispositivo deve receber a transmissão e
quando deve ficar em repouso
MU-MIMO - (Multi-User
Multiple Input Multiple
Output): AC apenas
download, AX upload e
download

9. Li-Fi - 802.15.7
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Li-Fi - "Light Fidelity" refere-se a sistemas
de comunicação com luz visível que
empregam luz LEDs para transmitir
comunicações em alta velocidade.
Velocidade: 1Gbps, bidirecional e suporta
roaming users and multiple users por
access point.
Segurança: localizado, privacidade ( só
funciona onde há luz) não propaga e não
causa interferência eletromagnética

10. LTE Wi-Fi Li-Fi
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11. Bluetooth - 802.15.1
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BLE - Bluetooth Low Energy nas versões 4 e superiores.
Frequência: 2.4Ghz, Velocidades de até: 24 Mbps (v.4) e 50 Mbps(v.5), não
suporta rede mesh.
Distância: 1 a 100 metros dependendo da classe, criptografia: AES 128

12. ZigBee - 802.15.4
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802.15.4 é um padrão que especifica a camada física e efetua o
controle de acesso para redes sem fio pessoais de baixas taxas de
transmissão. É a base para as especificação ZigBee.
Frequencia: 2.4Ghz, Velocidade: 250 Kbps, criptografia: AES 128
Ultra-low power, low-data rate, multi-year battery life
Range: 20m, up to 65540 nodes

13. Z-Wave - ITU G.9959
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O Z-Wave é um protocolo de comunicação sem fio usado principalmente
para automação residencial
Utiliza tecnologia de comunicações RF de baixa potência que suporta redes
mesh sem a necessidade de um nó coordenador
Frequencia: sub-1GHz, Velocidade: 100 Kbps.
Range: 100 m, 232 devices, criptografia: AES 128

14. Aplicações
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● Ambiente: iluminação, ar-condicionado, aquecimento, abertura /
fechamento de portas, janelas, cortinas, robôs de limpeza;
● Entretenimento: imagens e sons entre dispositivos diferentes, uso de
comando de voz;
● Segurança: monitoramento por câmeras;
● Utilidades: consumo e monitoramento de energia, água, gás com
alertas e economia.

15. Aplicações - Samsung
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SmartThings Cloud: um único e poderoso hub baseado em nuvem que pode se
conectar e controlar produtos e serviços habilitados para IoT em um ponto unificado
de contato

16. Aplicações - Apple
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A Apple TV e o iPad podem ser utilizados como um hub para dispositivos
compatíveis com a tecnologia Apple HomeKit.

17. Aplicações - Assistentes
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● Controle de casas inteligentes por comando de
voz.
● Avisos sobre problemas no trânsito – defina um
destino e o assistente irá informá-lo sobre
quaisquer problemas de trânsito em sua rota.
● Verificação de calendário – ambos permitem que
se definam alarmes, temporizadores e listas de
compras.
● Música – ambos permitem que você se conecte a
um serviço streaming de música, como o Google
Play Music ou Spotify. Você pode simplesmente
dizer “tocar Elvis” e eles farão isso por você
Google Home
Amazon Echo

18. Aplicações - Nest
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- Sensor de temperatura inteligente
● possui a capacidade de aprender as
preferências do usuário em determinados
horários
● economiza energia quando a casa está vazia
● se adapta às mudanças de clima, pois está
sempre aprendendo através dos sensores de
temperatura e das configurações realizadas.
● pode ser controlado remotamente, ou
conversa com outros dispositivos como
monitor de atividades, computador de bordo
de automóveis ou outros dispositivos
parceiros Nest.

19. Conclusão
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Diversas tecnologias surgiram e evoluíram desde a década de 70, os
protocolos, as velocidades, as distâncias e os custos mudaram
proporcionando um aumento no número de possibilidades para criação de
soluções para casas inteligentes utilizando dispositivos, atuadores e
sensores conectados não somente a um concentrador, mas a internet.
Na internet outras tecnologias se juntam, como por exemplo, cloud,
inteligência artificial, machine learning, big data e outros, para trabalhar os
dados coletados transformando em informações que ajudam a melhorar a
vida das pessoas.

20. Perguntas
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Dúvidas?

21. Pergunta
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Baseado no artigo: A review of connectivity challenges in IoT-smart
home, faça um comparativo entre as tecnologias Wi-Fi, Bluetooth e
Zigbee.
DS. S. I. Samuel, "A review of connectivity challenges in IoT-smart
home," 2016 3rd MEC International Conference on Big Data and
Smart City (ICBDSC), Muscat, 2016, pp. 1-4.
DOI: 10.1109/ICBDSC.2016.7460395
Publisher: IEEE
Disponível em:
https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/7460395

22. Referências
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● DS. S. I. Samuel, "A review of connectivity challenges in IoT-smart home," 2016 3rd
MEC International Conference on Big Data and Smart City (ICBDSC), Muscat, 2016,
pp. 1-4.
● Robles, Rosslin & Kim, Tai-hoon. (2010). Applications, Systems and Methods in Smart
Home Technology: A Review. 15.
● Min Li, Wenbin Gu, Wei Chen, Yeshen He, Yannian Wu, Yiying Zhang, Smart Home:
Architecture, Technologies and Systems, Procedia Computer Science, Volume 131,
2018,Pages 393-400, ISSN 1877-0509.
● Sumathi Balakrishnan, Hemalata Vasudavan, and Raja Kumar Murugesan. 2018.
Smart Home Technologies: A Preliminary Review. In Proceedings of the 6th
International Conference on Information Technology: IoT and Smart City (ICIT 2018).
ACM, New York, NY, USA, 120-127. DOI: https://doi.org/10.1145/3301551.3301575
● Lins, V., Moura, W. Domótica: Automação Residencial, Disponível em :
<http://www.unibratec.edu.br/tecnologus/wp-content/uploads/2010/12/lins_moura.pdf>
Acessado em 06/06/2019
● Bernardino, João Pedro & De Oliveira, Marcos & Gonçalves, Enyo & Maia, Marcio.
(2016). Uma Abordagem com Sistemas Multiagentes para Controle Autônomo de
Casas Inteligentes.