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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE SANTO DOMINGO (UASD) Facultad de Ciencias. Escuela de Informática. Introducción al procesamiento de Datos - INF 1010 - 16 Asignatura

Santiago Guillermo Ventura. Profesor

La Domótica. Tema

Los Programadores. Equipo.

Uno en lo que elige ser. Lema.

Kimberly Chantal Luna De la Rosa. Daly Enmanuel Mejía Martínez. Heidy Adón Vargas. Estudiantes.

100442923 100495185 100171483 Matrículas.

Índice Introducción......................................................................3 Historia de la Domótica....................................................4 ¿Qué es la Domótica y para qué sirve?............................5 ¿Cómo funciona la Domótica?.................................................6 ¿Qué es el Internet de las cosas?...................................7 Aplicaciones de la Domótica.................................................7 Ventajas de la Domótica.....................................................7 Desventajas de la Domótica...............................................8 Protocolos..................................................................8 Topologías.................................................................10 Aplicaciones...................................................................11 Casas Inteligentes...................................................12 Edificios Inteligentes.....................................................13 ¿Qué son los sistemas de gestión de edificios?......14 Empresas de domótica en auge..............................15 Conclusiones.........................................................18 Bibliografías.........................................................18

Introducción: La finalidad de este trabajo es dar a conocer a las personas lo que es la domótica, que, además de ser totalmente novedoso e interesante y futurista, es actual y se muestra como una alternativa de soluciones para muchas familias. El objetivo en el cual nos enfocamos es que las personas puedan enriquecerse de conocimiento acerca de la automatización de las viviendas. Es ya inevitable el no darse cuenta del increíble adelanto de las computadoras tanto en el hogar, oficinas y negocios, cada día es más fascinante ver las facilidades que nos ofrece y el pequeño trabajo que hay que realizar para obtener grandes beneficios. Con tales grandes adelantos la arquitectura no se pudo quedar atrás y ha adoptado estos adelantos a las edificaciones con tal de lograr una mayor eficiencia en los procesos, se han adoptada desde los sistemas de trasporte vertical hasta en la propia seguridad del edifico. Con solo mirar a nuestro alrededor vemos que la tecnología se ha integrado a nuestra vida cotidiana, desde simples aparatos en el hogar.

Historia de la Domótica La Domótica se inicia a comienzos de la década del ´70 cuando aparecieron los primeros dispositivos de automatización en edificios, a base de prueba piloto. Pero fue en la década del ´80 cuando los sistemas integrados se utilizaron a nivel comercial, para luego desarrollarse en el aspecto doméstico de las casas urbanas. Allí en cuando la domótica consigue integrar dos sistemas (el eléctrico y el electrónico) en pos de la comunicación integral de los dispositivos del hogar. El desarrollo de la tecnología informática permite la expansión del sistema, sobre todo en países de vanguardia como Estados Unidos, Alemania y Japón. Acorde a los cambios, el auge de la informática hogareña permite incorporar en los edificios el Sistema de Cableado Estructurado (SCE) que facilita la conexión de terminales y redes. Así, estos edificios reciben el nombre de ¨inteligentes¨, por su automatismo al servicio del propietario. El boom de estos rascacielos de oficinas comerciales fue de gran impacto. La domótica permite lograr una eficiencia inédita para el servicio de dispositivos. El primer programa que utilizo la domótica fue el Save. Creado en Estados Unidos en 1984, permite lograr eficiencia y bajo consumo de energía en los sistemas de control de edificios inteligentes. Estas instalaciones regían bajo el sistema X-10, protocolo de comunicaciones que opera a través del accionar de un control remoto. Desarrollado en 1976 por Pico Electronics (Escocia), sigue siendo la tecnología más utilizada dentro de la domótica. Al transmitir datos por líneas de baja tensión, la relación costobeneficio sigue siendo la mejor opción en el rubro. Implantada desde hace más de treinta años, la domótica ha progresado a gran escala desde que se desarrollaron las redes informáticas de comunicación, ya sea por sistemas cableados o vías Wi-Fi. El avance tecnológico vino a suplir las falencias de los comienzos, ya que permite integrar de manera eficiente todos los dispositivos tecnológicos de una casa. Con el fin de la década del ´80 las tecnologías de un comienzo, destinadas a fines comerciales, comienzan a llegar a los hogares. Irrumpe la era de la TIC (la tecnología de informática y comunicaciones), que posibilita entender una forma más realista de comprender la instalación domótica en casa. En la actualidad hay una oferta consolidada entorno a los servicios de domótica. Nuevos protocolos permiten un desarrollo que en un principio era impensado.

Sistemas de desarrollo 2.0 cómo el ZigBee permite conformar un protocolo inalámbrico de comunicación domótica. Al requerir una baja tasa de envío de datos, es en la actualidad uno de los protocolos más requeridos para las casas ¨inteligentes¨, ya sea en sensores de movimiento, detectores de humo y otras funciones de seguridad en el hogar. Con la domótica aplicada a la automatización hogareña se mejora en seguridad, confort y ahorro energético, aspectos muy observados por los poseedores de estos sistemas. La llegada de internet a gran velocidad provocó un giro favorable para su desarrollo. En los últimos años el mercado de ofertas se ha extendido, permitido encontrar diversas variantes de equipos domésticos de integración domótica, como en el caso del EIB, que en un conductor eléctrico que ayuda a optimizar los distintos sistemas de seguridad y funcionalidad que componen una casa.

¿Qué es la Domótica y para qué sirve? Cuando se habla de domótica, en líneas generales el término se refiere a las plataformas que incluyen creación de controles automatizados para los hogares, en por ello que a la domótica también se le conoce como sistemas de casas inteligentes. La Domótica permite la comunicación entre el usuario y un sistema de objetos conectados que conforman una vivienda. Los objetos conectados son cualquier tipo de dispositivo con conexión a internet. Esto es posible gracias al Internet de las cosas (IoT por sus siglas en inglés). Un sistema domótico recopila la información procedente de esos objetos conectados, la procesa y emite órdenes que automatizan determinadas acciones establecidas por el usuario. Domótica y wifi van de la mano, ya que este hace posible el control domótico de los objetos mediante la intercomunicación y el traspaso de información entre todos los dispositivos que conforman la central domótica de un hogar. Para ello, la domótica incluye elementos de hardware y de software, que dan lugar al

posible desarrollo de plataformas personalizadas, en decir que pueden ser construidas de acuerdo a diversos aspectos, incluyendo las necesidades puntuales de los usuarios que van a utilizar el sistema. Lo cierto es que la domótica posee grandes ventajas, ya que, al tratarse de un conjunto de tecnologías aplicadas al control y la automatización inteligente de la vivienda, permite entre otras cosas lograr un real ahorro energético, mejorar el acceso a elementos por parte de personas con discapacidades, incluye la posibilidad de aportar un sistema de seguridad con vigilancia automática y demás. Tengamos en cuenta que a través de la domótica se optimiza la gestión de dispositivos, con lo cual cualquier actividad que necesitemos realizar, ya sea de nuestro trabajo o de entretenimiento, puede ser desarrollada con total comodidad y acceso inmediato. No es de extrañar entonces que con los años, cada vez más se incluya la domótica durante el diseño y construcción de las viviendas, ya que en definitiva lo ideal en poder disponer de un sistema que ya esté integrado a la edificación, lo cual hace que esta plataforma sea más barata de instalar y de mantener, y si bien este tipo de sistemas de automatización pueden ser agregados a casas ya existentes, lo cierto en que el costo en este caso en superior.

¿Cómo funciona la domótica? La domótica incorpora las nuevas tecnologías al equipamiento de viviendas y edificios de forma que el usuario puede controlar de manera centralizada todos los aparatos que conforman las instalaciones. Dichos aparatos llevan incorporados sensores que permiten recabar información y comunicarse con la central domótica a través de una red de comunicación. El sistema domótico se

puede gestionar de forma centralizada a través de un panel de control que permite al usuario la supervisión de su hogar inteligente tanto de manera presencial como de forma remota mediante dispositivos.

¿Qué en el Internet de las cosas? IoT en un sistema de objetos que recogen datos en tiempo real a través de sensores que les permite procesar y transmitir esa información tanto al servidor como a otros dispositivos. El Internet de las cosas colabora con la domótica a la hora de integrar estos objetos conectados en una herramienta con la que se puede automatizar determinadas acciones. Esa interconexión de objetos mediante la tecnología IoT favorece la construcción de un hogar inteligente gestionado de forma mediante cualquier dispositivo que reciba esa información procedente de un objeto conectado y pueda procesar una respuesta.

Aplicaciones de la Domótica Las distintas aplicaciones de la domótica tienen como fin la mejora de la calidad de vida de los usuarios y se pueden agrupar en diferentes categorías: ● Eficiencia energética: el control domótico de una vivienda permite monitorizar y optimizar el consumo energético global mediante una gestión eficiente. ● Confort: la posibilidad de controlar diferentes tareas del hogar de forma remota e incluso programarlas de forma automática mediante la central domótica hacen más cómoda la estancia. ● Seguridad: los sensores de los distintos objetos conectados al sistema domótico permiten la supervisión del hogar a distancia y la programación de respuestas ante posibles intromisiones en el sistema de seguridad. ● Accesibilidad: la domótica busca hacer posible que cualquier persona, independientemente de su grado de capacidad, pueda hacer uso de los elementos del hogar. ● Comunicación: es la base de todo sistema domótico, ya que permite la conexión entre el usuario y los diferentes dispositivos conectados y posibilita el control a distancia de la vivienda domótica.

Ventajas de la domótica 

Ahorro de energía: El control domótico de la iluminación y climatización controla la gestión del 70% del consumo energético. Al ir a dormir se automatiza el apagado de luces y persianas y el cambio a la temperatura de referencia para la noche.

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Seguridad: Se Puede ver todo lo que pasa desde cualquier lugar a través de cámaras y simular presencia con el encendido y apagado de luces a distancia.

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Comunicación. Es necesario establecer una correcta comunicación entre personas y vivienda. Con todos estos elementos la vivienda puede interactuar con las personas mediante los elementos domóticos de la instalación, mensajes de texto, correos electrónicos y llamadas de voz. Comodidad. Se facilitan mucho las tareas a realizar en nuestros hogares, y puedes hacer muchas acciones cómodamente desde una pantalla. Tele asistencia. El sistema consta de un conjunto de sensores que monitoriza los hábitos de vida del usuario como por ejemplo, el tiempo que permanece en la cama, baño, toma de medicamentos. Los parámetros obtenidos por esos sensores configuran un perfil que se almacena en un servidor central supervisado por profesionales socio sanitarios las 24 horas del día.

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Desventajas de la domótica 

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Costo inicial. El precio de la instalación domótica es aún muy elevado. La inversión inicial que se debe hacer es muy importante, pues hay que cablear todo el hogar. Mantenimiento. En el caso de que se produzca algún tipo de avería, el arreglo de la misma puede ser complejo y costoso. Además de esto, es posible que se bloquee una parte importante del sistema y más funciones queden anuladas. Por lo tanto, el coste de cualquier tipo de avería puede llegar a ser muy elevado. Velocidad de transmisión de datos. Dependiendo de la cantidad de sistemas que se tengan conectados, al transferir una gran cantidad de datos, la red puede congestionarse y disminuir la velocidad de transmisión, provocando la ralentización de las funciones. Conexión en anillo. Cuando la información se conecta en forma de anillo, se puede producir cierto retraso que también dependerá del número de puntos que estén conectados a la red, lo que da poca fiabilidad al sistema. Teniendo en cuenta los pros y contras, se puede llegar a la conclusión que son más los beneficios que los inconvenientes de utilizar un sistema domótico en la vivienda.

PROTOCOLOS Existe un número de protocolos a seguir dependiendo de la actividad que se lleve a cabo:

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InBus: es un protocolo de comunicación que permite la comunicación entre distintos módulos electrónicos, no solo con funciones para la domótica, sino de cualquier tipo. X10: Protocolo de comunicaciones para el control remoto de dispositivos eléctricos, hace uso de los enchufes eléctricos, sin necesidad de nuevo cableado. Puede funcionar correctamente para la mayoría de los usuarios domésticos. Es de código abierto y el más difundido. Poco fiable frente a ruidos eléctricos. KNX/EIB: Bus de Instalación Europeo con más de 20 años y más de 100 fabricantes de productos compatibles entre sí. ZigBee: Protocolo estándar, recogido en el IEEE 802.15.4, de comunicaciones inalámbrico. OSGi: Open Services Gateway Initiative. Especificaciones abiertas de software que permita diseñar plataformas compatibles que puedan proporcionar múltiples servicios. Ha sido pensada para su compatibilidad con Jini o UPnP. LonWorks Protocolo abierto estándar ISO 14908-3 para el control distribuido de edificios, viviendas, industria y transporte. Universal Plug and Play (UPnP): Arquitectura software abierta y distribuida que permite el intercambio de información y datos a los dispositivos conectados a una red. Modbus: Protocolo abierto que permite la comunicación a través de RS485 (Modbus RTU) o a través de Ethernet (Modbus TCP). Es el protocolo libre que lleva más años en el mercado y que dispone de un mayor número de fabricantes de dispositivos, lejos de desactualizarse, los fabricantes siguen lanzando al mercado dispositivos con este protocolo continuamente. BUSing: es una tecnología de domótica distribuida, donde cada uno de los dispositivos conectados tiene autonomía propia, es “útil” por sí mismo. INSTEON: Protocolo de comunicación con topología de malla de banda doble a través de corriente portadora y radio frecuencia. BACnet: Protocolo perteneciente a la comunicación de los datos cuyo objetivo es realizar la comunicación entre los distintos dispositivos electrónicos que se encuentran en una gran mayoría de edificios modernos. Fue diseñado por ASHRAE y en la actualidad es un estándar de la ANSI e ISO.

Topologías. Al hablar de topología hacemos referencia a un mapa físico o un esquema lógico de una red donde su principal objetivo es el intercambio de datos, así también al hablar de una red definimos a un conjunto de nodos interconectados, según la disposición de estos nodos de interconexión existen topologías tipo árbol, anillo, estrella, bus, etc….

Tipos de Topologías.

Sistemas Centralizados: Son aquellos sistemas donde cada uno de los elementos que están instalados en un domicilio se comunica con el sistema principal de control de forma directa, mediante una línea principal. Topología de un Sistema Centralizado Tienen varias ventajas, las que son de menor costo del sistema ya que solamente utiliza un solo controlador para su comunicación, pero también existe una desventaja grande ya que al mantener una sola línea para cada componente todas estas pasan por el único elemento de control, por lo cual si el sistema llega a fallar, todo el sistema colapsa. Sistemas Descentralizados: En este sistema se define un bus de comunicación único para toda la instalación, aquí el controlador actúa como un elemento más de instalación, es decir que el Topología de un Sistema controlador interactúa directamente Descentralizado con los dispositivos. Una de las ventajas de este tipo de topología es los elementos que se encuentran instalados en un domicilio se conecta directamente al bus de datos, por lo que al fallar cualquiera de ellos solamente afecta su funcionamiento mientras que los demás siguen cumpliendo su función. En un caso que el bus de datos se interrumpe por algún aspecto ya sea físico

o daño en los microsistemas este quedaría inoperativo, quedando así el hogar expuesto a riesgos grandes. Sistemas Distribuidos: Estos sistemas constan de varios controladores, que están encargados de administrar varias Topología de Sistemas Distribuidos zonas o cumplir con diferentes funciones que actúan como "unidades centralizadas localmente", al mismo tiempo que se interconectan con el resto de unidades de control de las otras zonas, adquiriendo así un control globalizado de todos los componentes instalados. La ventaja principal de este sistema es común con el de los sistemas descentralizados, con la única diferencia de que al fallar la unidad de control no inutiliza el sistema, solamente afecta a la función que está cumpliendo dicha zona. Al mismo tiempo evita que durante un fallo en el único bus de datos deje el sistema inactivo; al momento de interrumpirse una línea de comunicación de las unidades de control, estas actúan de forma independiente, minorando la eficacia del sistema pero sin dejarlo obsoleto.

Aplicaciones Usando un tipo de comunicación ZigBee, el cual es un protocolo de consumo bajo de energía y de muy poco alcance, puede ser usado en varias aplicaciones que se requieren dentro de un domicilio tales como:  Control de escenas luminosas.  Control de los sistemas de seguridad.  Activación de sensores residenciales.  Control de los accesos principales.  Ahorro de energía.  Interfaz con sistemas de seguridad.  Temperatura del ambiente interno.  Control de escapes de gas. Concretamente en el caso de la iluminación al poder comunicarse entre los diversos sistemas, necesita poder comunicarse con los demás subsistemas para así lograr un sistema con una mayor eficacia dando así niveles muy amplios de comodidad y seguridad.

La comunicación entre el computador y el hardware externo requerido para el control de la lámpara se realiza con base en el protocolo ZigBee, implementado mediante los módulos ya explicados, manteniendo la misma configuración en estrella.

Control de Iluminación con ZigBee

Casa inteligentes Las casas inteligentes son aquellos hogares en los que funciona un sistema centralizado que nos permite de manera remota controlar diferentes áreas operativas de la vivienda, tales como la iluminación, las puertas, el uso de electrodomésticos, la temperatura y demás. Pueden ser controlados de forma remota a través de un botón, y precisamente esta tecnología ha sido desarrollada con el fin de poder ofrecerle al usuario comodidad y eficiencia para mejorar notablemente su estilo de vida. Las casas inteligentes buscan también el objetivo de permitirnos ahorrar dinero de forma notable, ya que en un hogar al utilizar sensores para diversas tareas Un valor agregado de las casas inteligentes es que son ideales para las personas que padecen alguna discapacidad física, mejorando notablemente la calidad de vida, ya que resuelve la realización de tareas cotidianas que muchas veces representan un obstáculo para las personas que no disponen de una movilidad adecuada.

Edificios Inteligentes Al igual que sucede con las casas inteligentes, los edificios inteligentes son aquellos que poseen un sistema de automatización que permite controlar diversos aspectos de forma remota o configurada previamente, para lo cual dispone de un sistema de control central. En la estructura que compone el sistema de control central, suelen utilizarse redes de computadoras que permiten monitorear los datos y acceder a la información necesaria para asignar las tareas que el edificio inteligente debe llevar a cabo de forma automática. En la actualidad, los sistemas de automatización suelen aplicarse en edificios grandes donde tienen sedes empresas, ya que las mismas requieren de un control eficiente y mayor de determinadas áreas y funciones, ya que en definitiva las plataformas de automatización pueden ser aplicadas en estos casos para controlar muchos y diversos sistemas diferentes dentro del edificio.

Por lo general, los sistemas de automatización en edificios para volverlos inteligentes suelen estar operados a través de un conjunto de computadoras, las cuales deben estar equipadas con un software para dicho fin, a través del cual es posible configurar los parámetros del control central del edificio inteligente. De esta forma, las luces se apagarán y se encenderán a determinas horas, lo mismo que las computadoras y otros equipamientos, la temperatura se ajustará dentro de los parámetros de un rango establecido, se producirá la apertura de puertas momentos antes de que se inicie la jornada laboral y demás.

Como es claramente predecible, el uso de sistemas de automatización dentro de un edificio permite obtener una serie de importantes ventajas. Claro está que mejora la seguridad, la eficacia, la comodidad de quienes habitan el lugar y un notable ahorro de gastos, gracias al uso inteligente de los servicios como es el caso de la energía eléctrica. Pero además, es notable que en los edificios automatizados el mantenimiento tradicional de la estructura edilicia se reduce, ya que los sistemas de domótica aplicados hacer que se prolongue la vida útil de los muebles, los equipos, la iluminación, al mismo tiempo que ayuda a evitar la presencia de humedad y la aparición de moho. Asimismo, el sistema puede notificar cada vez que el edificio necesita ser reparado o revisado en alguna de sus áreas.

¿Qué son los sistemas de gestión de edificios? Conocidos como BMS, (Building Management System), que en su traducción en español se conoce como Sistema de Gestión de Edificios, consiste en programas que son utilizados para monitorear y controlar el funcionamiento de un edificio inteligente.

Es precisamente a través de este software que el edificio se vuelve inteligente, y lo cierto es que dependerá de la complejidad de los programas informáticos el nivel de automatización que posea el edificio. En este sentido, debemos tener en cuenta que existen plataformas simples para el control de la temperatura, la ventilación y la iluminación, o bien sistemas simples que se abocan sólo a ámbito de todo lo relacionado a la seguridad del edificio.

También existen BMS más avanzados, los cuales incluyen una amplia gama de componentes que brindan la posibilidad de ejercer un mayor control sobre otros aspectos, tales como el uso eficaz de la energía eléctrica, telecomunicaciones, notificaciones sobre mantenimientos estructurales del edificio, e incluso el seguimiento de datos operativos.

Empresas de domótica en auge En la actualidad existen varias empresas en todo el mundo que brindan servicios de domótica, tanto para hogares como para espacios laborales y empresariales, que ofrecen la posibilidad de convertir una casa o un edificio en una estructura inteligente, estas empresas disponen para sus clientes de equipos de profesionales en el ámbito, quienes son los encargados de dar el asesoramiento necesario para la instalación y posterior mantenimiento de los sistemas de domótica. Entre las empresas de domótica en auge por estos días: Loxone: Originaria de Austria, pero actualmente brindando sus servicios en gran parte de los países europeas, esta empresa es la creadora del sistema de casa inteligente con base en el Miniserver, el cual se trata de un dispositivo que permite controlar los distintos espacios de la casa, incluyendo la iluminación, la temperatura, puertas y portones, alarmas, sistemas de riego y demás.

Creston Electronics: Se trata quizás de la empresa de domótica más antigua, ya que fue fundada hace aproximadamente 40 años y expandió su presencia en todo el mundo, incluso en América Latina. Una de las cuestiones por las cuales en muchos casos esta compañía se diferencia del resto reside quizás en el hecho que cuenta en varias partes del mundo con centros de experiencia en los cuales los interesados en los sistemas de domótica pueden probar la plataforma, y de esta manera tener un acercamiento real con los productos que ofrece la empresa.

Terasaki: Si hablamos de empresas antiguas, esta seguramente se lleva el premio mayor, ya que fue fundada en 1923 en la ciudad de Osaka, Japón. Sin embargo, a lo largo de las décadas no logró expandirse a todo el mundo, sólo a algunos países europeos. Es la empresa líder en el segmento de fabricación de productos modulares para circuitos eléctricos de baja tensión.

Innótica: Nacida en Venezuela, se trata de una de las empresas de domótica líder en América Latina en lo que respecta a la capacitación en torno a estos sistemas, por lo que brinda asesoramiento y formación sobre ello. La empresa se inició hace ya varios años con la creación del dispositivo Innowear, que permite medir el ritmo cardíaco.

Dentro de América Latina, además de Innótica podemos mencionar a Solidmation, empresa argentina que desarrolla hardware y software de domótica, Life2Better, que ofrece software de domótica llave en mano para empresas, y TrendHouse, cuyos servicios incluyen el diseño de soluciones específica a pedido, implementación e integración de sistemas de automatización.

Conclusiones: La Domótica en la actualidad es una tecnología que está al alcance de todos los hogares y avanza a pasos gigantescos, va de la mano con el uso del internet, así como con cualquier dispositivo móvil el cual es utilizado como unidad de control haciendo que las tareas diarias sean más rápidas y versátiles de realizarlas, sin embargo, se debe tener en cuenta que tiene un punto desfavorable en la salud de las personas aumentando el sedentarismo. Con el paso de los años la domótica nos ayuda a resolver problemáticas tales como la inseguridad, cuando los dueños de un departamento, habitación, edificio o casa se ausentan basta con usar su dispositivo de control y en tiempo real monitorear sus bienes, encender las luces, controlar fugas, climatizar el ambiente antes de llegar a casa, en fin, encontrarse tranquilos disfrutando de un paseo o simplemente confiados de que sus posesiones están seguras mientras realizamos nuestras labores diarias, al aplicar la domótica a un hogar se realiza un inversión a largo plazo ya que los equipos utilizados son de alta calidad y confiabilidad ahorrando el costo significativo de un personal privado de seguridad, en este caso es el propietario del inmueble es el que lo controla todo con solo un click, los sensores también pueden receptar señales anormales y enviar notificaciones en caso de emergencia y, al existir una respuesta o monitoreo inmediato por el controlador fácilmente contactarse con una alerta con la agencia policial, cuerpo de bomberos o equipo de socorro dependiendo la anomalía, todas estas situaciones mencionadas pueden ser reconfiguradas las veces que se requieran y dependiendo del tipo de familia o forma de vida que esta lleve, esto hace que la domótica sea adapte a cualquier espacio haciéndola una tecnología cada día más necesaria.

Bibliografías: http://www.cedom.es/sobre-domotica/que-es-domotica https://es.wikipedia.org/wiki/Dom%C3%B3tica