Región de Murcia
Fundación Séneca
FSE

Control Inteligente y Eficiente de Edificios basados en la Fusión de Información Multisensorial

Nace en Murcia en 1985. En 2006 obtiene el título de ingeniera técnica de Telecomunicaciones, en la especialidad de Telemática, por la Universidad Politécnica de Cartagena, obteniendo el premio extraordinario fin de carrera 2007/08. En 2009 obtiene el título de ingeniera de Telecomunicaciones en la misma universidad. A continuación cursa el máster en Tecnologías de la Información y Comunicaciones en el curso 2009/10 en la UPCT. Durante los años 2007/08 realizó una beca de especialización con cargo a proyecto en la UPCT. En el periodo 2008/09 realizó una beca de especialización de 2º ciclo para titulados superiores en el Instituto de Biomecánica de Valencia, donde realizó el proyecto fin de carrera de la Ingeniería. En 2009 cursó una beca asociada a actividades de I+D+I en la UPCT. Y en el 2010 fue contratada en la Universidad de Murcia para colaborar en tareas dentro de un proyecto de investigación. En el año 2011 obtiene una beca de la Fundación Séneca para realizar la tesis doctoral en la Universidad de Murcia, donde participa en actividades docentes en los años 2011 y 2012. Paralelamente, está asociada actualmente a la colaboración en diversos proyectos de investigación, nacionales y europeos. Posee comunicaciones en congresos nacionales e internacionales, así como publicaciones científicas de carácter internacional. Domina la lengua inglesa.

Resumen de tesis

El gran impacto ocasionado por los conceptos de Internet de las cosas (IoT) y Web3.0, está posibilitando el desarrollo de conceptos sobre aplicaciones y servicios web dirigidos a conseguir una mayor integración y accesibilidad, relacionados con conceptos como los de “en cualquier instante”, “en cualquier lugar” y “en cualquier paradigma de cosas que puedan interconectarse”.
El Internet del presente apuesta por la interacción con los servicios, con otros usuarios y con el entorno. Las redes de sensores inalámbricas (WSN) han sido reconocidas como un importante bloque de este concepto de “Internet Working”.
Los dispositivos móviles inteligentes de altas velocidades, las redes de acceso de largo alcance (como WiMax), los sensores embebidos en el ambiente y la era semántica promovida por la Web3.0, permiten pensar en el diseño y puesta en marcha de una plataforma de gestión de infraestructuras inteligentes en la que objetos y personas están íntimamente conectados entre sí.
El término de edificio inteligente hace referencia a un sistema en el que se aplica el conocimiento para mejorar la calidad de la estancia, facilitando un flexible, confortable, saludable y eficiente entorno.
En este trabajo se presenta el diseño de una plataforma de gestión de infraestructuras inteligentes basadas en la fusión de información proporcionada por distintas fuentes (sensores), de los usuarios del mismo, así como del ambiente de aplicación, basado en tecnologías orientadas a Internet de las cosas (IoT) y a técnicas de fusión multisensorial.

Área de conocimiento

Ciencia de la Computación e Inteligencia Artificial

Grupo de investigación

Sistemas Inteligentes y Telemática
Director: Miguel Ángel Zamora Izquierdo
Codirector: Antonio F. Skarmeta

Programa de doctorado

Doctorado en Informática.

Período de Actividad

01/01/2011 - 31/12/2014

Estado de tesis

Defendida

Principales indicadores de producción científico/tecnológicos

  1. M. Moreno, M. Zamora, C. Pinana-Diaz, R. Toledo, and A. Skarmeta, “Distributed multi-sensor multi-target tracking with a low-cost wireless sensor network: An application to intruder detection,” 6th Workshop on Sensor Data Fusion: Trends, Solutions, Applications, Oct., 6-7, Berlin, 2011.
  2. M. Moreno, M. Zamora, and J. Santa, “An indoor localization mechanism based on rfid and ir data in ambient intelligent
    environments,” 6th IEEE IMIS Conference, 2012.
  3. M. Moreno, M. Zamora, J. Santa, A. Jara, M. Valdés and A. Skarmeta, "Efficient Energy Management in Smart Buildings
    to Ensure Residents Comfort," IEEE Intelligent Systems, 2012. (Assessing)
  4. M. Moreno, C. Pinana-Diaz, R. Toledo, M. Zamora and A. Skarmeta, "Multi-Sensor Multi-Target Tracking for Infrastructure Protection," Workshop on Innovation in Border Control 2012. (Assessing)
  5. M. Moreno, M. Zamora and A. Skarmeta, "A Low-cost Localization System for Indoor Pervasive Services in Intelligent Buildings," IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics, 2012. (Assessing)

Resultados mas destacados de la tesis doctoral

Diseño e implementación de un mecanismo de asociación y fusión multisensorial para realizar el seguimiento de un intruso (tracking).


Diseño e implementación de un sistema de localización para interiores basado en la fusión de datos RFID e Infrarrojos.
Diseño e implementación de un sistema Inteligente para el control energético de un edificio basado en diferentes niveles de comfort.


Diseño de un sistema Inteligente para el control energético de un edificio con capacidad de adaptación al entorno y aprendizaje según la interacción de los usuarios.

Estancias anteriores

Estancia en la Universidad de Coimbra (Portugal), en el departamento de Engenharia Informática, Faculdade de Ciências e Tecnologia,  durante las siguientes fechas: desde 10/09/2012 hasta 21/09/2012

Desarrollo y evaluación de nuevas técnicas de localización en espacios de interior

Resumen actividad a desarrollar

Los objetivos del periodo de estancia en el Centro de Investigación de Sistemas de Comunicación de la Universidad de Surrey son, por un lado, el intercambio de conocimiento y trabajo en colaboración, y por otro, la posibilidad de hacer uso de las instalaciones del Campus Inteligente que dicha universidad posee para el testeo y validación experimental de los sistemas desarrollados bajo el marco del trabajo en colaboración.
La principal idea es extender el trabajo de investigación realizado hasta la fecha en esta tesis doctoral, en el área de la localización y en espacios de interior pertenecientes a diferentes edificios de referencia, mientras se resuelven aspectos técnicos dirigidos a una mayor reducción del coste del despliegue de las diferentes soluciones tecnológicas contempladas, y mientras que se mantiene un grado suficiente de precisión en los datos de localización proporcionados.
Las principales actividades propuestas a realizar como parte del trabajo durante la estancia investigadora son:
1. Uso de diferentes despliegues de tags RFID de referencia. Ciertas zonas del edificio presentan diferentes niveles de instrumentación, así como diferentes necesidades en términos de localización (por ejemplo, en las áreas de entrada existirá un mayor control de presencia, mientras que en pasillos y ciertas habitaciones contarán con un menor despliegue de sensores).
2. El uso de pares de etiquetas como etiquetas de referencia. Se explorará la localización colaborativa utilizando la información proporcionada por etiquetas RFID pares complementando las existentes etiquetas RFID de referencia.
3. Se analizará la viabilidad de utilizar otros tipos de sensores disponibles en el entorno, tales como teléfonos inteligentes que los usuarios llevan con ellos, para fusionar dicha información con la proporcionada por otros tipos de sensores utilizados para resolver el problema de la localización.
El principal fin a conseguir en esta colaboración es el desarrollo y evaluación de nuevas técnicas de estimación que permitan explotar lo recogido en los puntos 2 y 3 para mejorar la precisión obtenida en los datos de localización en áreas con un bajo despliegue tecnológico de un edificio (punto 1).

En qué medida favorece la estancia tu línea de investigación en el desarrollo de tu tesis doctoral

El trabajo de investigación financiado por el Programa Séneca 2010 con título “Arquitectura para la gestión cooperativa de sensores y actuadores en entornos distribuidos basada en Internet de las Cosas” que dio comienzo en 2011, está basado en el diseño y desarrollo de un Sistema de Control Energético para Edificios Inteligentes. Este sistema de control cuenta con una plataforma de automatización que recoge información en tiempo real desde una gran variedad de sensores (iluminación, temperatura, humedad, RFID, etc.) y utiliza técnicas basadas en el comportamiento para determinar las apropiadas acciones de control que han de llevarse a cabo (control de electrodomésticos, iluminación, etc.), proporcionando a los ocupantes servicios de confort personalizados (atendiendo a sus preferencias, actividades o necesidades) y que aseguran la eficiencia energética del edificio. En el presente trabajo se ha propuesto una solución de bajo coste económico y no intrusiva para resolver el problema de la localización en espacios de interior, centrada en satisfacer los requerimientos, en términos de precisión en los datos de localización de los individuos, para ofrecer servicios de confort individualizados, tales como la climatización e iluminación, donde además es necesario asegurar en todo momento el ahorro energético, de forma tal que el edificio sea eficientemente energético. A pesar de que el sistema de localización propuesto presenta resultados satisfactorios dadas las características de nuestro problema, existe un aspecto relevante a tener en cuenta a la hora de definir su despliegue. Este aspecto tiene que ver con el compromiso entre el coste de despliegue (y el económico asociado) y los requerimientos en cuanto a datos de localización. Hay que tener en cuenta que el número de dispositivos a instalar según nuestro sistema de localización es considerable en aquellos casos en los que se necesita bastante precisión en los datos de localización proporcionados. En esta línea, durante la estancia investigadora se colaborará con un grupo de trabajo actualmente centrado en resolver el problema de la localización en interiores utilizando otras vías tecnológicas (tales como teléfonos móviles, puntos de acceso WiFi, etc. ), de esta forma podrá llevarse a cabo la evaluación de posibles fusiones de información provenientes de distintas fuentes de datos que permitan reducir el coste de despliegue/número de dispositivos que componen el sistema de localización.

Año de programa

2012

Actualmente investigas en la línea

- Determinación de la dirección en el movimiento de usuarios equipados con smart phone. Utilizando para ello los sensores disponibles en dichos teléfonos, tales como el acelerómetro o giroscopio.

- Determinación de la proximidad (cara a cara) entre usuarios equipados con tarjetas RFID.

- Estudio de técnicas de fusión de datos multisensoriales enfocadas a resolver el problema de la localización.

País

REINO UNIDO

Nombre del Centro

Universidad de Surrey

Departamento del Centro

Centro de Investigación de Sistemas de Comunicación de la Universidad de Surrey

Defínelo en una frase

Centro de investigación con múltiples y heterogéneas líneas de investigación y trabajo

Dinos por qué elegistes este centro

1. Por disponer de un amplio equipo de investigadores trabajando en similares líneas de investigación, existiendo claros nexos de colaboración con mi propuesta de tesis doctoral.

2. Por su amplio despliegue en infraestructuras basadas en los últimos avances en Tecnologías de la Información y Comunicaciones (TIC) y redes de sensores (Internet de las cosas).

3. Por contar con sistemas robustos sobre los que realizar tareas de testeo y evaluación, los cuales además ofrecen flexibilidad en sus capacidades de integración de diferentes fuentes de datos /mecanismos de procesado de datos.

¿Cómo beneficiará al grupo de investigación de origen las técnicas y conocimientos adquiridos durante la estancia?

Los beneficios de las tareas de colaboración llevadas a cabo son los derivados del propio progreso en tareas de investigación y producción científica alcanzado para el trabajo de tesis objeto de la beca FPI.

 Por otra parte, el establecimiento de nuevas relaciones, tanto de trabajo como personales, con el personal investigador del centro receptor, ha dado lugar al inicio de nuevas líneas de trabajo en relación también con las líneas de trabajo e investigación ya establecidas, haciendo éstas expandirse en un sentido multi-disciplinar.

¿Los conocimientos adquiridos podrán originar una nueva línea de investigación?

Sí, de hecho ya se ha iniciado como consecuencia del trabajo de investigación realizado dentro del grupo de investigación foráneo. En concreto, esta línea está enfocada en la explotación de los recursos proporcionados por los comerciales teléfonos inteligentes (smart phones) para la resolución del problema de localización en espacios de interior. Hasta ahora dichos teléfonos proporcionaban información sobre localización haciendo uso principalmente de un GPS integrado  en el mismo, o resolviendo el problema haciendo uso de información sobre redes celulares. En cambio ahora, la mayoría de nuevos teléfonos inteligentes cuentan con una gran variedad de recursos aplicables a la resolución del problema de localización, como por ejemplo: sensores inerciales, sensores magnéticos, acelerómetros, transceivers para tecnologías como Bluetooth y WLAN. Esto representa una gran oportunidad para el desarrollo de nuevos sistemas de localización de usuarios, sobre todo, en espacios de interior, donde las tradicionales soluciones ofrecidas por GPS y WLAN han demostrado un pobre comportamiento en cuento a la precisión de los datos de localización proporcionados. En este sentido, cualquier usuario portando un teléfono inteligente, es capaz de disponer información acerca de su localización en cualquier momento, al mismo tiempo que esto representa una gran oportunidad para el despliegue de nuevos y más personalizados servicios orientados al usuario, los cuales pueden beneficiarse igualmente de esta información de localización e identificación de usuarios en tiempo real.

Mantiene el grupo de acogida y de origen una relación investigadora estable?¿Crees que en caso de no existir se establecerá?

Existen actualmente relaciones de trabajo como participantes ambos grupos en varios proyectos de investigación (Programa Marie Curie, Proyecto Europeos, etc.). Con la estancia investigadora vigente dichas relaciones de trabajo se han consolidado y están encaminadas hacia la persecución de intereses comunes, para los cuales se hace latente la colaboración en materia de investigación y desarrollo por ambas partes.

Háblanos de tu ciudad, aquello que desees resaltar de ella, que te ha llamado más la atención, lo esencial

Lo más resaltable:

Una rica vida social entre la comunidad universitaria, la cual se traduce en la ejecución de múltiples proyectos tanto educativos, de trabajo, de investigación y sociales.

Análisis del consumo energético en edificios y su modelado para eficiencia energética

Resumen actividad a desarrollar

Como continuación de la línea de trabajo de la tesis doctoral de la presente alumna, el objetivo de esta estancia investigadora es la de explotar la metodología propuesta por parte de la alumna para el diseño de sistemas de gestión de edificios para eficiencia energética. El centro receptor de esta estancia cuenta con numerosos edificios totalmente monitorizados y en los que se están llevando a cabo actualmente medidas de control que consigan el ahorro energético en los mismos. En uno de estos edificios, concretamente en el edificio de una empresa farmacéutica, la cual trabaja en colaboración con HES-SO, la doctoranda centró los análisis y experimentación.

Los análisis consisten en evaluar cuál es el impacto que tiene en el consumo energético de dicho edificio cada uno de los parámetros identificados como relevantes  y que deben ser considerados durante la propuesta de sistemas de gestión para ahorro energético, siguiendo el enfoque de solución propuesta por parte de la doctoranda en su tesis doctoral.Estos parámetros son: condiciones medioambientales, equipos electrónicos conectados a la red, ocupación del edificio, comportamiento de los ocupantes, e información sobre el consumo y generación de energía (si existe).

El objetivo de estos análisis es la de modelar el consumo en dicho edificio considerando como entradas aquellos parámetros identificados como relevantes por su impacto en el consumo energético del edificio.Una vez diseñado el modelo del edificio, es posible predecir cómo evolucionará el consumo energético del edificio atendiendo a la predicción de las entradas del modelo. De esta forma, somos capaces de anticiparnos a picos altos de consumo, por ejemplo, y proponer acciones de control y estrategias de ahorro que minimicen aquellos cambios bruscos e incrementales en el consumo energético del edificio.

En qué medida favorece la estancia tu línea de investigación en el desarrollo de tu tesis doctoral

Durante el desarrollo de la presente estancia investigadora, la tesis doctoral ya se encontraba en un punto muy avanzado, y en el que la evaluación y validación de todas las propuestas recogidas durante el trabajo de investigación realizado debían extenderse a más edificios de los considerados hasta la fecha. En este sentido, esta colaboración ha permitido la realización de dicha evaluación y validación, la cual aporta más robustez a la contribución hecha en el trabajo de tesis.

Año de programa

2013

Actualmente investigas en la línea

Durante la estancia me encuentro investigando en el tema del consumo energético de edificios para la propuesta de soluciones que aseguren la eficiencia energética de estos.

Fecha de Inicio

01/02/2014

Fecha de Fin

30/04/2014

País

SUIZA

Nombre del Centro

Instituto de Sistemas de Información de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Suiza (HES-SO)

Departamento del Centro

Sistema de Información

Defínelo en una frase

Centro de innovación y desarrollo

Dinos por qué elegistes este centro

Actualmente, el Instituto de Sistemas de Información de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Suiza (HES-SO) se encuentra involucrado en numeros proyectos nacionales con empresas importantes de Suiza, interesadas todas ellas en reducir el consumo de energía asociados a sus edificios. En este centro existe un robusto grupo multicisplinar de expertos en la materia, la cual está estrechamente relacionada con el tema de mi tesis doctoral.

¿Cómo beneficiará al grupo de investigación de origen las técnicas y conocimientos adquiridos durante la estancia?

A través de múltiples colaboraciones, las cuales ya se han iniciado. En Murcia ya existe background en el área de trabajo de la monitorización y control de edificios para eficiencia energética, y en Suiza existen numerosos despliegues en este sentido, los cuales sirven todos ellos como casos reales de problemas a solucionar. De esta forma, la doctoranda aporta todo el conocimiento adquirido tras el periodo de investigación en este tema en el transcurso de la tesis, y el centro receptor establece los medios para la evaluación y validación de las propuestas de solución planteadas por la doctoranda.

¿Los conocimientos adquiridos podrán originar una nueva línea de investigación?

Sí, existen muchas líneas para iniciar en el área de la eficiencia energética de edificios. Por ejemplo, la propuesta de sistemas que, de forma automática, sean capaces de generar el modelo que caracteriza el consumo energético de cada edificio bajo un contexto determinado.

Mantiene el grupo de acogida y de origen una relación investigadora estable?¿Crees que en caso de no existir se establecerá?

Actualmente ya existen relaciones entre ambos grupos de investigación, derivadas de la participación colaborativa en varios proyectos europeos. Por otra parte, se ha iniciado con la presente estancia una nueva relación ligada al área de trabajo de la eficiencia energética en edificios, la cual permanecerá tras la finalización de la estancia.

Háblanos de tu ciudad, aquello que desees resaltar de ella, que te ha llamado más la atención, lo esencial

La ciudad en la que resido durante mi estancia es en realidad un pequeño y bonito pueblo localizado en el cantón francés suizo de Valais, su nombre es Sierre. En él se encuentra una de las múltiples facultades repartidas por Valais de la Universidad Suiza HES-SO. En Sierre además, existe un centro de innovación asociado a la universidad, llamado Technopôle, en este centro he realizado mi trabajo día a día.

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