BR102022001501B1 - Sistema de segurança embarcado em boias meteoceanográficas ou correlatos - Google Patents

Abstract

SISTEMA DE SEGURANÇA EMBARCADO EM BOIAS METEOCEANOGRÁFICAS OU CORRELATOS. Trata-se de sistema de segurança (10) embarcado em boias meteoceanográficas ou correlatos (BM) do tipo utilizada para coleta de dados meteorológicos, ondas de gravidade, correntes, parâmetros físico-químicos da água do mar, entre outros dados; sistema de segurança (10) integra pelo menos três câmeras (10A) posicionadas em angulação (a) quando instaladas na caixa estanque (20) juntamente com um mini-computador (10B) e um conversor DC/DC (10C) para converter da tensão de 12v para 5v, sendo alimentados por bateria (10E) e conectados em antena de satélite (10D); dito minicomputador (10B) é responsável pelo controle e gerenciamento do funcionamento do sistema (10) e integra o programa de computador (PC) para operações automáticas como acionamento das três câmeras (10A) para captação das fotos (F1), simultaneamente, e conversão em dados Hexadecimal (d1) para envio para a antena (10D) através de protocolo serial RS232; dita antena de satélite (10D) recebe as imagens (F1) previamente convertidas em dados Hexadecimais (d1) no mini-computador (10B) e os envia ao servidor web (SV) onde são transferidos e convertidos de volta em imagens (F1?); dito sistema (10) contempla dois programas de computador, sendo um programa (PC) para o servidor (SV) e outro (...).

Description

CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO

[001] A presente patente de invenção trata de sistema de segurança embarcado em boias meteoceanográficas ‘offshore’ ou costeiro para verificação de dados meteorológicos, ondas de gravidade, correntes, parâmetros físico-químicos da água do mar, entre outros dados que viabilizem a análise das informações meteorológicas e oceanográficas.

[002] Dito sistema de segurança é compreendido por um conjunto de câmeras posicionadas a 120 graus uma da outra, as quais são conectadas num minicomputador de baixo custo, todos, acomodados numa caixa de proteção estanque juntamente com um conversor DC/DC operados por programa de computador que registra e processa imagens de modo autônomo num intervalo de tempo pré-programado pelo usuário, além de prever um servidor de acesso remoto via web para a visualização das informações. Toda a comunicação do sistema é realizada através de antena satelital para envio dos dados.

[003] O sistema de segurança viabiliza que num intervalo de tempo do disparo das câmeras relacionado com o posicionamento delas sejam captadas fotos em angulações distintas e simultaneamente viabilizando, assim, a captação de imagens de infratores em tempo real, de forma a identificar embarcações atracadas ou próximas da boia, gerando assim uma prova material para agir legalmente contra possíveis infratores.

HISTÓRICO DA INVENÇÃO

[004] É sabido que as boias ‘offshore’ são amplamente utilizadas para atuar como estações de monitoramento meteorológico e oceanográfico em tempo real com dados captados por diferentes sensores integrados instalados na estrutura da boia e cujas informações são enviadas via satélite ou GSM. Ditas boias apresentam estrutura robusta formada por casco confeccionado em polietileno provido de compartimentos idealizados para acomodação de baterias de alimentação dos dispositivos, bem como, instrumentos de verificação de umidade relativa do ar, pressão barométrica, temperatura, painéis solares e outros instrumentos para a captação de parâmetros específicos ou não, além de painéis solares para alimentação das ditas baterias.

[005] Atualmente, o vandalismo das boias é muito comum especialmente em áreas remotas do oceano e, principalmente, para furto dos dispositivos que compõe a estrutura gerando diversos inconvenientes como, por exemplo, a perda das observações, muitas vezes, essenciais para a gerência do tráfego marítimo e segurança da prática de atividades aquáticas.

[006] Outro inconveniente resultante do vandalismo praticado em boias meteoceanográficas reside no fato da retirada inadequada dos dispositivos/componentes promover em muitos casos, na perda total do equipamento e, consequentemente, prejuízos para a empresa.

DO ESTADO DA TÉCNICA

[007] Por outro lado, o mercado já conhece sistemas de segurança instalados em boias meteoceanográficas idealizadas para a redução dos vandalismos, tal como, apresentado no documento de n°. US2013093625 que trata de correlacionar dados de uma variedade de fontes para fins de rastreamento e identificação de aeronaves, veículos e embarcações marítimas em tempo real em uma variedade de áreas diferentes, incluindo oceanos e terreno montanhoso. Rastreamento de banda larga passiva de emissores de aeronaves e impressão digital eletrônica de emissores, correlacionados com áudio, vídeo, infravermelho, radar primário e outras informações, são empregados para fornecer uma avaliação abrangente da posição, rastreamento e identificação de uma aeronave para uma variedade de aplicações, incluindo segurança interna e busca e resgate.

[008] Outros sistemas são conhecidos, porém não apresentam eficiência, especialmente, com a identificação dos infratores, além de apresentar um elevado custo de implementação e desenvolvimento.

[009] Outro inconveniente relacionado ao tema consiste no fato de que, sendo as boias instaladas muito distantes da costa, e por vezes, não preverem sinal GSM, resta impossibilitada a instalação de sistemas de segurança com acesso remoto dos dados e, consequentemente, a inviabilidade da solução da problemática.

OBJETIVOS DA INVENÇÃO

[010] É, portanto, objetivo desta invenção, apresentar um sistema de segurança embarcado em boias meteoceanográficas ‘offshore’ ou costeiro compreendido por um conjunto de câmeras posicionadas a 120 graus uma da outra, as quais são conectadas num minicomputador de baixo custo acomodados numa caixa de proteção estanque juntamente com um conversor DC/DC operados por programa de computador que registra e processa imagens de modo autônomo num intervalo de tempo pré- programado pelo usuário. Toda a comunicação do sistema é através de antena satelital para envio dos dados, além de prever um servidor de acesso remoto via web para a visualização das informações.

[011] É outro objetivo desta invenção apresentar um sistema de segurança embarcado em boias meteoceanográficas cujo hardware é protegido por cápsula compacta e hermética viabilizando a segurança dos componentes que integram o sistema.

[012] É, ainda, objetivo desta invenção apresentar um sistema de segurança embarcado em boias meteoceanográficas cujo intervalo de tempo do disparo das câmeras e o posicionamento delas permite que fotos sejam captadas em angulações distintas e simultaneamente viabilizando, assim, a captação de imagens de infratores em tempo real, de forma a identificar embarcações que atracam ou se aproximam da boia, gerando assim uma prova material para agir legalmente contra possíveis infratores.

[013] Outro objetivo desta invenção é apresentar um sistema de segurança embarcado em boias meteoceanográficas cujo programa de computador embarcado possui uma alta versatilidade de configurações, além do acesso remoto em tempo real via satélite.

[014] É, ainda, outro objetivo desta invenção apresentar um sistema de segurança embarcado em boias meteoceanográficas ou correlatos cuja simplicidade da configuração e dispositivos que o integram permitem o baixo custo do sistema tornando acessível para todos.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[015] A complementar a presente descrição de modo a obter uma melhor compreensão das características do presente invento e de acordo com uma preferencial realização prática do mesmo, acompanha a descrição, em anexo, um conjunto de desenhos, onde, de maneira exemplificada, embora não limitativa, se representou seu funcionamento:

[016] A figura 1 mostra um fluxograma dos elementos que integram o sistema de segurança em questão, ilustrando o fluxo de dados e alimentação;

[017] A figura 2A representa uma vista em perspectiva da caixa de proteção estanque acondicionadora dos componentes que compõe o sistema de segurança;

[018] A figura 2B revela uma vista lateral da caixa de proteção;

[019] A figura 2C mostra uma vista superior da caixa sem a tampa, ilustrando o posicionamento das câmeras;

[020] A figura 2D ilustra um corte longitudinal A.A indicado na figura 2B; e

[021] A figura 3 mostra um organograma operacional do programa de computadorembarcado no sistema de segurança ora inovado.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[022] A presente patente de invenção se refere à “SISTEMA DE SEGURANÇA EMBARCADO EM BOIAS METEOCEANOGRÁFICAS OU CORRELATOS”, mais precisamente trata-se de sistema de segurança (10) embarcado em boais meteoceanográficas ou correlatos (BM) do tipo utilizada para visualização de dados meteorológicos, ondas de gravidade, correntes, parâmetros físico-químicos da água do mar, entre outros dados que viabilizem a análise das informações meteorológicas e oceanográficas.

[023] Segundo a presente invenção, dito sistema de segurança (10) integra pelo menos três câmeras (10A) posicionadas em angulação (α), preferencial de 120 graus uma da outra quando instaladas na caixa estanque (20) juntamente com um minicomputador (10B) e um conversor DC/DC (10C) para converter da tensão de 12v para 5v, sendo alimentados por bateria (10E) e conectados em antena de satélite (10D). Dito mini-computador (10B) é responsável pelo controle e gerenciamento do funcionamento do sistema (10) e integra o programa de computador (PC) que permite que as operações ocorram de forma automática, especialmente, o acionamento das três câmeras (10A) para captação das fotos (F1), simultaneamente, e conversão em dados Hexadecimal (d1) para envio para a antena (10D) através de protocolo serial RS232. Ditas câmeras (10A) podem ser do tipo webcam com interface USB.

[024] Dita antena de satélite (10D) recebe as imagens (F1) previamente convertidas em dados Hexadecimais (d1) do mini-computador (10B) e os envia ao servidor web (SV) onde são transferidos e convertidos de volta em imagens (F1’).

[025] Numa versão construtiva preferencial, dita caixa estanque (20) é compreendida por uma cápsula cilíndrica (21) provida de base (21a) e parede superior (21b) e onde são instaladas tampas secundárias (22). No corpo da cápsula (21) são previstas três aberturas (21c) praticadas em angulação (α) de 120 graus uma da outra para o alinhamento das respectivas câmeras (10A) e onde são instaladas molduras de vedações (21c’) de forma a compor janelas (JN). Dita caixa (20) integra prensa cabo (não ilustrado) e um conector submarino (23) para alimentar e comunicar com a antena (10D) e outros equipamentos externos como, por exemplo, a bateria (10E).

[026] Dito sistema (10) é composto por dois programas de computador, sendo um programa (PC) para o servidor (SV) e outro programa (PC’) para o usuário (US).

[027] O programa de computador (PC) prevê as seguintes etapas:a) A cada hora fechada (exemplo: 12:00, 13:00) o sistema (10) aciona as câmeras (10A) para a captação das fotos (F1) uma de cada webcam e então começa a converter cada foto em dados hexadecimal (d1) passíveis de envio, pelo protocolo RS232, para a antena (10D) e um diário por meio de controle via programa em que se edita o arquivo onde são especificados os comandos ou rotinas (.sh) a serem executados em pré- definida hora e/ou dia, que por sua vez são executadas pelo cron. No início de cada ciclo de hora (primeiro minuto da hora, representado no organograma por “01:00”) as câmeras (10A) capturam as fotos (F1), uma de cada webcam e salva as mesmas em dois níveis de compressão de qualidade. A de alta qualidade (95%) da máxima qualidade (salva na pasta da respectiva CAM__) e a de baixa qualidade (50%) da qualidade (salva na pasta camlog), ambas em formato .jpeg. A partir daí, se desencadeia nos minutos sequenciais (minuto 03:00 e minuto 06:00 até o final da hora, sendo um string de 520 enviado a cada 20 segundos);b) Os dados são então convertidos em hexadecimal, salvando em formato texto, cam1.txt, cam2.txt e cam3.txt) e segmentam (quebrando em segmentos de 520 bytes para o correto envio para a antena de satélite) o arquivo de foto para envio via porta USB; cada etapa é separada por um intervalo de tempo, desde a tirada das fotos (F1) até o envio para a antena (10D). Por exemplo, a foto (F1) de uma das câmeras (10A) é convertida em dados hexadecimal (d1) e depois separada em 30 partes;c) Cada pacote de dados (d1) de cada câmera (10A) é identificado por um tag no cabeçalho (1CAM01, 1CAM02,..., 2CAM01P, 2CAM02P,..., 3CAM01P, 3CAM02P). Dito processo tem uma duração de 10 minutos, primeiro se converte a primeira foto (F1), separa em várias partes (pacotes), então espera um intervalo de tempo para que a segunda seja convertida e depois a terceira. Aos 10 minutos do ciclo, o programa (PC) começa a enviar cada pacote de dados sequencialmente para a antena (10D). Cada pacote de dados de uma imagem é enviado com um intervalo de 15 segundos entre eles. Ao terminar o envio de todos os pacotes de uma imagem o sistema espera um intervalo de 45 segundos para começar a enviar os dados da outra imagem. Todo esse processo demora aproximadamente 30 minutos, encerrando o ciclo de envio. Deve-se aguardar até que todas as partes de cada uma das três fotos cheguem no webservice (SV), para então transferi-las.d) Após a transferência realizada inicia-se as etapas que compõe o programa de computador (PC’) do usuário:aa) Usuário faz o Login no servidor (SV) e realiza a seleção do arquivo .txt contendo os dados das fotos, para que sejam convertidas novamente nas imagens originais;bb) Realiza a transição ‘strings’ criando textos individuais para cada câmera (10A);e) ) Ordena as ‘strings’ com base no identificador ‘1Camid’ de cada arquivo. Após ordenar os identificadores são removidos;dd) Converte os arquivos de texto em foto .jpeg de volta para a imagem original.

[028] É certo que quando o presente invento for colocado em prática, poderão ser introduzidas modificações no que se refere a certos detalhes de construção e forma, sem que isso implique afastar-se dos princípios fundamentais que estão claramente substanciados no quadro reivindicatório, ficando assim entendido que a terminologia empregada não teve a finalidade de limitação.

Claims (5)

1) “SISTEMA DE SEGURANÇA EMBARCADO EM BOIAS METEOCEANOGRÁFICAS OU CORRELATOS”, do tipo que compreende um sistema de segurança (10) embarcado em boias meteoceanográficas ou correlatos (BM) integrando pelo menos três câmeras (10A) instaladas em uma caixa estanque (20) juntamente com um mini-computador (10B), antena de satélite (10D) e bateria (10E), caracterizado por as três câmeras (10A) estarem posicionadas em angulação (α) de 120 graus uma da outra e o mini-computador (10B) integrar programa de computador (PC) configurado para:a) converter fotos capturadas (F1) em dados hexadecimais (d1) segmentados em pacotes de 520 bytes, identificados por tags de cabeçalho sequenciais;b) transmitir os referidos pacotes via protocolo serial RS232 para a antena (10D) com intervalos de 15 segundos entre cada pacote e um intervalo de 45 segundos entre o envio de lotes de imagens de câmeras distintas; ec) executar rotinas de escalonamento (.sh) via cron para o acionamento sincronizado da captura e envio dos dados em janelas temporais pré-definidas.

2) “SISTEMA DE SEGURANÇA EMBARCADO EM BOIAS METEOCEANOGRÁFICAS OU CORRELATOS”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as câmeras (10A) serem do tipo webcam com interface USB conectadas ao mini-computador (10B).

3) “SISTEMA DE SEGURANÇA EMBARCADO EM BOIAS METEOCEANOGRÁFICAS OU CORRELATOS”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a caixa estanque (20) ser compreendida por uma cápsula cilíndrica (21) provida de base (21a), parede superior (21b) e tampas secundárias (22); no corpo da cápsula (21) serem previstas três aberturas (21c) em angulação (α) de 120 graus para alinhamento das câmeras (10A) com molduras de vedações (21c’) de forma a compor janelas (JN).

4) “SISTEMA DE SEGURANÇA EMBARCADO EM BOIAS METEOCEANOGRÁFICAS OU CORRELATOS”, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por a caixa (20) integrar prensa cabo e um conector submarino (23) para alimentação e comunicação externa.

5) “SISTEMA DE SEGURANÇA EMBARCADO EM BOIAS METEOCEANOGRÁFICAS OU CORRELATOS”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por prever um programa de computador (PC’) no servidor (SV) para remontagem das strings hexadecimais, ordenação por identificadores de tag e conversão reversa em imagem .jpeg original.