BRMU9001623U2 - Métodos e dispositivo para medição e registro de velocidade em véiculos automotivos usando tecnologia rfid - Google Patents

Abstract

MÉTODOS E DISPOSITIVO PARA MEDIÇÃO E REGISTRO DE VELOCIDADE EM VEÍCULOS AUTOMOTI VOS USANDO TECNOLOGIA RFID De acordo com a presente Invenção, um conjunto de processos ou métodos podem ser utilizados para ler ou Inferir sobre a velocidade de deslocamento de veículos automotivos que possuem instaladas etiquetas eletrônicas de identificação ou Tag (1) e que podem ser lidas por um diapositivo leitor de RFID fixo (4) ou móvel (5) especificamente projetado para essa finalidade e também objeto dessa invenção. Esse dispositivo eletrônico emprega portanto a tecnologia RFID e é capaz de processar os sinais de rádio frequência, bem como, os dados inserido nas etiquetas eletrônicas para identificação do veiculo e de seu proprietário. Para determinação da velocidade podem ser utilizados métodos de análise dos parâmetros do sinais de rádio frequência recebidos pelo Tag tais corno: tempo de recepção do sinal de uma antena em relação a outra, relação de fase dos sinais recebidos pelas antenas, intensidade do sinal recebido, ou medição por efeito doopler, triangulação de sinais, ou outros. Uma vez recebido as informaçóes do veiculo armazenados em sua Tag e determinada sua velocidade de deslocamento é possível a utilização desse dispositivo como meio para registro e autuação de infraçóes de trânsito por excesso de velocidade, O dispositivo pode armazenar localmente os registros de infração ou enviá-los em tempo real para um servidor remoto utilizando a rede de dados de telefonia móvel GPRS (6) ou qualquer outro meio de comunicação disponível.

Description

“MÉTODOS E DISPOSITIVO PARA MEDIÇÃO E REGISTRO DE VELOCIDADE EM VEÍCULOS AUTOMOTIVOS USANDO TECNOLOGIA RFID”

A presente invenção refere-se a um processo ou conjunto de processos que tem por finalidade a medição e ou registro da velocidade de veículos automotivos que tem incorporados no seu interior etiquetas eletrônicas ou Tags RFID para propósitos de identificação veicular e ou rastreamento ou Tags RFID instalados especificamente para o propósito em questão.

A tecnologia RFID - RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION é uma tecnologia de mais de oitenta anos dõ idade e ganha nos dias de hoje uma nova 10 forma de ser usada, alastrando-se em praticamente todas as camadas da cadeia produtiva na sociedade de hoje, e também na vida das pessoas. Um mundo onde não seria necessária chave para ligar o carro ou entrar em casa, um produto fabricado em qualquer parte do mundo pode ter sua localização exata rastreada com alguns cliques na Internet, ou onde quer que as pessoas possam ir poderão ser monitoradas e seus 15 movimentos armazenados com exatidão em algum grande banco de dados em algum lugar do globo. Um aplicação atual deSsã tecnologia é a utilização de Tags RFID em veículos automotivos com o propósito de rastreá-lo desde sua produção na fábrica até seu proprietário final.

Com o desenvolvimento da tecnologia RFID pode-se pensar em um 20 gerenciamento global da frota de veículos de um país ou região mediante o emprego de etiquetas eletrônicas - Tags RFID instalado nos veículos desde sua fabricação. Um exemplo de tal gerência é a implantação no Brasil do Sistema Nacional de Identificação Veicular ou SINIAV. Esse sistema considera a necessidade de empreender a modernização e a adequação tecnológica dos equipamentos e 25 procedimentos empregados nas atividades de prevenção, fiscalização e repressão ao furto e roubo de veículos e cargas, bem como, a necessidade de dotar os órgãos executivos de trânsito de instrumentos modernos e interoperáveis para planejamento, fiscalização, e gestão do trânsito e da frota de veículos. O SINIAV é composto por “placas eletrônicas” Tags RFID instaladas nos veículos, dispositivos leitores, centrais de processamento, e sistemas informatizados. Sua resolução normativa prever que 5 nenhum veículo automotor, elétrico, reboque e semi-reboque poderá ser licenciado e transitar pelas vias terrestres abertas à circulação sem estar equipado com a “placa eletrônica”.

Outra forma inteligente de gerência sobre o trânsito, no que diz respeito à fiscalização, é o processo de automatização das multas por excesso de velocidade 10 através de dispositivos ou sistemas eletrônicos conhecidos como: lombadas eletrônicas, foto-sensores, radares, etG. Nd entanto, esses dispositivos em sua grande maioria são relativamente caros, tanto na implantação, quanto na manutenção, visto que, possuem como meio de registro da ocorrência a foto digital do veículo infrator. Os componentes ópticos, processame(ito( e armazenamento das fotos tornam esses 15 sistemas onerosos para quem os Implantami além de serem poucos robustos.

Uma maneira totalmente inovadora e de baixo custo, quando comparado aos sistemas usuais similares para se fazer o registro eletrônico de uma infração por excesso de velocidade, é utilizar â comunicação entre o dispositivo Tag (etiqueta eletrônica de identificação) instalada no veículo e seus leitores para inferir sobre a velocidade de deslocamento do veículo.

O cálculo sobre a velocidade do veículo pode ser realizado através da medida de um ou mais parâmetros ou características específicas do sinal de rádio freqüência do link estabelecido durante a comunicação entre os dispositivos Tags RFID (ativas ou passivas) ou RFSAW (ativas ou passivas) e seus leitores - Leitor 25 RFID. Uma variação em uma ou mais características do sinal de rádio freqüência tais como, polarização, diferença temporal de recepção entre antenas, nível de sinal recebido (RSSI), reflexão, refração, difusão, modulação, efeito Doppler, diferença ou deslocamento de fase, ou outra, pode ser utilizado como parâmetro para se medir a velocidade do veículo. Outra possibilidade seria inserir na Tag o dado específico referente à velocidade medida localmente e enviá-las ao leitor juntamente com as 5 outras informações do veículo. A medição de velocidade baseia-se no fato da existência de um Tag RFID de qualquer tipo fixado em qualquer parte do veículo, interna ou externamente, utilizados exclusivamente para o propósito em questão ou Tag RFID de qualquer tipo já instalados no veículo e que tem por finalidade a identificação ou localização eletrônica de cada veículo, como por exemplo, as 10 etiquetas ou Tags utilizadas no Siâtemâ Nacional de Identificação Veicular ou SINIAV. Através da interação de radio freqüência entre os dois dispositivos, Leitor RFID e Tags RFID, é possível determinar a velocidade com que o Tag RFID se desloca. Dessa forma, ao mesmo tempo em que o Leitor RFID recebe os dados de identificação do veículo armazenado (10 Tag RFID, o Leitor RFID pode receber os 15 dados de velocidade medido localmente ou inferir sobre a velocidade de deslocamento do Tag mediante a medida de alguns dos parâmetros do sinal de rádio recebido, e conseqüentemente, saber sobre a velocidade de deslocamento do veículo no qual o Tag RFID se encontra instalado. Uma vez determinada a velocidade do veículo, é possível, no caso da ultrapassagem do limite de velocidade estabelecido 20 para a via, o registro da infração associada com o proprietário do veículo, já que o mesmo será rastreado pelo sistema gestor através da leitura dos dados contidos em seu Tag RFID. O registro de infração pode ser então utilizado e processado pelas entidades governamentais responsáveis pela gestão do trânsito no país, tais como, o Sistema Nacional de Identificação Veicular - SINIAV ou qualquer outro sistema de 25 gestão de trânsito governamental ou privado. A principal vantagem desse sistema é que ele pode ser usado com eficiência e baixo custo em sistemas do tipo lombadas eletrônicas para monitoramento de velocidade mediante o uso de Leitores RFID nos pontos a serem observados. Além do baixo custo, um aspecto importante desses leitores é que devido sua CompaCidadei que lhes garante portabilidade, é a possibilidade de se pulverizarar o uso desses dispositivos através dos agentes de 5 trânsito de cada região. Assim, os leitores podem ser tanto fixo no local como podem ser móveis. Os dados registrados de infrações podem ser armazenados no próprio leitor para processamento a posteriore ou serem transmitidos em tempo real para a base de dados do sistema gestor via tecnologia GPRS ou outro meio de comunicação, como por exemplo: links de rádio frequência dedicado, cabo, ou fibra óptica.

A seguir são descritos OS métodos que podem ser utilizados na

medição da velocidade do veículo utilizando etiqueta RFID instalada no veículo: Método 1: Utilizando-se duas ou mais antenas receptoras em um mesmo Leitor RFID.

Esse método consiste em um Leitor RFID com duas ou mais antenas com distância conhecida uma da outra podendo as antenas estarem ou não defasadas 90 graus dependendo do método utilizado na determinação da posição relativa do TAG em relação a antenas dos Leitores. Uma vez que a distância entre as antenas é conhecida e medindo-se a diferença de tempo em que o sinal de RF entra no campo de leitura de cada antena é possível à determinação da velocidade de deslocamento do veículo. A velocidade processada será a razão entre a distância entre as antenas e a diferença de tempo entre os sinais recebidas por cada antena. A medida de velocidade pode ser computada tanto na aproximação quanto no afastamento do veículo em relação às antenas do Leitor. Nesse caso, pode se ter uma leitura mais precisa calculando a média das duas medidas. Uma outra abordagem para esse método é determinar a posição relativa do TAG em relação às antenas em intervalos de tempo específico. A determinação da posição é feita mediante técnicas de triangulação do sinal de rádio recebido pelas antenas ou através da medida do deslocamento de fase desses sinais. Uma vez que se é conhecido os intervalos das leituras e a distância nesses pontos é possível então a determinação da velocidade. Outra maneira de se determinar à posição do TAG é medindo a intensidade do seu 5 sinal de retorno usando a indicação RSSI 1 Reeelved Signal Strength Indication já que a intensidade do sinal de rádio está relacionada à distância entre o elemento transmissor (Tag) e receptor (Leitor)i O âlnal RSSI é então a medida de potência de um sinal de rádio recebido e está relacionado a sua distância em relação ao elemento transmissor. Técnicas usando efeito Deepler pode também ser utilizada para 10 determinação da velocidade;

Método 2: Utilizando-se dois Leitores RPID eom antenas individuais;

Esse método consiste em dois Leitores de RPID cada um com sua antena e dispostos um do outro de uma distância conhecida. Uma vez conhecida à distância entre as antenas e medindo*se a diferença de tempe em que o sinal de RF foi detectado por cada Leitor em particular é possível à determinação da velocidade de deslocamento do veículo. Todas as outras abordagens referidas no método 1 podem ser aplicadas a esse método com a ressalva de que as antenas se encontram em Leitores separados; Método 3; Utilizando-se de dados armazenados nos Tags para inferir ou informar sua velocidade de deslocamentôi Este método prevê a utilização de informações gravadas no Tag RFID específicas para informar ou determinar a Velocidadei como por exemplo, a velocidade do veículo com base no sistema de posicionamento global - GPS ou o envio ,da velocidade registrada localmente no veículo via pacote de dados transmitido pela Tag. Nesse último caso, um sistema auxiliar mede ou Ier localmente a velocidade do veículo e insere esse dado na Tag via Rádio Frequência. e Um sistema para medição de velocidade ou registro de infrações por excesso de velocidade baseado na tecnologia RFID pode ser visto nas Figuras 1, 2, e

3. A Figura 1 mostra o sistema utilizando 0 método 1 descrito anteriormente enquanto que a Figura 2 mostra o sistema utizando Θ método 2 e a Figura 3 o método 3.

5 Conforme mostrado na Figura 1 o Tag 1, supostamente instalado no

pára brisa do veículo, recebe a energia de RF de um dos leitores de RFID e envia seu pacote de dados no ar os quais serão reeebidos, decodificados, e processados pelo leitores 4 ou 5. Como explicado anteriormente, no método 1 o leitor possue duas antenas de recepção de sinais 2 e 3. Internamente no leitor é possível ter um circuito 10 de recepção dos sinais RFID para cada uma das antenas ou ter apenas um circuito de recepção para as duas antenas funcionando no modo multiplexado. O leitor 4 é a versão fixa do leitor e o leitor 5 é a versão portátil ou móvel. A Figura 2 ilustra a utilização do método 2 onde os dados transmitidos pela etiqueta RFID 1 são recebidos pelos leitores 2 e 3 posicionados a uma distância fixa pré-determinada um do outro. 15 Os leitores possuem relógios sincronizados de forma que a diferença de tempo do sinal recebido de cada leitor pode ser domputada pela unidade de processamento local 7 ou pela unidade portátil móvel Ô* Uma vez medido o tempo e conhecida a distância entre as antenas é possível calcular a velocidade de deslocamento. A Figura 3 apresenta o esquema utilizado no método 3. O Tag 1 recebe a informação de 20 velocidade do veículo do módulo 8 instalâdô no veículo. Esse módulo pode ser instalado especificamente com essa finalidade ou pode ser usado o próprio computador de bordo do veículo com esse objetivo. Os dados são então enviados pela Tag 1 para o leitor móvel 4 ou leitor fixo 3 que recebe o sinal pela sua antena. Em qualquer um dos métodos anteriormente descritos o leitor fixo ou móvel pode 25 armazenar os dados da infração localmente para posterior descarga ou transmití-los em tempo real via rede de comunicação celular GPRS, tal como representado nas I Figuras através das torres 6. Assim, utili2ando um dos métodos descritos anteriomente, um dispositivo leitor de sinais RFlD é capaz de receber e processar os sinais de rádio frequência para Ier ou inferir sobre a velocidade do veículo, bem como, decodificar os dados armazenado na Tag1 domo os dados enviados pela etiqueta 5 eletrônica instalada no veículo possue a identificação completa sobre o veículo, inclusive a identificação do proprietário, é possível gerar o registro de infração penal, caso a velocidade medida seja maior que ã velocidade permitida para aquela via.

Claims (6)

1. MÉTODOS PARA MEDIÇÃO Ê RÉGISTRO DE VELOCIDADE EM VEÍCULOS AUTOMOTIVOS USANDO TECNOLOGIA RFID, compreendido pelos métodos 1, 2 e descrito nesta patente caracterizado pelô uso de etiquetas eletrônicas ou Tags (1) instaladas nos veículos para propósitos de identificação em geral e que se comunicam com dispositivos leitores RFID (4) ou (S) dâpazes de Ier ou inferir sobre a velocidade do veículo utilizando os sinais de rádio frequência da tecnologia RFID mediante o uso de um dos métodos apresentados;

2. Método 1 de acordo com o reinvldieação 1 e Figura 1 caracterizado por um dispositivo leitor fixo (4) ou móvel (5) que recebe os sinais de rádio frequência do Tag (1) e processa o sinal de rádio frequência recebido para inferir sobre a velocidade do veículo mediante a medição de parâmetres dü sinal de rádio frequência, tais como: tempo de recepção do sinal de uma antena em relação a outra, relação de fase dos sinais recebidos pelas antenas, intensidade do sinal recebido, ou medição por efeito doopler, triangulação de sinais, ou outros;

3. Método 2 de acordo com o reinvidídâção 1 e Figura 2 caracterizado por dois leitores fixos distintos (4) e (5) que recebem os sinais de rádio frequência do Tag (1) em tempos diferentes dependendo da velocidade de deslocamento do veículo podendo essa diferença de tempo ser medida e processada por um dos leitores (4) ou (5) ou pela unidade de processamento fixo (?) ou móvel (8) para determinação da velocidade do veículo;

4. Método 3 de acordo com o reinvidicação 1 e Figura 3 caracterizado pelo módulo (8) instalado no veículo capaz de Ier localmente as informação sobre a velocidade do veículo e transmití-la para o Tag (1) que as envia para o leitor fixo de (3) ou móvel (4);

5.

DISPOSITIVO PARA MEDIÇÃO É REGISTRO DE VELOCIDADE EM VEÍCULOS AUTOMOTIVOS USANDO TECNOLOGIA RFID, que utiliza um dos métodos reinvidicados anteriormente para determinar a velocidade de deslocamento desse veículo, objetivando principalmente, automatizar o processo de registro de infrações por excesso de velocidade nas vias públicas, caracterizado por um dispositivo eletrônico leitor de sinais RPIQ fixo (4) ou móvel (5) capaz de receber e processar as informações armazenados nas etiquetas eletrônicas Tag 1 instalados em veículos automotivos para propósito de identificação em geral. Esse dispositivo tem a capacidade de armazenar em mémoria OS registros das infrações, bem como, transmití-las em tempo real para um servidor remoto via rede de dados celular (6) ou qualquer outro meio de comunicação disponível*