ES2324001B1 - Sistema para la localizacion, seguimiento, control y gestion de elementos moviles o transportables. - Google Patents
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Abstract
Sistema para la localización, seguimiento,
control y gestión de elementos móviles o transportables, tales como
vehículos o contenedores terrestres, marítimos y/o aéreos, que
comprende una unidad principal provista de un receptor de señales
de posición por satélite, de un módulo de comunicación primario que
permite la transmisión de datos a una unidad central de gestión
externa; de un módulo de comunicación secundario; de una unidad de
memoria y de un procesador; y una pluralidad de unidades remotas,
provistas de un módulo de comunicación; de una interfaz de entradas
y salidas; de un sensor; y de una unidad de memoria. Los módulos de
comunicación de las unidades remotas se comunican con el módulo de
comunicación secundario a través de un sistema estándar de
comunicaciones inalámbrico, transmitiendo la información generada
por los sensores a la unidad principal y siendo ésta posteriormente
transmitida a la unidad central de gestión externa.
Description
Sistema para la localización, seguimiento,
control y gestión de elementos móviles o transportables.
La presente invención se refiere un sistema para
la localización, seguimiento, control y gestión de elementos
móviles o transportables, tales como vehículos o contenedores
terrestres, marítimos y/o aéreos.
En la actualidad y debido a la creciente demanda
para controlar todo tipo de mercancías transportables y/o
vehículos, se han desarrollado una gran variedad de sistemas de
localización de elementos móviles que permiten determinar en qué
posición está ubicado un elemento móvil en todo momento de forma que
pueda realizarse un seguimiento del mismo.
Para determinar en que posición se encuentra
cada elemento móvil se utilizan generalmente sistemas de
posicionamiento global tales como localizadores GPS, que utilizan
satélites para calcular su posición, los cuales envían la
información de posición a un centro gestor o administrador de dicho
seguimiento.
Por otro lado, para dotar de más información al
centro gestor, a parte de la localización del elemento móvil, se
han desarrollado otros sistemas para detectar, registrar e informar
de otras variables relacionadas con el elemento móvil o su carga,
como por ejemplo la presión del aceite en un vehículo u otras
incidencias como puertas abiertas, condiciones de frío en cámaras
frigoríficas, etcétera. Siendo así, la adecuación de dichos
sistemas de detección, registro e información permite que además de
la simple localización de la posición del elemento móvil se pueda
tener un control más exhaustivo de todo tipo de variables del
elemento móvil a controlar, permitiéndose gestionar no sólo la
flota de vehículos, sino también los bienes transportados.
Un ejemplo de los sistemas conocidos es el que
se da a conocer en el documento ES2143945, que describe un sistema
para la localización, seguimiento y control de un vehículo vía GPS.
El sistema está formado por una unidad principal a bordo del
vehículo y un sistema de control externo al vehículo. La unidad
principal comprende un sistema GPS adaptado para localizar el
vehículo y además informar sobre constantes y otros valores
recogidos por diversos sensores ubicados en el vehículo.
Otro ejemplo está descrito en el documento
ES2101637, en el que un sistema de seguimiento y distribución
automática de camiones está provisto de un conjunto de dispositivos
de posicionamiento global GPS instalados en los camiones. Además de
la información de posicionamiento, cada camión lleva incorporado
una serie de sensores para medir la carga del mismo, el
posicionamiento de la caja del camión en el caso de ser vehículos
con volquetes, la transmisión, los equipos eléctricos y
electrónicos, así como una antena de GPS y una antena de radio.
Los sistemas que están provistos de dispositivos
de posicionamiento y de detección, tienen el engorroso
inconveniente de que para su interconexión tienen que instalarse
cableados que en ocasiones deben establecer una conexión entre un
elemento tractor, como la cabina de un camión, y un elemento
reemplazable, como puede ser el contenedor o el remolque. Estas
instalaciones además de comportar una tarea elaborada de puesta a
punto, son susceptibles a la larga de producir errores y/o defectos
requiriendo el conjunto un periódico e inevitable test de
mantenimiento.
Por todo ello, se hace necesaria la existencia
de una alternativa a dichos sistemas que permita la localización,
seguimiento, control y gestión de elementos móviles que no requiera
prácticamente de instalación, y que sea versátil, pudiéndose
instalar en vehículos de diferente tipo.
El sistema para la localización, seguimiento,
control y gestión de elementos móviles o transportables, tales como
vehículos o contenedores terrestres, marítimos y/o aéreos, objeto
de la invención es de los que comprenden una unidad principal o
maestro, destinada a montarse en el elemento móvil, provista de un
módulo receptor de señales de posición por satélite, que permite
determinar la posición del elemento móvil, de un módulo de
comunicación primario basado en paquetes de datos que permite la
transmisión de datos mediante una red de telefonía móvil a una
unidad central de gestión externa, de un módulo de comunicación
secundario, de una unidad de memoria y de al menos un procesador; y
una pluralidad de unidades remotas o esclavas, provistas cada una de
un módulo de comunicación, de una interfaz de entradas y salidas,
de al menos un sensor o transductor susceptible de ser conectado a
la interfaz de entradas y salidas, y de una unidad de memoria.
En esencia, el sistema se caracteriza porque los
módulos de comunicación de las unidades remotas o esclavas están
adaptadas para comunicarse con el módulo de comunicación secundario
de la unidad principal o maestro a través de un sistema estándar de
comunicaciones inalámbrico, siendo capaces de transmitir la
información y/o datos generados por los respectivos sensores o
transductores a la unidad principal o maestro siendo éstos
susceptibles de ser posteriormente transmitidos mediante el módulo
de comunicación primario a la unidad central de gestión
externa.
Según otra característica de la invención, el
sistema estándar de comunicaciones se basa en la tecnología vía
radio y bidireccional, RF Zigbee.
De acuerdo con otra característica de la
invención, la unidad principal o maestro comprende unos medios de
alimentación autónomos y las unidades remotas o esclavas comprenden
también respectivos medios de alimentación autónomos.
En una realización preferida, las unidades
remotas o esclavas y/o la unidad principal o maestro están
recubiertas de una resina de poliuretano y alojadas en el interior
de una carcasa envolvente y estanca.
Según otro aspecto de la invención, el
procesador de la unidad principal o maestro es programable de
acuerdo a un primer modo de funcionamiento según el cual el sistema
está siempre fuera de servicio, OFF, y el procesador de la unidad
principal o maestro se enciende activando el módulo de comunicación
primario, que está provisto de al menos un módem, para realizar una
tarea predeterminada tal como la de transmitir la posición del
elemento móvil y/o la información y/o datos generados por los
respectivos sensores o transductores de las unidades remotas o
esclavas a la unidad central de gestión externa de forma puntual y
repetitiva, transcurrido un tiempo predeterminado.
Según otra realización preferida de la
invención, el procesador de la unidad principal o maestro es
programable de acuerdo a un segundo modo de funcionamiento según el
cual el sistema está siempre fuera de servicio, OFF, y el
procesador de la unidad principal o maestro y el módulo de
comunicación primario, que está provisto de un módem, están siempre
encendidos, a la espera de recibir una señal de activación externa,
tal y como una llamada perdida, para transmitir la posición del
elemento móvil y/o la información y/o datos generados por los
respectivos sensores o transductores de las unidades remotas o
esclavas a la unidad central de gestión externa, y posteriormente
vuelve automáticamente a un estado de reposo a la espera de una
nueva petición de activación.
De acuerdo con otra realización preferida de la
invención, el procesador de la unidad principal o maestro es
programable de acuerdo a un tercer modo de funcionamiento según el
cual el sistema está siempre en servicio, ON, y la unidad principal
o maestro está permanentemente transmitiendo la posición del
elemento móvil y/o la información y/o datos generados por los
respectivos sensores o transductores de las unidades remotas o
esclavas a la unidad central de gestión externa.
Según otra realización preferida de la
invención, el procesador de la unidad principal o maestro es
programable de acuerdo a un cuarto modo de funcionamiento según el
cual las unidades remotas o esclavas y/o la unidad principal o
maestro están dotadas de los medios adecuados para analizar la
información y/o datos generados por los respectivos sensores o
transductores y tan sólo en el caso de producirse una condición
preprogramada, tal y como la superación de un valor umbral en una
de las señales, se transmitirá el dato a la central de gestión
externa.
Según otra característica de la invención, la
unidad principal o maestro comprende además al menos un módulo
complementario, tal como un módulo wifi, un módulo bluetooth, un
módulo de radio frecuencia, un módulo rfid, un módulo con una
pluralidad de entradas analógicas y/o múltiples canales analógicos y
digitales.
\vskip1.000000\baselineskip
En los dibujos adjuntos se ilustra, a título de
ejemplo no limitativo, una variante de realización según la
invención. En dichos dibujos:
la Fig. 1 es una representación de un sistema
según la invención, provisto en un camión articulado; y
la Fig. 2 es un diagrama esquemático del sistema
según la invención.
\vskip1.000000\baselineskip
El sistema 1 para la localización, seguimiento,
control y gestión de elementos móviles representado en la Fig. 1
comprende una unidad principal o maestro 2, montada en el elemento
tractor de un camión 30, y tres unidades remotas o esclavas 10
ubicadas en el remolque del camión 30.
La unidad principal o maestro 2 está provista,
tal y como se representa en más detalle en la Fig. 2, de un módulo
receptor de señales 3 de posición por satélite convencional tipo
GPS, que permite determinar la posición de la unidad principal o
maestro 2, en este caso el elemento tractor o cabina del camión 30;
de un módulo de comunicación primario 4 basado en paquetes de datos
GPRS, que permiten la transmisión de datos mediante una red de
telefonía móvil a una unidad central de gestión externa 20; de un
módulo de comunicación secundario 5, cuyo propósito se explica más
adelante; de una unidad de memoria 6 y de un procesador 7.
La unidad central de gestión externa 20 está
dotada de una CPU y una conexión a un servidor para la recepción de
datos transmitidos por las diferentes unidades principales o
maestros 2, y/o para la intercomunicación con las citadas unidades
principales 2, que puedan estar instaladas en respectivos camiones
de una flota de transporte.
Por lo que respecta a las unidades remotas o
esclavas 10, éstas están provistas de un módulo de comunicación 11;
de un interfaz 12 de entradas y salidas; de un sensor o transductor
16 conectado a la interfaz 12 y de una unidad de memoria 14.
Los módulos de comunicación 11 de las unidades
remotas o esclavas 10 están adaptados para comunicarse con el
módulo de comunicación secundario 5 de la unidad principal o
maestro 2 a través de un sistema estándar de comunicaciones
inalámbrico, siendo capaces de transmitir la información y/o datos
generados por los respectivos sensores o transductores 16 a la
unidad principal o maestro 2 los cuales son susceptibles de ser
posteriormente transmitidos mediante el módulo de comunicación
primario 4 a la unidad central de gestión externa 20.
El sistema estándar de comunicaciones
inalámbrico utilizado por el sistema 1 representado en las Figs. 1
y 2 es el basado en la tecnología vía radio y bidireccional, en
concreto el denominado RF Zigbee, también conocido como HomeRF
Lite.
A nivel energético conviene mencionar que la
unidad principal o maestro 2 comprende unos medios de alimentación
7 autónomos y que las unidades remotas o esclavas 10 comprenden
también respectivos medios de alimentación 15 autónomos, es decir,
que no requieren de ninguna conexión para alimentarse o abastecerse
de energía de las fuentes de alimentación externas tales como la
batería propia del camión 30 y/o la red eléctrica convencional. En
este sentido, los medios de alimentación 7 y 15 de la unidad
principal o maestro 2 y las unidades remotas o esclavas 10 de la
presente realización están constituidos por pilas de litio de 3,6 V
y 7,2 V respectivamente, no recargables y de larga duración. Según
otras realizaciones no representadas, los medios de alimentación 7
y 15 pueden estar formados por un pack de pilas de litio en
paralelo de 3,6 V y 7,2 V, o de una batería recargable de 3,6 Vdc
dimensionada según una duración predeterminada y requerida, o por
una batería de li-on recargable con un cargador
externo de 5 v, de pared o de mechero. Aún así, se prevé que los
medios de alimentación 7 y 15 de la unidad principal o maestro 2 y
las unidades remotas o esclavas 10, respectivamente, estén
constituidos por una toma directa a la batería del vehículo de 12 a
36 V dc. Se hace notar sin embargo, que es el uso del estándar de
comunicaciones inalámbrico RF Zigbee el que posibilita que los
medios de alimentación 7 y 15 puedan ser autónomos, pues para sus
transmisiones este tipo de comunicaciones requieren de un mínimo
consumo y además debido a su bajo consumo posibilitan alargar la
duración de las baterías que componen los citados medios de
alimentación.
Las unidades remotas o esclavas 10 y la unidad
principal o maestro 2 están recubiertas de una resina de
poliuretano y alojadas en el interior de respectivas carcasas 31
envolventes y estancas, que les hace resistentes al agua,
sumergibles y les aísla de cambios bruscos de temperatura y
humedad. Ventajosamente, las unidades remotas o esclavas 10 y las
unidades principales o maestros 2 pueden instalarse en cualquier
parte del elemento móvil, en este caso del camión 32, y además, una
vez finalizada su vida útil o en caso de necesidad pueden
desmantelarse todos sus componentes puesto que la resina de
poliuretano no queda irremediablemente adherida a dichos
componentes, impregnando la placa base, pudiéndose reemplazar
componentes concretos conservando el resto de los que forman la
unidad central o maestro 2 o las unidades remotas o esclavas 10.
En lo referente al modo de funcionamiento del
sistema 1, se describirán a continuación cuatro modos de
funcionamientos distintos, programables y seleccionables en el
procesador 7 de la unidad principal o maestro 2.
Siendo así el procesador 7 es programable de
acuerdo a un primer modo de funcionamiento denominado OFFLINE según
el cual el sistema 1 está siempre fuera de servicio, OFF, y el
procesador 7 de la unidad principal o maestro 2 se enciende
activando el módulo de comunicación primario 4 provisto de un módem
GPRS para realizar la tarea de posicionar el elemento móvil y
efectuar la transmisión de la información y los datos generados por
los respectivos sensores o transductores 16 de las unidades remotas
o esclavas 10 a la unidad central de gestión externa 20 de forma
puntual y repetitiva, transcurrido un tiempo predeterminado como
por ejemplo cada hora.
Según un segundo modo de funcionamiento,
denominado SEMIONLINE, el procesador 7 es programado para que el
sistema 1 esté siempre fuera de servicio, OFF, y el procesador de
la unidad principal o maestro 2 y el módulo de comunicación
primario 4, provisto del módem, estén siempre encendidos, a la
espera de recibir una señal de activación externa, tal y como una
llamada perdida, para transmitir la posición del elemento móvil y/o
la información y/o datos generados por los respectivos sensores o
transductores 16 de las unidades remotas o esclavas 10 a la unidad
central de gestión externa 20, y posteriormente vuelve
automáticamente a una estado de reposo a la espera de una nueva
petición de activación. Este modo de funcionamiento está
especialmente indicado para cuando a distancia y desde el exterior
se desea consultar la posición, la información y/o datos del
elemento móvil como por ejemplo a través de la red de telefonía
móvil o a través de una PDA o similar.
De acuerdo con un tercer modo de funcionamiento,
denominado ONLINE, el procesador 7 es programable de forma que el
sistema 1 está siempre en servicio, ON, y la unidad principal o
maestro 2 está permanentemente transmitiendo la posición del
elemento móvil y/o la información y/o datos generados por los
respectivos sensores o transductores 16 de las unidades remotas o
esclavas 10 a la unidad central de gestión externa 20.
Además, existe la posibilidad de un cuarto modo
de funcionamiento operativo junto con cualquiera de los arriba
descritos, según el cual las unidades remotas o esclavas 10 y/o la
unidad principal o maestro 2 están dotadas de los medios adecuados
para analizar la información y/o datos generados por los
respectivos sensores o transductores 16 y tan sólo en el caso de
producirse una condición preprogramada, tal y como la superación de
un valor umbral en una de las señales, se transmitirá la
información o dato a la central de gestión externa 20. Además, en
este modo de funcionamiento existen varias posibilidades en función
de que tipo de unidades remotas o esclavas 10 esté provisto el
sistema 1. En una primera variante, se contempla que las unidades
remotas o esclavas 10 estén provistas de una unidad de memoria y
cpu las cuales analizan y almacenan los datos generados por los
respectivos sensores o transductores 16 y no envían la información
a la unidad principal o maestro 2 hasta superar un valor umbral
predeterminado y preprogramado. En otra variante, se contempla que
las unidades remotas o esclavas 10 transmitan toda la información a
la unidad principal o maestro 2, y la unidad principal o maestro 2
es la que no envía la información a la central de gestión externa
20 hasta que se haya superado un valor umbral predeterminado y
preprogramado. En ambas posibilidades de este cuarto modo de
funcionamiento, el que determina si hay transmisión continúa o
esporádica GPRS vía módem con la central de gestión externa 20 es
el procesador 7 de la unidad principal o maestro 2 a razón de si se
ha superado alguno de los valores predeterminados y preprogramados
umbrales de los distintos sensores o transductores 16 de los que
puede estar provisto un elemento móvil.
En todo caso, las unidades remotas o esclavas 10
y la unidad principal o maestro 2 gracias a que el protocolo de
comunicaciones inalámbrico Zigbee utilizado consume muy poco,
siempre están conectadas virtualmente, es decir sus respectivas
antenas de radiofrecuencia integradas en respectivos módulos de
comunicación 11 de las unidades remotas o esclavas 10 y el módulo de
comunicación secundario 5 de la unidad principales o maestro 2
están siempre activas, y según el modo de funcionamiento escogido o
seleccionado activan sus otros respectivos elementos que componen
el sistema 1.
El interfaz 12 de entradas y salidas de las
unidades remotas o esclavas 10 está dotado de múltiples canales
analógicos y digitales no representados que pueden convertirse por
ejemplo en puertos RS232, RS485, CAN BUS, y otros.
Se prevé que la unidad principal o maestro 2
comprenda además un módulo complementario, tal como un módulo wifi,
un módulo bluetooth, un módulo de radio frecuencia, un módulo rfid,
un módulo con una pluralidad de entradas analógicas y/o múltiples
canales analógicos y digitales.
Claims (9)
1. Sistema (1) para la localización,
seguimiento, control y gestión de elementos móviles o
transportables, tales como vehículos o contenedores terrestres,
marítimos y/o aéreos, que comprende:
una unidad principal o maestro (2), destinada a
montarse en el elemento móvil, provista de un receptor de señales
(3) de posición por satélite, que permite determinar la posición
del elemento móvil; de un módulo de comunicación primario (4)
basado en paquetes de datos que permite la transmisión de datos
mediante una red de telefonía móvil a una unidad central de gestión
externa (20); de un módulo de comunicación secundario (5); de una
unidad de memoria (6) y de al menos un procesador (7); y
una pluralidad de unidades remotas o esclavas
(10), provistas cada una de un módulo de comunicación (11); de una
interfaz (12) de entradas y salidas; de al menos un sensor o
transductor (16) susceptible de ser conectado a la interfaz de
entradas y salidas; y de una unidad de memoria (14);
caracterizado porque los módulos de
comunicación (11) de las unidades remotas o esclavas (10) están
adaptadas para comunicarse con el módulo de comunicación secundario
(5) de la unidad principal o maestro (2) a través de un sistema
estándar de comunicaciones inalámbrico, siendo capaces de
transmitir la información y/o datos generados por los respectivos
sensores o transductores (16) a la unidad principal o maestro
siendo éstos susceptibles de ser posteriormente transmitidos
mediante el módulo de comunicación primario (4) a la unidad central
de gestión externa (20).
2. Sistema (1) según la reivindicación 1,
caracterizado porque el sistema estándar de comunicaciones
se basa en la tecnología vía radio y bidireccional, RF Zigbee.
3. Sistema (1) según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad
principal o maestro (2) comprende unos medios de alimentación (7)
autónomos y porque las unidades remotas o esclavas (10) comprenden
también respectivos medios de alimentación (15) autónomos.
4. Sistema (1) según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las
unidades remotas o esclavas (10) y/o la unidad principal o maestro
(2) están recubiertas de una resina de poliuretano y alojadas en el
interior de una carcasa (31) envolvente y estanca.
5. Sistema (1) según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
procesador (7) de la unidad principal o maestro (2) es programable
de acuerdo a un primer modo de funcionamiento según el cual el
sistema está siempre fuera de servicio, OFF, y el procesador de la
unidad principal o maestro (2) se enciende activando el módulo de
comunicación primario (4) , que está provisto de al menos un módem
para realizar una tarea predeterminada tal como la de transmitir la
posición del elemento móvil y/o la información y/o datos generados
por los respectivos sensores o transductores (16) de las unidades
remotas o esclavas (10) a la unidad central de gestión externa (20)
de forma puntual y repetitiva, transcurrido un tiempo
predeterminado.
6. Sistema (1) según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
procesador (7) de la unidad principal o maestro (2) es programable
de acuerdo a un segundo modo de funcionamiento según el cual el
sistema está siempre fuera de servicio, OFF, y el procesador de la
unidad principal o maestro y el módulo de comunicación primario
(4), que está provisto de un módem, están siempre encendidos, a la
espera de recibir una señal de activación externa, tal y como una
llamada perdida, transmitiendo la posición del elemento móvil y/o
la información y/o datos generados por los respectivos sensores o
transductores (16) de las unidades remotas o esclavas (10) a la
unidad central de gestión externa (20), y posteriormente vuelve
automáticamente a un estado de reposo a la espera de una nueva
petición de activación.
7. Sistema (1) según una cualquiera de las
reivindicaciones, caracterizado porque el procesador (7) de
la unidad principal o maestro (2) es programable de acuerdo a un
tercer modo de funcionamiento según el cual el sistema está siempre
en servicio, ON, y la unidad principal o maestro está
permanentemente transmitiendo la posición del elemento móvil y/o la
información y/o datos generados por los respectivos sensores o
transductores (16) de las unidades remotas o esclavas (10) a la
unidad central de gestión externa (20).
8. Sistema (1) según una cualquiera de las
reivindicaciones, caracterizado porque el procesador (7) es
programable de acuerdo a un cuarto modo de funcionamiento según el
cual las unidades remotas o esclavas (10) y/o la unidad principal o
maestro (2) están dotadas de los medios adecuados para analizar la
información y/o datos generados por los respectivos sensores o
transductores (16) y tan sólo en el caso de producirse una
condición preprogramada, tal y como la superación de un valor umbral
en una de las señales, se transmitirá el dato a la central de
gestión externa (20).
9. Sistema (1) según la reivindicación 1,
caracterizado porque la unidad principal o maestro (2)
comprende además al menos un módulo complementario, tal como un
módulo wifi, un módulo bluetooth, un módulo de radio frecuencia, un
módulo rfid, un módulo con una pluralidad de entradas analógicas y/o
múltiples canales analógicos y digitales.
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| SCHAEFER, S., "{}Secure Trade Lane: A Sensor Network Solution for more reliable and more secure Container Shipments"{}. OOPSLA 2006, ACM SIGPLAN International Conference on Object-Oriented Programming, Systems, Languages and Applications. 22-26 de octubre de 2006. Portland, Oregon, USA. Apartados 1,3.1,3.3 y 3.4; figura 1. * |
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