ES2346490T3 - Un metodo para transferir datos desde un sensor a traves de una red informatica, dispositivo correspondiente, y producto de programa informatico para el mismo. - Google Patents

Abstract

Un método para transferir datos desde un sensor a través de una red informática, de tal manera que el método comprende las etapas de: recibir del sensor una señal que representa una cantidad física, codificar la señal, convertir la señal en un mensaje (200, 300, 400), y transmitir el mensaje (200, 300, 400) a través de la red informática, caracterizado por que, con el fin de transferir los datos conjuntamente con datos de aplicación, la conversión de la señal en el mensaje comprende la etapa de: generar el mensaje (200, 300, 400) mediante la combinación de un primer encabezamiento (202, 402) de mensaje con un cuerpo de mensaje (303, 403), de tal modo que el primer encabezamiento (202, 402) de mensaje comprende la señal codificada y el cuerpo (303, 403) de mensaje comprende los datos de aplicación.

Description

Un método para transferir datos desde un sensor a través de una red informática, dispositivo correspondiente, y producto de programa informático para el mismo.

La invención se refiere a un método para transferir datos de sensor a través de una red informática, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, a un dispositivo de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 9, y a un producto de programa informático de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 10.

Un sensor es un dispositivo que mide una cantidad física y la convierte en una señal que puede ser leída por un observador o por un instrumento. A la hora de referirse a su capacidad para detectar un parámetro en una cierta forma y dar traslado de él en otra (por lo común, una señal eléctrica o digital), se hace referencia a un sensor, en ocasiones, como "transductor" en la técnica.

La industria y los fabricantes se mueven hacia sistemas asociados a redes, preferiblemente inalámbricos, para la conectividad o capacidad de conexión de los sensores, a fin de incrementar la automatización y de cara a costes de ciclo de vida útil más bajos. Por otra parte, los militares se mueven hacia tales sensores asociados a redes con el fin de mejorar el mantenimiento basado en ciertas condiciones. La capacidad de funcionamiento conjunto de los sensores también juega un papel crucial en aplicaciones tales como la supervisión o vigilancia a distancia, el conocimiento de la situación, o los sistemas de información geográfica conocidos como webs o mallas de sensores. Con mallas de sensores quiere significarse una arquitectura amorfa de plataformas de sensores espacialmente distribuidas, denominadas cápsulas ("pods"), que se comunican de forma inalámbrica unas con otras para facilitar la vigilancia y el control del entorno.

Normas industriales de amplia aceptación para la interacción a modo de interfaz con sensores se definen conforme a la norma del IEEE [Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos -"Institute of Electrical and Electronics Engineers"] 1451.2. Sensores inteligentes, esto es, dispositivos que incluyen capacidades de comunicaciones y de tratamiento de señales además del transductor en sí, típicamente construidos según estas especificaciones. Se conocen implementaciones avanzadas de las normas IEEE 1451 que proporcionan capacidad para la transmisión de los datos del sensor de acuerdo con las especificaciones del Consorcio de Malla Extensa Mundial ("World Wide Web Consortium") (W3C) y recomendaciones tales como las de HTTP [Protocolo de Transferencia de Hipertexto -"Hypertext Transfer Protocol"] o las de SOAP [Protocolo de Acceso de Objeto Simple -"Simple Object Access Protocol"]. Una de tales implementaciones fue publicada por el Instituto Nacional Norteamericano de Normas y Tecnología ("U.S. National Institute of Standards and Technology") en la reunión del Grupo de Trabajo de OMG-Robótica ("OMG-Robotics Working Group") en diciembre de 2006. Para detalles, hágase referencia al compendio en http://robotics.omg.org/docs/robotics2006-12-Washington.pdf, págs. 72-94.

Un inconveniente de la solución conocida es su incapacidad para transferir datos de sensor y de aplicación en un único mensaje de red. Esto dificulta la incorporación de la transmisión de los datos del sensor en arquitecturas de solución compleja con múltiples aplicaciones en interacción. Un propósito de la invención consiste, pues, en proponer una solución mejorada para la transmisión de datos de sensor utilizando protocolos de red del estado de la técnica.

Este propósito se alcanza por medio de un método de acuerdo con lo preconizado por la reivindicación 1, un dispositivo de acuerdo con lo preconizado por la reivindicación 9, y un producto de programa informático de acuerdo con lo preconizado por la reivindicación 10.

La idea principal de la invención es la transmisión de datos de sensor por medio de un encabezamiento de mensaje de red. Con encabezamiento quiere significarse datos complementarios colocados al comienzo del mensaje de red. Los encabezamientos se utilizan convencionalmente para almacenar y transmitir información para el manejo del mensaje.

Por medio de la solución esbozada, es posible transferir datos de sensor conjuntamente con datos de aplicación contenidos en el cuerpo del mensaje. Con cuerpo del mensaje, en ocasiones denominado "carga de información útil" en la técnica, quiere decirse los datos que siguen el encabezamiento del mensaje.

Desarrollos adicionales de la invención pueden colegirse de las reivindicaciones dependientes y de la siguiente descripción.

En lo que sigue, la invención se explicará adicionalmente haciendo referencia a los dibujos que se acompañan.

Para transferir datos de sensor a través de una red informática de acuerdo con una realización de la invención, se recibe desde el sensor, en primer lugar, una señal que representa una cantidad física. La señal es entonces convertida en un mensaje mediante la codificación de la señal en un encabezamiento del mensaje y la combinación de este encabezamiento con un cuerpo de mensaje dado o generado. Por último, el mensaje resultante es transmitido a través de la red informática.

La Figura 1 muestra esquemáticamente un método de acuerdo con una realización de la invención, destinado a transferir datos de sensor a través de una red informática.

La Figura 2 muestra un ejemplo de una petición de HTTP transmitida por un programa de software de acuerdo con una realización de la invención.

La Figura 3 muestra un ejemplo de una petición de SIP INVITE [INVITACIÓN de Protocolo de Inicio de Sesión -"Session Initiation Protocol"] transmitida de acuerdo con una realización de la invención.

La Figura 4 muestra un ejemplo de un mensaje de SOAP de acuerdo con una realización de la invención.

En lo que sigue, se elucidará, a modo de ejemplo, un método de acuerdo con la invención, haciendo referencia a la Figura 1.

Con propósitos ilustrativos, se supone que la realización del ejemplo dado adopta la forma de un programa de software. Se comprende que una realización alternativa puede adoptar la forma de un dispositivo de soporte físico o hardware, o de una combinación de componentes de software y hardware.

En una primera etapa 101, el programa de software recibe una señal que representa la distancia desde un sensor de proximidad a un objeto que se pretende detectar. En el ejemplo dado, la señal adopta la forma de una tensión eléctrica. La tensión puede estar definida únicamente en un conjunto discreto de instantes; en este caso, se hace referencia la señal como una serie temporal. Alternativamente, la tensión puede ser una señal continua en el tiempo. Además de esto, la señal puede ser analógica o digital, dependiendo fundamentalmente del tipo de sensor que se emplee.

En la etapa 102, el programa codifica la señal de la etapa 101 en un primer encabezamiento de mensaje. En esta forma codificada, el primer encabezamiento de mensaje comprende, típicamente, una medida absoluta de la cantidad física de la etapa 101. Esta medida absoluta puede ser complementada por información tal como una unidad de medición, la precisión, el margen de error, el grado o nivel de confidencialidad, la resolución, o el intervalo de escala completo del sensor de que se dispone. Tal información puede ser empleada para indicar la tolerancia técnica o nominal, es decir, el límite de variación permisible en la cantidad física medida, a fin de involucrar una precisión numérica del valor nominal. Por ejemplo, la señal originaria de un sensor de distancia puede codificarse en la forma "2,743 +/-0,001 metros", suponiendo una tolerancia simétrica.

Preferiblemente, la etapa de codificación 102 da como resultado una representación en texto para uso en un mensaje de texto resultante. Dependiendo del protocolo de red subyacente, dicho mensaje de texto puede adoptar la forma de una petición o respuesta de HTTP, una petición o respuesta de Protocolo de Inicio de Sesión ("Session Initiation Protocol" = SIP), un mensaje de SOAP o un mensaje de conformidad con el estilo de arquitectura conocido como Transferencia de Estado de Representación ("Representational State Transfer").

En la etapa 103, con el fin de permitir al destinatario identificar el sensor de origen, la realización de la Figura 1 codifica una identificación de sensor en un segundo encabezamiento de mensaje. Para garantizar una identificación unívoca o sin ambigüedades del sensor por parte del destinatario sin una coordinación central significativa, la identificación puede adoptar la forma de un Identificador Único Universal (UUID -"Universally Unique Identifier"). Un UUID es un identificador estándar que se utiliza en la construcción de software, normalizado por la Open Software Foundation como parte del Entorno de Computación Distribuido ("Distributed Computing Environment"). Una ventaja que trae consigo el uso de UUIDs como identificación de sensor es la capacidad del destinatario para combinar datos de sensor recibidos en una única base de datos sin necesidad de resolver conflictos de nombre. Los UUIDs están documentados en la ITU-T [Unión Internacional de Telecomunicaciones -"International Telecommunications Union"] Rec. X667 | ISO/IEC [Organización Internacional para Normalización/Comisión Electrotécnica Internacional -"International Organization for Standardization/International Electrotechnical Comission"] 9834-8: 2005. El IETF [Grupo de Trabajo para Ingeniería de Internet -"Internet Engineering Task Force"] ha publicado una Norma Propuesta ("Proposed Standard") RFC [Petición de Comentarios -"Request For Comments"] 4122 que es técnicamente equivalente a la ITU-Rec.X.667 | ISO/IEC 9834-8.

En la etapa 104, con el fin de indicar al destinatario el tipo de información suministrada por el sensor, la realización de la Figura 1 codifica una identificación de clase en un tercer encabezamiento de mensaje. Esta identificación de clase comprende una descripción de la cantidad física de la etapa 101, por ejemplo, la temperatura, la velocidad, la presión o la tensión eléctrica. La identificación de clase comprende, adicionalmente, condiciones operativas del sensor, por ejemplo, el estado vigente en ese momento en el caso de un sensor de proximidad que requiere el arranque desde una distancia conocida y la acumulación de cambios incrementales en la medición. Por último, la identificación de clase indica un formato de datos del mensaje, particularmente de los encabezamientos de mensaje de las etapas 101 a 103. En lugar de incluir estos datos explícitamente en el tercer encabezamiento de mensaje, una realización alternativa puede suministrar únicamente una identificación de clase numérica o simbólica y requerir al destinatario que la resuelva consultando un directorio público una base de datos central de clases de sensores. La norma IEEE 1451 proporciona un ejemplo de tal directorio.

En la etapa 105, a fin de proporcionar a una persona destinataria información adicional acerca del mensaje o de los datos de sensor contenidos en él, la realización de la Figura 1 codifica un comentario en un cuarto encabezamiento de mensaje. El comentario es, típicamente, transmitido en una forma legible por las personas y puede comprender información semántica sobre la cantidad física de la etapa 101. Un comentario proporcionado a modo de ejemplo es "Distancia desde la pintura de la 'Mona Lisa" para un sensor de proximidad colocado en un museo de arte.

Se comprende que la información procesada o tratada en las etapas 102 a 105 puede ser, alternativamente, almacenada en un conjunto diferente de encabezamientos de mensaje o comprimida en un único encabezamiento de mensaje. En una etapa adicional (no representada), algunos de los encabezamientos de mensaje, o todos ellos, pueden ser cifrados para su transporte. La Seguridad de Capa de Transporte ("Transport Layer Security") y su predecesora, la Capa de Conexión Segura ("Secure Sockets Layer"), son ejemplos de protocolos criptográficos comúnmente utilizados para encriptar o cifrar las peticiones y las respuestas de HTTP.

En la etapa 106, el programa combina los encabezamientos de mensaje de las etapas 102 a 105 con un cuerpo de mensaje que comprende datos de aplicación destinados a ser transferidos conjuntamente con los datos de sensor, lo que da como resultado una mensaje completamente auto-contenido o completo de acuerdo con el protocolo de red subyacente. El orden de los encabezamientos de mensaje sugerido por la numeración de las etapas 102 a 105 no es en ningún modo vinculante para la estructura del mensaje resultante. El orden de los encabezamientos puede ser permutado arbitrariamente.

Por último, en la etapa 107, el programa transmite el mensaje resultante de la etapa 106 a través de la red informática. La transmisión hace uso del Protocolo de Control de Transmisión, del Protocolo de Diagrama de Datos o Datagrama de Usuario, del Protocolo de Transmisión de Control de Corriente, o de cualquier otro protocolo de transporte adecuado para la red subyacente.

La Figura 2 muestra un ejemplo de una petición de HTTP 200 transmitida por un programa de software de acuerdo con una realización de la invención. En este caso, los encabezamientos de mensaje de las etapas 102 a 105, de acuerdo con la Figura 1, se han representado utilizando el encabezamiento de HTTP y elementos de protocolo de encabezamiento de mensaje. Las especificaciones correspondientes definen un cierto número de encabezamientos de HTTP en sí mismos, y hacen posible también su ampliación a través del uso de nuevos elementos de protocolo de nombre de campo de HTTP. La realización hace uso del nombre de campo "Etiqueta-Sensor-X". El encabezamiento 202 de información de sensor resultante se combina con los encabezamientos de HTTP normalizados 201 y se añade como prefijo a dichos datos de aplicación.

La Figura 3 muestra un ejemplo de petición de INVITACIÓN 300 de cuerdo con el SIP, de tal manera que la petición es transmitida de conformidad con una realización adicional de la invención. El SIP es un protocolo (de señalización) de control de capa de aplicación para crear, modificar y finalizar sesiones con uno o más participantes. Puede ser utilizado para crear sesiones de dos partícipes, de múltiples partícipes o de difusión múltiple que incluyen llamadas telefónicas por Internet, distribución multimedia y conferencias multimedia. El IETF especifica el SIP en su Norma Propuesta RFC 3261. Aquí, el encabezamiento 202 de información del sensor se combina con los encabezamientos 301 de SIP normalizados y con la descripción 303 de sesión de SIP. La descripción 303 de sesión de SIP se adecua al Protocolo de Descripción de Sesión, que se especifica por el IETF en la Norma Propuesta RFC 2327. La petición de transmisión 300 invita al destinatario a iniciar una sesión de audio que se describe en la descripción 303 de
sesión.

La Figura 4 muestra un ejemplo de un mensaje de SOAP 400 transmitido de acuerdo con un aún otra realización adicional de la invención. En ella, un encabezamiento 402 de SOAP que contiene la información de sensor captada es combinado con un cuerpo 403 de SOAP que contiene un elemento de cuerpo con un nombre local de "ObtenerPrecioStock". Si bien el encabezamiento 402 de SOAP puede ser de utilidad para intermediarios de SOAP así como para el destino último del mensaje, el cuerpo 403 contiene la carga real de información útil del mensaje. El encabezamiento 402 de SOAP y el cuerpo 403 de SOAP están, ambos, contenidos en la envoltura 401 de SOAP, siendo la envoltura 401 la unidad de información de elemento más externo del mensaje 400 de SOAP.

Una aplicación proporcionada a modo de ejemplo de una realización de la invención es un sistema de guía de audio, vídeo o multimedia para una atracción de visitantes tal como una exposición artística o una colección de museo. Dicha guía proporciona un comentario para las obras expuestas, normalmente a través de un dispositivo de mano tal como un Asistente Personal Digital (PDA -"Personal Digital Assistant") o un teléfono inteligente. Los PDAs del estado de la técnica están equipados, típicamente, con software de navegador o buscador de web así como con tecnología de comunicación de aérea de corto alcance, tal como Bluetooth o identificación de radiofrecuencia (RFID -"radio-frequency identification"). Suponiendo que hay un sensor de proximidad montado cerca de una obra expuesta, el sensor puede transferir sus datos a través de la red inalámbrica utilizando un método de acuerdo con la invención. Al acercarse a la obra expuesta y al sensor asociado, el PDA puede utilizar los datos de sensor recibidos con el fin de generar una petición 200 de HTTP para un servidor de web proporcionado por el museo o lugar de la exposición. La respuesta de HTTP retornada (no representada) puede ser entonces utilizada para presentar visualmente información basada en la posición que instruye al usuario sobre la obra expuesta de las inmediaciones. Realizaciones alternativas de la invención pueden utilizar una petición de SIP o un mensaje de SOAP en lugar de una petición de HTTP.

Claims (10)

1. Un método para transferir datos desde un sensor a través de una red informática, de tal manera que el método comprende las etapas de:

recibir del sensor una señal que representa una cantidad física,

codificar la señal,

convertir la señal en un mensaje (200, 300, 400), y

transmitir el mensaje (200, 300, 400) a través de la red informática,

caracterizado por que, con el fin de transferir los datos conjuntamente con datos de aplicación, la conversión de la señal en el mensaje comprende la etapa de:

generar el mensaje (200, 300, 400) mediante la combinación de un primer encabezamiento (202, 402) de mensaje con un cuerpo de mensaje (303, 403),

de tal modo que el primer encabezamiento (202, 402) de mensaje comprende la señal codificada y el cuerpo (303, 403) de mensaje comprende los datos de aplicación.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el método comprende el método comprende adicionalmente combinar un segundo encabezamiento (202, 402) de mensaje con el cuerpo (303, 403) de mensaje, de tal manera que el segundo encabezamiento (202, 402) de mensaje comprende una identificación de sensor.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por que la identificación de sensor comprende un Identificador Único Universal.

4. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el método comprende adicionalmente combinar un tercer encabezamiento (202, 402) de mensaje con el cuerpo (303, 403) de mensaje, de tal modo que el tercer encabezamiento (202, 402) de mensaje comprende al menos uno de los siguientes:

una descripción de la cantidad física,

un estado de funcionamiento del sensor, y

una indicación de un formato de datos del mensaje (200, 300, 400).

5. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el método comprende adicionalmente combinar un cuarto encabezamiento (202, 402) de mensaje con el cuerpo (303, 403) de mensaje, de tal manera que el cuarto encabezamiento (202, 402) de mensaje comprende un comentario sobre el mensaje (200, 300, 400) destinado a ser utilizado por un destinatario del mensaje (200, 300, 400).

6. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el primer encabezamiento (202, 402) de mensaje, tras la codificación, comprende una medida absoluta y al menos uno de los siguientes:

una unidad de medición,

una precisión,

un margen de error,

un nivel o grado de confianza,

una resolución, y

un intervalo de escala completo.

7. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el método comprende adicionalmente encriptar o cifrar al menos uno de los encabezamientos (202, 402) de mensaje.

8. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el mensaje (200, 300, 400) es un mensaje de texto y el método comprende adicionalmente convertir la señal en una representación de texto de la cantidad física.

9. Un dispositivo para transferir datos desde un sensor a través de una red informática, de tal manera que el dispositivo comprende:

medios para recibir del sensor una señal que representa una cantidad física,

medios para convertir la señal en un mensaje (200, 300, 400), y

medios para transmitir el mensaje (200, 300, 400) a través de la red informática,

caracterizado por que los medios para convertir la señal en un mensaje (200, 300, 400) comprenden:

medios para codificar la señal en un primer encabezamiento (202, 402) de mensaje, y

medios para generar el mensaje (200, 300, 400) mediante la combinación del primer encabezamiento (202, 402) de mensaje con un cuerpo (303, 403) de mensaje.

10. Un producto de programa informático que comprende un medio utilizable por una computadora, que incluye un programa legible por computadora, de tal manera que el programa legible por computadora, cuando se ejecuta en una computadora, hace que la computadora

reciba de un sensor una señal que representa una cantidad física,

codifique la señal,

convierta la señal en un mensaje (200, 300, 40), y

transmita el mensaje (200, 300, 400) a través de una red informática,

caracterizado por que, para convertir la señal en el mensaje (200, 300, 400), el programa legible por computadora hace que la computadora

genere el mensaje (200, 300, 400) combinando un primer encabezamiento (202, 402) de mensaje con un cuerpo (303, 403) de mensaje,

de tal manera que el primer encabezamiento (202, 402) de mensaje comprende la señal codificada y el cuerpo (303, 403) de mensaje comprende los datos de aplicación.