ES2510740A1 - System for identification and location in interior spaces (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents

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Abstract

System for identification and location in interior spaces. Of special application both in the domestic sphere, for the control, monitoring and safety of people or objects in interior spaces, and that it is necessary to have them monitored at all times within their homes; as in the industrial or services sector, where the control and verification in real time of infinite variables, parameters and values is required, allowing said system to react and act immediately and precisely in a specific situation, thus expanding the capabilities of the users and automating everyday actions. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

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SISTEMA PARA IDENTIFICACIÓN Y LOCALIZACIÓN EN ESPACIOS INTERIORES SYSTEM FOR IDENTIFICATION AND LOCATION IN INTERIOR SPACES

DESCRIPCIÓN DESCRIPTION

OBJETO DE LA INVENCIÓN OBJECT OF THE INVENTION

La presente invención pertenece al campo de la informática distribuida y entornos de inteligencia ambiental, y más concretamente a sistemas multiagente. The present invention belongs to the field of distributed computing and environmental intelligence environments, and more specifically to multi-agent systems.

El objeto principal de la presente invención es un sistema multiagente de control que destaca fundamentalmente por permitir una identificación y localización en tiempo real de personas y/u objetos en espacios interiores, de forma precisa, rápida, y eficiente. The main object of the present invention is a multi-agent control system that stands out primarily for allowing real-time identification and location of people and / or objects in interior spaces, accurately, quickly, and efficiently.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN BACKGROUND OF THE INVENTION

En los últimos años se ha registrado un crecimiento considerable en el desarrollo de tecnologías de automatización y arquitecturas distribuidas, especialmente gracias a la aparición de espacios inteligentes y a la integración de dispositivos programables a través de redes computacionales. Este hecho ha impulsado el desarrollo de tecnologías como la Informática Distribuida (ID), la Inteligencia Ambiental (AmI), o los Sistemas Multiagente (SMA). In recent years there has been considerable growth in the development of automation technologies and distributed architectures, especially thanks to the emergence of intelligent spaces and the integration of programmable devices through computer networks. This fact has driven the development of technologies such as Distributed Computing (ID), Environmental Intelligence (AmI), or Multiagent Systems (SMA).

La Inteligencia Ambiental es una evolución de la “computación ubicua” (integración de la informática en el entorno de las personas), y consiste en el acercamiento tecnológico para resolver el desafío de desarrollar estrategias que permitan la inmersión de los usuarios de forma transparente en entornos altamente tecnológicos y también, la detección y prevención de problemas en entornos automatizados. Environmental Intelligence is an evolution of "ubiquitous computing" (integration of information technology in the environment of people), and is the technological approach to solve the challenge of developing strategies that allow users to immerse users transparently in environments highly technological and also, the detection and prevention of problems in automated environments.

En la actualidad son conocidas diversas plataformas de agentes, como son: JADE, FIPA-OS, Grasshopper, Jack, ZEUS, AgentScape, MadKit, EIDE, RICA-J, SIMBA Currently, several agent platforms are known, such as: JADE, FIPA-OS, Grasshopper, Jack, ZEUS, AgentScape, MadKit, EIDE, RICA-J, SIMBA

o SPADE. Sin embargo, dichas plataformas actuales no permiten ser aplicadas directamente en el desarrollo de sistemas multiagente abiertos que sean utilizados en entornos de inteligencia ambiental, ya que no han sido diseñadas para tratar conceptos dinámicos como los servicios y adaptaciones que se necesitan y utilizan respectivamente or SPADE. However, these current platforms do not allow to be applied directly in the development of open multi-agent systems that are used in environmental intelligence environments, since they have not been designed to deal with dynamic concepts such as the services and adaptations that are needed and used respectively.

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en estos entornos. Básicamente, un “agente” es una entidad software que exhibe un comportamiento autónomo y tiene la capacidad de interactuar en un entorno a través de ciertas capacidades de comunicación, negociación y coordinación. In these environments. Basically, an "agent" is a software entity that exhibits autonomous behavior and has the ability to interact in an environment through certain communication, negotiation and coordination capabilities.

Actualmente, una de las líneas de desarrollo dentro de los sistemas multiagente se dirige a conseguir que estos sistemas sean cada vez más abiertos y dinámicos. Esto supone añadir nuevas capacidades como la adaptación, la reorganización, el aprendizaje y la coordinación. Por esta razón, surgen las denominadas Organizaciones Virtuales de agentes (OV). Las organizaciones virtuales se conciben como un conjunto de agentes con roles y normas que determinan su comportamiento y donde las capacidades previamente nombradas juegan un papel crucial. Las posibles topologías y aspectos organizativos así como sus mecanismos de comunicación y coordinación determinan en gran medida la flexibilidad, la dinamicidad y la apertura que el sistema multiagente puede ofrecer. Currently, one of the lines of development within multi-agent systems is aimed at making these systems increasingly open and dynamic. This involves adding new capabilities such as adaptation, reorganization, learning and coordination. For this reason, the so-called Virtual Agent Organizations (OV) arise. Virtual organizations are conceived as a set of agents with roles and norms that determine their behavior and where the previously named capabilities play a crucial role. The possible topologies and organizational aspects as well as their communication and coordination mechanisms largely determine the flexibility, dynamicity and openness that the multi-agent system can offer.

Por tanto, aunque en la actualidad se conocen distintas plataformas para la creación de sistemas multiagente, ninguna de ellas permite la creación de organizaciones virtuales de agentes, que presente las capacidades arriba citadas (adaptación, reorganización, coordinación, etc.) y que además presente escalabilidad, robustez y sensibilidad al contexto, entendiéndose “contexto” como toda aquella información que permite caracterizar a una entidad, ya sea una persona, un lugar o un objeto. Therefore, although different platforms for the creation of multi-agent systems are currently known, none of them allows the creation of virtual agent organizations, which present the aforementioned capabilities (adaptation, reorganization, coordination, etc.) and also present scalability, robustness and sensitivity to context, meaning "context" as all that information that characterizes an entity, be it a person, a place or an object.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN DESCRIPTION OF THE INVENTION

Mediante la presente invención se resuelve el problema técnico anteriormente planteado proporcionando un sistema multiagente de control, para la identificación y localización de personas y/u objetos en espacios interiores, especialmente adaptado para resolver problemas de inteligencia ambiental en entornos altamente tecnológicos, constituyéndose dicho sistema en un sistema flexible, robusto y escalable. By means of the present invention, the aforementioned technical problem is solved by providing a multi-agent control system, for the identification and location of people and / or objects in interior spaces, specially adapted to solve environmental intelligence problems in highly technological environments, said system becoming A flexible, robust and scalable system.

El sistema multiagente de control de la presente invención es de aplicación en diversos sectores, tanto para el control, seguimiento y seguridad de personas u objetos en espacios interiores, tal como personas discapacitadas, o personas mayores con movilidad reducida que es necesario tener vigiladas (en sus hogares, hospitales, lugares The multi-agent control system of the present invention is applicable in various sectors, both for the control, monitoring and security of people or objects in indoor spaces, such as disabled people, or elderly people with reduced mobility that need to be monitored (in their homes, hospitals, places

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de residencia, etc.); así como en el sector industrial o de servicios (cadenas de montaje, ferias, parques de ocio y aventura, etc.), donde es necesario controlar y verificar en tiempo real y de forma precisa un gran número de parámetros y valores, y en función de dichos valores reaccionar y actuar inmediatamente de un modo determinado, ampliando así las capacidades de los usuarios, permitiendo automatizar acciones cotidianas. of residence, etc.); as well as in the industrial or services sector (assembly lines, fairs, leisure and adventure parks, etc.), where it is necessary to control and verify in real time and accurately a large number of parameters and values, and in function of these values react and act immediately in a certain way, thus expanding the capabilities of the users, allowing to automate everyday actions.

Más concretamente, dicho sistema multiagente de control comprende un módulo de obtención de datos que comprende un conjunto de sensores distribuidos estratégicamente en el interior del espacio o entorno en cuyo interior se encuentran las personas y/u objetos que se desean controlar. More specifically, said multi-agent control system comprises a data collection module comprising a set of sensors strategically distributed inside the space or environment in which the people and / or objects to be controlled are located.

Preferentemente dichos sensores comprenden al menos uno de los siguientes: sensor de luz, sensor de presencia, sensor de proximidad, sensor de temperatura, sensor de puerta/ventana abierta, sensor de luminosidad, sensor de humedad, y pestillo electromagnético. Además, cabe señalar aquí, que dicho módulo de obtención de datos es totalmente escalable, con capacidad para añadir nuevos sensores con facilidad, dotando al sistema de una gran flexibilidad. Preferably said sensors comprise at least one of the following: light sensor, presence sensor, proximity sensor, temperature sensor, open door / window sensor, luminosity sensor, humidity sensor, and electromagnetic latch. In addition, it should be noted here that said data collection module is fully scalable, with the ability to add new sensors easily, giving the system great flexibility.

Además, el sistema objeto de invención comprende un módulo de localización en tiempo real, que comprende un conjunto de cámaras distribuidas igualmente en dicho espacio interior, y que permiten ubicar e identificar en todo momento a las personas y/u objetos a controlar. Preferentemente, las cámaras empleadas utilicen protocolos de comunicación inalámbrica, tales como Zigbee, NFC (del inglés “Near Field Communication”), RFID o similares. In addition, the system object of the invention comprises a real-time location module, which comprises a set of cameras distributed equally in said interior space, and which allows the people and / or objects to be controlled to be located and identified at all times. Preferably, the cameras used use wireless communication protocols, such as Zigbee, NFC ("Near Field Communication"), RFID or the like.

Finalmente, el sistema multiagente de control aquí descrito comprende un módulo de control que comprende una unidad de control central conectada tanto al módulo de obtención de datos como al módulo de localización, y vinculable asimismo a equipos electrónicos externos, estando dicha unidad de control adaptada para recoger información procedente tanto de los sensores del módulo de obtención de datos como de las cámaras del módulo de localización, y en función de dicha información ejecutar a través de unos actuadores una determinada orden de control, la cual hay sido introducida previamente en la unidad de control, o bien, solicitada a través de dichos equipos electrónicos externos, tal como smartphones, tablets, ordenadores portátiles, etc. Finally, the multi-agent control system described herein comprises a control module comprising a central control unit connected to both the data collection module and the location module, and also linkable to external electronic equipment, said control unit being adapted for collect information from both the sensors of the data acquisition module and the cameras of the location module, and based on this information execute through certain actuators a certain control order, which has been previously entered in the unit of control, or, requested through said external electronic equipment, such as smartphones, tablets, laptops, etc.

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Dicha unidad de control emplea preferentemente tecnologías de conexión inalámbrica, tal como Wi-fi o Bluetooth, para su vinculación con los sensores, cámaras y/o dispositivos electrónicos externos. Además preferentemente, los sensores y actuadores están integrados en unos dispositivos de radiofrecuencia constituyentes de una plataforma n-Core, los cuales presentan diversos puertos de comunicación e interfaces de entrada y salida. Said control unit preferably uses wireless connection technologies, such as Wi-Fi or Bluetooth, for linking with sensors, cameras and / or external electronic devices. Also preferably, the sensors and actuators are integrated into radio frequency devices constituting an n-Core platform, which have various communication ports and input and output interfaces.

Así, un posible modo de funcionamiento podría ser el siguiente: los sensores distribuidos estratégicamente en el interior de un espacio o entorno a controlar están constantemente obteniendo datos del interior de dicho entorno, detectando de forma automática cada uno de los eventos producidos en él (por ejemplo detección de humo en una habitación, detección de un aumento súbito de temperatura, etc.); estos eventos son transmitidos a la unidad de control, que es la encargada de dar una orden de control en respuesta a dicho evento, que en este caso podría ser la activación de una alarma de incendios, activación de un sistema de agua anti-incendios, etc. Thus, a possible mode of operation could be the following: the sensors strategically distributed within a space or environment to be controlled are constantly obtaining data from the interior of said environment, automatically detecting each of the events produced in it (by example smoke detection in a room, detection of a sudden rise in temperature, etc.); These events are transmitted to the control unit, which is responsible for giving a control order in response to that event, which in this case could be the activation of a fire alarm, activation of a fire-water system, etc.

Por tanto, mediante el sistema multiagente de control de la presente invención se proporciona un sistema flexible y robusto, con capacidad de aprendizaje y adaptación ante diversos cambios o eventos producidos en un entorno o espacio inteligente, mediante el cual es posible detectar de forma automática diferentes situaciones y resolver con rapidez y eficacia distintos problemas de inteligencia ambiental, facilitando un alto nivel de interactuación entre usuario y sistema. Therefore, by means of the multi-agent control system of the present invention, a flexible and robust system is provided, capable of learning and adapting to various changes or events produced in an intelligent environment or space, by means of which it is possible to automatically detect different situations and quickly and efficiently solve different environmental intelligence problems, facilitating a high level of interaction between user and system.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: To complement the description that is being made and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, according to a preferred example of practical implementation thereof, a set of drawings is attached as an integral part of said description. where, for illustrative and non-limiting purposes, the following has been represented:

Figura 1.-Muestra una vista esquemática de los diferentes módulos que componen el sistema de control multiagente objeto de invención. Figure 1.- Shows a schematic view of the different modules that make up the multi-agent control system object of the invention.

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Figura 2.-Muestra una vista esquemática del sistema de control multiagente de acuerdo con una primera realización preferente. Figure 2.- Shows a schematic view of the multi-agent control system according to a first preferred embodiment.

Figura 3.-Muestra una vista esquemática del sistema de control multiagente de acuerdo con una segunda realización preferente. Figure 3.- Shows a schematic view of the multi-agent control system according to a second preferred embodiment.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

Se describe a continuación un ejemplo de realización del objeto de la invención, haciendo mención a las figuras arriba citadas, sin que ello suponga limitación alguna en el ámbito de protección de la presente invención. An exemplary embodiment of the object of the invention is described below, with reference to the aforementioned figures, without any limitation in the scope of protection of the present invention.

En la figura 1 puede apreciarse un esquema general de los diferentes módulos que constituyen el sistema multiagente de control (1), siendo más concretamente: Figure 1 shows a general scheme of the different modules that constitute the multi-agent control system (1), being more specifically:

-un módulo de obtención de datos (10) que comprende un conjunto de sensores -a data collection module (10) comprising a set of sensors

(11) distribuidos estratégicamente en el espacio en cuyo interior se encuentran las personas y/u objetos que se desean controlar, (11) strategically distributed in the space in which the people and / or objects to be controlled are located,

-un módulo de localización (20) en tiempo real, que comprende un conjunto de cámaras (21) distribuidas igualmente en el espacio interior, y que permiten ubicar e identificar en todo momento al usuario y/u objeto a controlar, y -a real-time location module (20), which comprises a set of cameras (21) equally distributed in the interior space, and which allow the user and / or object to be controlled to be located and identified at all times, and

-un módulo de conexión (30) que comprende una unidad de control central (31) conectada tanto al módulo de obtención de datos (10) como al módulo de localización (20), y vinculable asimismo a equipos electrónicos (2) externos, estando dicha unidad de control (31) adaptada para recoger información tanto del módulo de obtención de datos -a connection module (30) comprising a central control unit (31) connected to both the data collection module (10) and the location module (20), and also linked to external electronic equipment (2), being said control unit (31) adapted to collect information from both the data collection module

(10) como del módulo de localización (20) que comprende medios de captura de imágenes y/o vídeo como las cámaras (21), y en función de dicha información ejecutar por medio de unos actuadores (32) una determinada orden de control, la cual ha sido introducida previamente en la unidad de control (31), o bien, solicitada a través de dichos equipos electrónicos (2) externos. (10) as of the location module (20) comprising means for capturing images and / or video such as cameras (21), and based on said information, by means of actuators (32) executing a certain control order, which has been previously introduced in the control unit (31), or, requested through said external electronic equipment (2).

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En la figura 2 se muestra una vista esquemática donde se aprecia el sistema (1) A schematic view showing the system (1) is shown in Figure 2

objeto de invención trabajando para la detección, seguimiento y control de cualquier object of invention working for the detection, monitoring and control of any

suceso o evento anómalo que pueda producirse en el interior del entorno o espacio que anomalous event or event that may occur inside the environment or space that

5 se desea controlar, pudiendo ser por ejemplo dicho evento anómalo la detección de un fuego, un escape de gas, la detección de movimiento o la presencia de una persona no autorizada en el interior del recinto o entorno, etc. 5 it is desired to control, for example, said anomalous event being the detection of a fire, a gas leak, the detection of movement or the presence of an unauthorized person inside the enclosure or surroundings, etc.

En el presente ejemplo, el sistema (1) emplea el estándar de comunicación In the present example, the system (1) uses the communication standard

10 inalámbrica IEE802.15.4/Zigbee con plataforma n-Core, la cual está constituida por dispositivos de radiofrecuencia (40), preferentemente Sirius A, Sirius B, Sirius D, con diversos puertos de comunicación e interfaces de entrada y salida, que permiten integrar un gran número de sensores, actuadores, etc. De esta forma, los eventos anómalos arriba citados son detectados por los sensores (11) de dichos dispositivos de 10 wireless IEE802.15.4 / Zigbee with n-Core platform, which consists of radio frequency devices (40), preferably Sirius A, Sirius B, Sirius D, with various communication ports and input and output interfaces, which allow integration a large number of sensors, actuators, etc. In this way, the above-mentioned anomalous events are detected by the sensors (11) of said devices of

15 radiofrecuencia (40) comunicándose inmediatamente vía inalámbrica con la unidad de control (31), que a su vez se encarga de dar orden a dichos dispositivos radiofrecuencia 15 radio frequency (40) communicating immediately via wireless with the control unit (31), which in turn is responsible for ordering said radio frequency devices

(40) para la activación del correspondiente actuador (32), ya sea la activación de un sistema de agua contra incendios, la activación de una sirena de alarma, etc. (40) for the activation of the corresponding actuator (32), either the activation of a fire water system, the activation of an alarm siren, etc.

20 Por otra parte, en la figura 3 se muestra una representación similar al de la figura 2, donde el sistema (1) trabaja en este caso en modo de localización y seguimiento de una persona (50) en el interior de un espacio, siendo este modo de funcionamiento de especial aplicación para el control de personas con discapacidades físicas y/o mentales, On the other hand, a representation similar to that of Figure 2 is shown in Figure 3, where the system (1) works in this case in the mode of locating and tracking a person (50) inside a space, being this mode of operation of special application for the control of people with physical and / or mental disabilities,

o para el control de personas mayores con movilidad reducida, las cuales es preciso or for the control of elderly people with reduced mobility, which is necessary

25 tener constantemente bajo vigilancia. De esta forma es posible automatizar acciones cotidianas desde dispositivos electrónicos (2) externos (dispositivos PDA, smartphones, tablets, portátiles, etc.), como por ejemplo: encender o apagar luces, abrir o cerrar persianas, accionar un electrodoméstico (lavavajillas, lavadora), llamar a servicios de emergencia, etc. 25 keep constantly under surveillance. In this way it is possible to automate daily actions from external electronic devices (2) (PDA devices, smartphones, tablets, laptops, etc.), such as: turning lights on or off, opening or closing blinds, operating an appliance (dishwasher, washing machine ), call emergency services, etc.

Claims (6)

P201231685 P201231685 05-11-2012 11-05-2012 REIVINDICACIONES 1.-Sistema (1) para identificación y localización en espacios interiores, de aplicación en el interior de un espacio en el cual se encuentran personas y/u objetos, caracterizado porque comprende: 1.-System (1) for identification and location in interior spaces, applicable within a space in which people and / or objects are located, characterized in that it comprises: -un módulo de obtención de datos (10) que comprende un conjunto de sensores -a data collection module (10) comprising a set of sensors (11) distribuidos en el interior, destinados a obtener datos de dicho interior, (11) distributed inside, intended to obtain data from said interior, -un módulo de localización (20) en tiempo real, que comprende un conjunto de cámaras (21) distribuidas en el interior, destinadas a obtener mediante captura de imágenes y/o vídeo una representación del citado interior, ubicando e identificando a las personas y/u objetos que se encuentran en dicho interior, y -a real-time location module (20), comprising a set of cameras (21) distributed in the interior, designed to obtain by means of image and / or video capture a representation of said interior, locating and identifying people and / u objects found inside said, and -un módulo de control (30) que comprende una unidad de control central (31) conectada al módulo de obtención de datos (10) y al módulo de localización (20), y vinculada a equipos electrónicos (2) externos, estando dicha unidad de control (31) adaptada para recoger información generada por el módulo de obtención de datos (10) y por el módulo de localización (20) y ejecutar al menos una orden de control en función de dicha información mediante una serie de actuadores (32) vinculados al módulo de control -a control module (30) comprising a central control unit (31) connected to the data collection module (10) and the location module (20), and linked to external electronic equipment (2), said unit being of control (31) adapted to collect information generated by the data acquisition module (10) and by the location module (20) and execute at least one control order based on said information by means of a series of actuators (32) linked to the control module (30) adaptados para ejecutar dicha orden de control. (30) adapted to execute said control order. 2.-Sistema (1), de acuerdo con reivindicación 1, caracterizado porque el módulo de obtención de datos (10) comprende al menos uno de los siguientes sensores (11): 2. System (1), according to claim 1, characterized in that the data collection module (10) comprises at least one of the following sensors (11): -sensor de luz, -sensor de presencia, -sensor de proximidad, -sensor de temperatura, -sensor de puerta/ventana abierta, -sensor de luminosidad, -sensor de humedad, y -pestillo electromagnético. - Light sensor, - Presence sensor, - Proximity sensor, - Temperature sensor, - Open door / window sensor, - Light sensor, - Humidity sensor, and - Electromagnetic pin. 8 8 P201231685 P201231685 05-11-2012 11-05-2012 3.-Sistema (1), de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el módulo de obtención de datos (10) es escalable con capacidad para añadir sensores (11). 3. System (1), according to any one of the preceding claims, characterized in that the data collection module (10) is scalable with the ability to add sensors (11). 5 4.-Sistema (1), de acuerdo con reivindicación 1, caracterizado porque las cámaras (21) del módulo de localización (20) emplean un protocolo de comunicación inalámbrica, tal como Zigbee, NFC, RFID o similares. 5. System (1), according to claim 1, characterized in that the cameras (21) of the location module (20) employ a wireless communication protocol, such as Zigbee, NFC, RFID or the like. 5.-Sistema (1), de acuerdo con reivindicación 1, caracterizado porque la unidad de 5. System (1), according to claim 1, characterized in that the unit of 10 control (31) del módulo de control (30) se encuentra conectada a al menos uno de los siguientes: sensores (11), cámaras (21) y dispositivos electrónicos (2) externos mediante una conexión inalámbrica. The control (31) of the control module (30) is connected to at least one of the following: sensors (11), cameras (21) and external electronic devices (2) via a wireless connection. 6.-Sistema (1), de acuerdo con reivindicación 1, caracterizado porque los sensores (11) y 6.-System (1), according to claim 1, characterized in that the sensors (11) and 15 actuadores (32) están integrados en unos dispositivos de radiofrecuencia (40) constituyentes de una plataforma n-Core. 15 actuators (32) are integrated in radiofrequency devices (40) constituting an n-Core platform. 7.-Sistema (1), de acuerdo con reivindicación 1, caracterizado porque la orden de control se encuentra introducida previamente en la unidad de control (31). 7. System (1), according to claim 1, characterized in that the control order is previously entered in the control unit (31). 20 8.-Sistema (1), de acuerdo con reivindicación 1, caracterizado porque la orden de control se encuentra solicitada a través de los equipos electrónicos (2) externos. 8. System (1), according to claim 1, characterized in that the control order is requested through the external electronic equipment (2). 9 9
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