ES2841549T3 - Sistema de protección contra el acceso no autorizado a una válvula de un depósito de gas combustible - Google Patents

Sistema de protección contra el acceso no autorizado a una válvula de un depósito de gas combustible Download PDF

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Abstract

Sistema de protección contra acceso no autorizado a una válvula de un depósito de gas combustible, que incluye: una válvula (14) que incluye una porción de entrada (141), configurada para habilitar la ejecución de operaciones de llenado del depósito (11); y medios de bloqueo (15) que cooperan con dicha válvula (14) para bloquear, entre una posición de cierre y una posición de apertura, el acceso a dicha válvula (14); dichos medios de bloqueo (15) siendo accionados entre las posiciones de cierre y apertura por medios actuadores (20) alimentados con energía eléctrica, dicho sistema incluyendo un terminal en la forma de un terminal inalámbrico (12), configurado para comandar dichos medios actuadores (20), dicho terminal inalámbrico (12) incluyendo medios (65) para enviar una señal de carga (WD) que incluye una porción de señal de datos (D) y una porción de alimentación (W), que transporta energía por inducción electromagnética, en concreto una señal WPC (Wireless Power Consortium); dichos medios de bloqueo (15) siendo configurados para recibir energía eléctrica desde dicha porción de alimentación (W) de dicha señal de carga (WD) con el fin de accionar dichos medios actuadores (20), dichos medios de bloqueo (15) incluyendo ulteriormente medios de control en la forma de un módulo de control (70) que permite el accionamiento de dichos medios actuadores (20) según dicha porción de señal de datos (D) de la señal de carga (WD) intercambiada con medios de control correspondientes en la forma de un módulo de control (60) del terminal inalámbrico (12), dichos medios de bloqueo (15) en dicha posición de cierre estando bloqueados en la válvula (14), impidiendo el acceso a la porción interna (141) caracterizado por el hecho de que dichos medios de bloqueo (15) incluyen medios sensores (20a) para detectar la posición de los medios actuadores (20) y medios sensores (31) para detectar la posición de la válvula (14), y además el módulo de control (70) de los medios de bloqueo (15) incluye un módulo configurado para comparar la información de dichos dos medios sensores (31, 20a).

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de protección contra el acceso no autorizado a una válvula de un depósito de gas combustible
Campo técnico
La presente descripción se refiere a un sistema que brinda protección contra el acceso no autorizado a una válvula de un depósito de gas combustible, que incluye una válvula configurada para habilitar la ejecución de operaciones de llenado del depósito y medios de bloqueo que cooperan con dicha válvula para bloquearla entre una posición para el cierre y una posición para la apertura del acceso a dicha válvula, dichos medios de bloqueo siendo accionados entre las posiciones de cierre y apertura mediante medios actuadores alimentados con energía eléctrica, dicho sistema incluyendo un terminal inalámbrico configurado para comandar dichos medios actuadores.
Varias formas de realización pueden aplicarse a un sistema que brinda protección contra el acceso no autorizado a una válvula de un depósito de gas GPL enterrado.
Contexto tecnológico
En el sector de la distribución de gas combustible para sus varios usos, como la calefacción de ambientes, la cocción de alimentos o usos industriales y profesionales, una solución muy común es recurrir, en caso de que no sea posible alcanzar el lugar de uso a través de las tuberías convencionales de gas natural, a la instalación de un depósito de GPL (Gas de Petróleo Líquido) de dimensiones adecuadas para los niveles de consumo previstos por el usuario. El depósito de gas GPL que, según las modalidades de instalación, puede ser de un tipo fuera de tierra o de un tipo enterrado o subterráneo, se instala en una posición adecuada cerca del sistema del usuario que hay que alimentar.
El depósito de gas puede tener una capacidad variable indicativamente entre 1000 y 13000 litros, y en general necesita ser reabastecido con una determinada frecuencia, en función de los niveles de consumo.
Para este fin, el depósito se equipa con una válvula de llenado, a su vez equipada en su interior con un dispositivo de no retorno adecuado que impide, en condiciones operativas normales, la salida del gas del depósito. La válvula de llenado es abierta automáticamente por la presión del GPL que entra en el depósito sólo durante las operaciones de reabastecimiento que se realizan por medio de camiones cisternas diseñados específicamente y equipados con una bomba, un caudalímetro, una manguera para la transferencia del GPL y una boca de reabastecimiento adecuada que tiene que conectarse a la válvula de llenado misma. Para impedir el reabastecimiento del depósito con gas por parte de sujetos no autorizados y otras posibles violaciones, la válvula de llenado se protege, por lo general, mediante un sistema que permite el acceso a la misma, por ejemplo una simple cerradura o candado mecánico, que impide la conexión de la boca.
Se conocen, por ejemplo del documento número DE202007008748, soluciones donde el depósito de gas se asocia a un módulo de control con un actuador electromagnético que abre y cierra la válvula del depósito. El módulo de control, a través de comunicación inalámbrica con un terminal de control, puede comandar la apertura de la válvula.
El antedicho sistema requiere una alimentación eléctrica específica para el funcionamiento del módulo de control y del actuador electromagnético. Esta alimentación eléctrica, instalada en la válvula de llenado, en caso de uso de gases como GPL, en un ambiente potencialmente explosivo (ATEX 0) y, en caso de instalación en depósitos de tipo enterrado, incluso en un ambiente que está sujeto potencialmente a inundación, es problemática de implementar de una forma cableada, mientras que el uso de baterías, además de las condiciones mencionadas antes (ATEX 0), presenta el conocido inconveniente de vida útil de las baterías y fiabilidad limitadas.
US2007/176738 A1, DE 102007010896 A1, US6275143B1 y US2015/101370 A1 describen un sistema de protección contra el acceso no autorizado a una válvula de un depósito de gas combustible según el preámbulo de la reivindicación 1.
Objetivo y resumen
El objetivo de las formas de realización que se describen en la presente es mejorar el potencial de los métodos según el arte previo, como se ha descrito anteriormente.
Varias formas de realización logran este objetivo gracias a un sistema que brinda protección contra el acceso no autorizado a una válvula de llenado de un depósito de gas combustible que tiene las características indicadas en las reivindicaciones siguientes. Varias formas de realización también pueden referirse a métodos correspondientes que brindan protección contra el acceso no autorizado a una válvula de un depósito de gas combustible, y además a un dispositivo de bloqueo diseñado para operar en el antedicho sistema.
Las reivindicaciones forman una parte integral de las enseñanzas técnicas relativas a la invención contenidas en la presente.
Breve descripción de los dibujos
Ahora se describen varias formas de realización, puramente a título de ejemplo, con referencia a los dibujos que se adjuntan, donde:
- La figura 1 es una ilustración esquemática del sistema de protección contra el acceso no autorizado a una válvula de depósito de gas combustible de acuerdo con la invención;
- Las figuras 2A-2C muestran vistas de medios de bloqueo del sistema según la invención;
- La figura 3 muestra una vista en sección transversal de los medios de bloqueo del sistema según la invención; - La figura 4 muestra un diagrama de bloques que ilustra los módulos funcionales de módulos electrónicos del sistema según la invención;
- La figura 5 muestra una vista esquemática en perspectiva de un terminal de comunicación del sistema según la invención;
- La figura 6 muestra un diagrama de flujo que ilustra operaciones realizadas por el sistema según la invención; y - La figura 7 muestra una vista lateral en sección transversal parcial de una variante de forma de realización de los medios de bloqueo del sistema según la invención.
Descripción detallada
En la descripción siguiente se indican numerosos detalles específicos para permitir la máxima comprensión de las formas de realización presentadas a título de ejemplo. Las formas de realización pueden implementarse con o sin detalles específicos, o también con otros métodos, componentes, materiales, etc. En otras circunstancias, estructuras, materiales u operaciones bien conocidos no se ilustran o describen en detalle de forma de no estorbar aspectos de las formas de realización. La referencia, en el curso de la presente descripción, a "una forma de realización" o "una cierta forma de realización", significa que una estructura, peculiaridad o característica particular descrita con relación a la forma de realización se incluye en por lo menos una forma de realización. Por lo tanto, expresiones como "en una forma de realización" o "en una cierta forma de realización" que pueden aparecer en varios puntos de la presente descripción no se refieren necesariamente a una misma forma de realización. Además, las estructuras, peculiaridades o características particulares pueden combinarse de cualquier forma conveniente en una o varias formas de realización.
Las referencias se indican aquí sólo para conveniencia del lector y no definen el alcance o el significado de las formas de realización.
En la figura 1 se ilustra un sistema 10 que brinda protección contra el acceso no autorizado a la válvula de un depósito de gas según la invención.
Con el número de referencia 11 se indica un camión cisterna que transporta gas, en concreto GPL.
Con la referencia 13 se indica un depósito de gas, que incluye una válvula de llenado 14 a la cual se ha asociado un dispositivo de bloqueo 15.
Con la referencia 12 se indica un terminal de comunicación, que básicamente incluye un procesador e incluye medios de comunicación diseñados para comunicar sobre un primer canal de comunicación inalámbrico 80 con el dispositivo de bloqueo 15 que, como se describe a continuación, a su vez incluye medios transceptores. El primer canal de comunicación inalámbrico 80 es un canal en que se intercambian señales de carga WPC (Wireless Power Consortium). Además, el terminal de comunicación 12 incluye medios de comunicación diseñados para comunicar sobre un segundo canal de comunicación 90, por ejemplo un canal Bluetooth, con medios de comunicación 11a asociados al camión cisterna 11.
En la figura 2A se ilustra una vista en perspectiva desde abajo del dispositivo de bloqueo 15, mientras que la figura 2B muestra una vista lateral del dispositivo de bloqueo 15 y la figura 2C muestra una vista en perspectiva desde arriba.
En la figura 3 se ilustra una sección lateral del dispositivo de bloqueo 15.
En las antedichas figuras 2A-2C y 3, se puede notar que el dispositivo de bloqueo 15 incluye básicamente un cuerpo 151 que tiene una forma sustancialmente oblonga que incluye una porción 152 de alojamiento de actuador y una porción de bloqueo 153, que abajo tiene un orificio ciego 154 en el cual se ha introducido una porción de entrada superior 141 de una válvula 14. La antedicha porción de entrada superior 141 incluye una extremidad roscada, en la cual se asegura la boca de reabastecimiento del camión cisterna 11 (no ilustrado en la figura). La otra extremidad 142 de la válvula 14 se introduce de forma estanca en el depósito del gas 13 (no visible en la figura 3).
El dispositivo de bloqueo 15, en la superficie superior de la porción de bloqueo 153, incluye una tarjeta de control 30 que se ha encapsulado en resina. En la tarjeta de control 30 se incluye un módulo de control electrónico 70 y también se incluye un sensor 31 para detectar la posición de la válvula 14. Con 32 se indica un tapón de protección de válvula, situado en el fondo del orificio ciego 154, que protege la extremidad 142 de la válvula 14.
En la parte de alojamiento de actuador 152 hay un actuador 20 de un tipo electromecánico, que mueve un perno de bloqueo 21 en una dirección ortogonal al eje longitudinal, vertical en la a figura, de la válvula 14. El perno de bloqueo 21, que se desliza de forma estanca en el cuerpo 151, es accionado por el actuador 20, cuando se requiere bloquear la válvula 14, en una dirección horizontal, hacia la válvula 14, de forma de enganchar una ranura debajo de la extremidad roscada 141 del elemento de apertura-cierre 14 y para bloquear el dispositivo de bloqueo 15 de la válvula 14, impidiendo de esta forma el acceso a la extremidad 141 y consiguientemente la posibilidad de insertar la boca en la válvula 14, impidiendo de esta forma al personal no autorizado, que no puede remover el dispositivo de bloqueo 15, la posibilidad de reabastecer el depósito de gas.
El sistema de bloqueo mecánico, de acuerdo al tipo de válvula, puede ser:
• directo, por lo tanto actuando directamente en el cuerpo de válvula, típicamente a través de un perno 21, como en el ejemplo de la figura 3, o un diente de bloqueo;
• indirecto, actuando en un segundo dispositivo mecánico, típicamente un perno de bloqueo, que el operador tiene que sacar o introducir manualmente para desbloquear/bloquear el dispositivo de bloqueo 15.
El compartimiento de alojamiento de actuador 152 en el interior del dispositivo de bloqueo 15, donde se ha instalado el actuador 20 con el perno de bloqueo 21, tiene una apertura 16 hacia el exterior (visible en la figura 2A), para permitir la instalación de los componentes, como el actuador 20. La apertura 16 luego se sella con resina epoxídica. Para aumentar la protección contra el robo, la apertura 16 se dirige hacia abajo, de forma que resulta inaccesible al dispositivo de bloqueo 15 montado en el depósito 13.
El dispositivo de bloqueo 15 incluye el cuerpo 151, que sustancialmente es una tapa metálica realizada en aluminio, o de cualquier forma con cualquier otro material antiestático de alta resistencia, que puede aplicarse en la válvula 14 para cargar el depósito 13, para prevenir el acceso al mismo.
El perno de bloqueo 21 mantiene mecánicamente la posición asumida, después de la terminación de la acción del electroimán del actuador 20, sin ninguna necesidad de ulterior energía (y por lo tanto de contacto con el terminal 12), implementando por lo tanto una operación automática biestable. Como alternativa, el dispositivo de bloqueo 15 en la válvula puede obtenerse con un perno que puede insertarse manualmente, que a su vez se bloquea en posición mediante el perno 21 comandado por el electroimán del actuador 20, obteniéndose de esta forma un funcionamiento manual biestable. La posición del perno de bloqueo (extraído/retraído) se comprueba a través de los sensores electrónicos 2a, en el interior del dispositivo de bloqueo 15. Además, otra vez a través de los sensores electrónicos 31 en el interior del dispositivo de bloqueo 15, es posible verificar si, en el momento del desbloqueo del perno 21, el dispositivo de bloqueo 15 se encuentra posicionado en la válvula. A través de una comparación transversal de los antedichos datos, es posible validar la operación de desbloqueo, verificando si se ha realizado para desactivar o activar el dispositivo de bloqueo 15, o también si se ha realizado con un depósito vacío, para fines de prueba o en un intento de violación.
La energía necesaria para el accionamiento del dispositivo de bloqueo 15 es alimentada solamente por el terminal 12 a través de un acoplamiento inductivo obtenido con la implementación de la norma QI-WPC para la recarga inalámbrica. Por lo tanto, el dispositivo de bloqueo 15, en ausencia de excitación por parte del terminal 12, está completamente inactivo y sin energía. De esta forma, no se requiere ventajosamente ningún mantenimiento periódico; además, toda la parte electrónica del dispositivo de bloqueo 15 puede sellarse encapsulándolo en resina, permitiendo el funcionamiento de la misma en ambientes ATEX-0.
En la figura 4 se ilustra un diagrama de bloques que representa la señal funcional y los módulos de alimentación del sistema 10 y su funcionamiento.
En la figura 4 la flecha gruesa negra indica una señal de recarga R, la flecha menos gruesa indica una señal de alimentación W, y la flecha más fina indica la señal de datos D. Estas señales se describirán más completamente a continuación con referencia a la figura 4.
El dispositivo de bloqueo 15 incluye un módulo electrónico 70 situado en la tarjeta 30, que incluye un transceptor 71 de señales de carga WPC (Wireless Power Consortium). El antedicho transceptor 71 básicamente constituye, con un transceptor correspondiente 65, el segundo canal de comunicación 80 de la figura 1. A través del transceptor 71 el dispositivo de bloqueo 15 recibe la energía necesaria para la activación y el funcionamiento. Además, a través del transceptor 71 de señales de carga WPC, el dispositivo de bloqueo 15 puede establecer un enlace bidireccional en el primer canal 80 para el intercambio de datos con un módulo de control 60 incluido en el terminal 12. La señal WPC incluye de hecho un enlace de datos bidireccional D y una porción de alimentación W, que transporta energía emitida por inducción electromagnética, y se indica como un conjunto mediante WD y se ilustra en la figura 4, y se transmite desde un transceptor 65 en el módulo de control 60 al transceptor 71 en el módulo 70.
Las señales de datos D intercambiadas entre los transceptores WPC incluyen información acerca de:
comprobación cifrada de autorización del controlador 60 para comandar el actuador 20 (después de enviar una clave de cifrado K desde el terminal 12 al dispositivo de bloqueo 15, como se describe ulteriormente a continuación); y posición y estado del dispositivo de bloqueo de válvula (bloqueado, desbloqueado, condición de rotura, etc.).
El módulo de control 71 envía la energía recibida a una unidad de alimentación 72, que gestiona y convierte la energía recibida para:
alimentar los componentes electrónicos del dispositivo de bloqueo 15, a través de filtros y de convertidores de tensión; alimentar el actuador de bloqueo electromecánico 20, a través de convertidores de tensión y dispositivos de almacenamiento de energía, para la compensación de los transitorios.
Además, se muestra una unidad de cifrado 76, en relación de señal con el módulo 71, es decir en relación de intercambio de datos D, esta unidad siendo responsable para la comprobación cifrada de autorización del módulo de control 60 del terminal 12, para comandar el dispositivo de bloqueo 15. Si esta comprobación tiene un resultado positivo, la unidad de cifrado 76 habilita una unidad de conmutación 73, de forma de permitir la activación del actuador 20 que realiza el bloqueo de la válvula 14. Por lo tanto, el dispositivo de bloqueo 15 acepta y ejecuta el mando requerido por el controlador 60 sólo después de que el segundo haya superado la comprobación cifrada.
La antedicha unidad de conmutación 73 incluye un dispositivo de estado sólido, que gestiona, mediante PWM (Pulse Width Modulation) o señales de activación/desactivación, el actuador de bloqueo electromecánico 20. La unidad de conmutación 73 recibe el mando emitido por el módulo de control 60 a través de los datos D, a través del módulo de control 71, pero lo ejecuta sólo después de recibir el consentimiento desde la unidad de cifrado 76 y desde una unidad de verificación de posición 74. La unidad de conmutación 73 gestiona el movimiento del actuador 20, también en base a un retorno de posición que recibe desde la unidad de verificación de posición 74.
El actuador 20 es el actuador electromecánico que mueve el sistema de bloqueo mecánico, a través del cual el dispositivo de bloqueo es bloqueado en la válvula 14 o se desbloquea y remueve. El actuador 20, según el tipo de válvula, puede ser un simple solenoide (control de activación/desactivación), o también un motor eléctrico controlado en PWM por la unidad 73.
El módulo de control 70 incluye además el sensor de posición de válvula 31, que es un sensor de un tipo inductivo (o capacitivo) que puede detectar si el dispositivo de bloqueo 15 se encuentra posicionado en la válvula. Sólo en esta circunstancia es posible accionar el dispositivo de bloqueo 15; eso para impedir falsos positivos, como en el caso en que el dispositivo de bloqueo 15 sea bloqueado sin ser efectivamente insertado en la válvula 14: el depósito 13 aparece protegido, pero en realidad no lo está.
El módulo de control 70 también incluye un sensor de posición de bloqueo 20a, es decir un sensor de un tipo inductivo (o capacitivo, o magnético), que puede leer la posición del bloqueo mecánico realizado por el actuador 20.
La unidad de detección de posición 74 es la unidad responsable para la gestión y la lectura de los sensores de posición 31 y 20a y emite un consentimiento para la actuación de la unidad de conmutación 73 solamente si el dispositivo de bloqueo 15 se ha posicionado en la válvula 14 (sensor 31) y si el mando de bloqueo (sensor 20a) no se ha ejecutado ya. La unidad de detección de posición 74 se encuentra en una relación de intercambio de señal-datos bidireccional con una unidad de retorno 75, que es la unidad que recibe los datos relativos al estado del dispositivo de bloqueo desde la antedicha unidad 74, los procesa y los transmite a través del transceptor WPC 71 al módulo de control 60 del terminal 12.
La figura 4 representa los módulos funcionales del módulo 70 que se implementan en un hardware del dispositivo de bloqueo 15, que incluye, por ejemplo, un microprocesador que preferiblemente implementa las operaciones relativas a la unidad de cifrado 76 y/o la unidad de conmutación 73 y/o la unidad de retorno 75. El módulo electrónico 70 incluye preferiblemente también un módulo de memoria permanente, para memorizar la clave de cifrado K y los últimos valores numéricos utilizados para la autorización del terminal 12. Además, el dispositivo de bloqueo 15 a nivel hardware, además del sensor electrónico 31 para la detección de proximidad de la válvula y del sensor electrónico 20a para la detección de la posición del perno de bloqueo, incluye también preferiblemente un módulo UID (número de serie electrónico) para la identificación unívoca de cada dispositivo de bloqueo 15,
Una vez más con referencia a la figura 4, el módulo de control 60 del terminal 12 a su vez incluye los módulos funcionales siguientes.
En primer lugar, el módulo de control 60 incluye el antedicho transceptor de carga 65 con norma WPC, a través del cual el módulo de control 60 alimenta al dispositivo de bloqueo 15 la energía necesaria para la activación y el funcionamiento. Usando el mismo transceptor de carga WPC 65, el módulo de control 60 puede establecer un enlace bidireccional para el intercambio de datos D con el dispositivo de bloqueo 15.
Además el módulo de control 60 incluye entonces una respectiva unidad de conmutación 64, que es la unidad responsable para activar el transceptor de carga WPC 65 con la energía de la batería, cuando el operador requiere, actuando en el terminal 12, el bloqueo/desbloqueo del dispositivo de bloqueo 15.
La misma energía es inicialmente necesaria para activar la comprobación cifrada mediante el dispositivo de bloqueo 15, de la autorización del módulo de control 60 para realizar el desbloqueo.
El módulo de control 60 incluye, a este respecto, una respectiva unidad de cifrado 67, que es la unidad responsable para el procesamiento cifrado de la respuesta al dispositivo de bloqueo 15, después del pedido por parte de este último para la validación de la autorización por parte del controlador 60. Sólo si la respuesta es aceptada y validada por el dispositivo de bloqueo 15, a través de su propia unidad de cifrado 76, se ejecuta el mando de bloqueo/desbloqueo requerido por parte del operador a través del terminal 12 al módulo de control correspondiente 60.
El módulo de control 60 además incluye un módulo de retorno 66, que incluye una unidad de retorno 66a, responsable para recibir la información de estado desde el dispositivo de bloqueo 15 y desde el mismo módulo de control 60. Esta información luego se procesa y pasa a una unidad de transferencia de datos 66b en el antedicho módulo de retorno 66, que se ha configurado para gestionar la comunicación de datos con un servidor remoto 19 (mostrado en la figura 1), por ejemplo, poseído por la empresa proveedora del gas, a través de una implementación personalizada del protocolo MQTT.
La comunicación con el servidor remoto 19 ocurre en un tercer canal de comunicación 100, por ejemplo una red de comunicación móvil 3G, y es bidireccional:
la unidad 66b transmite al servidor remoto 19, a través de un módem inalámbrico 66c diseñado para transmitir en el tercer canal de comunicación 100, toda la información relativa a cualquier operación de bloqueo/desbloqueo en el dispositivo de bloqueo 15; si el enlace 3G en el canal 100 no es actualmente disponible, la información se memoriza en el controlador 60, hasta que se vuelva a establecer el enlace; y
la unidad 66b recibe periódicamente desde el servidor remoto 19 la información relativa a la autorización por parte del controlador 60, es decir, la clave de cifrado K y la validación cifrada correspondiente al dispositivo de bloqueo 15.
El servidor remoto 19 también puede inhabilitar permanentemente el controlador 60 a través del canal de comunicación 100, en caso de robo o uso impropio.
También ilustrada en el módulo de control 60, en relación de intercambio de señal con la unidad de cifrado 67, se encuentra una unidad de interfaz de usuario 68, que se ha configurado para gestionar la interfaz de usuario del módulo de control 60, a través de la gráfica visualizada en un visualizador 121 del terminal de usuario 12, ilustrado en la figura 5, y para gestionar los mandos de usuario recibidos de una pantalla táctil, en el antedicho visualizador 121, y desde el teclado 122. El visualizador 121 es, por ejemplo, un visualizador alfanumérico impermeable, utilizado para mensajes de reconocimiento y de estado, mientras que el teclado 122 es un teclado de membrana impermeable para la activación de las funciones, la introducción de los códigos de operador y la configuración inicial. En formas de realización alternativas, el visualizador 121 puede ser gráfico, en concreto de tipo de pantalla táctil, y utilizado para los códigos de operador, mientras que el teclado se limita a las funciones principales. Más en general, los códigos de operador se introducen a través del grupo constituido por la pantalla táctil y el teclado.
En cambio, con 69 se indica el módulo que incluye el visualizador 121 y el teclado 122, que constituye la interfaz de usuario efectiva del controlador 60 en el terminal 12 e incluye, también con referencia a la figura 5, como se ha mencionado, una pantalla táctil y un teclado de membrana, que se integran en un alojamiento contenedor 124, sin perjuicio de las características de estanqueidad y antiestáticas del mismo.
Con 63 se indica una batería al interno del módulo de control 60, por ejemplo de tipo de iones de litio, que es recargable y completamente encapsulada en resina de protección (EX-MA), adecuada para el uso en ambientes ATEX-0. Con 62 se indica un correspondiente módulo cargador de baterías configurado para gestionar la recarga de la batería interna 63 del controlador 60, controlando la tensión y la corriente del mismo. El antedicho módulo cargador de baterías 62 es alimentado directamente por la salida de un receptor WPC 61 que se ha configurado para interactuar con un cargador de baterías externo 50.
El antedicho cargador de baterías externo 50 es un módulo separado del terminal 12, que a su vez incluye un transmisor WPC 51 para enviar una señal de recarga R (similar a la señal de recarga WD). El cargador de baterías 50 se ha configurado de forma de activarse automáticamente cuando el terminal 12 se apoya en el mismo. El transmisor WPC por lo tanto se aloja preferiblemente en un contenedor plástico del cargador de baterías externo 50, de pequeñas dimensiones, para apoyarse en el terminal 12 hasta completar la carga. El cargador de baterías externo 50 puede equiparse con un sistema magnético para centrarse en el área de carga correspondiente, correspondiendo al transceptor 61, en el terminal 12. El cargador de baterías 50 incluye además, por ejemplo, un conector USB, para la alimentación 5-V/5-W desde la red de alimentación eléctrica o para la alimentación 12/24-V (por ejemplo, disponible en el camión cisterna 11), asimismo como una alimentación 230-V con el conector USB para el módulo de recarga, que tiene que utilizarse para recargar desde la red de alimentación eléctrica. Gracias a la recarga inalámbrica a través del cargador de baterías 50, ventajosamente el terminal 12 no requiere conectores hacia el exterior y, por lo tanto, todos los componentes electrónicos internos pueden encapsularse en resina (protección EX-MA), de forma de permitir su uso en ambientes ATEX-0.
Por lo tanto, en base a lo que se ha descrito hasta ahora, un método para acceder a una válvula de un depósito de gas combustible a través del sistema de acceso 10 incluye las operaciones de aplicar el terminal 12 en contacto con los medios de bloqueo 15, alimentar una señal de carga WD a los antedichos medios de bloqueo 15, la señal incluyendo una porción de alimentación W, e intercambiar con los antedichos medios de bloqueo 15 una secuencia de mandos a través de la porción de señal de datos D, la secuencia incluyendo un mando para bloquear o desbloquear los antedichos medios de bloqueo 15.
Ahora sigue una descripción, con referencia al diagrama de flujo de la figura 6, de un procedimiento 200 de autorización para el acceso a la válvula 15 realizado a través del terminal 12, a través de la interacción entre el módulo de control 60 del terminal 12 y el módulo electrónico 70 del dispositivo de bloqueo 15.
En primer lugar, se han previsto fases (210-230) de un sub-procedimiento 200 para la activación protegida del terminal 12 para realizar la operación de bloqueo o desbloqueo de la válvula (es decir, bloqueo o desbloqueo a través del movimiento del perno 21), que incluye:
activación 210 en el terminal 12 de la operación o modo de bloqueo/desbloqueo de la válvula introduciendo un código de activación válido A en el terminal 12;
ejecución 220 de una fase opcional para verificar la presencia del camión cisterna 11; y
después de la fase 210 o la fase opcional 220, entrada 230 del terminal 12 en el modo para bloquear/desbloquear el dispositivo de bloqueo 15; este modo queda activo durante un rato de tiempo determinado, suficiente para realizar el reabastecimiento del gas.
En mayor detalle, con respecto a las fases 210-230, después de las cuales el operador puede activar el terminal 12 para realizar una operación de desbloqueo, es decir una operación que interactúa con el dispositivo de bloqueo 15 para habilitar su remoción y, por lo tanto, el acceso a la válvula 14:
- la fase 210 de activación del desbloqueo prevé introducir por parte del operador un código de activación válido A; para que este código de activación sea válido, tiene que ser idéntico a uno de una pluralidad de códigos descargados desde el servidor de la empresa 19 y memorizados en una fase de configuración (protegida mediante contraseña) en el terminal 12; de esta forma, se comprueba la identidad del operador;
- la fase 220 de ejecución de una fase de verificación de la presencia del camión cisterna 11 prevé la aceptación por parte del terminal 12 del código de activación introducido por el operador sólo a la recepción de un código identificador válido del camión cisterna B desde la unidad Bluetooth 11a ya instalada como equipo estándar en la cabina del camión cisterna 11: la unidad Bluetooth 11a genera un identificador seguro, que se ha acordado de forma previa y preferiblemente tiene que implementarse en un módulo de control ya instalado en el camión cisterna 11; este módulo de control del camión cisterna es un módulo que es utilizado por el operador para imprimir la nota de entrega y para transmitir los datos de entrega de combustible al servidor de la empresa 19; en formas de realización alternativas, la unidad Bluetooth 11a puede ser un módulo Bluetooth específicamente instalado en el camión cisterna 11 para la identificación; de esta forma, el terminal 12 puede ser activado para realizar la operación de desbloqueo sólo a bordo de o cerca de un camión cisterna autorizado; si cada camión cisterna 11 puede brindar un identificador único B a través del Bluetooth 11a, entonces será posible combinar cada terminal 12 a uno o más camiones cisternas predefinidos 11; esa fase de verificación de la presencia de los camiones cisternas por lo general es opcional, o también puede implementarse la posibilidad, para usuarios autorizados (personal responsable para la asistencia o la seguridad), de excluir la verificación del Bluetooth, después de la introducción previa de un código de exclusión entregado expresamente: de esta forma, es posible activar el terminal 12 en modo desbloqueo también en ausencia del camión cisterna 11;
- la entrada 230 del terminal 12 en el modo de desbloqueo/bloqueo, donde es posible comandar la operación de desbloqueo o bloqueo del dispositivo 15, por lo tanto habilitando el acceso a la válvula 14, es tal que el terminal 12 queda activado en modo desbloqueo durante un período de tiempo limitado, suficiente para completar la operación de reabastecimiento del gas; al vencimiento del antedicho tiempo determinado, el terminal 12 sale automáticamente del modo de desbloqueo/bloqueo (y por lo tanto ya no puede actuar en el dispositivo de bloqueo 15); para reactivar este modo, el operador tiene que regresar en el alcance del canal de comunicación 90, Bluetooth, del camión cisterna 11.
Después de la entrada del terminal 12 en el modo de bloqueo/desbloqueo 230, en una fase 240, el operador puede entonces enviar un mando de desbloqueo o bloqueo SB a través del terminal 12 a un dispositivo de bloqueo 15 en el canal 80 en la porción de datos D de la señal w Pc WD.
Cuando, en una fase 250, el dispositivo de bloqueo 15 detecta en los datos D un mando de desbloqueo/bloqueo SB enviado al controlador 60 del terminal 12, antes de ejecutar este mando, realiza una fase 260 de verificación de la autorización del terminal 12, a través del procedimiento siguiente:
- el dispositivo de bloqueo 15 envía, en una fase 262, al terminal 12 un valor de clave de cifrado K, en concreto larga 256 bits, con codificación de tipo AES (Advanced Encryption Standard) u otra protección cifrada estándar de alto nivel, como SHA-256 (Secure Hash Algorithm), a través de una clave numérica memorizada en el firmware, es decir, en el módulo 70, específicamente en la unidad de cifrado 73 del dispositivo de bloqueo 15 mismo; la lista de las claves memorizadas en los distintos dispositivos de bloqueo 15 constituye información confidencial, que tiene que protegerse y memorizarse, por ejemplo, en el servidor de la empresa 19 y el acceso a la cual tiene que garantizarse sólo al personal nombrado para la seguridad; el valor de la clave de cifrado K de 128 bits es un número generado cada vez casualmente por el dispositivo de bloqueo 15 y, por lo tanto, siempre diferente a cada mando nuevo; además, el dispositivo de bloqueo 15 comprueba que siempre sea distinto de los últimos valores generados;
- además, el dispositivo de bloqueo 15, en una fase siguiente 264, envía un valor numérico en claro CK, que identifica el tipo de clave usada; eso vuelve posible operar con uno y el mismo terminal 12 en dispositivos 15 que tienen diferentes claves memorizadas en su firmware; la clave K del dispositivo de bloqueo 15 se memoriza en la fase de producción y ya no puede cambiarse de ninguna forma después de que se haya sellado el dispositivo de bloqueo 15; - el terminal 12, en una fase 266, descodifica el valor de la clave K recibida, y lo envía como respuesta al dispositivo de bloqueo 15, como clave descodificada KD: el valor devuelto KD es correcto sólo si el terminal 12 conoce la clave de descodificación memorizada en el dispositivo de bloqueo 15.
El terminal 12 elige la clave de descodificación que se va a aplicar, en función del tipo CK declarado por el dispositivo de bloqueo 15, desde una lista interna, que es actualizada constantemente en remoto por el servidor de la empresa 19. De esta forma, cada terminal autorizado 12 puede operar en cualquier dispositivo de bloqueo 15. El dispositivo de bloqueo 15 acepta y ejecuta el mando de bloqueo/desbloqueo en una fase 270 sólo si recibe en la fase 266 un valor de clave descodificada KD descodificado correctamente.
El firmware memorizado en los microprocesadores del dispositivo de bloqueo 15 y del terminal 12 está protegido contra la lectura y la descodificación. De esta forma, será imposible para personas no autorizadas, aunque entren en posesión de un dispositivo de bloqueo 15 o terminal 12 y logren apartarlo sin dañarlo (los microprocesadores se han encapsulado en resina epoxídica) leer el firmware, los procedimientos y las claves de cifrado contenidos en su interior.
En el ámbito del procedimiento 200, el terminal 12 además implementa una protección contra el uso por parte de personal no autorizado que puede poseer un terminal 12 ya habilitado con un código de activación válido A. El terminal 12, en función de su reloj interno (sincronizado, por ejemplo, a través de Internet vía el canal 100, por ejemplo a través de la red de comunicación móvil 3G, autónomamente al final de cada día, por ejemplo a las 23.30 horas), inmediatamente antes del apagado automático borra de forma irreversible todas las claves de cifrado memorizadas y, por lo tanto, se vuelve inutilizable para abrir el dispositivo de bloqueo 15. El terminal 12 descarga del servidor de la empresa 19 y memoriza las claves de cifrado una vez más sólo después de volver a encenderse y después de haber sido habilitado por el operador con un código de activación válido. Eso implica que la introducción del código de operador (una operación que tiene que realizarse normalmente al comienzo de cada día) tiene que realizarse con el terminal 12 bajo cobertura 3G/GPRS. De esta forma, aunque el terminal 12 haya sido robado por el operador después de que lo haya activado con su propio código de activación, podría desbloquear uno o varios dispositivos 15 sólo hasta el final del día y luego se volvería inutilizable.
Por lo tanto, el dispositivo de bloqueo 15 puede introducirse en o removerse de la válvula 14 sólo a través del uso del terminal 12, después de la previa activación correcta del mismo, con el terminal 12 apoyado en la superficie del mismo dispositivo de bloqueo 15 mismo. Esta operación no está permitida para personal no autorizado, a través del cifrado electrónico: por lo tanto no es necesaria ninguna clave física.
Al final de cada operación de desbloqueo 270 el dispositivo de bloqueo 15 transmite a través del transceptor 71 al terminal 12 información de estado, que incluye:
- posición del perno de bloqueo 21 (extraído/retraído);
- posición del dispositivo de bloqueo 15 en la válvula (sí/no);
- temperatura;
- número UID (número de serie unívoco, que identifica cada dispositivo de bloqueo 15); y
- conteo del número de aperturas y cierres realizados en el dispositivo de bloqueo 15, desde la entrada en servicio del sistema.
El terminal 12, a través de su módulo de control 60, como ilustrado con referencia a la figura 6, se ha configurado para realizar la activación de la operación de bloqueo/desbloqueo del dispositivo de bloqueo 15 sólo después de la validación del código de operador (fase 210) y, posiblemente, a la presencia de camiones cisternas (fase 220).
El terminal 12 además se ha configurado para realizar esta operación de desbloqueo del dispositivo de bloqueo 15 a través de una conexión inalámbrica de contacto (para la alimentación y el intercambio de datos), después de la autenticación previa.
El terminal 12 además se ha configurado para realizar la lectura y la memorización de los datos (incluyendo posiblemente la temperatura) brindados por los sensores del dispositivo de bloqueo 15 transportados a través de la unidad de retorno 75 y del transceptor WPC 71.
El terminal 12 por lo tanto se ha configurado para realizar la validación de la operación de desbloqueo del dispositivo de bloqueo 15, en función de los antedichos datos de sensor (dispositivo de bloqueo 15 en la válvula, posición del perno de bloqueo).
El terminal 12 además se ha configurado para realizar una geolocalización, a través de un módulo GPS incluido en el terminal 12, pero no representado en las figuras, de la operación de desbloqueo.
El terminal 12 además se ha configurado para realizar una adquisición de imágenes a través de una fotocámara y un flash incorporado, con transferencia automática de las imágenes al servidor remoto de la empresa 19 (por ejemplo, a través de FTP).
El terminal 12 además se ha configurado para realizar una transferencia en tiempo real, a través de una conexión protegida 3G/GPRS (HTTPS) de los datos de la operación de desbloqueo al servidor de la empresa 19. En ausencia de cobertura de red, el terminal 12 además se ha configurado para realizar una memorización interna de los datos de las operaciones de desbloqueo, que luego se descargarán en el servidor de la empresa 19 cuando se restablezca la cobertura de red.
El terminal 12 además se ha configurado para realizar la actualización de los parámetros de configuración (códigos de operador, claves electrónicas, etc.) desde el servidor de la empresa 19, a través de una conexión 3G/GPRS protegida (HTTPS).
El terminal 12 además se ha configurado para realizar la desactivación de todas las funciones y la cancelación de las memorias internas a un mando recibido desde el servidor de la empresa 19, en caso de robo o irregularidades, a través de una conexión 3G/GPRS protegida (HTTPS).
El terminal 12 además se ha configurado para realizar una visualización de los mensajes de estado y de reconocimiento al operador, en el visualizador incorporado 121.
El terminal 12 además se ha configurado para gestionar la recarga inalámbrica automática de la batería interna 63, a través del cargador de baterías 62, cuando el terminal 12 se asocia al cargador de baterías WPS externo 50.
La carcasa 124 del terminal 12, ilustrada en la figura 5, preferiblemente es estanca, certificada ATEX 1-2, realizada de material plástico antiestático (resistencia <109 O), para prevenir la formación de electricidad estática, eliminando por lo tanto la posibilidad de chispas. El terminal 12, además de una forma ergonómica, preferiblemente tiene una superficie útil suficiente para alojar un visualizador 121, un teclado 122 y una bobina WPC (para recargar el módulo inalámbrico 61 y comandar el dispositivo de bloqueo 15).
En el interior de la carcasa del terminal 12, todos los circuitos que no pueden considerarse intrínsecamente seguros, como la placa madre, la batería u otros componentes, se encapsulan en resina epoxídica en una media camisa inferior de la carcasa 124 del terminal 12, de forma que puedan operar también en ambientes ATEX-0. El terminal 12 preferiblemente no posee ningún tipo de conector, de forma de no limitar su uso en condiciones ATEX-0. La interacción con el operador se lleva a cabo, de hecho, a través del teclado incorporado 122 y el visualizador 121, donde las conexiones de datos D con el dispositivo de bloqueo 15, con la unidad de control del camión cisterna 11 y con el servidor de la empresa 19 se obtienen todas a través de canales inalámbricos, y asimismo la recarga de las baterías se realiza de forma inalámbrica.
Como se ha dicho, el terminal 12 además se ha configurado para realizar una adquisición de imágenes a través de una fotocámara. La antedicha cámara preferiblemente es una cámara digital con flash LED, para permitir al operador documentar cualquier intento posible de violación detectado en el depósito y en los accesorios correspondientes (válvulas, etc.). Las imágenes se transfieren automáticamente, al final del día y a través de una conexión 3G, al servidor de la empresa 19. Para el uso con la cámara, el visualizador 121 es preferiblemente de un tipo con gráfica TFT, de forma de operar también como enfoque de la cámara y como visualizador para ver las tomas. El microprocesador y la memoria del terminal 12 también se dimensionan en términos de potencia de cálculo y capacidad, de forma que sean adecuados para la gestión gráfica y para memorizar un número adecuado de tomas. El teclado 121 puede configurarse con teclas adecuadas para permitir al operador de realizar las funciones básicas previstas (fotografía, visualización de imágenes, etc.) para la cámara. Para poder memorizar los mandos para estas funciones, es posible utilizar las mismas teclas previstas para las otras funciones, implementando una función doble, o también la pantalla táctil. El terminal 12 puede incluir un módulo firmware para la transferencia diferida de imágenes a través de FTP al servidor de la empresa, adicional a la comunicación MQTT en tiempo real implementada para las otras funciones.
Para resumir, el terminal 12, en una configuración posible, incluye los siguientes componentes hardware:
un teclado de membrana 122, para la comunicación local con el operador;
un visualizador gráfico 121, para permitir la comunicación local con el operador y el uso de la posible cámara digital incorporada;
un microprocesador, para implementar todas o parte de las funciones del controlador 60 descrito con referencia a la figura 4;
un módulo GPS, para la geolocalización de las operaciones;
un módulo de cámara digital con flash, para la adquisición de imágenes;
un módulo Bluetooh para la comunicación en el canal de comunicación 90 con la unidad de control del camión cisterna 11;
un módulo 3G-GPRS con SIM, para la comunicación de datos en el canal 100 con el servidor de la empresa 19; un módulo de alimentación y comunicación inalámbrica con el dispositivo de bloqueo 15, que incluye el transceptor 65;
un módulo UID (número de serie electrónico) para la identificación única de cada terminal 12;
un módulo de memoria permanente para la memorización de los parámetros operativos y de configuración, accesible localmente y desde el servidor de la empresa;
un módulo RTC (Real-Time Clock, reloj de tiempo real) para la fecha y hora suministradas, sincronizado automáticamente a través de Internet en el canal 100;
un módulo de alimentación interno, que incluye una batería 63, por ejemplo una batería de litio recargable, una unidad de recarga inalámbrica (módulo 61), un contador para visualizar en términos de porcentaje el estado de carga de la batería.
Todas las operaciones de desbloqueo/bloqueo 270 y los datos correspondientes (fecha, hora, validación, código de operador, geolocalización, etc.) se transfieren en tiempo real, mediante conexión 3G/GPRS, desde el terminal 12 al servidor de la empresa 19.
La conexión al servidor de la empresa 19 es protegida (protocolo HTTPS) y se obtiene en el protocolo MQTT, para reducir al mínimo la cantidad de datos transmitidos y habilitando la transferencia de los mismos incluso en condiciones no óptimas de cobertura de red (GPRS). Por lo tanto, en el servidor de la empresa 19 se ha instalado un programa que opera como servidor MQTT.
A través de la cámara digital integrada en el terminal 12 el operador podrá documentar cualquier posible violación con el depósito y los equipos correspondientes (válvulas de seguridad, etc.) que puedan encontrarse en el momento de reabastecer, o en otras oportunidades de inspección. Las fotos realizadas se memorizan localmente por el terminal 12, que luego las transferirá al servidor de la empresa al final del día, antes de apagarse automáticamente, si está disponible una condición óptima de cobertura de red (3G); de lo contrario, la transferencia se suspende hasta el momento en que la conexión 3G vuelva a estar disponible.
Como los archivos de las imágenes son mucho más pesados que las cadenas descriptivas de las operaciones de desbloqueo, la transferencia al servidor de la empresa 19 se realiza a través de FTP, disponible en el servidor 19 como acceso FTP confidencial, protegido mediante códigos de acceso. Las imágenes son acompañadas por la información necesaria para relacionarlas con el depósito específico 13 y la operación de reabastecimiento donde se han tomado, es decir, por ejemplo:
geolocalización GPS;
fecha y hora; y
código de operador.
A continuación se describen en mayor detalle algunos aspectos del dispositivo de bloqueo 15.
La figura 7 muestra una vista lateral, similar a la de la figura 3, de una forma de realización alternativa del dispositivo de bloqueo 15, donde la tarjeta electrónica 30 se encuentra en un alojamiento de electrónica 161 que forma una cámara llenada completamente con resina. La cámara 161 del alojamiento de electrónica comunica con el alojamiento de actuador 152 sólo por medio de un paso hueco 161', que también, sin embargo, se ha sellado con la resina que llena el alojamiento de electrónica 161.
En esta forma de realización alternativa, una cámara 162 de la porción 152 aloja el actuador 20, que actúa el perno 21. El actuador 20 se encuentra en un contenedor de tipo caja 20'. En otras palabras, en este caso, comparando con la forma de realización de la figura 3, no existe una cámara abierta hacia abajo con todo el actuador 20 envuelto en resina para obtener la estanqueidad, sino más bien una cámara cerrada, es decir, la cámara 162 donde se encuentra el contenedor 20' del actuador 20, sin que esta cámara esté llenada con resina. El volumen de la cámara de cualquier forma se reduce a un mínimo, con un diseño específico, de forma que quede inferior a los límites máximos prescritos por la norma ATEX-0 para las cavidades no encapsuladas.
Esta solución es especialmente apta en caso de que el actuador 20 sea del tipo con motor eléctrico c.c., en cambio la forma de realización donde el actuador se ha envuelto en resina es más apta para los actuadores de solenoide electromagnético.
La cámara 162 de la porción de alojamiento de actuador 152 por lo tanto se encuentra completamente sellada con respecto al exterior, en tanto que a lo largo de todo el perfil de contraste donde el contenedor 20' del actuador 20 soporta la cámara 162 del alojamiento de electrónica 161, que está cerrado por el actuador mismo, se aplique una junta hermética 163, realizada, por ejemplo, con un adhesivo de sellado de cianoacrilato.
A lo largo del perfil de contraste horizontal BO, donde el antedicho contenedor 20' soporta la cámara 162, en donde los tornillos para fijar el actuador 20 (no ilustrados) a la porción 152 actúan por presión, no se ha previsto ninguna holgura, sino sólo una tolerancia de elaboración, por ejemplo de 0,05 mm. De esta forma, la junta, bajo la presión de los tornillos, llena cualquier espacio o irregularidad entre las superficies. A lo largo de la superficie de contraste vertical, en la cual no es posible ejercer presión con tornillos, se ha previsto una holgura de 0,1 mm entre las superficies. De esta forma, el sellador 163 (que, según las especificaciones, garantiza la estanqueidad en holguras de hasta 0,25 mm), forma un cordón elástico, que garantiza no sólo la estanqueidad, sino también el encolado permanente.
El perno de bloqueo 21, accionado por el actuador electromecánico 20, se desliza en una cavidad 164 realizada en el cuerpo 151. La cavidad 164 está cubierta con un buje 165 realizado de material autolubricante, que permite una holgura máxima, en concreto de 0,083 m, entre la pared interna del buje y la superficie del perno 21, suficiente para cumplir con las especificaciones ATEX-0 para pernos deslizantes (0,3 mm - protección a PRUEBA DE LLAMAS -TABLA 2 de IEC 60079-1).
De cualquier forma, tanto para maximizar la protección ATEX como para garantizar la estanqueidad bajo el agua del dispositivo de bloqueo 15, también se prevé sellar el perno deslizante 21, a través de una junta de labio doble 165 situada entre el perno 21 y la cavidad de deslizamiento 251, después del buje, hacia el exterior.
Se destaca cómo la antedicha junta de doble labio 165, aunque sea comercialmente disponible, opera en una cavidad configurada específicamente con respecto a la forma y a las dimensiones para determinar una estanqueidad de la junta de hasta 0,1 bar, por lo tanto en el interior de las especificaciones de proyecto, sin sobrecargar el actuador 20 durante el movimiento del perno 21.
Las soluciones de sellado se aplican también en el terminal de comunicación 12, que puede tener dos configuraciones: integrada, por lo tanto configurada como dispositivo palmar que integra todas las funciones de control y alimentación inalámbrica del dispositivo de bloqueo 15, comunicación con el servidor remoto 19 e interfaz de operador; y separada, el terminal 12 de la cual es sustancialmente un módulo que corresponde al módulo de control 60 que tiene que apoyarse en el dispositivo 15, y se ha equipado con un transceptor inalámbrico, en concreto Bluetooth, para comunicar con un smartphone ATEX-1.
En este caso, el terminal 12 implementa sólo las funciones de control y alimentación inalámbrica del dispositivo 15, más las funciones de comunicación Bluetooth con el smartphone. El smartphone (que puede ser sólo de clase ATEX-1, ya que no tiene que introducirse en el sumidero del depósito), comunica vía Bluetooth con el módulo de control 60 e implementa las funciones de comunicación con el servidor remoto 19 y con la interfaz de operador.
En ambas configuraciones, el terminal 12 se ha equipado sólo a través de dispositivos electrónicos (es decir, por ejemplo, dispositivos no electromecánicos) que operan a una tensión intrínsecamente segura (por ejemplo, 5 V). Por lo tanto, eso se sella estando completamente encapsulado en resina epoxídica (protección de un tipo ENCAPSULADO para la norma ATEX).
La encapsulación implica que el terminal 12 pueda realizar todas sus funciones sin ninguna necesidad de conexión física, tanto para los datos como para la recarga de la batería interna (que también se realiza de forma inalámbrica a través de las señales WPC).
El dispositivo de bloqueo 15, en una ulterior forma de realización alternativa, implementa como actuador 20 un servomotor con retorno de posición para el movimiento del perno 21.
Entre las ventajas de la antedicha solución, también existe la posibilidad de gestionar perfiles de movimiento del perno 21.
En caso de una posible capa de barro seco alrededor del perno, en caso de que el sumidero del depósito 13, donde normalmente están presentes la válvula 14 y otros actuadores, queda inundado durante un largo tiempo por agua barrosa, el sedimento de barro puede obstaculizar el movimiento del perno 21. Por lo tanto se ha previsto que el dispositivo de bloqueo 15 pueda controlarse para realizar un perfil específico de movimiento del perno 21 a través de una transmisión PWM (Pulse Widht Modulation) correspondiente del servomotor, de forma que el actuador 20 imprima al perno un movimiento vibratorio, antes de pasar a una posición de bloqueo o desbloqueo. El antedicho perfil puede corresponder, por ejemplo, a comandar un movimiento de ida-y-vuelta del perno 21 con una carrera de 1 mm a una frecuencia de 5 Hz. El movimiento vibratorio permite la liberación del vínculo que deriva del barro, pero quedándose en el interior de la fuerza máxima que puede ser ejercida por el servomotor. Después de haber eliminado el vínculo, el perno 21 puede realizar normalmente la carrera completa prevista para el bloqueo/desbloqueo.
Además, en formas de realización alternativas, se prevé el uso de un sensor para detectar la corriente absorbida por el servomotor del actuador 20, de forma de detectar anomalías de deslizamiento o atascamientos del perno 21 (que automáticamente se reflejan en una variación de la carga en el servomotor y, por lo tanto, de la corriente absorbida por el mismo).
El valor de corriente absorbida para cada movimiento se comunica en tiempo real al servidor central 19, donde se utiliza para el mantenimiento preventivo del dispositivo de bloqueo 15. Según lo que se ha indicado anteriormente, a través de los sensores electrónicos 31 en el interior del dispositivo de bloqueo 15, es posible verificar si, en el momento del desbloqueo del perno 21, el dispositivo de bloqueo 15 se encuentra posicionado en la válvula. A través de una comparación transversal de estos datos, es posible validar la operación de desbloqueo, verificando si se ha realizado para desactivar o activar el dispositivo de bloqueo 15, o también si se ha realizado con un depósito vacío, para fines de prueba o en un intento de violación.
En formas de realización alternativas, se ha previsto habilitar el controlador 15 para reconocer la válvula específica del depósito 13 donde se ha montado y para el cual se tiene que proteger el acceso para el reabastecimiento. Esto objetivo se obtiene incorporando una etiqueta RFID (Radio-Frequency-IDentification) en la válvula del depósito, que constituye un número identificador único (UID).
El dispositivo de bloqueo 15 se configura para aceptar un mando de bloqueo o desbloqueo sólo si, a través de un lector RFID de su pertenencia, consigue leer una etiqueta RFID, y por lo tanto está posicionado en la válvula del depósito y, si este número identificador único (UID) corresponde a un identificador registrado en su propia memoria, eso es una evidencia del hecho de que el dispositivo de bloqueo 15 se encuentra posicionado en su depósito específico 13.
De esta forma, el dispositivo de bloqueo 15 no acepta mandos de bloqueo/desbloqueo si se ha posicionado en un depósito 13 distinto del al cual se ha acoplado.
De esta forma, no es posible engañar el sistema introduciendo en el dispositivo de bloqueo 15 una válvula separada del depósito o una válvula equipada con una etiqueta RFID u otra etiqueta. De hecho, el número identificador (UID) de la etiqueta RFID es único y, por lo tanto, no es posible duplicar la etiqueta de un depósito específico 13.
Se ha previsto que la etiqueta RFID opera también para la detección de posición; es decir, el dispositivo 15 acepta mandos sólo si se ha completamente montado y presionado en la válvula 14, para impedir que el sistema se confunda sólo apoyando el dispositivo de bloqueo 15 en la válvula, debajo de la distancia de lectura máxima del sistema RFID.
Por lo tanto, la distancia de detección del lector de etiqueta RFID en el dispositivo de bloqueo 15 tiene que calibrarse al valor mínimo, de forma que la etiqueta se lea sólo cuando la antena del dispositivo lector RFID sea llevada a dirigirse directamente hacia éste y, por lo tanto, el dispositivo de bloqueo 15 se haya introducido efectivamente en la válvula 14.
El uso del sistema RFID descrito en la presente también asegura la ulterior ventaja de que es posible marcar con un número identificador único (UID) todos los depósitos donde se ha montado un dispositivo de bloqueo 15, permitiendo ulteriores operaciones de control y de gestión de los depósitos.
Como se ha indicado, el sistema de detección RFID preferiblemente sustituye el sensor de proximidad 31 de un tipo inductivo. Preferiblemente, se implementa según la norma NFC (ISO 14443) que implica la ventaja de operar a alta frecuencia (HF) y, por lo tanto, es menos sensible a la interferencia electromagnética y a la absorción de la señal causada por el metal circunstante, a diferencia de los sistemas UHF. Además es una norma más amplia, que hace posible elegir desde un mayor número de tipos distintos de etiquetas RFID.
En la figura 7, a título de ejemplo, se representa un lector RFID 131, introducido en la tarjeta electrónica 30 del dispositivo de bloqueo 15, que, como se ha dicho, es alimentado desde el exterior a través de señales WPC. La energía necesaria para el funcionamiento del lector 131 de cualquier forma es inferior a la alimentada por el sistema de alimentación inalámbrico del dispositivo de bloqueo 15 y, por lo general, su uso no se requiere simultáneamente con el uso del actuador 20 del dispositivo de bloqueo 15.
El lector RFID 131 se conecta a través de un cable coaxial miniaturizado 131a a una antena de bobina RFID 132, prevista en un PCB. La antena 132 se ha dimensionado de forma de optimizar la distancia de lectura (distancia mínima) para el funcionamiento con el metal circunstante y la detección de posición, según el tipo de etiqueta RFID utilizada. El PCB se aloja en un contenedor de plástico, abierto en el lado de la antena, que se ha llenado con resina epoxídica de sellado. La antena y el cable coaxial que salen de ahí por lo tanto son estancos y pueden montarse a vista en el dispositivo de bloqueo 15, es decir, sin ninguna carcasa de seguridad.
La antena RFID se ha montado, fijada a través de un adhesivo, preferiblemente en una cavidad de la parte inferior de la porción de bloqueo 152, en una posición correspondiente a, es decir, a la altura de, un collar hexagonal 134 situado arriba de la extremidad 142 de la válvula 14 y debajo de la ranura en la cual se engancha el perno 21, e insertado de forma estanca en el depósito de gas 13, de forma que la antena 132 se encontrará en frente de la válvula 14 en el lado opuesto al perno de bloqueo 21. El antedicho collar hexagonal metálico 134 normalmente está presente en las válvulas 14 con fines de sujeción; de hecho, también es visible en la figura 3.
El cable coaxial 131a llega desde el alojamiento de la tarjeta 30, por ejemplo en la forma de cámara 161, a través de una vía, es decir de un orificio de paso, no representado en la figura 7, que por lo tanto es cerrado por la resina que sella la cámara 161 o, de cualquier forma, que cubre la tarjeta electrónica 30.
Se ha previsto montar preferiblemente un collar 135 realizado de material plástico, que tiene que montarse de forma permanente en cada válvula de llenado 14, tanto para los depósitos ya instalados como para los depósitos nuevos. El collar 135 contiene una etiqueta RFID 133 cubierta y sellada con resina en una cavidad del collar 135 mismo, garantizando al mismo tiempo una distancia de lectura adecuada desde la antena RFID.
El collar realizado de material plástico y de metal no interfiere con la lectura de la etiqueta RFID 133 por parte del lector. Además, pone la etiqueta RFID 133 algunos milímetros alejada del metal de la válvula 14, una vez más para permitir la lectura por parte del lector RFID 131.
El collar 135 tiene sustancialmente la forma de un anillo de material plástico. Se ha configurado preferiblemente para ser insertado de una forma unívoca en el dispositivo de bloqueo 14, de forma de presentar siempre la etiqueta RFID en frente de la antena RFID: en el anillo del collar 135 puede haber una asimetría (porción rectificada) o también un contraste con el interior del dispositivo de bloqueo 15. El collar 125 se ha montado preferiblemente alrededor del collar hexagonal 134 de la válvula 14 a través de un acoplamiento estriado obtenido alrededor de la circunferencia interna del collar: de esta forma, el collar 135 (y por lo tanto el dispositivo de bloqueo 15, que es soportado por el mismo) pueden montarse en el depósito 14 con cualquier ángulo en el plano horizontal, con el fin de adaptarse a las dimensiones globales de los accesorios ya presentes. Después de haber definido, en una fase de instalación, la posición óptima del dispositivo 15, el collar 135 se encola de forma permanente con resina epoxídica tixotrópica (de alta densidad). A partir de ese momento la válvula 14 y el depósito 13 en el cual se ha montado pueden identificarse de forma unívoca, tanto a través del control remoto 12, como a través del smartphone equipado con NFC o un lector RFID separado.
Se ha previsto realizar la lectura del código UID de la válvula 14 para verificar su posición, y el reconocimiento de la válvula particular acoplada al dispositivo de bloqueo 15 (que memoriza el código UID de la misma de forma permanente) es la condición que hay que verificar para que el dispositivo 15 acepte un mando de bloqueo o desbloqueo desde el terminal 12.
Para la instalación inicial, se implementa un mando de primer acoplamiento en el terminal 12. A través de este mando, el operador puede forzar un nuevo dispositivo 15, es decir, uno que todavía no se ha acoplado y se ha posicionado en una válvula 14, a leer y almacenar el código UID de la válvula 14 misma. A partir de ese momento, el dispositivo de bloqueo 15 acepta mandos sólo si se ha posicionado en la válvula a la cual se ha acoplado. El procedimiento de primer acoplamiento puede ser realizado por el terminal de operador 12 sólo una vez, en cada nuevo dispositivo 15, aunque sea posible implementar un mando para anular el acoplamiento, accesible en el terminal 12 a través de códigos reservados, por ejemplo para el constructor o para el personal de mantenimiento.
En formas de realización alternativas, la solución que se describe en la presente también se refiere a un sistema de protección contra un acceso no autorizado de una válvula de un depósito de gas combustible, la válvula habilitando la ejecución de operaciones de llenado del depósito 11 y estando asociada a medios de bloqueo 15, por lo menos entre una posición de cierre y una posición de apertura, actuados por medios actuadores 20, que operan con energía electromagnética, el sistema incluyendo un terminal inalámbrico 12 configurado para comandar los antedichos medios actuadores 20, en que:
el terminal inalámbrico 12 incluye medios 65 para enviar una señal de carga WD, que incluye una porción de señal de datos D y una porción de alimentación W que transporta energía por inducción electromagnética, en concreto una señal WPC (Wireless Power Consortium);
los medios de bloqueo 15 siendo configurados para recibir energía desde la porción de alimentación W de la señal de carga WD para el funcionamiento de los antedichos medios actuadores 20; y
los medios de bloqueo 15 incluyendo ulteriormente medios de control 70 que permiten el accionamiento de los medios actuadores 20 según una porción de señal de datos D de la señal de carga W d intercambiada con medios de control correspondientes 60 del terminal inalámbrico 12.
El sistema descrito presenta las ventajas que se describen a continuación.
Por lo general, el sistema de acceso según la invención permite, a través de un dispositivo de bloqueo en la válvula, impedir que personal no autorizado (por lo tanto personal que no puede remover el bloqueo) pueda reabastecer el depósito de gas o personas malintencionadas saquen gas del depósito o violen el depósito. Eso se obtiene con un dispositivo de bloqueo que no tiene una fuente de energía interna, por lo tanto constituyendo un dispositivo completamente sellado diseñado para un ambiente potencialmente explosivo (ATEX 0). La energía necesaria para la verificación de la autorización del operador y para alimentar el dispositivo electromecánico de bloqueo/desbloqueo llega de forma inalámbrica desde el terminal de comunicación, que es un dispositivo portátil con alimentación autónoma, usado por el operador para bloquear o desbloquear el dispositivo de bloqueo. El módulo de control del terminal es alimentado por una batería interna recargable. Como el módulo de control del terminal es una unidad completamente sellada diseñada para un ambiente potencialmente explosivo (ATEX 0), la recarga de la batería se realiza de forma inalámbrica, a través de un cargador de baterías donde se apoya el terminal en contacto con el mismo, para permitir la recarga.
Además, ventajosamente, sólo módulos de control habilitados en el terminal y, por lo tanto, que pueden superar la comprobación cifrada requerida por el dispositivo de bloqueo, pueden bloquear/desbloquear este último.
El módulo de control del terminal además traza ventajosamente las operaciones de bloqueo/desbloqueo realizadas, junto con los datos complementarios (fecha, hora, posición geográfica, código de operador) y transfiere esta información (vía 3G) directamente al servidor de la empresa que gestiona el reabastecimiento del gas.
Por supuesto, sin perjuicio del principio de la invención, los detalles y las formas de realización pueden variar, incluso considerablemente, con respecto a lo que se describe en la presente meramente como ejemplo, sin por eso alejarse del ámbito de protección, que es definido por las reivindicaciones que se adjuntan.
El presente sistema de acceso se refiere a depósitos para gas combustible, utilizado en forma gaseosa para la combustión, pero por supuesto en el depósito el antedicho gas puede almacenarse principalmente en forma líquida.
El terminal de comunicación según la invención se pone en contacto con el dispositivo de bloqueo, donde por "contacto" se indica una distancia tal que se habilite una transmisión y recepción correctas de la señal de carga, especialmente la señal WPC.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Sistema de protección contra acceso no autorizado a una válvula de un depósito de gas combustible, que incluye:
una válvula (14) que incluye una porción de entrada (141), configurada para habilitar la ejecución de operaciones de llenado del depósito (11); y
medios de bloqueo (15) que cooperan con dicha válvula (14) para bloquear, entre una posición de cierre y una posición de apertura, el acceso a dicha válvula (14);
dichos medios de bloqueo (15) siendo accionados entre las posiciones de cierre y apertura por medios actuadores (20) alimentados con energía eléctrica, dicho sistema incluyendo un terminal en la forma de un terminal inalámbrico (12), configurado para comandar dichos medios actuadores (20),
dicho terminal inalámbrico (12) incluyendo medios (65) para enviar una señal de carga (WD) que incluye una porción de señal de datos (D) y una porción de alimentación (W), que transporta energía por inducción electromagnética, en concreto una señal w Pc (Wireless Power Consortium);
dichos medios de bloqueo (15) siendo configurados para recibir energía eléctrica desde dicha porción de alimentación (W) de dicha señal de carga (WD) con el fin de accionar dichos medios actuadores (20),
dichos medios de bloqueo (15) incluyendo ulteriormente medios de control en la forma de un módulo de control (70) que permite el accionamiento de dichos medios actuadores (20) según dicha porción de señal de datos (D) de la señal de carga (WD) intercambiada con medios de control correspondientes en la forma de un módulo de control (60) del terminal inalámbrico (12),
dichos medios de bloqueo (15) en dicha posición de cierre estando bloqueados en la válvula (14), impidiendo el acceso a la porción interna (141)
caracterizado por el hecho de que dichos medios de bloqueo (15) incluyen medios sensores (20a) para detectar la posición de los medios actuadores (20) y medios sensores (31) para detectar la posición de la válvula (14), y además el módulo de control (70) de los medios de bloqueo (15) incluye un módulo configurado para comparar la información de dichos dos medios sensores (31, 20a).
2. Sistema de acceso según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicho módulo de control (60) del terminal (12) y dicho módulo de control (70) de los medios de bloqueo (15) incluyen respectivos módulos (67, 76) para realizar fases de comprobación cifrada (260) de una autorización del módulo de control (60) del terminal (12) para operar en los medios de bloqueo (15) incluida en dicha porción de señal de datos (D) de la señal de carga (WD).
3. Sistema según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que dichos medios de bloqueo (15) incluyen un receptor de señal de carga (71) para recibir la señal de carga (WD) enviada por el terminal (12) y una unidad de alimentación (72) para convertir la energía (W) recibida por el receptor para alimentar el módulo de control (70) de los medios de bloqueo (15) y alimentar los medios actuadores (20).
4. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que dicho terminal (12) es alimentado a través de una batería (63) y está configurado para cargar dicha batería (63) a través una ulterior señal de carga (R) enviada por un módulo cargador de baterías externo (50).
5. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que dichos medios de bloqueo incluyen un cuerpo (151) que incluye una porción de bloqueo (153) asociada a la válvula (14) y una porción de alojamiento (152) para alojar los medios actuadores (20), dichos medios actuadores (20) operando en una forma estanca en dicho cuerpo (151) con respecto a dicha porción de bloqueo (153).
6. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que dichos medios de bloqueo (15) incluyen una porción de bloqueo (153) donde se ha insertado una porción de entrada (141) de una válvula (14) y los medios actuadores (20) se han configurado, en una posición de bloqueo, para aplicar un perno (21) en un asiento de bloqueo de dicha porción de entrada (141) insertada en dicha porción de bloqueo.
7. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que dichos medios de bloqueo (15) incluyen medios de lectura de etiqueta RFID (131, 132), la válvula (14) incluye una etiqueta RFID (133) que contiene un código identificador determinado, y dicho módulo de control (70) de los medios de bloqueo (15) está configurado para realizar bloqueo o desbloqueo sólo para un código identificador determinado asociado a la etiqueta RFID (133) detectado en la válvula (14).
8. Método para acceder a una válvula de un depósito de gas combustible a través del uso de un sistema según una cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 7, caracterizado por el hecho de que incluye las operaciones de aplicar el terminal (12) en contacto con los medios de bloqueo (15), alimentar dicha señal de carga (WD) a dichos medios de bloqueo (15) que incluye dicha porción de alimentación (W), e intercambiar con dichos medios de bloqueo (15) una secuencia de mandos a través de dicha porción de señal de datos (D), dicha secuencia incluyendo un mando (SB) para bloquear o desbloquear dichos medios de bloqueo (15).
9. Método según la reivindicación 8, caracterizado por el hecho de que dicha secuencia de mandos incluye una autorización del módulo de control (60) del terminal (12) a operar en los medios de bloqueo (15).
10. Método según la reivindicación 8 o la reivindicación 9, caracterizado por el hecho de que dicho módulo de control (60) del terminal (12) y dicho módulo de control (70) de los medios de bloqueo (15) realizan las operaciones siguientes:
activación (210) en el terminal (12) de la operación o modo de bloqueo/desbloqueo de la válvula, introduciendo un código de activación válido (A) en el terminal (12);
entrada (230) del terminal (12) en el modo de bloqueo/desbloqueo de los medios de bloqueo (15), que es activo durante un tiempo determinado, suficiente para realizar el reabastecimiento con gas;
envío (240) de un mando de desbloqueo o bloqueo (SB) a través del terminal (12) a los medios de bloqueo (15); detección (250) por parte de los medios de bloqueo (15) del mando de desbloqueo/bloqueo (SB) en la porción de datos (D) enviada por el terminal (12);
ejecución de una verificación (260) de autorización del terminal (12); y
aceptación y ejecución (270) por parte de los medios de bloqueo (15) en caso de resultado positivo de la verificación (260).
11. Método según la reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que dicha verificación (260) de autorización del terminal (12) incluye las fases siguientes:
enviar (262) desde los medios de bloqueo (15) al terminal (12) un valor de clave de cifrado (K), en concreto con AES, es decir Advanced Encryption Standard o SHA-256, es decir codificación Secure Hash Algorithm;
enviar (264) desde los medios de bloqueo (15) un valor numérico en claro (CK), que identifica el tipo de clave usada; y
descodificar (266), en el terminal (12), el valor de la clave de cifrado (K) recibida y enviar en respuesta, a los medios de bloqueo (15), una correspondiente clave descodificada (KD).
12. Método según la reivindicación 10 o la reivindicación 11, caracterizado por el hecho de que incluye ulteriormente una fase de verificación (12) por parte del terminal (12) de la presencia del camión cisterna de reabastecimiento (11).
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