ES2851375T3 - Dispositivo de comunicación de datos y procedimiento de comunicación de datos - Google Patents

Dispositivo de comunicación de datos y procedimiento de comunicación de datos Download PDF

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Abstract

Un dispositivo de comunicación de datos que comprende: una unidad de informática y datos (102, 202) que incluye un primer módulo de comunicación por radio (103, 203) para comunicarse de forma inalámbrica con un dispositivo de radio externo (104, 204) o que está conectada al primer módulo de comunicación por radio (103, 203), un segundo módulo de comunicación por radio (205) que se comunica de forma inalámbrica con el dispositivo de radio externo (104, 204), y una memoria (207) que almacena los datos de identificación del primer módulo de comunicación por radio (103, 203), en la que el primer módulo de comunicación por radio (103, 203) funciona en un modo de recepción en el que no es detectable por el dispositivo de radio externo (104, 204), pero está preparado para establecer una conexión y posteriormente intercambiar datos con el dispositivo de radio externo (104, 204) al recibir sus datos de identificación del dispositivo de radio externo (104, 204), el segundo módulo de comunicación por radio (205) funciona en un modo de espera en el que espera una solicitud de comunicación del dispositivo de radio externo (104, 204), cuando el segundo módulo de comunicación por radio (205) recibe una solicitud de comunicación del dispositivo de radio externo (104, 204), el segundo módulo de comunicación por radio (205), tras establecer un enlace de radiocomunicación con el dispositivo de radio externo (104, 204), lee los datos de identificación del primer módulo de comunicación por radio (103, 203) de la memoria (207) y los transmite al dispositivo de radio externo (104, 204), caracterizado porque la unidad de comunicación de datos comprende, además una entrada de tensión de alimentación (101), una unidad de encendido (105, 405) acoplada a la entrada de tensión de alimentación (101) y que tiene una salida de tensión conectada a la unidad de informática y datos (102, 202), en la que la unidad de encendido (105, 405) incluye el segundo módulo de comunicación por radio (205), cuando el segundo módulo de comunicación por radio (205) recibe una solicitud de comunicación del dispositivo de radio externo (104, 204), el segundo módulo de comunicación por radio (205) envía la solicitud de comunicación al dispositivo de radio externo (104, 204), y la unidad de encendido (105, 405) envía la solicitud de comunicación al dispositivo de radio externo (104, 204), 204), el segundo módulo de comunicación por radio (205) genera que la unidad de encendido (105, 405) suministre una tensión de alimentación (V1) a la unidad de informática y datos (102, 202) a través de la salida de tensión para activar la unidad de informática y datos (102, 202) y para activar el primer módulo de comunicación por radio (103, 203) y ponerlo en modo de recepción, cuando finalizó el intercambio de datos con el dispositivo de radio externo (104, 204), el segundo módulo de comunicación por radio (205) pasa al modo de espera.

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de comunicación de datos y procedimiento de comunicación de datos
La presente invención se refiere a un dispositivo de comunicación de datos y a un procedimiento de comunicación de datos.
Existen módulos de radio que se comunican entre sí por radio, es decir, de forma inalámbrica. Para que los módulos de radio se comuniquen entre sí, la dirección respectiva del otro módulo de radio debe ser conocida o debe poder detectarse por radio.
Por razones de seguridad, por ejemplo, para protegerse de ataques vía DoS (Denegación de Servicio), los módulos de radio deben ser "invisibles" o indetectables al menos la mayor parte del tiempo para otros módulos de radio con los que no se desea establecer comunicación.
Esto puede resolverse cuando ya se conoce la dirección del interlocutor de comunicación, por ejemplo, porque está almacenada en el módulo de radio que desea comunicarse con el interlocutor de comunicación. Sin embargo, esto no es práctico si los módulos (frecuentemente) o los dispositivos en los que están instalados tienen que ser reemplazados o si se utiliza un pool de muchos módulos o dispositivos y no se conoce de antemano el socio de comunicación en el pool. Otra solución radica en tornarlos "visibles" (por ejemplo, activar un modo "visible"), por ejemplo, al pulsar un botón en el módulo o dispositivo respectivo. Esto es engorroso, ya que requiere la actividad correspondiente de un usuario. Además, los interruptores externos correspondientes tienen un costo adicional.
Especialmente en el caso de dispositivos separados espacialmente y/o instalados fijos (p. ej., montados en el techo), de modo que el usuario no tiene posibilidad de intervenir, no es posible que estos módulos, que no se conocen entre sí, establezcan un enlace de comunicación.
Se conocen varias tecnologías inalámbricas con diferentes características, como el rendimiento de los datos, la tasa de transmisión de datos, el alcance, la frecuencia, los canales, etc. Entre ellas se encuentran, a modo de ejemplo, Z-Wave, la tecnología de sensores inalámbricos sin batería de EnOcean, Zigbee, Bluetooth, WiFi (802.11a, 802.11b, etc.), WUSB (USB inalámbrico), WHDI (SRI) y WiHD (HDMI inalámbrico), así como soluciones propietarias. En el campo de la tecnología médica, por ejemplo, se han establecido ciertos estándares inalámbricos, entre los que se encuentran sobre todo Bluetooth, Zigbee y WiFi.
El "Bluetooth" por lo general se divide en "clásico" y "de baja energía". "Clásico" se refiere a los protocolos originales Bluetooth 3.0, Bluetooth 2.1 ..., cuyos módulos o chips también se denominan módulos clásicos. Desde Bluetooth 4.0, también existe la posibilidad de "Low Energy" (pila de protocolos adicional a la "clásica"), con la que es posible un modo de funcionamiento de ahorro de energía de forma rentable gracias a una rápida configuración de la conexión. Sin embargo, los módulos Bluetooth Low Energy correspondientes solo consiguen una velocidad de transmisión de datos más baja y un rendimiento de datos menor. Los módulos Bluetooth 4.0 del mercado se basan únicamente en el protocolo clásico o únicamente en el protocolo de baja energía, los denominados módulos monomodo, así como en ambos protocolos, los denominados módulos de modo dual, en los que es posible cambiar entre el modo clásico y el modo de baja energía. Sin embargo, incluso este módulo de modo dual tiene un mayor consumo de energía que el módulo de modo único en el estado activado antes de establecer una conexión, ya que el consumo de energía antes de establecer una conexión se basa en el modo clásico.
Según el protocolo Bluetooth, existe, por ejemplo, un modo "Discoverable" -a descubrir- en el que el módulo busca otros módulos Bluetooth y es receptivo a las peticiones de otros módulos Bluetooth. Además, existe un modo "Connectable" -para conectar- en el que el módulo, al ser direccionado por su dirección, está preparado para iniciar una conexión, pero no es detectable para otros módulos.
Un módulo de baja energía (low-energy) tiene la propiedad especial de que solo puede establecer y mantener una conexión con otro módulo (de baja energía) a la vez.
Existen bastantes dispositivos ortopédicos que se alimentan de una batería o de un acumulador y realizan la comunicación por radio.
Además, se conoce un sistema de navegación ortopédica que sirve como herramienta inteligente para el médico durante la cirugía articular, por ejemplo, para el posicionamiento específico del paciente de los implantes en el campo de la artroplastia. En este caso, la posición de las fuentes de luz infrarroja (transmisores pasivos que reflejan la luz infrarroja), los que por ejemplo se adhieren al cuerpo del paciente, se detecta en el espacio de forma intraoperatoria con la ayuda de un sistema de cámaras video-ópticas. Se puede calcular la posición de los transmisores reflectores de luz infrarroja entre sí y la posición de los instrumentos quirúrgicos con respecto al paciente. Los valores medidos se comparan con otros datos (por ejemplo, datos de planificación prequirúrgica) y sirven de apoyo para la colocación y el posicionamiento del implante. Además, los componentes individuales de los implantes pueden adaptarse entre sí para garantizar la durabilidad y la función de los implantes mediante una alineación óptima.
Pero, cuando, por ejemplo, durante un procedimiento quirúrgico, la cámara debe comunicarse de forma inalámbrica con el dispositivo de computación y visualización a través de la radio, frecuentemente se requiere un mayor rendimiento de datos (y una mayor velocidad de datos) por enlace de radio, por ejemplo, superior a 500 kbit/s. Por ello, hay que utilizar tecnologías de radio que, por lo general, no solo ofrecen una mayor velocidad de datos, sino que también tienen un mayor consumo de energía. Sin embargo, el consumo de energía durante el funcionamiento no es necesariamente el mayor problema, sino en ese caso también la energía en espera mientras un dispositivo o el módulo de radio correspondiente está en espera para establecer una conexión o esperando una solicitud de conexión. Esto afecta de manera significativa el tiempo de funcionamiento de los dispositivos que funcionan con baterías o acumuladores, cuando estos deben estar listos para establecer una conexión en cualquier momento.
El documento US 2011210830 divulga un dispositivo Bluetooth que normalmente permanece en modo de espera por razones de seguridad, e incluye la etiqueta NFC para iniciar el proceso de emparejamiento cuando otro dispositivo es colocado físicamente muy próximo. La etiqueta NFC transmite los datos (clave pública, dirección del diente azul y un número de identificación necesario para el acoplamiento del dispositivo). Si el certificado recibido coincide, el dispositivo Bluetooth pasa al modo de recepción. Cuando no es así, permanece en modo de espera.
Es un objeto de la presente invención crear un dispositivo de comunicación de datos y un procedimiento para la comunicación de datos que exhiban un alto nivel de seguridad contra, por ejemplo, ataques de DoS y ofrezcan una alta tasa de transmisión de datos.
La tarea se resuelve con las características de las reivindicaciones independientes. Las reivindicaciones dependientes se dirigen a realizaciones preferidas de la invención.
De acuerdo con la invención, se crea un dispositivo de comunicación de datos según la reivindicación 1.
Preferiblemente, el primer módulo de comunicación por radio es un módulo de comunicación Bluetooth, por ejemplo, un módulo Bluetooth clásico o un módulo Bluetooth de modo dual.
Además, preferentemente, el segundo módulo de comunicación por radio es un módulo de comunicación Bluetooth, por ejemplo, un módulo Bluetooth de baja energía (BLE), además, por ejemplo, un módulo Bluetooth de modo único de baja energía.
En consecuencia, si el primer y/o segundo módulo de comunicación por radio es un módulo de comunicación Bluetooth, el dispositivo de radio externo puede tener también un módulo de comunicación Bluetooth correspondiente para la comunicación Bluetooth con el primer/segundo módulo de comunicación por radio.
Por ejemplo, el segundo módulo de comunicación de radio puede establecer un enlace de comunicación con solo un dispositivo de radio externo a la vez. Esto posibilita que otros dispositivos de radio no interfieran con el tráfico de radio con el segundo módulo de comunicación de radio, así como con el primer módulo de comunicación por radio. De este modo, los otros dispositivos de radio no se enteran de los datos de identificación del primer módulo de comunicación por radio y, por lo tanto, no pueden comunicarse con el primer módulo de comunicación por radio, ya que el primer módulo de comunicación por radio tampoco se identifica.
El primer módulo de comunicación por radio también puede pasar a un estado inactivo o volver al modo de recepción al finalizar el intercambio de datos.
El primer módulo de comunicación por radio puede, por ejemplo, tener una mayor tasa de transmisión de datos y/o rendimiento de datos y un mayor consumo de energía en modo de espera que el segundo módulo de comunicación por radio. Preferiblemente, el modo de espera se refiere a un estado de preparación para establecer un enlace de radio. Sin embargo, también es suficiente con que el primer módulo de comunicación por radio tenga una mayor velocidad de transmisión de datos y/o un mayor rendimiento de datos que el segundo módulo de comunicación por radio, sin que el nivel de consumo de energía desempeñe un papel en la comparación de los dos módulos de comunicación por radio. Por ejemplo, la velocidad de transmisión de datos del primer módulo de comunicación por radio es de al menos 200 kbit/s, y preferiblemente de al menos 250 kbit/s. Además, preferentemente, la velocidad de transmisión de datos del primer módulo de comunicación por radio es superior a 1 Mbit/s. Aún más preferentemente, la velocidad de transmisión de datos del primer módulo de comunicación por radio es superior a 1,5 Mbit/s. Por ejemplo, el rendimiento de datos del primer módulo de comunicación por radio es de al menos 100 kbit/s. El consumo de energía del segundo módulo de comunicación por radio es inferior a 20 mA en modo de espera, por ejemplo.
Una unidad de suministro de tensión puede estar conectada entre la entrada de tensión de alimentación y la unidad de encendido, y la unidad de suministro de tensión puede comprender una batería recargable.
En lugar de ello, el dispositivo de comunicación de datos puede incluir una batería que suministra un tensión de batería a la unidad de encendido para suministrar energía al segundo módulo de comunicación por radio, en el que la unidad de encendido puede incluir una unidad de conmutación de energía, que está acoplado al segundo módulo de comunicación por radio y a la entrada de tensión de alimentación, respectivamente, y suministra la tensión de alimentación a la unidad de informática y datos a través de la salida de tensión al recibir una señal correspondiente del segundo módulo de comunicación por radio e interrumpe el suministro de la tensión de alimentación al recibir una señal correspondiente del segundo módulo de comunicación por radio.
La unidad de informática y datos puede incluir una cámara que captura datos de imagen, y los datos de imagen pueden ser transmitidos al dispositivo de radio externo en forma no procesada o en forma procesada por medio de la unidad de informática y datos a través del primer módulo de comunicación de radio. La cámara puede ser, por ejemplo, una cámara utilizada en ortopedia, en particular, una cámara de un sistema de navegación ortopédica y, además, en particular, estar conformada para ser utilizada durante un procedimiento de operación. Esta cámara puede emitir luz infrarroja y captar la luz reflejada por los correspondientes transmisores reflectantes y convertirla o procesarla en señales para su transmisión, por ejemplo, a la unidad de informática y datos. Pero la cámara también puede captar otros haces de luz y enviarlos a la unidad de informática y datos para su posterior procesamiento y visualización. Así, los datos de imagen se refieren a señales de cualquier forma que puedan ser capturadas o grabadas por la cámara y transmitidas en forma no procesada o procesada al dispositivo de radio externo por radio.
Cuando se haya completado el intercambio de datos, el segundo módulo de comunicación por radio puede generar que la unidad de encendido deje de suministrar energía a través de la salida de tensión a la unidad de informática y datos. Además, la unidad de encendido y la unidad de informática y datos pueden estar interconectadas a través de una línea de señal por medio de la cual el segundo módulo de comunicación inalámbrica envía una señal de encendido a la unidad de informática y datos para activar la unidad de informática y datos después de que haya transcurrido un primer periodo de tiempo predeterminado después de que se suministre la tensión de alimentación desde la unidad de encendido a la unidad de informática y datos. Esto puede asegurar que la unidad de informática y datos pueda recibir y procesar la señal de encendido.
Además, el segundo módulo de comunicación por radio puede enviar una señal de apagado a la unidad de informática y datos a través de la línea de señal para desactivar la unidad de informática y datos antes de que la unidad de encendido deje de suministrar la tensión de alimentación a la unidad de informática y datos a través de la salida de tensión después de que haya transcurrido un segundo período de tiempo predeterminado. Esto permite apagar de forma segura la unidad de informática y datos antes de que se interrumpa definitivamente el suministro de energía.
La unidad de datos y computación puede estar conectada a la unidad de encendido a través de otra línea de señal, por medio de la cual la unidad de informática y datos puede proporcionar un estado del sistema a la unidad de encendido. Este estado del sistema puede ser una finalización del intercambio de datos entre el primer módulo de comunicación por radio o la unidad de datos y computación y el dispositivo de radio externo. Al recibir el estado del sistema, el segundo módulo de comunicación por radio puede desconectarse del dispositivo de radio externo e ingresar al modo de espera. Además, el segundo módulo de comunicación por radio puede entonces provocar un apagado de la unidad de informática y datos y/o una interrupción del suministro de energía a la unidad de informática y datos.
Pero la interrupción del intercambio de datos también puede ser comunicada al segundo módulo de comunicación por radio desde el primer módulo de comunicación por radio.
De acuerdo con la invención, además se crea un procedimiento de comunicación de datos de acuerdo con la reivindicación 8.
El primer módulo de comunicación por radio puede comunicarse utilizando Bluetooth, por ejemplo, un protocolo Bluetooth clásico.
El segundo módulo de comunicación por radio puede comunicarse mediante Bluetooth, por ejemplo, un protocolo de baja energía Bluetooth.
El primer módulo de comunicación por radio, por ejemplo, presenta una mayor tasa de transmisión de datos y/o un mayor rendimiento de datos y, en modo de espera, un mayor consumo de energía que el segundo módulo de comunicación por radio. A este respecto, se hace referencia a las cifras mencionadas anteriormente sobre la velocidad de transmisión de datos, el rendimiento de los datos y el consumo de energía.
El segundo módulo de comunicación por radio, por ejemplo, puede establecer un enlace de comunicación con un solo dispositivo de radio externo a la vez.
El segundo módulo de comunicación por radio, por ejemplo, puede establecer simultáneamente un solo enlace de comunicación con un dispositivo de radio externo.
A la unidad de encendido se le puede suministrar una tensión de entrada desde una unidad de suministro de energía, y la unidad de suministro de energía puede incluir una batería recargable.
Una vez completado el intercambio de datos, se puede lograr que la unidad de encendido deje de suministrar la tensión de alimentación a la unidad de informática y datos, por ejemplo, mediante el segundo módulo de comunicación por radio. Se puede enviar una señal de encendido desde el segundo módulo de comunicación por radio a la unidad de informática y datos para activar la unidad de informática y datos después de transcurrido un primer período de tiempo predeterminado después de que la tensión de alimentación se haya suministrado desde la unidad de encendido a la unidad de informática y datos.
Además, se puede enviar una señal de apagado desde el segundo módulo de comunicación por radio a la unidad de informática y datos para desactivar la unidad de informática y datos antes de que se interrumpa el suministro de la tensión de alimentación desde la unidad de encendido a la unidad de informática y datos después de que haya transcurrido un segundo periodo de tiempo predeterminado.
Las realizaciones preferidas de la presente invención se describen a continuación con referencia a los dibujos adjuntos. Las figuras muestran:
Figura 1 es un diagrama de bloques de un dispositivo de comunicación de datos según una realización de la presente invención;
Figura 2 es un diagrama de bloques de un dispositivo de comunicación de datos según otra realización de la presente invención;
Figura 3 es un diagrama de bloques de una unidad de conexión según la presente invención;
Figura 4 es un diagrama de bloques de un dispositivo de comunicación de datos según otra realización de la presente invención; y
Figura 5 una unidad de encendido según la presente invención que puede utilizarse en el dispositivo de comunicación de datos de la figura 4.
La figura 2 muestra un diagrama de bloques de un dispositivo de comunicación de datos preferido de acuerdo con una realización de la presente invención. Una tensión de alimentación V6 se suministra a una unidad de informática y datos 202 a través de una entrada de tensión de alimentación (por ejemplo, una toma de tensión) 201.
La unidad de informática y datos 202 es, por ejemplo, una cámara de navegación con la correspondiente electrónica de un sistema de navegación ortopédico. La unidad de informática y datos 102 está conectada o comprende un primer módulo de comunicación por radio 203. El primer módulo de comunicación por radio 203 es, por ejemplo, un módulo Bluetooth clásico como el definido anteriormente. El primer módulo de comunicación por radio 203 se comunica por radio (inalámbrica) con un dispositivo de radio externo 204, que es, por ejemplo, una unidad de computación y visualización de los datos de la cámara del sistema de navegación ortopédica. Esta unidad de computación y visualización puede ser un PC normal con un monitor incorporado o separado, puede ser una tableta PC, o cualquier otro dispositivo capaz de procesar y/o visualizar al menos los datos correspondientes de la cámara. Sin embargo, el dispositivo de radio externo 204 puede ser cualquier dispositivo que se comunique por radio con el primer módulo de comunicación por radio 203. Puede ser, por ejemplo, otro dispositivo ortopédico.
Además, el intercambio de datos entre el primer módulo de comunicación por radio 203 y el dispositivo de radio externo 204 puede ser bidireccional, o bien solo se pueden transmitir datos, por ejemplo, de la cámara, al dispositivo de radio externo 204 para su posterior procesamiento. Sin embargo, esto no afecta al intercambio bidireccional de datos o señales que puede ser necesario para establecer una conexión entre estos dos dispositivos.
Además, a un segundo módulo de comunicación por radio 205 se le suministra a través de la entrada de tensión de alimentación 201una tensión de alimentación V7, que puede ser igual o diferente de la tensión de alimentación V6 en función de las necesidades de la unidad de informática y datos 202 y del segundo módulo de comunicación por radio 205. Por ejemplo, el segundo módulo de comunicación por radio 205 es un módulo Bluetooth de baja energía como se ha definido anteriormente. El segundo módulo de comunicación por radio incluye una memoria 207 prevista, entre otras cosas y en particular, para almacenar los datos de identificación (por ejemplo, la dirección) del primer módulo de comunicación por radio 203. La memoria puede estar incluida en el segundo módulo de comunicación por radio 205 o estar conectada a él de forma independiente. Por ejemplo, la memoria 207 puede ser una EEPROM. Por ejemplo, la memoria 207 puede almacenar datos adicionales según sea necesario.
El segundo módulo de comunicación por radio 205 se comunica con el dispositivo de radio externo 204 por radio (de forma inalámbrica) y le transmite, por ejemplo, los datos de identificación almacenados en la memoria 207 que el dispositivo de radio externo 204 necesita para dirigirse directamente al primer módulo de comunicación por radio 203 para establecer un enlace de comunicación con él.
El primer módulo de comunicación por radio 205 está opcionalmente conectado a una primera pantalla de visualización 208, tal como un diodo emisor de luz (LED), que indica un estado del primer módulo de radiocomunicación, tal como el estado de conexión. La unidad de informática y datos 202 está conectada además, opcionalmente, a una segunda pantalla de visualización 209 (por ejemplo, un LED) y a una tercera pantalla de visualización 210 (por ejemplo, un LED), en los que la segunda pantalla de visualización 209 indica, por ejemplo, si se suministra tensión de alimentación V6 a la unidad de informática y datos 202, y en los que el tercer pantalla de visualización 210 indica, por ejemplo, si se ha producido un fallo en la unidad de informática y datos 202. Además, el primer módulo de comunicación por radio 203 está opcionalmente conectado a una cuarta pantalla de visualización 211 (por ejemplo, un LED) que indica, por ejemplo, el estado de la conexión con el dispositivo de radio externo 104.
La figura 1 muestra un diagrama de bloques de un dispositivo de comunicación de datos según otra realización de la presente invención. Se suministra una tensión V3 a una unidad de suministro de tensión 106 a través de una entrada de tensión de alimentación (por ejemplo, una toma de tensión) 101. La unidad de suministro de tensión 106 puede incluir un acumulador que se carga desde el exterior o fuera del dispositivo de comunicación de datos, por ejemplo, a través de la entrada de tensión de alimentación 101. La unidad de suministro de tensión 106 envía una tensión V2 a una unidad de encendido 105. La unidad de encendido 105 envía a su vez una tensión de alimentación V1 a una unidad de informática y datos 102. Además, la unidad de encendido 105 está conectada a la unidad de informática y datos 102 a través de una línea de señal L1 mediante la cual la unidad de encendido 105 emite, por ejemplo, una señal de encendido/apagado a la unidad de informática y datos 102 para encender y apagar la unidad de informática y datos 102. La unidad de informática y datos 102 puede, a su vez, proporcionar un estado del sistema a la unidad de encendido 105 a través de otra línea de señal L2, indicando, por ejemplo, el estado de encendido o apagado de la unidad de informática y datos 102. Por último, la unidad de encendido 105 está opcionalmente conectada a una primera pantalla de visualización 108, por ejemplo, un diodo emisor de luz (LED), que indica, por ejemplo, el estado de conexión de un segundo módulo de comunicación por radio 301 incluido en la unidad de encendido 105.
La unidad de informática y datos 102 está conectada a la unidad de suministro de tensión 106 a través de otra línea de señal L3, a través de la cual la unidad de suministro de tensión 106 envía, por ejemplo, un nivel de carga del acumulador 107 a la unidad de informática y datos 102, y por medio de la cual, por ejemplo, la unidad de informática y datos 102 envía señales, por ejemplo, señales de control, a la unidad de suministro de tensión 106. La unidad de informática y datos 102 está conectada además, opcionalmente, a una segunda pantalla de visualización 109 (por ejemplo, un LED) y a una tercera pantalla de visualización 110 (un LED), en los que la segunda pantalla de visualización 109 indica, por ejemplo, si la tensión de alimentación V1 se suministra a la unidad de informática y datos 102, y en los que la tercera pantalla de visualización 110 indica, por ejemplo, si se ha producido un fallo en la unidad de informática y datos 102.
La unidad de informática y datos 102 es, por ejemplo, una cámara de navegación con la correspondiente electrónica de un sistema de navegación ortopédico. La unidad de informática y datos 102 está a su vez conectada o comprende un primer módulo de comunicación por radio 103. El primer módulo de comunicación por radio 103 es, por ejemplo, un módulo de clase Bluetooth como se ha definido anteriormente. El primer módulo de comunicación por radio 103 se comunica por radio (de forma inalámbrica) con un dispositivo de radio externo 104, que es, por ejemplo, una unidad de computación y visualización de los datos de la cámara del sistema de navegación ortopédica. La unidad de computación y visualización puede ser un PC normal con un monitor incorporado o separado, puede ser una tableta PC, o puede ser cualquier otro dispositivo que pueda al menos procesar y/o mostrar los datos correspondientes de la cámara. Sin embargo, el dispositivo de radio externo 104 puede ser cualquier dispositivo que se comunique por radio con el primer módulo de comunicación por radio 103. Puede ser, por ejemplo, cualquier otro dispositivo ortopédico.
Además, el intercambio de datos entre el primer módulo de comunicación por radio 103 y el dispositivo de radio externo 104 puede ser bidireccional, o solo pueden transmitirse los datos, por ejemplo, de la cámara, al dispositivo de radio externo 104 para su posterior procesamiento. Sin embargo, esto no afecta al intercambio bidireccional de datos o señales que puede ser necesario para establecer una conexión entre estos dos dispositivos.
El primer módulo de comunicación por radio 103 está conectado, además, opcionalmente, a una cuarta pantalla de visualización 111 (por ejemplo, un LED), que por ejemplo indica el estado de la conexión con el dispositivo de radio externo 104.
La unidad de suministro de tensión 106 puede comprender no solo un acumulador como el mencionado anteriormente, sino también un dispositivo de carga (electrónica de carga). El dispositivo de carga puede recibir tensión V3 a través de la entrada de tensión de alimentación 101. El dispositivo de carga 212 puede cargar el acumulador por medio de la tensión suministrada V3 según sea necesario, y emitir la tensión V2 a la unidad de encendido 105.
La figura 3 muestra una unidad de encendido 105 según la invención, que comprende un segundo módulo de comunicación por radio 301 y una memoria (no mostrada en la figura) para almacenar los datos de identificación del primer módulo de comunicación por radio 103, y que se utiliza, por ejemplo, en el dispositivo de comunicación de datos de la figura 1. La tensión V2 procedente de la unidad de suministro de tensión 106, se suministra a una unidad de conmutación de tensión 302, por un lado, y a un convertidor de tensión opcional 303, por otro, si es necesario. La unidad de conmutación de tensión 302 envía la tensión de alimentación V1 a la unidad de informática y datos 102. El convertidor de tensión 303 envía una tensión V5 al segundo módulo de comunicación por radio 301. Si la tensión V2 ya corresponde a una tensión adecuada para el segundo módulo de comunicación por radio 301, el convertidor de tensión 303 no es necesario, de modo que la tensión V2 (igual a V5) se suministra al segundo módulo de comunicación por radio 301 sin un convertidor de tensión intermedio.
El segundo módulo de comunicación por radio 301 es, por ejemplo, un módulo Bluetooth de baja energía como el descrito anteriormente. El segundo módulo de comunicación por radio 301 está conectado a la unidad de conmutación de tensión 302 a través de una línea de señal L4 para emitir una señal que indique si la unidad de conmutación de tensión 302 debe suministrar la tensión de alimentación V1 a la unidad de informática y datos 102, o si debe interrumpirse el suministro de la tensión de alimentación V1. En consecuencia, la unidad de conmutación de tensión 302 emite la tensión de alimentación V1 a la unidad de informática y datos 102 solo cuando se le ordena hacerlo mediante la señal correspondiente a través de la línea de señal L4. Si es necesario, la unidad de conmutación de tensión 302 incluye un convertidor de tensión que convierte la tensión V2 suministrada a la unidad de conmutación de tensión 302 en una tensión de alimentación V1 adecuada para la unidad de informática y datos 102.
El segundo módulo de comunicación por radio 301 se comunica con el dispositivo de radio externo 104 por radio (de forma inalámbrica) y le transmite, por ejemplo, los datos de identificación almacenados en la memoria 207, que el dispositivo de radio externo 104 requiere para poder dirigirse directamente o dirigirse al primer módulo de comunicación por radio 103 con el fin de establecer un enlace de comunicación con el mismo.
La figura 4 muestra otra realización de un dispositivo de comunicación de datos según la presente invención. Se utilizan los mismos signos de referencia para los elementos iguales o similares que en la figura 1. La tensión V2 se suministra desde la entrada de tensión de alimentación 101 a una unidad de encendido 405 la que, aunque no se muestra en la figura, incluye un segundo módulo de comunicación por radio que contiene una memoria. Además, una batería 401 suministra una tensión V4 a la unidad de encendido 405.
La figura 5 muestra la unidad de encendido 405 que puede utilizarse en el dispositivo de comunicación de datos de la figura 4. Aquí, la tensión V4 de la batería 401 se suministra al convertidor de tensión 303, que suministra la tensión V5 al segundo módulo de comunicación inalámbrica 301. Por otra parte, la tensión V2 procedente de la entrada de tensión de alimentación 101 se suministra a la unidad de conmutación de tensión 302, que a su vez emite la tensión de alimentación V1. En este caso, la batería 401 es la encargada de suministrar tensión al segundo módulo de comunicación inalámbrica 301 (por ejemplo, el módulo BLE), que tiene un bajo consumo de energía, por lo que la energía suministrada por la batería 401 es suficiente. En este caso, la tensión V2 se suministra a través de la entrada de tensión de alimentación 101 que está conectada a una fuente de tensión externa cuando el dispositivo de comunicación de datos está en funcionamiento. Esta fuente de tensión externa puede ser un acumulador o una batería.
A continuación, se describirá a modo de ejemplo un funcionamiento del dispositivo de comunicación de datos según la invención. El primer módulo de comunicación por radio 103, 203 funciona, posiblemente después de su activación por una fuente de suministro de tensión, en un modo de recepción en el que no es detectable por el dispositivo de radio externo 104, 204, pero está listo para establecer una conexión con el mismo al recibir sus datos de identificación del dispositivo de radio externo 104, 204. El segundo módulo de comunicación por radio 205, 301, por otra parte, funciona en un modo de espera o modo listo en el que él mismo emite una señal, por ejemplo, a intervalos predeterminados indicando que está en funcionamiento, y en el que escucha a otros dispositivos para determinar si desean establecer una conexión o comunicación con el segundo módulo de comunicación por radio 205, 301.
Inicialmente, entonces el dispositivo de radio externo 104, 204 que recibe la señal de preparado del segundo módulo de comunicación por radio 301 y lo selecciona para la comunicación, emite una señal correspondiente al segundo módulo de comunicación por radio 301 para establecer una conexión con el mismo. Sin embargo, a la inversa, el segundo módulo de comunicación por radio 205, 301 que recibe una señal de disponibilidad del dispositivo de radio externo 104, 204 y lo selecciona para la comunicación puede emitir una señal correspondiente al dispositivo de radio externo 104, 204 para establecer una conexión con el mismo. El dispositivo de radio externo 104, 204 y el segundo módulo de comunicación por radio 205, 301 establecen entonces un enlace de comunicación entre sí, posiblemente después de una autorización realizada previamente.
A continuación, el segundo módulo de comunicación por radio 104, 204 lee los datos de identificación del primer módulo de comunicación por radio 103, 203 de la memoria 207, opcionalmente después de ser solicitado por el dispositivo de radio externo 104, 204, y los envía al dispositivo de radio externo 104, 204. El dispositivo de radio externo 104, 204 puede entonces dirigirse directamente al primer módulo de comunicación por radio 103, 203 utilizando los datos de identificación (por ejemplo, la dirección) para entrar en un enlace de comunicación con el primer módulo de comunicación por radio 103, 203 y realizar un intercambio de datos, por ejemplo, a una alta velocidad de datos.
El segundo módulo de comunicación por radio 301 puede, alternativamente, después de establecer el enlace de comunicación con el dispositivo de radio externo 104, producir que se active la unidad de informática y datos 102 y posiblemente el primer dispositivo de comunicación por radio 103. Esto se produce, por ejemplo, suministrando a la unidad de informática y datos 102 la tensión de alimentación V1 desde la unidad de encendido 105, 405. Además, la activación final de la unidad de informática y datos 102 puede ser realizada por el segundo módulo de comunicación por radio 301 que emite una señal de encendido correspondiente a la unidad de informática y datos 102 a través de la línea de señal L1.
Al mismo tiempo, por ejemplo, se coloca el primer módulo de comunicación por radio 103 en el modo de recepción anterior mediante el suministro de la fuente de alimentación. El dispositivo de radio externo 104 puede entonces dirigir una señal correspondiente utilizando los datos de identificación al primer módulo de comunicación por radio 103 solicitando el establecimiento de una conexión. La conexión puede establecerse después de un proceso de autorización correspondiente, de modo que entonces puede realizarse el intercambio de datos entre el primer módulo de comunicación por radio 103 y el dispositivo de radio externo 104.
Una vez completado el intercambio de datos, el primer módulo de comunicación por radio 103, 203 es llevado a un estado inactivo o modo de recepción por la unidad de informática y datos 102, 202, por ejemplo, y el segundo módulo de comunicación por radio 301 pasa a un modo de espera. Para ello, la unidad de informática y datos 102 emite una señal correspondiente al segundo módulo de comunicación por radio 301 a través de la línea de señal L2.
El primer módulo de comunicación por radio 103, 203 también puede desactivarse o ponerse en modo de recepción mediante una señal correspondiente del dispositivo de radio externo 104 después de que haya finalizado el intercambio de datos. El primer módulo de comunicación por radio 103, 203 puede además entrar en el estado inactivo o en el modo de recepción después de un período de tiempo predeterminado tras haber dejado de recibir una señal del dispositivo de radio externo 104, 204. Pero, si el primer módulo de comunicación por radio 103 no es puesto en el estado inactivo o en el modo de recepción por la unidad de informática y datos 102, la unidad de informática y datos 102 puede supervisar el estado del primer módulo de comunicación por radio 103 y, cuando se encuentra en el estado inactivo o en el modo de recepción, poner el segundo módulo de comunicación por radio 301 en el modo de espera, por ejemplo mediante una señal correspondiente a través de la línea de señal L2. Por otra parte, el dispositivo de radio externo 104, 204, cuyo intercambio de datos con el primer módulo de comunicación por radio 103, 203 se termina o se interrumpe o se va a interrumpir, también puede enviar una señal de radio correspondiente al segundo módulo de comunicación por radio 205, 301 haciendo que el segundo módulo de comunicación por radio 205, 301 entre en el modo de espera. Otra posibilidad es que el dispositivo de radio externo 104 envíe una señal de interrupción correspondiente al segundo módulo de comunicación por radio 301, que a su vez envía inicialmente una señal de apagado correspondiente, por ejemplo, a través de la línea de señal L1, a la unidad de informática y datos 102, y la unidad de informática y datos 102 desactiva entonces de modo correspondiente el primer módulo de comunicación por radio 103. El segundo módulo de comunicación por radio 301 puede entonces entrar en modo de espera después de emitir la señal de desactivación, o puede primero esperar una señal de confirmación de la unidad de informática y datos 102, por ejemplo, a través de la línea de señal L2, indicando la desactivación del primer módulo de comunicación por radio 103, hasta que entonces entre en modo de espera.
Antes de que el segundo módulo de comunicación por radio 301 entre en el modo de espera, puede emitir una señal correspondiente a la unidad de conmutación de tensión 302 para hacer que deje de emitir la tensión de alimentación V1 a la unidad de informática y datos 102. Esto puede hacerse, por ejemplo, después de que haya transcurrido un período de tiempo predeterminado después de que la unidad de informática y datos 102 se haya "apagado". En otras palabras, dependiendo de quién inicie la desactivación del primer módulo de comunicación por radio 103 y del segundo módulo de comunicación por radio 301, debe garantizarse que la interrupción del suministro de la tensión de alimentación V1 a la unidad de cálculo y de datos 102 solo se lleve a cabo cuando el primer módulo de comunicación por radio 103 haya sido desactivado o haya finalizado sus procesos y la unidad de cálculo y de datos 102 también haya finalizado completamente sus procesos y, por lo tanto, puede interrumpirse el suministro de tensión.
Así, por ejemplo, si se requiere una alta velocidad de transmisión del primer módulo de comunicación por radio para la transmisión de datos entre el primer módulo de comunicación por radio y el dispositivo de radio externo 104 y, además, se desea la seguridad contra los ataques de DoS o se quieren evitar las conexiones no deseadas con otros dispositivos de radio, es ventajoso utilizar un módulo Bluetooth clásico, que ofrece esa alta velocidad de transmisión de datos, para el primer módulo de comunicación por radio y utilizar para el segundo módulo de comunicación por radio un módulo Bluetooth de baja energía, que no ofrece esa alta velocidad de transmisión de datos, pero que ofrece seguridad contra conexiones no deseadas, como no es posible con el módulo Bluetooth clásico utilizado para el primer módulo de comunicación por radio.

Claims (14)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Un dispositivo de comunicación de datos que comprende:
    una unidad de informática y datos (102, 202) que incluye un primer módulo de comunicación por radio (103, 203) para comunicarse de forma inalámbrica con un dispositivo de radio externo (104, 204) o que está conectada al primer módulo de comunicación por radio (103, 203),
    un segundo módulo de comunicación por radio (205) que se comunica de forma inalámbrica con el dispositivo de radio externo (104, 204), y
    una memoria (207) que almacena los datos de identificación del primer módulo de comunicación por radio (103, 203), en la que
    el primer módulo de comunicación por radio (103, 203) funciona en un modo de recepción en el que no es detectable por el dispositivo de radio externo (104, 204), pero está preparado para establecer una conexión y posteriormente intercambiar datos con el dispositivo de radio externo (104, 204) al recibir sus datos de identificación del dispositivo de radio externo (104, 204),
    el segundo módulo de comunicación por radio (205) funciona en un modo de espera en el que espera una solicitud de comunicación del dispositivo de radio externo (104, 204),
    cuando el segundo módulo de comunicación por radio (205) recibe una solicitud de comunicación del dispositivo de radio externo (104, 204), el segundo módulo de comunicación por radio (205), tras establecer un enlace de radiocomunicación con el dispositivo de radio externo (104, 204), lee los datos de identificación del primer módulo de comunicación por radio (103, 203) de la memoria (207) y los transmite al dispositivo de radio externo (104, 204), caracterizado porque
    la unidad de comunicación de datos comprende, además
    una entrada de tensión de alimentación (101),
    una unidad de encendido (105, 405) acoplada a la entrada de tensión de alimentación (101) y que tiene una salida de tensión conectada a la unidad de informática y datos (102, 202), en la que la unidad de encendido (105, 405) incluye el segundo módulo de comunicación por radio (205), cuando el segundo módulo de comunicación por radio (205) recibe una solicitud de comunicación del dispositivo de radio externo (104, 204), el segundo módulo de comunicación por radio (205) envía la solicitud de comunicación al dispositivo de radio externo (104, 204), y la unidad de encendido (105, 405) envía la solicitud de comunicación al dispositivo de radio externo (104, 204), 204), el segundo módulo de comunicación por radio (205) genera que la unidad de encendido (105, 405) suministre una tensión de alimentación (V1) a la unidad de informática y datos (102, 202) a través de la salida de tensión para activar la unidad de informática y datos (102, 202) y para activar el primer módulo de comunicación por radio (103, 203) y ponerlo en modo de recepción,
    cuando finalizó el intercambio de datos con el dispositivo de radio externo (104, 204), el segundo módulo de comunicación por radio (205) pasa al modo de espera.
  2. 2. Dispositivo de comunicación de datos de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el primer módulo de comunicación por radio (103, 203) es un módulo de comunicación Bluetooth y/o, en el que el segundo módulo de comunicación por radio (205) es un módulo de comunicación Bluetooth.
  3. 3. Dispositivo de comunicación de datos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 2, en el que el segundo módulo de comunicación por radio (205) solo realiza en forma simultánea un enlace de comunicación con un dispositivo de radio externo.
  4. 4. Dispositivo de comunicación de datos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el primer módulo de comunicación por radio (103, 203) está adaptado para tener una mayor velocidad de transmisión de datos y en modo de espera un mayor consumo de energía que el segundo módulo de comunicación por radio (205)
  5. 5. Dispositivo de comunicación de datos de acuerdo con la reivindicación 3 o 4, en el que una unidad de suministro de tensión (106) está conectada entre la entrada de tensión de alimentación y la unidad de conexión (105, 405), y la unidad de suministro de tensión (106) posee un acumulador cargable.
  6. 6. Dispositivo de comunicación de datos de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 5, en el que, una vez finalizado el intercambio de datos, el segundo módulo de comunicación por radio (205) produce que la unidad de conexión (105, 405) interrumpa el suministro de la tensión de alimentación (V1) a través de la salida de tensión a la unidad de computación y datos (102, 202).
  7. 7. Dispositivo de comunicación de datos de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 6, en el que la unidad de encendido (105, 405) y la unidad de informática y datos (102, 202) están conectadas entre sí a través de una línea de señal (L1), por medio de la cual el segundo módulo de comunicación por radio (205) envía una señal de encendido a la unidad de informática y datos (102, 202) para activar la unidad de informática y datos (102, 202) tras el transcurso de un primer período de tiempo predeterminado después de que la tensión de alimentación (V1) haya sido suministrada desde la unidad de encendido (105, 405) a la unidad de informática y datos (102, 202), preferiblemente el segundo módulo de comunicación por radio también envía una señal de apagado a la unidad de informática y datos (102, 202) a través de la línea de señal (L1) para desactivar la unidad de informática y datos (102, 202), 202), en el que, preferentemente, el segundo módulo de comunicación por radio envía también una señal de desconexión a la unidad de informática y datos (102, 202) para desactivar la unidad de informática y datos (102, 202) a través de la línea de señal (L1) antes de que la unidad de conexión (105, 405) interrumpa el suministro de la tensión de alimentación (V1) a la unidad de informática y datos (102, 202) a través de la salida de tensión después de que haya transcurrido un segundo período de tiempo predeterminado.
  8. 8. Un procedimiento para la comunicación de datos que comprende:
    hacer funcionar un segundo módulo de comunicación por radio (205) en un modo de espera en el que está a la espera de una solicitud de comunicación de un dispositivo de radio (104, 204),
    cuando el segundo módulo de comunicación por radio (205) ha recibido una solicitud de comunicación del dispositivo de radio (104, 204),
    establecer un enlace de radiocomunicación entre el segundo módulo de comunicación por radio (205) y el dispositivo de radio (104, 204) y leer los datos de identificación del primer módulo de comunicación por radio (103, 203) desde una memoria (207) por el segundo módulo de comunicación por radio (205), y transmitir los datos de identificación desde el segundo módulo de comunicación por radio al dispositivo de radio (104, 204),
    operar un primer módulo de comunicación por radio (103, 203) en un modo de recepción en el que no es detectable por el dispositivo de radio (104, 204), pero está preparado para establecer una conexión y para el posterior intercambio de datos inalámbricos con el dispositivo de radio (104, 204) al recibir sus datos de identificación del dispositivo de radio (104, 204),
    cuando el segundo módulo de comunicación por radio (205) recibe una solicitud de comunicación desde el dispositivo de radio externo (104, 204), el segundo módulo de comunicación por radio (205) genera un suministro de tensión de alimentación (V1) desde una unidad de encendido (105, 405) a una unidad de datos de computación y (102, 202) para activar la unidad de datos de computación y (102, 202) y para poner el primer módulo de comunicación por radio (103, 203) en modo de recepción,
    establecer un enlace de radiocomunicación entre el primer módulo de comunicación por radio (103, 203) y el dispositivo de radio (104, 204) y posteriormente intercambiar datos entre el primer módulo de comunicación por radio (103, 203) y el dispositivo de radio (104, 204), y
    cuando se haya completado el intercambio de datos, poner el segundo módulo de comunicación por radio (205) en modo de espera.
  9. 9. Procedimiento para la comunicación de datos de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el primer módulo de comunicación por radio (103, 203) se comunica mediante Bluetooth y/o el segundo módulo de comunicación por radio (205) se comunica mediante Bluetooth.
  10. 10. Procedimiento para la comunicación de datos de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 9, en el que el segundo módulo de comunicación por radio (205) establece simultáneamente un enlace de comunicación sólo con un dispositivo de radio (104, 204).
  11. 11. Procedimiento para la comunicación de datos de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 10, en el que el primer módulo de comunicación por radio (103, 203) tiene una mayor velocidad de transmisión de datos y en modo de espera un mayor consumo de energía que el segundo módulo de comunicación por radio (205).
  12. 12. Procedimiento para la comunicación de datos de acuerdo con la reivindicación 10 o 11, en el que se suministra una tensión de entrada a la unidad de conexión (105, 405) desde una unidad de suministro de tensión (106), y la unidad de suministro de tensión (106) presenta un acumulador recargable.
  13. 13. Procedimiento para la comunicación de datos de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 12, en el que, una vez finalizado el intercambio de datos, el segundo módulo de comunicación por radio (205) genera que la unidad de conexión (105, 405) interrumpa el suministro de la tensión de alimentación (V1) a la unidad de informática y datos (102, 202).
  14. 14. Procedimiento para la comunicación de datos de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 13, en el que se envía una señal de encendido desde el segundo módulo de comunicación por radio (205) a la unidad de informática y datos (102, 202) para activar la unidad de informática y datos (102, 202) tras el transcurso de un primer período de tiempo predeterminado después de que se haya suministrado la tensión de alimentación (V1) desde la unidad de encendido (105, 405) a la unidad de informática y datos (102, 202), donde preferentemente también se envía una señal de desconexión desde el segundo módulo de comunicación por radio (205) a la unidad de informática y datos (102, 202) para desactivar la unidad de informática y datos (102, 202) antes de que se interrumpa el suministro de la tensión de alimentación (V1) desde la unidad de conexión (105, 405) a la unidad de informática y datos (102, 202) tras el transcurso de un segundo período de tiempo predeterminado.
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