ES2890029T3 - Lectura automatizada de contadores, recopilación centralizada de datos, y analítica de baja potencia y alta resolución - Google Patents

Lectura automatizada de contadores, recopilación centralizada de datos, y analítica de baja potencia y alta resolución Download PDF

Info

Publication number
ES2890029T3
ES2890029T3 ES17748231T ES17748231T ES2890029T3 ES 2890029 T3 ES2890029 T3 ES 2890029T3 ES 17748231 T ES17748231 T ES 17748231T ES 17748231 T ES17748231 T ES 17748231T ES 2890029 T3 ES2890029 T3 ES 2890029T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
terminal device
power
sensor
standard
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES17748231T
Other languages
English (en)
Inventor
Matthew W Rose
Frank Burns
Matthew Maher Peterson
Canyon Daniel Peckham
Valentin Siderskiy
David Royce Humphrey
Thomas Remmers
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Apana Inc
Original Assignee
Apana Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Apana Inc filed Critical Apana Inc
Application granted granted Critical
Publication of ES2890029T3 publication Critical patent/ES2890029T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • H04B1/44—Transmit/receive switching
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D4/00—Tariff metering apparatus
    • G01D4/002—Remote reading of utility meters
    • G01D4/004—Remote reading of utility meters to a fixed location
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/24—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02—Transmitters
    • H04B1/04—Circuits
    • H04B1/0475—Circuits with means for limiting noise, interference or distortion
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/06—Receivers
    • H04B1/10—Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference
    • H04B1/1027—Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference assessing signal quality or detecting noise/interference for the received signal
    • H04B1/1036—Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference assessing signal quality or detecting noise/interference for the received signal with automatic suppression of narrow band noise or interference, e.g. by using tuneable notch filters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/02—Power saving arrangements
    • H04W52/0209—Power saving arrangements in terminal devices
    • H04W52/0261—Power saving arrangements in terminal devices managing power supply demand, e.g. depending on battery level
    • H04W52/0274—Power saving arrangements in terminal devices managing power supply demand, e.g. depending on battery level by switching on or off the equipment or parts thereof
    • H04W52/0277—Power saving arrangements in terminal devices managing power supply demand, e.g. depending on battery level by switching on or off the equipment or parts thereof according to available power supply, e.g. switching off when a low battery condition is detected
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/02—Power saving arrangements
    • H04W52/0209—Power saving arrangements in terminal devices
    • H04W52/0261—Power saving arrangements in terminal devices managing power supply demand, e.g. depending on battery level
    • H04W52/0274—Power saving arrangements in terminal devices managing power supply demand, e.g. depending on battery level by switching on or off the equipment or parts thereof
    • H04W52/028—Power saving arrangements in terminal devices managing power supply demand, e.g. depending on battery level by switching on or off the equipment or parts thereof switching on or off only a part of the equipment circuit blocks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/345—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering using capacitors as storage or buffering devices
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02—Transmitters
    • H04B1/04—Circuits
    • H04B2001/0408—Circuits with power amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/02—Terminal devices
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/02—Terminal devices
    • H04W88/06—Terminal devices adapted for operation in multiple networks or having at least two operational modes, e.g. multi-mode terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/16—Gateway arrangements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02B90/20—Smart grids as enabling technology in buildings sector
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/30—Smart metering, e.g. specially adapted for remote reading

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Telephonic Communication Services (AREA)
  • Selective Calling Equipment (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Abstract

Dispositivo informático (106, 204, 400, 410) para recopilar y comunicar datos de metrología, comprendiendo el dispositivo informático: una carcasa (1100); una antena (424, 426); uno o más puertos de entrada (1114) para recibir los datos de metrología de uno o más sensores de agua (116); un módulo de fuente de alimentación interno (228), dispuesto dentro de la carcasa, que incluye una o más baterías acopladas a uno o más supercondensadores; un microcontrolador (222) que comprende uno o más procesadores para controlar operaciones del dispositivo informático; un transceptor de radiofrecuencia (404, 414), acoplado a la antena para comunicar señales usando un estándar de una red de área extensa de baja potencia, LPWAN; y unos soportes legibles por ordenador (224) que almacenan instrucciones ejecutables por ordenador que, cuando son ejecutadas por el procesador o procesadores, hacen que el dispositivo informático lleve a cabo acciones que comprenden: recibir una señal, por medio del transceptor de radiofrecuencia, que incluye información; entrar en un modo de baja potencia durante un primer periodo de tiempo predefinido; sobre la base por lo menos en parte de la detección del final del primer periodo de tiempo predefinido, pasar del modo de baja potencia a un modo de comunicaciones durante un segundo periodo de tiempo, siendo por lo menos uno de entre el primer periodo de tiempo predefinido o el segundo periodo de tiempo determinado sobre la base por lo menos en parte de la información; mientras se está en el modo de comunicaciones, transmitir, por medio del transceptor de radiofrecuencia, una señal que representa una parte de los datos de metrología, recibiendo el transceptor de radiofrecuencia alimentación de dicho uno o más supercondensadores para transmitir la señal; y como respuesta a la transmisión de la señal, hacer que el dispositivo informático entre en el modo de baja potencia durante el primer periodo de tiempo predefinido.

Description

DESCRIPCIÓN
Lectura automatizada de contadores, recopilación centralizada de datos, y analítica de baja potencia y alta resolución
Referencia cruzada a solicitudes relacionadas
Esta solicitud de patente reivindica prioridad con respecto a las solicitudes de patente US n.° 15/423.512 y 15/423.500, presentadas, cada una de ellas, el 2 de febrero de 2017, y que reivindican prioridad con respecto a las solicitudes de patente provisional US n.° 62/292.147, presentada el 5 de febrero de 2016, y 62/432.431, presentada el 9 de diciembre de 2016.
Antecedentes
Los sistemas de monitorización de recursos usan varios tipos de sensores para recoger datos de medición de recursos con el fin de monitorizar el consumo de los mismos para usos industriales, comerciales y residenciales. A medida que las técnicas para monitorizar el consumo de recursos continúan evolucionando, el uso de dispositivos informáticos terminales para proporcionar una funcionalidad adicional a sensores sencillos se ha vuelto más habitual. Por ejemplo, en lugar de requerir una recopilación manual, operada por personas, de datos de medición de recursos de sensores situados en ubicaciones geográficamente dispares para determinar el consumo de los recursos, los dispositivos informáticos terminales pueden notificar datos de medición de recursos a ubicaciones centralizadas usando comunicaciones por cable y/o inalámbricas. Debido a la naturaleza de los tipos de recursos que se monitorizan, estos dispositivos terminales y los sensores asociados pueden estar situados en ubicaciones remotas o de acceso difícil. Consecuentemente, es ventajoso que estos dispositivos informáticos terminales transmitan datos de medición de recursos a distancias mayores.
Los dispositivos terminales remotos o inaccesibles por otros motivos pueden estar acoplados a sensores en ubicaciones en las que no haya disponibles fácilmente fuentes de alimentación externas, con lo cual se requiere el uso de fuentes de alimentación internas, tales como una alimentación por batería. A medida que aumenta la distancia a la que los dispositivos terminales transmiten datos de medición de recursos, también lo hace la merma de estas fuentes internas, dando como resultado la necesidad de una sustitución manual más frecuente de las fuentes de alimentación internas, lo cual es exigente en cuanto a tiempo y costes. De este modo, los usuarios de dispositivos informáticos terminales en sistemas de monitorización de recursos experimentan un compromiso entre la distancia de transmisión y la longevidad de las fuentes de alimentación internas.
El documento WO 2013/156946 A1 divulga un contador de gas estático que comprende una unidad de control, un circuito de medición para detectar el consumo de gas, un sistema de transmisión inalámbrica para transmitir mediciones realizadas por el circuito de medición y un conjunto de carga para almacenar energía que es proporcionada al sistema de transmisión inalámbrica cuando es necesario.
La publicación “Low Throughput Networks for the loT, lessons learned from industrial implementations” de George Margelis et al (referencia bibliográfica XP032854102 no relativa a patentes en Espacenet) describe redes de bajo caudal tales como una LoRaWAN, la cual es una red de área extensa y baja potencia (LPWAN).
Breve descripción de los dibujos
La descripción detallada se expone en referencia a las figuras adjuntas. En las figuras, el(los) dígito(s) de más a la izquierda de un número de referencia identifica la figura en la que aparece por primera vez el número de referencia. El uso de los mismos números de referencia en figuras diferentes indica elementos o características similares o idénticos.
La figura 1 ilustra un entorno de ejemplo que incluye un dispositivo terminal acoplado a uno o más sensores que recopilan datos de medición de recursos, y un dispositivo de pasarela que recibe los datos de medición de recursos del dispositivo terminal a través de una o más redes.
La figura 2 ilustra un entorno de ejemplo que incluye un(os) dispositivo(s) terminal(es), un(os) dispositivo(s) de pasarela, un(os) proveedor(es) de servicios y un(os) dispositivo(s) informático(s), para recopilar datos de recursos y monitorizar recursos.
La figura 3 ilustra una representación gráfica de un dispositivo terminal que recibe datos de sensores provenientes de un sensor, y transmite los datos de sensores a un dispositivo de pasarela.
La figura 4A ilustra una representación gráfica de componentes de un dispositivo terminal de ejemplo.
La figura 4B ilustra una representación gráfica de otro dispositivo terminal de ejemplo.
La figura 5 ilustra componentes de ejemplo de un transceptor de un dispositivo terminal.
La figura 6 ilustra una fuente de alimentación de ejemplo que se puede implementar en un dispositivo terminal. La figura 7 ilustra un proceso de ejemplo para transmitir una señal, por parte de un transceptor de RF de un dispositivo informático, de acuerdo con un ciclo de trabajo del dispositivo informático.
La figura 8 ilustra una interfaz de sensores de ejemplo de un dispositivo terminal configurado para comunicarse con varios sensores.
La figura 9 ilustra un proceso de ejemplo para determinar el tipo de sensor correspondiente a un sensor asociado a un cable de entrada acoplado a un primer puerto de entrada, y aplicar un voltaje a un puerto de entrada con el fin de recibir datos del sensor sobre la base del tipo de sensor.
La figura 10 ilustra un proceso de ejemplo para recibir datos y almacenar datos mediante un circuito comparador según un ciclo de trabajo.
La figura 11 representa una carcasa de ejemplo para un dispositivo terminal.
La figura 12 ilustra una representación gráfica de un concentrador de ejemplo.
La figura 13 ilustra una disposición de los componentes de un concentrador de ejemplo, incluidos diodos emisores de luz (LED) del concentrador de ejemplo.
La figura 14 ilustra unas vistas exteriores de ejemplo de un concentrador que ilustran dimensiones de este último.
La figura 15 ilustra el pequeño factor de forma de un concentrador con respecto a una moneda de 25 centavos para aportar una referencia en cuanto al pequeño tamaño del concentrador.
La figura 16 es una interfaz gráfica de usuario (GUI) de ejemplo que ilustra un informe y/o alerta de evento sospechoso. Un proveedor de servicios puede generar la g Ui sobre la base de datos recibidos desde un dispositivo terminal o un dispositivo de pasarela.
La figura 17 es una GUI de ejemplo que ilustra el uso de agua para una ubicación de monitorización. Un proveedor de servicios puede generar la GUI sobre la base de datos recibidos de un dispositivo terminal o un dispositivo de pasarela.
La figura 18 es otra GUI que ilustra el uso de agua para una ubicación de monitorización. Un proveedor de servicios puede generar la GUI sobre la base de datos recibidos de un dispositivo terminal o un dispositivo de pasarela.
Las figuras 19A-19D son unas GUI que ilustran un sistema de seguimiento automatizado de eventos de desaprovechamiento. Las GUI proporcionan una interfaz para que un proveedor de servicios genere un informe para uno o más clientes y proporcione recomendaciones al cliente o clientes.
La figura 20 es una GUI que ilustra un diario analítico para detectar eventos de desaprovechamiento. Un proveedor de servicios puede generar la GUI sobre la base de datos recibidos de un dispositivo terminal o un dispositivo de pasarela.
La figura 21 es una GUI que ilustra una página de seguimiento automatizado de alertas para proporcionar a un usuario capacidades con el fin de realizar un seguimiento de alertas proporcionadas por un proveedor de servicios.
La figura 22 es una GUI que ilustra una interfaz para que un proveedor de servicios genere y gestione alertas correspondientes a una ubicación monitorizada.
Las figuras 23A y 23B son unas GUI que ilustran información y anomalías referentes a información de consumo de recursos para un emplazamiento monitorizado.
Descripción detallada
La invención queda definida por las reivindicaciones adjuntas.
Formas de realización de esta divulgación van dirigidas a técnicas para mejorar el rendimiento de dispositivos terminales, en cuanto a la vida de sus baterías, en sistemas de monitorización de recursos que transmiten datos usando tecnologías de redes de área extensa de baja potencia (LPWAN). Además, formas de realización descritas en la presente memoria incluyen técnicas para proporcionar dispositivos terminales configurados con el fin de interactuar con múltiples tipos de sensores, aumentando así la funcionalidad, la versatilidad y la intercambiabilidad de los dispositivos terminales. Adicionalmente, las formas de realización descritas contemplan técnicas para reducir el tamaño de un concentrador de un dispositivo de pasarela de sistemas de monitorización de recursos que reciben datos de medición de recursos desde los dispositivos terminales. La reducción del tamaño del concentrador de dispositivos de pasarela puede dar como resultado unos dispositivos de pasarela de menor tamaño, más compactos, que consumen menos energía al reducir la disipación térmica experimentada en dispositivos de pasarela con concentradores más grandes. Adicionalmente, la reducción del tamaño del concentrador también permite su uso en aplicaciones móviles (por ejemplo, montado en un vehículo aéreo no tripulado). Además, la reducción del tamaño del concentrador puede permitir su implementación en factores de forma existentes que permiten que el concentrador se enchufe en zócalos de hardware abiertos para aumentar la funcionalidad.
Los sistemas de monitorización de recursos pueden incluir redes de dispositivos, tales como uno o más dispositivos terminales acoplados a sensores para monitorizar recursos en ubicaciones de monitorización y para transmitir datos de medición de recursos a uno o más dispositivos de pasarela. En varios ejemplos, los dispositivos terminales pueden transmitir datos de medición de recursos usando tecnologías de l Pw An (por ejemplo, LoRaWAN®, GREENWAVE®, etcétera) para proporcionar comunicaciones de baja potencia a distancias mayores que las comunicaciones proporcionadas usando tecnologías de comunicación inalámbricas de corto alcance (por ejemplo, ZIGBEE®, BLUETOOTH®, etcétera).
En algunos ejemplos, los dispositivos terminales pueden estar situados de tal manera que no haya disponibles fuentes de alimentación externas, y se pueden alimentar usando una fuente de alimentación interna (por ejemplo, baterías, bancos de baterías, etcétera). En función de la distancia a la que el dispositivo terminal debe transmitir los datos de medición de recursos, las señales que transportan los datos pueden ser señales de potencia relativamente alta (por ejemplo, A vatio, 1 vatio, etcétera). En diversos ejemplos, sin embargo, la corriente de pico proporcionada por baterías internas puede ser insuficiente para que un dispositivo terminal transmita señales de alta potencia. Técnicas descritas en la presente contemplan el uso de un supercondensador para proporcionar suficiente energía para estas comunicaciones de potencia relativamente alta. En algunos ejemplos, baterías del dispositivo terminal pueden proporcionar alimentación a los componentes del sistema (por ejemplo, microprocesador, convertidores de voltaje, etcétera), mientras que el supercondensador puede proporcionar alimentación al transceptor para las transmisiones de potencia relativamente alta. En algunos ejemplos, el dispositivo terminal puede transmitir periódicamente los datos de medición de recursos. En tales ejemplos, el supercondensador solamente puede suministrar alimentación al transceptor y/o componentes del transceptor mientras están en un modo de comunicación durante periodos de tiempo pequeños (por ejemplo, 10 milisegundos, 100 milisegundos, etcétera), y puede permanecer en un modo de baja potencia durante periodos de tiempo mayores (por ejemplo, 30 segundos, 1 minuto, 5 minutos, etcétera). En algunos ejemplos, el supercondensador se puede descargar al menos parcialmente cuando proporciona alimentación al transceptor en modo de comunicación. Una vez que el supercondensador ha acabado de suministrar alimentación al transceptor para transmitir una señal, las baterías pueden recargar el supercondensador durante el modo de menor potencia en correspondencia con los periodos de tiempo más prolongados con el fin de cargar el supercondensador para la siguiente transmisión. De esta manera, los dispositivos terminales pueden recibir y almacenar datos de medición de recursos de sensores usando alimentación de la batería mientras están en el modo de menor potencia, y pueden transmitir los datos de consumo de recursos periódicamente usando señales de potencia relativamente alta alimentadas por el supercondensador.
En algunos ejemplos, el dispositivo terminal puede incluir un indicador de nivel de gas que tiene un contador de culombios. El contador de culombios puede contar los culombios (por ejemplo, amperios-segundo) que salen de las baterías para cargar el supercondensador durante el modo de baja potencia con el fin de determinar cuánta energía está saliendo de las baterías y/o cuánta energía queda en las baterías. En algunos ejemplos, el indicador de nivel de gas puede limitar la cantidad de corriente que sale de las baterías para que no supere un recuento de culombios de umbral con el fin de evitar que las baterías se descarguen demasiado rápidamente cuando se carga el supercondensador. En algunos ejemplos, esto puede conseguir que se prolongue la vida de las baterías.
En varios ejemplos, el dispositivo terminal puede incluir una interfaz de sensores configurada para interactuar con múltiples tipos de sensores. Por ejemplo, la interfaz de sensores puede permitir que el dispositivo terminal reciba datos de múltiples tipos de sensores, incluidos sensores de Lectura Automática de Contadores (AMR) de 3 hilos, sensores de efecto Hall, sensores de interruptores de láminas, sensores de Impulsos y sensores magnetoresistivos. En varios ejemplos, la interfaz de sensores puede incluir una única conexión que está configurada para aceptar entradas de la totalidad de los sensores anteriores (por ejemplo, usando múltiples puertos) y recopilar datos de los sensores usando la conexión única. De esta manera, el dispositivo terminal puede proporcionar funcionalidad adicional, versatilidad e intercambiabilidad completa entre una pluralidad de tipos de sensores.
En algunos ejemplos, el dispositivo terminal puede tener un ciclo de trabajo por medio del cual se encienden circuitos o módulos de recopilación de datos para recibir datos de medición de recursos de los sensores, y los mismos se apagan para ahorrar energía de la batería. En algunos casos, el ciclo de trabajo puede ser fijo o puede predefinirse para el dispositivo terminal en la fabricación y/o la instalación. En varios ejemplos, el dispositivo terminal puede incluir uno o más módulos, circuitos y/o algoritmos configurados para modificar dinámicamente el ciclo de trabajo por el cual el dispositivo terminal recibe datos de sensores a través del puerto de la interfaz de sensores. Como ejemplo, el dispositivo terminal puede determinar un tipo de sensor que está proporcionando datos al dispositivo terminal a través de la interfaz de sensores. En algunos ejemplos, el dispositivo terminal puede recibir una indicación del tipo de sensor de varias maneras. Por ejemplo, el dispositivo terminal puede recibir una indicación del tipo de sensor a través de una red desde uno o más dispositivos informáticos de servidor, o desde otro dispositivo informático por medio de un cable conectado a otro puerto de entrada del dispositivo terminal (por ejemplo, puerto de Bus Serie Universal (USB), puerto de Receptor/Transmisor Asíncrono Universal (UART), etcétera). En algunos ejemplos, el dispositivo terminal puede pasar cíclicamente a través de los tipos de sensor para determinar qué tipo de sensor está proporcionando datos a través de la interfaz de sensores, o deducir el tipo de sensor sobre la base de un formato o tipo de datos recibido del sensor.
Tal como se ha indicado anteriormente, el ciclo de trabajo por medio del cual se encienden circuitos o módulos de recopilación y almacenamiento de datos del dispositivo terminal para recibir datos de medición de recursos de los sensores, y por medio del cual los mismos se apagan para ahorrar energía de la batería, se puede modificar dinámicamente sobre la base del tipo de sensor. Por ejemplo, el dispositivo terminal puede calcular, o recibir a través de la red desde dispositivos informáticos de servidor, un ciclo de trabajo actualizado. El ciclo de trabajo actualizado se puede basar en varios parámetros del tipo de sensor, tales como la velocidad de rotación del sensor, la frecuencia a la que el sensor da salida a impulsos, etcétera. En varios ejemplos, al cambiar dinámicamente el ciclo de trabajo, pueden prolongarse los periodos de apagado de alimentación del ciclo de trabajo, lo cual consecuentemente ahorra energía de la batería, al tiempo que garantizando que los componentes y circuitos de recopilación y almacenamiento de datos se encienden en los momentos apropiados para mantener una recopilación y almacenamiento eficientes de datos (por ejemplo, para evitar “caídas” de las mediciones).
En algunos ejemplos, un dispositivo de pasarela puede incluir un concentrador que tiene un factor de forma pequeño. Por ejemplo, el concentrador puede tener dimensiones de aproximadamente 1.3'' x 0.96'' x 0.19'' dando como resultado un volumen total de aproximadamente 0.24 pulgadas3. En algunos ejemplos, el pequeño tamaño del concentrador puede requerir un uso eficiente de la energía y dar como resultado menos calor disipado desde el concentrador debido a pérdidas. En algunos ejemplos, el concentrador puede ajustarse al estándar de la interfaz XBee®. Además, el concentrador puede incluir dos aparatos de radiocomunicaciones con antenas para permitir canales duales simultáneos o un funcionamiento de diversidad, con ambas antenas a la escucha del mismo canal. En algunos ejemplos, ambos aparatos de radiocomunicaciones están configurados para transmitir señales con una potencia de 1 vatio simultáneamente a frecuencias diferentes.
En varias formas de realización, las técnicas y/o sistemas descritos en la presente memoria pueden hacer que mejore el funcionamiento de dispositivos terminales al reducir la cantidad de alimentación de la batería consumida por dispositivos terminales y/o dispositivos de recopilación de pasarela. Además, a pesar del reducido consumo de energía y de la mayor vida de la batería, las técnicas y/o sistemas descritos en la presente posibilitan una transmisión de datos de recursos de alta resolución (por ejemplo, cada segundo, minuto, etcétera). De este modo, los sistemas y métodos hacen que mejore el funcionamiento de los equipos, ahorran vida de las baterías, proporcionan una transmisión de señales de alta potencia, y mantienen la funcionalidad para dispositivos terminales y dispositivos de recopilación de pasarela, entre otras ventajas.
Arquitecturas de ejemplo
La figura 1 ilustra un entorno 100 de ejemplo que incluye uno o más dispositivos de pasarela 102 para recibir datos de medición de recursos de uno o más dispositivos terminales 104 y 106 con el fin de monitorizar recursos en una ubicación de monitorización 108, de acuerdo con formas de realización de la divulgación.
En algunas formas de realización, la ubicación de monitorización 108 puede representar un almacén, un supermercado, un restaurante, una instalación para lavado de coches, un edificio de oficinas, una residencia, una refinería petrolera, una instalación agrícola (por ejemplo, una granja), un punto de envío, o cualquier ubicación que use uno o más recursos, tales como el recurso 110. Tal como puede entenderse en el contexto de esta divulgación, el recurso 110 puede incluir uno o más recursos, tales como agua, electricidad, aire, combustible (gasolina, diésel, queroseno, etcétera), o similares, y en algunas formas de realización, puede incluir entradas y/o salidas hacia y desde la ubicación de monitorización 108. Por ejemplo, el recurso 110 puede representar agua limpia o potable y/o agua residual.
La ubicación de monitorización 108 puede incluir uno o más dispositivos de pasarela 102 y uno o más dispositivos terminales 104 y 106, que están acoplados operativamente a uno o más sensores, 112, 114 y 116, respectivamente. Como se ilustra en la figura 1, el sensor 112 proporciona entradas al dispositivo de pasarela 102, el sensor 114 proporciona entradas al dispositivo terminal 104 y el sensor 116 proporciona entradas al dispositivo terminal 106. En algunas formas de realización, cada equipo (al que se hace referencia también como nodo) puede incluir un sensor para monitorizar los recursos para cada nodo individual. En algunas formas de realización, uno o más sensores pueden estar acoplados a un dispositivo de pasarela individual o un dispositivo terminal individual. En algunas formas de realización, los dispositivos terminales 104 y 106 se pueden comunicar inalámbricamente con el dispositivo de pasarela 102, el cual, a su vez, se puede comunicar inalámbricamente con la(s) red(es) 118. En algunas formas de realización, el dispositivo de pasarela 102 se puede comunicar directamente con la(s) red(es) 118. En algunas formas de realización, el dispositivo de pasarela 102 y los dispositivos terminales 104 y 106 pueden formar una red en malla, proporcionando el dispositivo de pasarela 102 una interfaz de comunicaciones con la(s) red(es) 118. En algunas formas de realización, el dispositivo de pasarela 102 y los dispositivos terminales 104 y 106 se pueden comunicar con la(s) red(es) 118 por medio de canales no proporcionados en una red o medios de comunicación proporcionados por la ubicación de monitorización 108. Es decir, el dispositivo de pasarela 102 y los dispositivos terminales 104 y 106 se pueden comunicar con la(s) red(es) 118 de manera independiente con respecto a la ubicación de monitorización 108 para reducir la congestión de las redes y mejorar la seguridad de las mismas. En algunas formas de realización, el dispositivo de pasarela 102 y los dispositivos terminales 104 y 106 se pueden comunicar con la(s) red(es) 118 por medio de cualquier conexión por cable o inalámbrica. El dispositivo de pasarela 102 y los dispositivos terminales 104 y 106 se describen también en relación con las diversas figuras de la divulgación, más adelante.
La ubicación de monitorización 108 puede incluir, aunque sin carácter limitativo, uno o más equipos (o nodos) tales como una(s) torre(s) de refrigeración 120 (por ejemplo, procesos y/o sistemas de refrigeración por evaporación), una(s) instalación(es) de lavado de coches 122, un(os) acondicionador(es) de agua 124, un(os) fregadero(s) 126, un(os) baño(s) público(s) 128, y/o equipos 130 y 132, tales como calentadores, ordenadores, televisiones, teléfonos móviles, luces, bombas, edificios, riego, eléctricos, gas, HVAC, controladores lógicos programables, sensores, etcétera. Tal como puede entenderse en el contexto de esta divulgación, la ubicación de monitorización 108 puede representar cualquier tipo de instalación comercial, gubernamental, industrial, institucional, escolar, hospitalaria, paisajística, agrícola y/o residencial, y puede incluir cualquier equipo 130 y 132 asociado. Además, la ubicación de monitorización 108 puede incluir sensores adicionales para monitorizar o medir la explotación de la ubicación de monitorización 108, sensores ambientales para monitorizar o medir la temperatura, la humedad, la presión, la conductividad de recursos, la composición química (por ejemplo, el pH) de recursos, o el tiempo meteorológico en la ubicación de monitorización 108, y/o un sistema de seguridad en la ubicación de monitorización.
En algunas formas de realización, el equipo 132 puede estar situado fuera de la ubicación de monitorización 108, y puede estar situado en un edificio aparte, por encima del suelo, o bajo tierra. En algunas formas de realización, el equipo 132 puede monitorizar el mismo recurso o un recurso independiente en relación con el recurso 110. Tal como se ha descrito en relación con las diversas figuras de esta divulgación, el equipo 132 puede estar situado en un emplazamiento en el que no haya disponible una alimentación de conexionado permanente, o en la que no resulte práctico o económico proporcionar alimentación (por ejemplo, en un campo, bajo tierra, en un pozo, etcétera). En algunas formas de realización, el dispositivo terminal 106 puede usar alimentación por batería y transmisores y receptores de baja potencia para comunicarse con el dispositivo de pasarela 102. En tal caso, esta implementación puede reducir los costes de instalación en la ubicación de monitorización 108.
En algunas formas de realización, pueden usarse uno o más sensores 112, 114 y 116 para monitorizar recursos consumidos en la ubicación de monitorización 108. Por ejemplo, cada equipo puede estar asociado a un sensor único, al tiempo que, en algunas formas de realización, puede usarse solamente un sensor, para monitorizar una tubería de agua o una conducción eléctrica, por ejemplo. En algunas formas de realización, en la ubicación de monitorización se pueden monitorizar múltiples tipos de recursos, tales como el consumo de agua y electricidad. En algunas formas de realización, datos de múltiples sensores se pueden combinar y/o analizar conjuntamente para generar un nodo virtual con un consumo de recursos asociado. Por ejemplo, datos telemétricos de la(s) torre(s) de refrigeración 120 proporcionados por el sensor 114 se pueden usar para eliminar el efecto de la(s) torre(s) de refrigeración 120 sobre el consumo de recursos monitorizado por el sensor 112. En algunas formas de realización, pueden usarse múltiples sensores para aumentar la resolución de datos proporcionada por los sistemas y métodos descritos en la presente memoria. En algunas formas de realización, pueden determinarse datos de múltiples sensores y los mismos se pueden correlacionar para proporcionar una perspectiva sobre las operaciones en la ubicación de monitorización 108. Por ejemplo, la explotación de la ubicación de monitorización 108 se puede determinar junto con el uso de agua y/o electricidad para determinar el desaprovechamiento operativo y/o mecánico y/o para determinar cuándo un consumo de recursos está dentro de los procedimientos operativos. En otro ejemplo, se puede monitorizar la conductividad o el pH del agua en un sistema de refrigeración por evaporación juntamente con el uso del agua y/o la electricidad para determinar el desaprovechamiento operativo y/o mecánico y/o para determinar cuándo un consumo de recursos está dentro de los procedimientos operativos. En otro ejemplo, se monitoriza la temperatura del agua para verificar que está dentro de los límites para un lavado de manos apropiado (por ejemplo, para manipuladores de alimentos, hospitales, etcétera). En otro ejemplo, se monitoriza la temperatura del aire para garantizar que los congeladores y neveras están dentro de los límites con vistas a la seguridad alimentaria y para maximizar el tiempo de almacenamiento y minimizar el desaprovechamiento.
En algunas formas de realización, el consumo de los recursos se puede normalizar usando una variedad de factores, tales como el tamaño de la ubicación, la capacidad de la ubicación, la productividad de la ubicación, el número de personas, el número de objetos producidos, etcétera. Por ejemplo, estos factores de normalización se pueden monitorizar mediante el dispositivo de pasarela 102, el(los) dispositivo(s) terminal(es) 104 y 106, o equipos adicionales en la ubicación de monitorización 108, y/o los factores de normalización se pueden obtener de un tercero. Por ejemplo, para monitorizar el tráfico de clientes en una ubicación, la ubicación de monitorización 108 y/o el dispositivo de pasarela 102 pueden incluir una cámara de vídeo que cuente el número de caras individuales en la ubicación de monitorización 108, proporcionando de este modo un recuento exacto del número de individuos (o número de individuos por minuto, hora, etcétera) en la ubicación de monitorización. A modo de otro ejemplo, puede obtenerse información meteorológica a partir de fuentes meteorológicas públicas o privadas, tales como Internet.
La figura 2 ilustra un entorno 200 de ejemplo que incluye uno o más dispositivos de pasarela 202, uno o más dispositivos terminal 204, uno o más proveedores de servicios 206 y uno o más dispositivos informáticos 208, para recopilar datos de recursos y monitorizar recursos.
El entorno 200 de ejemplo es utilizable para implementar las técnicas y sistemas descritos en la presente memoria. El entorno 200 incluye una pluralidad de dispositivos tales como un(os) dispositivo(s) de pasarela 202 y un(os) dispositivo(s) terminal(es) 204 configurados para recoger y procesar datos descritos en la presente. El entorno 200 incluye también uno o más proveedor(es) de servicios 206 que pueden proporcionar además procesado y analítica. El(los) proveedor(es) de servicios 206 está configurado para comunicar alertas, informes, analíticas, interfaces gráficas de usuario, etcétera, al(a los) dispositivo(s) informático(s) 208 y/o al dispositivo de pasarela 202, por ejemplo. En varios ejemplos, el(los) dispositivo(s) de pasarela 202, el(los) dispositivo(s) terminal(es) 204, el(los) proveedor(es) de servicios 206 y el(los) dispositivo(s) informático(s) 208 se pueden comunicar por medio de una o más redes 210.
El(los) dispositivo(s) de pasarela 202 puede(n) incluir individualmente, aunque sin carácter limitativo, uno cualquiera de una variedad de dispositivos, incluidos dispositivos portátiles o dispositivos fijos. Por ejemplo, un dispositivo puede comprender un registrador de datos, un sistema embebido, un dispositivo de monitorización, un teléfono inteligente, un teléfono móvil, un asistente personal digital (PDA), un ordenador portátil, un ordenador de sobremesa, un ordenador de tipo tableta, un ordenador portable, un ordenador de servidor, o cualquier otro dispositivo electrónico.
El(los) dispositivo(s) de pasarela 202 puede(n) incluir uno o más procesador(es) 212 y memoria 214. El(los) procesador(es) 212 puede(n) ser una única unidad de procesado o una serie de unidades, cada una de las cuales puede incluir múltiples unidades de procesado diferentes. El(los) procesador(es) 212 puede(n) incluir un microprocesador, un microordenador, un microcontrolador, un procesador de señal digital, una unidad de procesado central (CPU), una unidad de procesado de gráficos (GPU), un procesador de seguridad, etcétera. Alternativamente, de manera adicional, parte o la totalidad de las técnicas descritas en la presente puede ser llevada a cabo, al menos en parte, por uno o más componentes lógicos de hardware. Por ejemplo, y sin carácter limitativo, los tipos ilustrativos de componentes lógicos de hardware que se pueden usar incluyen una Matriz de Puertas Programable in Situ (FPGA), un Circuito Integrado de Aplicación Específica (ASIC), un Producto Estándar de Aplicación Específica (ASSP), una máquina de estados, un Dispositivo Lógico Programable Complejo (CPLD), otra circuitería lógica, un sistema en un solo chip (SoC), y/o cualquier otro dispositivo que lleve a cabo operaciones basadas en instrucciones. Entre otras capacidades, el(los) procesador(es) 212 se puede(n) configurar para recuperar y ejecutar instrucciones legibles por ordenador almacenadas en la memoria.
La memoria 214 puede incluir uno o una combinación de soportes legibles por ordenador. Según se usa en la presente, “soportes legibles por ordenador” incluye soportes de almacenamiento en ordenador y medios de comunicación.
Los soportes de almacenamiento en ordenador incluyen soportes volátiles y no volátiles, extraíbles y no extraíbles, implementados en cualquier método o tecnología de almacenamiento de información, tal como instrucciones legibles por ordenador, estructuras de datos, módulos de programas, u otros datos. Los medios de almacenamiento en ordenador incluyen, aunque sin carácter limitativo, memoria de cambio de fase (PRAM), memoria estática de acceso aleatorio (SRAM), memoria dinámica de acceso aleatorio (DRAM), otros tipos de memoria de acceso aleatorio (RAM), memoria de solo lectura (ROM), ROM programable eléctricamente borrable (EEPROM), memoria flash u otra tecnología de memorias, ROM de disco compacto (CD-ROM), discos digitales versátiles (DVD) u otros medios de almacenamiento óptico, casetes magnéticos, cinta magnética, medios de almacenamiento en disco magnético u otros dispositivos de almacenamiento magnético, o cualquier otro soporte que se pueda usar para almacenar información con vistas a su acceso por un dispositivo informático.
Por contraposición, los medios de comunicación incluyen instrucciones legibles por ordenador, estructuras de datos, módulos de programas, u otros datos en una señal de datos modulada, tal como una onda portadora. Según se define en la presente memoria, los soportes de almacenamiento en ordenador no incluyen medios de comunicación.
La memoria 214 puede incluir un sistema operativo configurado para gestionar hardware y servicios dentro de y acoplados a un dispositivo a beneficio de otros módulos, componentes y dispositivos. En algunas formas de realización, dicho uno o más dispositivos de pasarela 202 puede(n) incluir uno o más servidores u otros dispositivos informáticos que funcionan dentro de un servicio en red (por ejemplo, un servicio en nube), o pueden formar una red en malla, etcétera. La(s) red(es) 210 puede(n) incluir Internet, una Red de Telefonía Móvil (MTN), Wi-Fi, redes celulares, redes en malla y/u otras diversas tecnologías de comunicación.
Las técnicas descritas anteriormente se pueden implementar en hardware, software o una combinación de los mismos. En el contexto de software, las operaciones representan instrucciones ejecutables por ordenador almacenadas en uno o más soportes de almacenamiento legibles por ordenador que, cuando son ejecutadas por uno o más procesadores, configuran un dispositivo para llevar a cabo las operaciones mencionadas. En general, las instrucciones ejecutables por ordenador incluyen rutinas, programas, objetivos, componentes, estructuras de datos y similares que llevan a cabo funciones particulares o implementan tipos de datos abstractos particulares.
En su forma más sencilla, el(los) dispositivo(s) de pasarela 202 no puede(n) incluir ningún sensor. Alternativamente, el(los dispositivo(s) de pasarela 202 puede incluir uno o más sensores 216, incluidos aunque sin carácter limitativo, un contador de agua, un contador eléctrico, un contador de gas, un sensor/monitor de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC), y/o cualquier entrada de un sensor genérico o especializado. Los sensores 216 pueden monitorizar de manera continua o periódica datos a un intervalo cualquiera, o bajo solicitud. En algunas formas de realización, el(los) dispositivo(s) de pasarela 202 puede(n) incluir uno o más puertos de expansión para recibir sensores adicionales o para recibir datos de sensores adicionales. En algunas formas de realización, los sensores 216 reciben uno o más impulsos o datos de un sensor integrado en un servicio público, tal como un sensor de agua incorporado en la línea de una tubería de agua en un edificio. En algunas formas de realización, una o más entradas y/o sensores 216 pueden estar aislados ópticamente para proteger el(los) dispositivo(s) de pasarela 202 contra entradas dañinas.
El(los) dispositivo(s) de pasarela 202 también puede(n) incluir un módulo de alimentación 218 que recibe alimentación de una red, tal como una red eléctrica, y también puede(n) incluir una o más fuentes de alimentación ininterrumpida (UPS) para alimentar el(los) dispositivo(s) de pasarela 202 cuando se interrumpe la red eléctrica. Por ejemplo, el módulo de alimentación 218 puede incluir un temporizador que determina una condición en la que se ha producido ausencia de alimentación durante demasiado tiempo y puede apagar el(los) dispositivo(s) de pasarela 202 sin colgarse, dañarse o perder datos del(de los) dispositivo(s) de pasarela 202. En algunas formas de realización, el módulo de alimentación incluye uno o más filtros de alimentación. En algunas formas de realización, el módulo de alimentación 218 puede monitorizar una fuente de alimentación mientras el(los) dispositivo(s) de pasarela 202 está en un estado de apagado y puede reiniciar el dispositivo cuando se restablezca la alimentación. En algunas formas de realización, el módulo de alimentación 218 puede enviar un mensaje de error cuando se detecta un corte de alimentación. En algunas formas de realización, el módulo de alimentación 218 puede proporcionar alimentación suficiente después de una pérdida de la misma para permitir una transmisión continuada de datos del sensor 216 y/o comunicaciones continuadas con el dispositivo terminal 204 o a través de la(s) red(es) 210.
El(los) dispositivo(s) de pasarela 202 puede(n) incluir un módulo de comunicación 220 para comunicarse con otros dispositivos de pasarela o dispositivos terminales (por ejemplo, en una red en malla) y/o para comunicarse por medio de la(s) red(es) 210. Por ejemplo, el módulo de comunicación 220 puede incluir antenas para comunicarse con el(los) dispositivo(s) terminal(es) 204 por medio de cualquier red de área extensa de baja potencia y largo alcance. En algunas formas de realización, el módulo de comunicaciones 220 puede negociar con el dispositivo terminal 204 para determinar un enlace de radiocomunicaciones óptimo con el fin de maximizar la vida de la batería del dispositivo terminal 204, por ejemplo. Estos y otros aspectos del módulo de comunicaciones 220 se describen en relación con las diversas figuras de esta divulgación. En algunos ejemplos, el(los) dispositivo(s) de pasarela 202 puede(n) incluir además un concentrador 262 que incluye dos trayectorias de radiofrecuencia independientes, cada una de ellas con capacidad de transmisión y recepción. En algunos ejemplos, el concentrador 262 puede estar ajustado a diversos estándares, tales como el estándar de la interfaz XBee® y permite una cohabitación con otros sistemas de radiocomunicaciones, incluidos ISM, celulares y Wi-Fi. En la descripción de las figuras 12-15, puede encontrarse una descripción adicional de detalles del concentrador 262.
En algunas formas de realización, el(los) dispositivo(s) de pasarela 202 puede(n) incluir una o más pantallas, LED, zumbadores, y/o altavoces para proporcionar interfaces visuales o de audio (por ejemplo, con capacidades de texto-a-voz) con el fin de presentar las alertas y/o informes descritos en la presente a un usuario situado en el dispositivo de pasarela 202. Por ejemplo, el usuario puede interaccionar con el dispositivo de pasarela 202 para revisar las alertas, informes, recomendaciones, etcétera, e implementar medidas con el fin de reducir el desaprovechamiento en el emplazamiento. Después de afrontar o resolver una cuestión, el usuario puede interaccionar con el dispositivo de pasarela 202, o bien de manera directa (por ejemplo, por medio de una pantalla de panel táctil, de botones incorporados, de un teclado, de un micrófono, etcétera) o bien a través de la nube (por ejemplo, aplicación de teléfono inteligente, servidor web, etcétera) para indicar el estado de la cuestión, por ejemplo, si la misma se resolvió, si la recomendación resultó útil, si la cuestión no se resolvió, etcétera. En algunas formas de realización, después de recibir la indicación en el dispositivo de pasarela 202, la indicación se puede transmitir al proveedor de servicios 206 para su revisión e incorporación en la analítica, informes, recomendaciones, etcétera.
El(los) dispositivo(s) terminal(es) 204 puede(n) incluir uno o más procesador(es) 222, una memoria 224, unos sensores 226, un módulo de alimentación 228 y un módulo de comunicaciones 230, cada uno de los cuales se puede implementar de manera similar al(a los) procesador(es) 212, la memoria 214, los sensores 216, el módulo de alimentación 218 y/o el módulo de comunicaciones 220 del(de los) dispositivo(s) de pasarela 202. En algunas formas de realización, el dispositivo terminal 204 puede funcionar de manera remota con respecto al dispositivo de pasarela 202, por ejemplo, en el fondo de un pozo. En un ejemplo de este tipo, el dispositivo terminal 204 puede monitorizar una bomba, o similares. En algunas formas de realización, el sensor 226 puede incluir una unidad de Lectura Automática de Contadores (AMR) de 3 hilos (acoplada a un sensor o protocolo proporcionado, por ejemplo, por SENSUS, NEPTUNE y/o K-FRAME), una interfaz con un sensor de efecto Hall/magnetorresistivo, un sensor inductivo-capacitivo (LC) y/o una interfaz de sensores de impulsos. En algunas formas de realización, el módulo de alimentación 228 puede incluir una batería de litio, tal como una batería de litio/cloruro de tionilo (Li-SOCh). En algunas formas de realización, el módulo de comunicaciones 230 se puede comunicar con el dispositivo de pasarela 202 por medio de una o más antenas, comunicándose dentro de una o más bandas industriales, científicas y médicas (ISM), tales como la de 915 MHz en los Estados Unidos, la de 868 MHz/433 MHz en Europa, la de 430 MHz en Australia, la de 923 MHz en Japón, etcétera, por ejemplo, de acuerdo con el protocolo particular y/o la ubicación de implementación particular. En algunas formas de realización, el módulo de comunicaciones 230 se puede configurar de acuerdo con diversos requisitos de la región de funcionamiento. En algunas formas de realización, el dispositivo terminal 204 puede transmitir y recibir datos por medio de una red de área extensa, de largo alcance, por ejemplo, de acuerdo con un protocolo de modulación LoRa proporcionado por SEMTECH, o de acuerdo con la especificación LoRaWAN proporcionada por la Alianza LoRa. En algunas formas de realización, el módulo de comunicaciones 230 incluye una capacidad de enlace de GFSK (Modulación por Desplazamiento de Frecuencia con Filtro Gaussiano) o FSK (Modulación por Desplazamiento de Frecuencia). En algunas formas de realización, el módulo de comunicaciones 230 se puede comunicar por medio de una cualquiera de redes IEEE 800.11, Wi-Fi, celulares, LTE 3G o 4G, LAN, WAN, redes por cable o inalámbricas, etcétera. Se proporcionan más detalles del dispositivo terminal 204 y el dispositivo de pasarela 202 en relación con las figuras 3-15.
El(los) proveedor(es) de servicios 206 puede(n) incluir uno o más procesador(es) 232, una memoria 234, y un módulo de comunicaciones 236, cada uno de los cuales se puede implementar de manera similar al(a los) procesador(es) 212, la memoria 214, y/o el módulo de comunicaciones 220 del(de los) dispositivo(s) de pasarela 202.
En algunas formas de realización, el(los) proveedor(es) de servicios 206 puede(n) incluir un módulo analítico 238, que incluye uno o más módulos tales como un módulo de datos históricos 240, un módulo de firmas de recursos 242, un módulo de informes/alertas 244, un módulo de análisis automatizado 246, un módulo de interfaces gráficas de usuario 248, y/o un módulo de gestión de dispositivos 250.
En algunas formas de realización, el módulo analítico 238 puede recibir entradas en relación con el uso de recursos desde el(los) dispositivo(s) de pasarela 202 y/o el dispositivo terminal 204, y puede analizar los datos para generar datos históricos. Además, el módulo analítico 238 puede recibir datos y comparar los mismos con datos históricos para determinar un evento sospechoso. En algunas formas de realización, el módulo analítico 238 puede comparar datos actuales y/o históricos entre una pluralidad de ubicaciones. En algunas formas de realización, el módulo analítico 238 puede normalizar los datos actuales y/o históricos mediante factores tales como uso del emplazamiento, producción del emplazamiento, temperatura, tiempo meteorológico, etcétera, usando datos recogidos de sensores en la ubicación de monitorización y/o recogidos de fuentes terceras. En algunas formas de realización, el módulo analítico 238 puede determinar un desaprovechamiento mecánico y/u operativo. En algunas formas de realización, el módulo analítico 238 puede generar una o más firmas que indiquen un uso de recursos, tal como un uso correcto o incorrecto de recursos. En algunas formas de realización, el módulo analítico 238 puede generar uno o más informes, alertas, recomendaciones y/o interfaces gráficas de usuario.
En algunas formas de realización, el proveedor de servicios lleva a cabo una analítica para mapear el uso de recursos en tiempo real e histórico, así como eventos identificados específicos: 1) con respecto a un asunto, texto, imágenes, manuales, lista de receptores, clasificación de umbrales, etcétera, de una alerta específica; y/o 2) para su inclusión en informes históricos para gestión, administradores, ejecutivos, informes de sostenibilidad, informe de cumplimiento normativo, programas motivacionales, características de ludificación, etcétera.
En algunas formas de realización, los datos de consumo de recursos se combinan con metadatos (por ejemplo, información de operaciones específicas de un sitio o específicas de un nodo, etcétera) para crear transparencia en las prácticas de gestión y operativas, tales como el cumplimiento de las Prácticas de Gestión Ópticas, de Procedimientos Operativos Estándares, y un éxito en la gestión del control del desaprovechamiento, de la optimización del uso de recursos, etcétera. Estos mismos datos también se pueden comparar sobre múltiples ubicaciones con la finalidad de informes de gestión, informes de cumplimiento de programas de sostenibilidad, calibración de equipos, informes de consumo reales con respecto a los previstos, responsabilidad de los fabricantes, ingeniería de valor, dependencia de los recursos con respecto al sector, informes de cumplimientos, y para iniciativas motivacionales del personal tales como competiciones entre emplazamientos, ludificación de un uso eficiente de recursos en un emplazamiento dado, entre emplazamientos, empresas, sectores, etcétera.
Por ejemplo, en una operación de lavado de coches, los informes y la analítica de alta resolución pueden comparar automáticamente el uso de agua en diferentes partes del tren de lavado para un vehículo estándar en muchas ubicaciones, las pruebas pasadas del emplazamiento específico, reclamaciones de fabricante, unidades de lavado de coches similares, normativos industriales, etcétera.
En este ejemplo, anomalías en la información de uso de los recursos del lavado de coches desencadenan respuestas específicas de cada evento que se forman mapeando subpartes específicas de la alerta con texto, gráficos, manuales, prácticas de gestión óptimas específicas de cada cliente o específicas de cada nodo y o procedimientos operativos estándares. En relación con las figuras 16-23B de esta divulgación, se describen alertas, texto, gráficos e informes ejemplificativos que se pueden adaptar para detallas información de uso y eventos específicos.
En algunas formas de realización, se realiza un seguimiento en tiempo real de los eventos e informes y los datos se pueden usar para impulsar iniciativas motivacionales del personal con el fin de recompensar a ubicaciones por una resolución rápida de eventos de desaprovechamiento en un modo de reconocimiento o modo de ludificación en el que se acumulan puntos y los mismos se notifican de una manera que permite que emplazamientos e individuos comparen y compitan por un uso óptimo de recursos en una plataforma de juego y o reconocimiento de la gestión. Parámetros tales como el número menor de galones de agua, de kwh de electricidad, etcétera, por coche lavado generan puntos en el entorno de juego igual que lo hacen otras entradas empresariales y de sostenibilidad para crear un entorno interactivo en el que el personal y los accionistas se ven motivados mediante técnicas de juego y reconocimiento para optimizar iniciativas de consumo de recursos, empresariales y de sostenibilidad.
En otro ejemplo referente a una torre de refrigeración y/o sistemas de refrigeración por evaporación, los informes y analítica de alta resolución puede comparar automáticamente el uso de agua con diferentes temperaturas de carga, con diferentes condiciones del agua (por ejemplo, conductividad, pH, temperatura, presión, caudales, etcétera), condiciones meteorológicas, condiciones operativas previas en el emplazamiento, otras torres de refrigeración de capacidad similar que funcionen bajo condiciones de carga y meteorológicas similares o variables, así como otros metadatos con el fin de identificar eventos de desaprovechamiento y oportunidades específicos para la optimización del uso de recursos.
En este ejemplo de la torre de refrigeración, anomalías de la información anterior desencadenan respuestas específicas de cada evento que se forman mapeando subpartes específicas de la alerta con texto, gráficos, manuales, prácticas de gestión óptimas específicas de cada cliente o específicas de cada nodo y o procedimientos operativos estándares. En relación con las figuras 16-23B de esta divulgación se describen alertas, texto, gráficos e informes ejemplificativos que se pueden adaptar para detallar la información de uso y eventos específicos.
Los datos de tiempo real e históricos se pueden usar para impulsar iniciativas motivacionales del personal con el fin de recompensar a ubicaciones por una resolución rápida de eventos de desaprovechamiento (o innovaciones de optimización presentadas) en un modo de reconocimiento o modo de ludificación en el que se acumulan puntos y los mismos se notifican de una manera que permite que emplazamientos o individuos comparen y compitan por un uso óptimo de recursos en un entorno de juego y o de reconocimiento de la gestión.
En algunas formas de realización, el módulo de gestión de dispositivos 250 puede monitorizar el estado del(de los) dispositivo(s) de pasarela 202 y/o del(de los) dispositivo(s) terminal(es) 204 para determinar si los dispositivos están funcionando dentro de intervalos nominales. En caso de que los dispositivos 202 y/o 204 indiquen un problema (o como respuesta a otra retroalimentación de los dispositivos 202 y/ó 204), el módulo de gestión de dispositivos 250 puede generar una alerta para investigar los dispositivos. En algunas formas de realización, el módulo de gestión de dispositivos 250 puede monitorizar y cambiar las características de comunicación e informes del(de los) dispositivo(s) de pasarela 202 y dispositivo(s) terminal(es) 204 para minimizar el uso de la alimentación. Por ejemplo, el módulo de gestión de dispositivos 250 puede controlar una resolución de datos (por ejemplo, datos registrados cada segundo, cada minuto, por hora, semanalmente, mensualmente, etcétera). En algunas formas de realización, el módulo de gestión de dispositivos 250 puede establecer si los dispositivos 202 y 204 son dispositivos de tipo push (por ejemplo, los dispositivos inician la comunicación por iniciativa propia cuando deben transmitirse datos) o dispositivos de tipo pulí (por ejemplo, los dispositivos esperan a la solicitud de datos por parte del(de los) dispositivo(s) de pasarela 202 ó el(los) proveedor(es) de servicios 206). En algunas formas de realización, el módulo de gestión de dispositivos 250 puede controlar la potencia de transmisión del dispositivo 202 y/o 204.
El(los) dispositivo(s) informático(s) 208 puede(n) incluir uno o más procesador(es) 252, una memoria 254 y un módulo de comunicaciones 256, cada uno de los cuales se puede implementar de manera similar al(a los) procesador(es) 212, la memoria 214 y/o el módulo de comunicaciones 220 del(de los) dispositivo(s) de pasarela 202. Además, el(los) dispositivo(s) informático(s) 208 puede(n) incluir interfaces gráficas de usuario 258 para visualizar o presentar de otra manera interfaces gráficas de usuario en el(los) dispositivo(s) informático(s) 208, según se describe en relación con las figuras 16-23B.
El entorno 200 incluye también uno o más usuarios 260 para utilizar el(los) dispositivo(s) informático(s) 208. Dicho uno o más usuarios 260 pueden interaccionar con el(los) dispositivo(s) informático(s) 208 para llevar a cabo una variedad de operaciones.
La figura 3 ilustra una representación gráfica de un sistema 300 que incluye un sensor 302, un dispositivo terminal 304, y un dispositivo de pasarela 306, por ejemplo. Los componentes de la figura 3 (y en toda la divulgación) tienen únicamente fines ejemplificativos, y los sistemas, dispositivos y técnicas descritos en la presente no se limitan a los ejemplos, implementaciones, componentes y/o arquitecturas específicos descritos o ilustrados en la presente memoria.
En algunas formas de realización, el dispositivo extremo 304 lleva a cabo la función de capturar datos de sus sensores conectados, tales como el sensor 302. Por ejemplo, un dispositivo terminal 304 puede conectarse a un caudalímetro de agua y puede capturar y/o leer el volumen del flujo de agua (por ejemplo, flujo total, flujo instantáneo, flujo durante un periodo de tiempo, etcétera) que pasa a través del sensor de agua. Estos datos se pueden marcar con un sello de tiempo (por ejemplo, en el dispositivo terminal 304) y se pueden transmitir (por ejemplo, notificar) al dispositivo de pasarela 306. Los datos de sensores ejemplificativos en el contexto del agua pueden incluir, aunque sin carácter limitativo, temperatura, humedad, presión, caudal, conductividad, pH, claridad óptica, turbidez, etcétera. En algunas formas de realización, el dispositivo terminal 304 se puede conectar a uno o más sensores 302 por medio de una o más conexiones por cable o inalámbricas. Por ejemplo, las conexiones pueden incluir, aunque sin carácter limitativo, una o más del protocolo Modbus, el protocolo M-Bus, el protocolo Wireless M-Bus, el protocolo L-Bus, el protocolo RTH, el protocolo HART, el protocolo WirelessHART, ZigBee, el protocolo Sensus UE-1203, el protocolo Neptune ARB V, el protocolo Neptune ProRead, el protocolo TouchRead de 2 hilos heredado, el protocolo K-Frame, etcétera, y cualesquiera protocolos o estándares descritos en la presente. En algunas formas de realización, el dispositivo terminal 304 puede recibir datos del sensor 302 con solicitud previa, y, en algunas formas de realización, el sensor 302 puede enviar datos al dispositivo terminal 304 sin solicitud previa. Por ejemplo, el dispositivo terminal 304 consulta a un sensor 302 para leer uno o más registros asociados al sensor 302, o el dispositivo terminal 304 puede recibir datos transmitidos por el sensor 302 al dispositivo terminal 304.
En algunas formas de realización, el dispositivo terminal 304 puede funcionar como un repetidor para dispositivos terminales adicionales. Es decir, en algunos casos, un dispositivo terminal puede transmitir datos al dispositivo terminal 304, el cual, posteriormente, puede transmitir los datos al dispositivo de pasarela 306. En algunas formas de realización, el dispositivo terminal 304 puede funcionar como un conversor para dispositivos terminales adicionales o sensores que se comunican usando protocolos específicos de una empresa o privativos de alguna otra manera pueden transmitir datos al dispositivo terminal 304, el cual, posteriormente, puede convertir datos no estándar o privativos a un protocolo estándar o no privativo, el cual, posteriormente, puede transmitir los datos al dispositivo de pasarela 306.
En algunas formas de realización, la comunicación entre el dispositivo terminal 304 y el dispositivo de pasarela 306 puede ser un enlace de radiocomunicaciones que usa una técnica de modulación y/o un transceptor compatibles con una técnica de modulación y/o transceptores LoRa de SEMTECH. En algunas formas de realización, la comunicación entre el dispositivo de pasarela 306 y uno o más dispositivos terminales 304 puede venir facilitada por un transceptor de SEMTECH que usa técnicas de modulación LoRa, o por un transceptor de SEMTECH que usa otras técnicas de modulación. En general, la comunicación entre el dispositivo de pasarela 306 y el dispositivo o dispositivos terminales 304 puede incluir cualquier protocolo de comunicaciones de red de área extensa, de largo alcance y baja potencia.
En algunas formas de realización, el dispositivo de pasarela 306 puede incluir un concentrador de datos entre uno o muchos dispositivos terminales 304. Una de las funciones del dispositivo de pasarela 306 puede ser recopilar datos de cada dispositivo terminal, formatear los datos y transmitir los datos a uno o más proveedores de servicios. Por ejemplo, el dispositivo de pasarela 306 puede enviar los datos a un proveedor de servicios (tal como el proveedor de servicio 206) sin solicitud previa, o los datos se pueden recuperar del dispositivo de pasarela 306 con solicitud previa.
En algunas formas de realización, las comunicaciones entre el dispositivo de pasarela 306 y el proveedor de servicios 206 pueden ser una conexión celular y pueden usar un módem CAT-M1, CAT 3, CAT 1 LTE 4G. En algunas formas de realización, las comunicaciones entre el dispositivo de pasarela 306 y el proveedor de servicios 206 pueden ser una Wi-Fi u otra LAN inalámbrica (IEEE 802.11), LAN por cable (IEEE 802.3), telefonía por satélite (IRIDIUM), red de área personal inalámbrica (WPAN) (IEEE 802.15). Evidentemente, se puede usar cualquier conexión por cable o inalámbrica para proporcionar comunicaciones entre el dispositivo de pasarela 306 y el proveedor de servicios 206.
En algunas formas de realización, el sistema 300 puede funcionar de acuerdo con una o más Regiones de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU). En algunas formas de realización, el sistema 300 es operativo en la Región 1 de la ITU (por ejemplo, banda ISM EU868MHz (863 a 870 MHz), que incluye Europa, África, Orienta Medio y la Antigua URSS); en algunas formas de realización, el sistema 300 es operativo en la Región 2 de la ITU (Banda ISM US915MHz (902 a 928 MHz), que incluye Norteamérica y Sudamérica); y en algunas formas de realización, el sistema 300 es operativo en la Región 3 de la ITU (Banda ISM de 779 a 787 MHz de China, que permite su funcionamiento en la mayor parte de Asia, Indonesia, Índica y Australia; Banda ISM de 915-928 MHz AS923, que permite su funcionamiento en Japón, Hong Kong, Taiwán, Singapur, Tailandia y otros). Para adaptar el sistema 300 dado a conocer en la presente a diferentes regiones internacionalmente (Región 1,2 ó 3 de la iTu ), algunas formas de realización incluyen el cambio de los componentes de RF (radiofrecuencia) (por ejemplo, filtro de ondas acústicas de superficie (SAW), adaptación con elementos concentrados, antena, etcétera) y la reconfiguración del software. Hablando en términos generales, el sistema 300 se puede adoptar a cualquier frecuencia entre 400 MHz y 960 MHz, y se puede configurar para una cualquiera de una modulación LoRa (red de área extensa de largo alcance, tal como de acuerdo con la Alianza LoRa), FSK (modulación por desplazamiento de frecuencia), GFSK (modulación por desplazamiento de frecuencia con filtro Gaussiano), o Ok (modulación onoff) o cualesquiera técnicas de modulación de red de área extensa de baja potencia.
En algunas formas de realización, la(s) antena(s) acoplada(s) al dispositivo terminal 304 en la figura 3 puede(n) ser una o más antenas ISM de 915 MHz que pueden incluir una capacidad de enlace GFSK y/o un enlace ISM de 915 MHz 308. En algunas formas de realización, el dispositivo terminal 304 puede incluir uno o más transceptores LoRa que incluyen software que se puede reconfigurar para modos GFSK, permitiendo una compatibilidad con la IEEE 802.15.4g (WPAN) y el protocolo Wireless Meter-Bus (M-Bus) (“w Mbus”). En relación con el enlace de comunicaciones 308, la potencia de transmisión de RF del enlace PHY (físico) LoRa, el ancho de banda (BW) y el factor de ensanchamiento (SF) se pueden controlar dinámicamente por software en el dispositivo terminal 304. En algunas formas de realización, el control dinámico puede basarse en el indicador de intensidad de la señal recibida (RSSI), la relación señal/ruido (SNR), la probabilidad de error de paquete (PER), o la detección de la actividad del canal (CAD) para minimizar el consumo de energía y maximizar la capacidad de alcance sin necesidad de cambiar la configuración del hardware. En algunos casos, se puede negociar un protocolo de comunicaciones entre el dispositivo terminal 304 y el dispositivo de pasarela 306 sobre la base del número de dispositivos terminales que se comunican con el dispositivo de pasarela 306, la cantidad de datos a transmitir, la frecuencia de comunicación, el formato de los datos solicitados, etcétera. Por ejemplo, los protocolos de comunicaciones pueden incluir, aunque sin carácter limitativo, uno o más de: un estándar compatible con un transceptor de SEMTECH; un estándar LoRaWAN®; un estándar ZigBee; un estándar Bluetooth o Bluetooth de Baja Energía; un estándar haystack; un estándar de LTE Avanzado para Comunicaciones de Tipo Máquina; un estándar MySensors; un estándar de Internet de las Cosas (IoT) de Banda Estrecha; un estándar NB-Fi; un estándar NWave; un estándar de Acceso Múltiple de Fase Aleatoria (RPMA); un estándar Senet; un estándar Sigfox; un estándar Symphony Link; un estándar ThingPark Wireless; un estándar Banda Ultra Estrecha (UNB); y un estándar Weightless.
En algunas formas de realización, el dispositivo terminal 304 puede incluir interfaces de caudalímetros (por ejemplo, para interactuar con el sensor 302). En algunas formas de realización, las interfaces de caudalímetro incluyen algoritmos de software y/o circuitería de control de hardware para habilitar y/o deshabilitar dinámicamente los sensores externos (tales como el sensor 302) e interfaces de caudalímetro para minimizar el consumo de energía. En algunos casos, las interfaces de caudalímetro pueden incluir cualquier protocolo por cable o inalámbrico. Además, en algunos casos, el dispositivo terminal 304 se puede comunicar con otros dispositivos terminales, por ejemplo, para formar una red en malla, una red en estrella y/o para ampliar el alcance de las comunicaciones cuando un dispositivo terminal 304 está fuera del alcance del dispositivo de pasarela 306.
El dispositivo de pasarela 306 puede incluir una o más antenas, según se ilustra en la figura 3. Por ejemplo, el dispositivo de pasarela 306 puede incluir una o más antenas ISM de 915 MHz, una o más Antenas GNSS (Sistema Global de Navegación por Satélite), y una o más antenas celulares, tales como la Antena Celular n.° 1 y la Antena Celular n.° 2. Aunque la Antena GNSS se ilustra como una antena RHCP (polarizada circularmente a la derecha), en el contexto de esta divulgación puede entenderse que también se puede usar una antena polarizada linealmente.
En algunas formas de realización, la Antena GNSS puede recibir comunicaciones de uno o más sistemas globales de navegación por satélite (GNSS), que incluyen el GPS (Sistema de Posicionamiento Global), el GLONASS (Sistema Global de Navegación por Satélite), el Galileo y/o el BeiDou. Para mejorar la precisión, en algunas formas de realización, el dispositivo de pasarela 306 puede recibir comunicaciones de un SBAs (sistema de aumentación basado en satélites) tal como el WAAS (sistema de aumentación de área extensa), el EGNOS (Sistema Europeo Geoestacionario de Navegación Complementario), y/o el MSAS (Sistema de Aumentación por Satélites MTSAT). De esta manera, al dispositivo de pasarela 306 se le puede proporcionar información de posición precisa. Además, esto puede permitir una “ instalación de bucle abierto”, por la cual un cliente final puede instalar la pasarela 306 en cualquier lugar sin necesidad de informar a un proveedor de servicios (tal como el proveedor de servicios 206) sobre la ubicación particular.
En algunas formas de realización, el dispositivo de pasarela 306 puede admitir el A-GPS (GPS asistido) o el A-GNSS (GNSS asistido). Por ejemplo, esto puede incluir una aumentación con torres terrestres (celulares) de una señal de satélite, usando el sistema de GPS asistido (A-GPS), lo cual puede hacer que aumente significativamente el rendimiento de señales débiles. En algunas formas de realización, esta implementación puede ser ideal para la penetración en edificios, y puede reducir el tiempo de enganche inicial (por ejemplo, efemérides, datos de almanaque y/o información de posición descargados de la torre de la célula (por ejemplo, de la red 210)), y puede proporcionar una estimación aproximada de posición incluso en caso de fallo del satélite.
En algunas formas de realización, el dispositivo de pasarela 306 puede admitir un SBAS (sistema de aumentación basado en satélites). Por ejemplo, el SBAS puede proporcionar datos de corrección al dispositivo de pasarela 306, lo cual puede permitir una precisión de posición estacionaria, de 2.5 metros (probabilidad de error circular (CEP) del 99%).
En algunas formas de realización, el uso del A-GPS, el A-GNSS y/o el SBAS puede proporcionar información de tiempo e información de ubicación precisas al dispositivo de pasarela 306. En algunas formas de realización, esto puede permitir sellos de tiempo de los paquetes de datos con una precisión a menos de 100 ns (nanosegundos), usando la señal PPS (impulso por segundo) del GPS, lo cual puede permitir una coordinación a nivel de sistema con una precisión de tiempo fiable. Además, en algunas formas de realización, puede ser posible la trilateración de puntos terminales (tales como el dispositivo terminal 304) con dos o más dispositivos de pasarela habilitados para GPS (tales como el dispositivo de pasarela 306) instalados dentro de la cobertura del dispositivo terminal. Por ejemplo, el uso de dos o más dispositivos de pasarela habilitados para GNSS o GPS permite que el dispositivo de pasarela 306 obtenga una aproximación de la posición del dispositivo terminal 304.
En algunas formas de realización, el dispositivo de pasarela 306 puede recibir alimentación y/o comunicaciones por medio de PoE (Alimentación a través de Ethernet) y/o PoE+. En algunas formas de realización, el inyector de alimentación de PoE/PoE+ puede ser interno o externo con respecto al dispositivo de pasarela 306. En algunas formas de realización, el dispositivo de pasarela 306 puede recibir alimentación por medio de un convertidor de AD/DC externo (un “wall wort”), usando un conector jack de alimentación de barril de DC. Además, según se entiende en el contexto de esta divulgación, el dispositivo de pasarela 306 puede recibir alimentación por medio de cualquier conexión estándar, no estándar y/o privativa usando diferentes voltajes y/o capacidades de potencia.
En algunas formas de realización, la Antena Celular n.° 1 y la Antena Celular n.° 2 del dispositivo de pasarela 306 pueden proporcionar diversidad de antenas con el fin de maximizar la penetración en edificios. Por ejemplo, las antenas se pueden colocar con ángulos de hasta 90 grados entre sí, para maximizar la recepción en entornos polarizados aleatoriamente, tales como edificios. Por ejemplo, las antenas se pueden separar al menos dos veces la longitud de onda de transmisión. Por ejemplo, el aumento de la separación entre antenas puede introducir diversidad de recepción de antenas, proporcionando flexibilidad en la instalación lo cual permite la modificación de la ubicación de las antenas y la separación/orientación relativa de una antena con respecto a otra, aumentando al máximo el(los) beneficio(s) de la diversidad. En emplazamientos con suficiente intensidad de la señal, la antena puede estar más cerca de dos veces la distancia de una longitud de onda de transmisión. Tal como puede entenderse en el contexto de esta divulgación, la longitud de onda de transmisión puede variar según la implementación. Son ejemplos no limitativos de frecuencia de transmisión (que es proporcional a longitud de onda) las Bandas 4 y 13 FDD del LTE. En algunas formas de realización, la separación entre antenas es del orden de 2 pies.
En algunas formas de realización, la Antena Celular n.° 1 y la Antena Celular n.° 2 acopladas al dispositivo de pasarela 306 pueden proporcionar una conexión celular para transmitir lecturas de contadores a un proveedor de servicios, proporcionar comunicaciones para A-GPS o A-GNSS, y/o pueden proporcionar actualizaciones de software y/o firmware al dispositivo de pasarela 306 y/o al dispositivo terminal 304. Por ejemplo, las actualizaciones de software y/o firmware pueden determinar frecuencias de muestreo, frecuencias de los informes, periodos de suspensión, etcétera, del dispositivo para optimizar la resolución de datos y/o los recursos de los dispositivos, tales como la energía de la batería. Además, pueden implementarse actualizaciones de software y/o firmware, por ejemplo, para actualizaciones de seguridad o algoritmos de cifrado actualizados.
Dispositivo terminal y métodos de ejemplo
La figura 4A muestra un dispositivo 400 que ilustra los detalles de un dispositivo terminal, tal como el dispositivo terminal 304 de la figura 3, por ejemplo. En algunas formas de realización, el dispositivo terminal 400 incluye un microcontrolador 402 que controla las operaciones del dispositivo terminal 400. Por ejemplo, el microcontrolador 402 puede incluir hardware, software o firmware para llevar a cabo o admitir las siguientes funciones, que incluyen, aunque sin carácter limitativo: un Reloj de Tiempo Real (RTC); temporización de sensores/caudalímetros con temporizadores de 16 bits; control dinámico de un transceptor de r F ; ADC12 para el voltaje de la batería; un temporizador de vigilancia (WDTG); un supervisor del voltaje de alimentación (SVS); flash interna usada para memoria no volátil; una IF de escaneo ampliada (ESIF) que permita una interfaz de sensores magnéticos de potencia ultrabaja; interrupciones de puertos (PxlV) usadas para la activación, por flancos, de sensores externos en el puerto 3 (P3IV), la activación, por flancos, de fuentes de alimentación en el Puerto 1 (P1IV), la detección de alimentación externa en el Puerto 3 (P3IV), y para señales de solicitud de interrupción (IRQ) del transceptor en el puerto 4 (P4IV); y/o un sensor de humedad y temperatura.
En algunas formas de realización, la comunicación entre el dispositivo de pasarela (por ejemplo, dispositivo de pasarela 306) y dispositivos terminales (por ejemplo, el dispositivo terminal 304, 400) se puede facilitar a través de una red, tal como una red en malla de radiocomunicaciones, compatible con técnicas de modulación LoRa, u otras técnicas de modulación. En algunas formas de realización, el dispositivo terminal 400 puede incluir un transceptor 404, tal como un transceptor de SEMTECH. En algunas formas de realización, el transceptor 404 puede tener las siguientes capacidades: una sensibilidad de hasta -136 dBm; un rechazo de interferencias de CW de 70 dB con desplazamiento de 1 MHz; posibilidad de funcionar con una SNR (relación señal/ruido) negativa, CCR (rechazo cocanal) de hasta 19.5 dB; emular demoduladores de LoRa 49x y un demodulador de (G)FSK 1x; interfaces de presentación (front-end) de radiocomunicaciones de TX (transmisión) y RX (recepción) digitales duales; trayectorias de demodulación programables; adaptación de velocidad de datos dinámica (DDR); y diversidad de antenas o funcionamiento simultáneo de banda dual.
En algunas formas de realización, el transceptor 404 incluye un amplificador de RF que puede aumentar la potencia de transmisión a 1 W, y que se puede habilitar y/o deshabilitar por medio del microcontrolador 402. En algunas formas de realización, el transceptor 404 puede incluir un filtro pasabanda de SAW (onda acústica de superficie) que puede limitar el ancho de banda del receptor, lo cual, en algunas formas de realización, puede mejorar el ruido térmico (kTB) y puede evitar interferencias fuera de banda en el transceptor 404.
En algunas formas de realización, el dispositivo terminal 400 incluye un contador de culombios y/o un regulador de voltaje de batería 406 para regular la alimentación de entrada de una batería. En algunas formas de realización, la batería es una batería de litio, tal como una batería de Li-SOCh. En algunas formas de realización, la batería se puede acoplar a un supercondensador para proporcionar un voltaje de salida constante y/o para proporcionar alimentación durante picos de corriente transitorios, lo cual amplía la vida de la batería. En algunas formas de realización, el regulador 406 incluye una interfaz de I2C que funciona como un contador de culombios y/o proporciona control de la corriente. En algunas formas de realización, el regulador 406 puede realizar un seguimiento de los culombios totales extraídos de la batería durante todo el funcionamiento del dispositivo terminal 400. En algunas formas de realización, esta información se puede transmitir al dispositivo de pasarela 306 para su uso en la monitorización de la condición del dispositivo terminal 400, tal como el estado de la batería. En algunas formas de realización, el dispositivo de pasarela 306 puede determinar un tiempo de vida esperado de la batería del dispositivo terminal 400 y/o puede ajustar el funcionamiento del dispositivo terminal 400 para optimizar el tiempo de vida operativo del dispositivo terminal 400.
En algunas formas de realización, el dispositivo terminal 400 incluye un indicador, tal como un LED (diodo emisor de luz) para generar una señal intermitente con el fin de indicar que el dispositivo está funcionando correctamente. En algunas formas de realización, el LED se puede activar periódicamente (por ejemplo, cada 10 segundos), mientras que, en algunas formas de realización, el LED se puede activar por parte de un usuario para comprobar el estado del dispositivo terminal 400. En algunas formas de realización, el indicador puede incluir una LCD (pantalla de cristal líquido) de baja potencia y/o un zumbador, un buscapersonas, o un altavoz para proporcionar retroalimentación de audio.
En algunas formas de realización, el dispositivo terminal 400 puede incluir un contador/totalizador para recibir entradas de uno o más sensores y/o caudalímetros por medio de la interfaz 408. Por ejemplo, el microcontrolador 402 puede contar impulsos de salida de contadores provenientes de un contador de tipo salida por impulsos. En algunas formas de realización, los contadores del tipo salida por impulsos pueden incluir un interruptor de láminas (por ejemplo, para contacto seco) y/o un colector abierto (por ejemplo, para contacto húmedo).
En algunas formas de realización, las interfaces de sensores 408 se pueden acoplar a una interrupción en el microcontrolador 402 que puede hacer que se incremente el totalizador. En algunas formas de realización, los totalizadores se pueden implementar en forma de hardware, software o firmware en el microcontrolador 402. En algunas formas de realización, el totalizador puede ser reinicializable desde el dispositivo de pasarela 306. En algunas formas de realización, el tiempo del último impulso observado (o de todos los impulsos observados) se puede guardar en memoria en el microcontrolador 402, y se puede transmitir al dispositivo de pasarela 306 con el recuento del contador. En algunas formas de realización, la interfaz 408 incluye interrupciones de puertos activadas por flancos.
En algunas formas de realización, el microcontrolador 402 incluye un lector de ASCII configurado de acuerdo con un protocolo SENSUS. En algunas formas de realización, esto puede proporcionar otra implementación para que un sensor se comunique con el dispositivo terminal 400. En algunas formas de realización, las comunicaciones pueden producirse por medio de una interfaz de 3 hilos de acuerdo con el protocolo SENSUS. En algunas formas de realización, se leen datos de sensores desde el registro de SENSUS (caracteres ASCII) por medio de la interfaz 408. El tiempo de cada una de las últimas lecturas se puede guardar en memoria y se puede comunicar devolviéndolo al dispositivo de pasarela 306 con el recuento del contador.
En algunas formas de realización, el microcontrolador 402 incluye una función de envío de datos que puede enviar automáticamente datos a intervalos, donde el tiempo del intervalo de datos puede ser programable por el dispositivo de pasarela 306 ó el proveedor de servicios 206. En un ejemplo, el intervalo de los informes puede ser del orden de cada segundo, uno o más minutos, cada hora, diario, semanal, mensual, etcétera. En algunas formas de realización, el dispositivo terminal 400 puede transmitir información cuando sea consultado por el dispositivo de pasarela 306. De este modo, el dispositivo terminal 400 puede funcionar tanto en un modo de envío sin solicitud previa como en un modo de envío con solicitud previa para transmitir datos al dispositivo de pasarela 306.
En algunas formas de realización, el microcontrolador 402 puede incluir un control dinámico del transceptor de RF, tal como el transceptor 404. En algunas formas de realización, esto permite que el microcontrolador 402 optimice la función de enlace de radiocomunicaciones para determinar la configuración operativa del transceptor 404 analizando el enlace entre el dispositivo terminal 400 y el dispositivo de pasarela 306. En algunas formas de realización, la optimización equilibrará el funcionamiento de radiocomunicaciones con la vida de la batería. Por ejemplo, pueden ser seleccionables al menos dos modos generales de optimización del enlace de radiocomunicaciones. En algunas formas de realización, estos modos del enlace de radiocomunicaciones pueden ser seleccionados por el dispositivo de pasarela 306 y/o por el proveedor de servicios 206, por ejemplo.
A título de ejemplo, se puede proporcionar un primer modo para conservar la batería del dispositivo terminal 400. Por ejemplo, la potencia de transmisión de RF del enlace PHY LoRa, el ancho de banda (BW) y el factor de ensanchamiento (SF) se pueden controlar dinámicamente por software para minimizar el consumo de energía y maximizar la capacidad del alcance sin necesidad de cambiar configuración del hardware. En algunas formas de realización, este control dinámico se puede basar en un indicador de intensidad de la señal recibida (RSSI), una relación señal/ruido (SNR), una probabilidad de errores de paquete (PER) y/o una detección de la actividad del canal (CAD). Por ejemplo, el dispositivo de pasarela 306 puede indicar al dispositivo terminal 400 la potencia más baja requerida para proporcionar una señal al dispositivo de pasarela 306.
En algunas formas de realización, se puede proporcionar un segundo modo que configura el aparato de radiocomunicaciones en el dispositivo terminal 400 para el enlace de radiocomunicaciones de mayor intensidad a costa de usar más energía de la batería.
En algunas formas de realización, se pueden proporcionar modos adicionales que utilizan diversas técnicas de modulación para una transmisión de datos y/o una conservación de la energía optimizadas. Por ejemplo, el dispositivo terminal 400 y/o el dispositivo de pasarela 306 pueden seleccionar un protocolo de comunicaciones sobre la base del número de dispositivos, los recursos inalámbricos disponibles, la intensidad de la señal, la parte común de software y/o hardware, etcétera.
En algunas formas de realización, el dispositivo de pasarela 306 puede monitorizar la condición del dispositivo terminal. Monitorizando parámetros específicos del dispositivo terminal 400 (tales como la energía de la batería, los voltajes de alimentación internos, el estado de la memoria, la utilización de la memoria, la temperatura, la humedad, la frecuencia de los informes, la frecuencia de muestreo de datos, la intensidad de la señal, la ubicación, etcétera), puede monitorizarse la condición del dispositivo terminal 400 y la misma se puede notificar de vuelta al dispositivo de pasarela 306, y, a continuación, pasarla, por ejemplo, al proveedor de servicios 206. En algunas formas de realización, puede notificarse la condición del dispositivo terminal 400 devolviéndola al dispositivo de pasarela 306 únicamente cuando se produce un cambio en uno o más parámetros (o el cambio está por encima o por debajo de un umbral) con el fin de minimizar la transferencia de datos, lo cual, a su vez, puede ampliar la vida de la batería.
En algunas formas de realización, el dispositivo terminal 400 puede incluir un reloj de tiempo real (RTC) para marcar con sellos de tiempo datos de los sensores y para iniciar eventos controlados por tiempo tales como periodos de suspensión, para transmitir eventos y para coordinar ranuras de recepción. En algunas formas de realización, el reloj de tiempo real se puede implementar en hardware, software y/o firmware para mantener un seguimiento del tiempo.
En algunas formas de realización, el dispositivo terminal 400 puede incluir un divisor de voltaje, un convertidor reductor, y/o un convertidor elevador para proporcionar diversos niveles de voltaje a los componentes del dispositivo terminal 400.
En algunas formas de realización, cuando se implementa una lectura automática de contadores con 3 hilos, de acuerdo con el protocolo SENSUS, la interfaz de sensores 408 puede incluir una línea compartida de alimentación y reloj. En algunas formas de realización, la línea de reloj y las líneas de alimentación se pueden proporcionar de manera independiente.
En algunas formas de realización, se pueden proporcionar la interfaz 408 y/o un puente de USB para diagnóstico y/o firmware o software actualizado en el dispositivo terminal 400. En algunas formas de realización, la interfaz 408 y/o un puente de USB pueden ser el método principal para transferir datos de sensores desde y datos de control hacia el dispositivo terminal 400.
La figura 4B ilustra una representación gráfica de componentes de un dispositivo terminal 410 de ejemplo, tal como el(los) dispositivo(s) terminal(es) 104, 106, 204 y/ó 304. En algunos ejemplos, los componentes del dispositivo terminal 410 pueden estar situados en una o más placas de circuito impreso (PCBs), dispuestas en el interior de una carcasa del dispositivo terminal 410, o dispuestas exteriores con respecto a la carcasa del dispositivo terminal 410.
En algunos ejemplos, el dispositivo terminal 410 incluye un microcontrolador 412 para controlar las operaciones del dispositivo terminal 410. El microcontrolador 412 puede incluir hardware, software o firmware diverso para llevar a cabo o admitir las funciones del dispositivo terminal 410, que incluyen aunque sin carácter limitativo: un procesador (RISC) de 16 bits con un Multiplicador de Hardware de 32 bits que funciona a una frecuencia de 8 MHz; 128 kilobytes (KB) de RAM ferroeléctrica (FRAM); 2 KB de SRAM; un pin de entrada/salida de propósito general (GPIO); un coprocesador de cifrado/descifrado (por ejemplo, un criptoacelerador) para diversos estándares de cifrado, incluidos el AES-128 y el 256 (Estándar de Cifrado Avanzado); temporizadores, incluidos cinco temporizadores de 16 bits y 14 temporizadores de captura/comparación total; una comunicación de USB a través de un puerto externo; 1 bus de interfaz periférica en serie (SPI); un bus de ordenador en serie I2C; un Reloj de Tiempo Real (RTC); y/o una referencia de Reloj de Tiempo Real con XTAL de 32.768 kHz.
En algunas formas de realización, la comunicación entre el dispositivo de pasarela (por ejemplo, el dispositivo de pasarela 306) y los dispositivos terminales (por ejemplo, el dispositivo terminal 304, 410) se puede facilitar a través de una red, tal como una red en malla o en estrella de radiocomunicaciones compatible con técnicas de modulación LoRa, u otras técnicas de modulación de redes de área extensa de baja potencia. En algunas formas de realización, el dispositivo terminal 410 puede incluir un transceptor de RF 414, tal como un transceptor de SEMTECH. En algunas formas de realización, el transceptor de RF 414 puede tener las siguientes capacidades: sensibilidad de hasta -137 dBm; modulador/demodulador LoRa y modulador/demodulador (G)FSK configurables por software; interfaces de presentación de radiocomunicaciones de TX (transmisión) y RX(recepción) duales; trayectorias de demodulación programables; adaptación de velocidad de datos dinámica ( d d R ) ; y diversas de antenas o funcionamiento simultáneo de banda dual.
En algunos ejemplos, el transceptor de RF 414 se puede comunicar con dispositivos, tales como el(los) dispositivo(s) de pasarela 102, 202 y/ó 306. En algunas formas de realización, el transceptor 414 puede tener diversas trayectorias de comunicación, tales como una primera trayectoria de transmisión (TX) 416, una segunda trayectoria de transmisión 418, y una trayectoria de recepción (RX) 420. En algunos ejemplos, el transceptor de RF 414 puede utilizar la primer trayectoria de TX 416 para transmitir datos cuando el dispositivo terminal 410 está conectado a una alimentación externa. Tal como se ilustra, la primera trayectoria de TX 416 puede incluir un amplificador de potencia de 1 W que puede ajustar dinámicamente la potencia de transmisión a 1 W, lo cual puede habilitarse y/o deshabilitarse por medio del microcontrolador 412. En algunos ejemplos, el transceptor puede utilizar la segunda trayectoria de TX 418 para transmitir datos cuando el dispositivo terminal 410 se alimenta con una alimentación interna. En algunos ejemplos, el transceptor de RF 414 puede utilizar la trayectoria de RX 420 para recibir datos usando antenas. En algunos ejemplos, el microcontrolador 412 puede controlar un conmutador unipolar de doble vía 421 para seleccionar entre la primera trayectoria de TX 416 y la segunda trayectoria de TX 418 sobre la base de si el dispositivo terminal 410 está conectado a una alimentación externa o una alimentación interna. En algunos ejemplos, el microcontrolador 412 puede controlar un conmutador unipolar de doble vía 422 para realizar una selección entre una de las trayectorias de TX 416 y 418, o la trayectoria de RX 420, sobre la base de si el transceptor de RF 414 está transmitiendo o recibiendo datos. En varias formas de realización, la primera trayectoria de T x 416, la segunda trayectoria de TX 418 y/o la trayectoria de RX 420 pueden incluir uno o más filtros pasabanda de SAW (onda acústica de superficie) o filtros pasobajo que pueden limitar el ancho de banda del receptor, lo cual, en algunas formas de realización, puede mejorar el ruido térmico (kTB) y puede evitar interferencias fuera de banda y atenuar la transmisión de armónicos en el transceptor 414.
En varios ejemplos, el dispositivo terminal 410 puede incluir una antena interna 424 situada dentro de una carcasa del dispositivo terminal 410 para transmitir y recibir señales para el transceptor de RF 414 a través de redes 210. En algunos ejemplos, el dispositivo terminal 410 puede incluir, además, una antena externa 426 situada exteriormente con respecto a la carcasa del dispositivo terminal para transmitir y recibir señales para el transceptor de RF a través de redes 210. En algunos ejemplos, el dispositivo terminal 410 puede incluir uno o más puertos adaptados para acoplar el dispositivo terminal 410 a una o más antenas externas. El microcontrolador puede controlar si el transceptor de RF 414 usa la antena interna 424 ó la antena externa 426 usando un conmutador unipolar de doble vía 428. Por ejemplo, si el dispositivo terminal 410 está en un entorno en el que las señales de RF tienen problemas de acceso (por ejemplo, cajas metálicas, sótanos de un edificio, etcétera), si la intensidad de una señal recibida está por debajo de un umbral, o si una transmisión no se ha recibido o no se ha proporcionado su acuse de recibo, el microcontrolador 412 se puede programar para seleccionar la antena externa 426, que puede estar posicionada fuera del entorno.
En varias formas de realización, el dispositivo terminal 410 se puede alimentar a través de una fuente de alimentación externa, tal como una alimentación por USB (bus serie universal) 429, que puede proporcionar alimentación con diversos voltajes, tales como 5 voltios. En otros ejemplos, una conexión de la pared puede alimentar el dispositivo terminal 410. En algunos ejemplos, el dispositivo terminal 410 puede incluir un conversor de USB-a-UART 430 que recibe energía a través de la alimentación por USB 429. En algunos ejemplos, el USB 429 comprende, además, un puente de USB que se puede usar para diversas comunicaciones, tales como diagnósticos y/o actualizaciones de firmware o software con el dispositivo terminal 410.
En algunos ejemplos, el dispositivo terminal 410 incluye una o más baterías 432 y uno o más supercondensadores 433 que actúan como fuente de alimentación interna. En algunos ejemplos, las baterías 432 y los supercondensadores 433 pueden alimentar componentes del dispositivo terminal 410 (por ejemplo, el microcontrolador 412, el transceptor de RF 414, etcétera). En algunos ejemplos, el dispositivo terminal 410 puede incluir un indicador de nivel de gas 434. El indicador de nivel de gas 434 puede incluir un contador de culombios con un convertidor reductor-elevador integrado. En algunos ejemplos, el indicador de nivel de gas 434 puede limitar la corriente que fluye desde las baterías 432 para cargar el supercondensador 433. En la descripción correspondiente a la figura 6B puede encontrarse una descripción adicional de las baterías 432 y del supercondensador 433.
En algunos ejemplos, el dispositivo terminal 410 puede incluir un diodo 435, tal como un diodo OR, que puede ser controlable por el microcontrolador 412, o puede seleccionar automáticamente entre alimentación externa (por ejemplo, la alimentación por USB 429) o alimentación interna (por ejemplo, las baterías 432 y el supercondensador 433). En algunos casos, el dispositivo terminal 410 incluye varias fuentes de conmutación 436, tales como un convertidor reductor de 2.1 V, una VREF de 2.048 V y/o un convertidor elevador de 5 V. En algunos ejemplos, las fuentes de conmutación 436 pueden elevar, o reducir, el voltaje de la alimentación suministrada por la fuente de alimentación externa o la fuente de alimentación interna basándose en los voltajes nominales para alimentar componentes del dispositivo terminal 410.
En algunos ejemplos, el dispositivo terminal 410 puede incluir uno o más sensores 438 para medir condiciones dentro del dispositivo terminal 410 y/o en el entorno del dispositivo terminal 410. En algunos ejemplos, los sensores 438 pueden incluir un sensor de humedad relativa, un sensor de presión y/o un sensor de temperatura. El microprocesador 412 puede controlar los sensores 438 y/o recibir mediciones de los sensores.
En algunos casos, el dispositivo terminal 410 puede incluir una interfaz plug-of-nails 440 para recibir un conector plug-of-nails. En algunos casos, la interfaz plug-of-nails 440 puede recibir una conexión de un cable plug-of-nails para programar el microcontrolador 412 y/o los procesadores incluidos en el microcontrolador 412. En algunos casos, la interfaz plug-of-nails 440 puede comprender un contacto con uno o más agujeros pasantes y puntos de conexión para la entrada y el contacto de un conector plug-of-nails de esta manera, la interfaz plug-of-nails 440 puede ahorrar espacio en la placa del circuito, disminuir el coste de la lista de materiales (BOM), y disminuir la carga del inventario del dispositivo terminal 410 ya que, en la placa, no reside ningún equipo mecánico.
En algunos ejemplos, el dispositivo terminal 410 puede incluir uno o más diodos emisores de luz (LEDs) 442. Los LED 442 pueden incluir cuatro LED de MCU que no son visibles externamente, un LED de alimentación (por ejemplo, tal como un LED 1219, que se describe posteriormente en relación con la figura 12) que está activado cuando se suministra la alimentación externa, y dos LED (un LED para transmisión por USB y un LED para recepción por USB) que no son visibles externamente para el dispositivo terminal 410 cuando se encuentra dentro de un cerramiento 1100, que se describirá posteriormente en relación con la figura 11.
En algunos ejemplos, el microcontrolador 412 incluye una interfaz de sensores 444 para comunicarse con diversos sensores, tales como los sensores 114, 116 y/ó 302. En algunos ejemplos, la interfaz de sensores 444 puede incluir uno o más puertos de hardware configurados para acoplar comunicativamente el dispositivo terminal 410 con los sensores, por ejemplo, a través de uno o más cables. En algunos casos, la interfaz de sensores incluye, además, uno o más componentes, módulos y/o circuitos para recibir datos y almacenar los datos de los sensores. En algunos ejemplos, la interfaz de sensores 444 está configurada para acoplarse con múltiples sensores, incluidos, aunque sin carácter limitativo, sensores de Lectura Automática de Contadores (AMR) de 3 hilos, sensores de efecto Hall, sensores de interruptor de láminas, sensores de impulsos y sensores magneto-resistivos. En algunos casos, la interfaz de sensores 444 puede incluir cualquier interfaz por cable o inalámbrica. En la descripción de la figura 6B puede encontrarse una descripción adicional de la interfaz de sensores 444.
En algunas formas de realización, la interfaz de sensores 444 se puede acoplar a una interrupción en el microcontrolador 412 que puede hacer que se incremente el totalizador. En algunas formas de realización, los totalizadores se pueden implementar en forma de hardware, software o firmware en el microcontrolador 412. En algunas formas de realización, el totalizador puede ser reiniciable desde el dispositivo de pasarela 306. En algunas formas de realización, el tiempo del último impulso observado (o de todos los impulsos observados) se puede guardar en memoria en el microcontrolador 412, y se puede transmitir al dispositivo de pasarela 306 con el recuento del contador. En algunas formas de realización, la interfaz 444 incluye interrupciones de puertos activadas por flancos.
En algunas formas de realización, el microcontrolador 412 incluye un lector de ASCII configurado de acuerdo con un protocolo SENSUS. En algunas formas de realización, esto puede proporcionar otra implementación para que un sensor se comunique con el dispositivo terminal 410. En algunas formas de realización, las comunicaciones pueden producirse por medio de una interfaz de 3 hilos de acuerdo con el protocolo SENSUS. En algunas formas de realización, se leen datos de sensores desde el registro de SENSUS (por ejemplo, en forma de caracteres ASCII) por medio de la interfaz de sensores 444. El tiempo de cada una de las últimas lecturas se puede guardar en memoria y se puede comunicar devolviéndolo al dispositivo de pasarela 306 con el recuento del contador.
En algunas formas de realización, el microcontrolador 412 incluye una función de envío de datos que puede enviar automáticamente datos a intervalos, donde el tiempo del intervalo de datos puede ser programable por el dispositivo de pasarela 306 o el proveedor de servicios 206. En un ejemplo, el intervalo de los informes puede ser del orden de cada segundo, uno o más minutos, cada hora, diario, semanal, mensual, etcétera. En algunas formas de realización, el dispositivo terminal 410 puede transmitir información cuando sea consultado por el dispositivo de pasarela 306. De este modo, el dispositivo terminal 410 puede funcionar tanto en un modo de envío sin solicitud previa como en un modo de envío con solicitud previa para transmitir datos al dispositivo de pasarela 306.
En algunas formas de realización, el microcontrolador 412 puede incluir un control dinámico del transceptor de RF. En algunas formas de realización, esto permite que el microcontrolador 412 optimice la función de enlace de radiocomunicaciones para determinar la configuración operativa del transceptor 414 analizando el enlace entre el dispositivo terminal 410 y el dispositivo de pasarela 306. En algunas formas de realización, la optimización equilibrará el funcionamiento de radiocomunicaciones con la vida de la batería. Por ejemplo, pueden ser seleccionables al menos dos modos generales de optimización del enlace de radiocomunicaciones. En algunas formas de realización, estos modos del enlace de radiocomunicaciones pueden ser seleccionados por el dispositivo de pasarela 306 y/o por el proveedor de servicios 206, por ejemplo.
A título de ejemplo, se puede proporcionar un primer modo para conservar las baterías del dispositivo terminal 410. Por ejemplo, la potencia de transmisión de RF del enlace PHY LoRa (o cualquier protocolo de red de área inalámbrica de baja potencia), el ancho de banda (BW) y el factor de ensanchamiento (SF) se pueden controlar dinámicamente por software para minimizar el consumo de energía y maximizar la capacidad del alcance sin necesidad de cambiar configuración del hardware. En algunas formas de realización, este control dinámico se puede basar en un indicador de intensidad de la señal recibida (RSSI), una relación señal/ruido (SNR), una probabilidad de errores de paquete (PER) y/o una detección de la actividad del canal (CAD). Por ejemplo, el dispositivo de pasarela 306 puede indicar al dispositivo terminal 410 la potencia más baja requerida para proporcionar una señal al dispositivo de pasarela 306.
En algunas formas de realización, se puede proporcionar un segundo modo que configura el aparato de radiocomunicaciones en el dispositivo terminal 410 para el enlace de radiocomunicaciones de mayor intensidad (por ejemplo, 1 vatio) a costa de usar más energía de la batería.
En algunas formas de realización, el dispositivo terminal 410 puede monitorizar la condición del dispositivo terminal 410. Monitorizando parámetros específicos del dispositivo terminal 410 (tales como la energía de la batería, el voltaje de alimentación, el estado de la memoria, la utilización de la memoria, la temperatura, la humedad, la frecuencia de los informes, la frecuencia de muestreo de datos, la intensidad de la señal, la ubicación, etcétera), puede monitorizarse la condición del dispositivo terminal 410 y la misma se puede notificar de vuelta al dispositivo de pasarela 306, y, a continuación, pasarla, por ejemplo, al proveedor de servicios 206. En algunas formas de realización, puede notificarse la condición del dispositivo terminal devolviéndola al dispositivo de pasarela únicamente cuando se produce un cambio en uno o más parámetros (o un cambio está por encima o por debajo de un umbral) con el fin de minimizar la transferencia de datos, lo cual, a su vez, puede prolongar la vida de la batería.
En algunas formas de realización, el dispositivo terminal 410 puede incluir un reloj de tiempo real (RTC) para marcar con sellos de tiempo datos de los sensores y para iniciar eventos controlados por tiempo tales como periodos de suspensión, para transmitir eventos y para coordinar ranuras de recepción. En algunas formas de realización, el reloj de tiempo real se puede implementar en hardware, software y/o firmware para mantener un seguimiento del tiempo.
La figura 5 muestra un dispositivo 500 que ilustra detalles de un transceptor, tal como el transceptor 404 de la figura 4A y el transceptor de RF 414 de la figura 4B, por ejemplo. En algunas formas de realización, el transceptor 500 es un transceptor LoRa, tal como un transceptor de SEMTECH. En algunas formas de realización, el transceptor 500 puede implementar cualquier protocolo de comunicaciones inalámbricas de acuerdo con el transceptor de SEMTECH.
En algunas formas de realización, el transceptor 500 puede incluir un control de transmisión/recepción (TR) de un conmutador SPDT (unipolar, de doble vía). En algunas formas de realización, las trayectorias de recepción y transmisión independientes pueden permitir una adaptación de impedancia personalizada para cada trayectoria. Por ejemplo, una adaptación de impedancia puede proporcionar aproximadamente una ganancia de 2 dB en el balance del enlace. En algunas formas de realización, se pueden usar dos o más antenas además o en lugar del conmutador SPDT.
En algunas formas de realización, el módulo de SEMTECH tiene dos pines disponibles para la transmisión: RFO_HF (22), que tiene una potencia de transmisión de -4 dBm a 14 dBm; y PA_BOST: de -2 dBm a 20 dBm. En algunas formas de realización, el primer pin proporciona una alta eficiencia, mientras que el segundo pin puede ser menos eficiente, aunque puede proporcionar un mejor alcance de transmisión. En algunas formas de realización, el pin de transmisión se puede seleccionar dinámicamente de acuerdo con una o más instrucciones recibidas, por ejemplo, desde el dispositivo de pasarela 306.
La figura 6 ilustra una forma de realización de una fuente de alimentación 602 que se puede implementar en el dispositivo terminal 400 de la figura 4A y/o el dispositivo terminal 410 de la figura 4b .
En algunos ejemplos, la fuente de alimentación 602 puede incluir una fuente de alimentación externa 604 y una fuente de alimentación interna que incluye la fuente de batería interna 606 y el supercondensador 608. En diversos ejemplos, la fuente de alimentación 602 puede incluir una selección de alimentación 610 para realizar una selección entre la fuente de alimentación externa 604 y la fuente de alimentación interna que incluye la fuente de batería interna 606, dándose salida a la alimentación seleccionada hacia el supercondensador 608. En diversos ejemplos, una o más de entre la fuente de alimentación externa 604 o la fuente de alimentación interna que incluye la fuente de batería interna 606 y el supercondensador 608 pueden proporcionar alimentación a una o más fuentes de conmutación 612, que, a su vez, proporcionan alimentación a diversos componentes del dispositivo terminal 400 y/o el dispositivo terminal 410.
En algunos ejemplos, la fuente de alimentación externa 604 puede comprender alimentación suministrada a través de un puerto USB del dispositivo terminal 410 (por ejemplo, el USB 429). En algunos ejemplos, el voltaje de alimentación VUSB 614 puede comprender un voltaje suministrado a través de un puerto USB que oscila entre 4.0 voltios y 5.25 voltios. La fuente de alimentación externa 604 puede incluir, además, un convertidor reductor de 3.8 voltios 616 configurado para recibir un voltaje entre 4 voltios y 40 voltios y reducir el voltaje a 3.8 voltios con el fin de suministrar alimentación al dispositivo terminal 410. Aunque la fuente de alimentación externa 604 se ilustra como una fuente de alimentación de USB, la misma puede comprender, de manera adicional o alternativa, cualquier tipo de fuente de alimentación externa, tal como una alimentación de pared.
La fuente de alimentación 602 puede incluir, además, una fuente de alimentación interna que comprende la fuente de batería interna 606 y el supercondensador 608. En algunos ejemplos, la fuente de batería 606 puede incluir un banco de baterías 618, un conmutador de batería 620 y un conector de batería auxiliar 622. En algunos casos, el banco de baterías 618 puede incluir una o más baterías dispuestas en serie o paralelo para proporcionar alimentación al dispositivo terminal 410. En algunos casos, el banco de baterías 618 puede incluir cualquier tipo de batería, tal como litio cloruro de tionilo (Li-SOCh), y puede comprender un número o tamaño cualquiera de baterías. El conmutador de batería 620 puede ser cualquier tipo de conmutador (por ejemplo, unipolar de una sola vía) controlado por un microcontrolador, tal como los microcontroladores 402 y/o 412, configurado para permitir selectivamente que el banco de baterías 618 proporcione alimentación a los componentes y la circuitería del dispositivo terminal 410. Por ejemplo, el conmutador de batería 620 puede ser un conmutador de palanca físico operativo para aislar la fuente de batería interna 606 con respecto a la fuente de alimentación 602 con el fin de evitar que el banco de baterías 618 se consuma durante el transporte. El conector de batería auxiliar 622 puede comprender cualquier tipo de conector de hardware con conexiones eléctricas para conectarse al banco de baterías 618 y proporcionar trayectorias eléctricas desde el banco de baterías 618 hasta la circuitería de la fuente de alimentación 602. En algunos ejemplos, la fuente de batería interna 606 puede cargar el supercondensador 608.
El supercondensador 608 puede comprender un circuito equilibrador de supercondensador 624, un primer condensador 626 y un segundo condensador 628. En algunos casos, el primer condensador 626 comprende un único condensador, o dos o más condensadores en serie. En algunos casos, puede seleccionarse un número de condensadores sobre la base de la cantidad de energía a almacenar, requisitos de voltaje, potencia de transmisión, etcétera. En algunos casos, el segundo condensador 628 puede comprender un número cualquiera de condensadores, similares al primer condensador 626. En algunos ejemplos, el circuito equilibrador de supercondensador 624 puede incluir diversos componentes, incluidos resistores, condensadores y amplificadores operativos. No obstante, en calidad de circuito equilibrador de supercondensador 624 pueden implementarse otros tipos de circuitos de equilibrado del supercondensador. En algunos ejemplos, el circuito equilibrador de supercondensador 624 puede funcionar de manera que evite un problema de sobrevoltaje y/o un problema de sobrecorriente que se produzca con los condensadores 626 y 628. Por ejemplo, el circuito equilibrador de supercondensador 624 puede evitar a los condensadores 626 y 628 daños provocados por un voltaje o corriente demasiado grande suministrado desde la fuente de batería interna 606. En diversos ejemplos, componentes del circuito equilibrador de supercondensador 624 pueden incluir uno o más resistores de 10 megaohmios, tal como se ilustra. La selección de estos resistores de valor relativamente alto puede dar como resultado ventajas, tales como menos pérdidas de corriente. Por ejemplo, el circuito equilibrador de supercondensador 624 puede tener un voltaje de entrada de 3.6 voltios hasta 4.2 voltios. Aunque unos simples resistores pasivos pueden funcionar en lugar del circuito equilibrador activo de supercondensador 624, resistores del orden de 1 megaohmio pueden dar como resultado un desaprovechamiento de corriente debido a pérdidas, tal como 4 microamperios de corriente desaprovechada. En algunos ejemplos, esto puede representar una cantidad significativa de pérdidas (por ejemplo, un 15% del consumo total). Por consiguiente, la selección de los 10 megaohmios, u otra resistencia de un valor elevado parecido, puede dar como resultado un menor desaprovechamiento de corriente, lo cual puede alargar la vida del banco de baterías 618.
En algunos ejemplos, el primer condensador 626 y el segundo condensador 628 se pueden colocar en paralelo y recibir alimentación a través del circuito equilibrador de supercondensador 624. En algunos ejemplos, el primer condensador 626 y el segundo condensador 628 pueden comprender condensadores de aproximadamente 0.5 faradios (por ejemplo, 0.47 F) que, cuando se colocan en paralelo, dan como resultado una capacidad de 1 faradio.
El circuito equilibrador de supercondensador 624 puede cargar el primer condensador 626 y el segundo condensador 628 usando alimentación suministrada desde la fuente de batería interna 606.
En algunos ejemplos, la fuente de alimentación 602 puede incluir un indicador de nivel de gas 630, tal como el indicador de nivel de gas 434 de la figura 4B. En algunos ejemplos, el indicador de nivel de gas 630 puede incluir un convertidor reductor/elevador de 3.6 voltios para ajustar el voltaje del banco de baterías 618 de manera que sea aproximadamente 3.6 voltios. En algunos ejemplos, el indicador de nivel de gas 630 puede incluir, además, un contador de culombios. El contador de culombios puede contar los culombios (por ejemplo, amperios-segundo) que salen del banco de baterías 618 para cargar el supercondensador 608 durante el modo de baja potencia con el fin de determinar la energía total que abandona el banco de batería 618 y/o cuánta energía queda en el banco de baterías 618. En algunos ejemplos, el indicador de nivel de gas 630 puede limitar la cantidad de corriente que sale del banco de baterías 618 para que no supere una corriente de umbral con el fin de evitar que el banco de baterías 618 se descargue demasiado rápidamente cuando se carga el supercondensador 608. En algunos ejemplos, esto puede prolongar la vida del banco de baterías 618.
En algunos ejemplos, la selección de alimentación 616 puede realizar una selección entre la fuente de alimentación externa 604 y la fuente de batería interna 606. En algunos ejemplos, la selección de alimentación 610 puede comprender uno o más conmutadores, transistores u otros componentes controlados por un microcontrolador (por ejemplo, el microcontrolador 412) para realizar una selección entre la fuente de alimentación externa 604 y la fuente de batería interna 606. En algunos ejemplos, la selección de alimentación 610 puede seleccionar la fuente de alimentación externa 604 para que funcione como suministro de la fuente de alimentación 602 cuando el dispositivo terminal 410 se conecta a la alimentación externa, y, en cualquier otro caso, puede seleccionar la fuente de batería interna 606.
En algunos ejemplos, las fuentes de conmutación 612 pueden recibir alimentación, o bien de la fuente de alimentación externa 604, o bien la fuente de alimentación interna que incluye la fuente de batería interna 606 y el supercondensador 608. Las fuentes de conmutación 612 pueden regular el voltaje recibido de las fuentes de alimentación (internas o externas) y conmutar el voltaje a voltajes apropiados para diversos componentes del dispositivo terminal 410. Las fuentes de conmutación 612 pueden incluir una referencia de ADC de 2.048 voltios, un regulador de voltaje de LDO de 3.3 voltios para un conmutador unipolar de doble vía con vistas a la transmisión, tal como el conmutador unipolar de doble vía 420, un convertidor reductor de 2.1 voltios para diversos componentes del sistema (por ejemplo, el microcontrolador 412, el transceptor de RF 414, diodos, amplificadores operativos, etcétera) y un convertidor elevador de 5 voltios para una interfaz de sensores (por ejemplo, la interfaz de sensores 444).
En ejemplos en los que la fuente de batería interna 606 es seleccionada por la selección de alimentación 610 para que actúe como fuente de alimentación 602, el supercondensador 608 se puede descargar, y a continuación recargar por medio de la fuente de batería interna 606. En algunos ejemplos, el supercondensador 608 se puede cargar y descargar de acuerdo con un ciclo de trabajo, donde el ciclo de trabajo es controlado por uno o más del microcontrolador 412 y/o el transceptor de RF 414.
En algunos ejemplos, el dispositivo terminal 410 únicamente puede transmitir datos de medición de recursos recopilados por sensores a diversos intervalos. Cuando el dispositivo terminal 410 no está transmitiendo datos, el transceptor de RF 414 y la circuitería asociada se pueden rebajar a un modo de baja potencia. De esta manera, cuando el dispositivo terminal 410 no está transmitiendo, puede ahorrarse energía para prolongar la vida del banco de baterías 618. En algunos trabajos, el ciclo de trabajo puede presentar un periodo de tiempo mayor para el modo de menor energía cuando se están almacenando datos (por ejemplo, 30 segundos, 1 minuto, 5 minutos, etcétera), en comparación con un modo de comunicación en el que se están transmitiendo datos (por ejemplo, 10 milisegundos, 100 milisegundos, etcétera). En algunos ejemplos, el microcontrolador 412 puede utilizar el transceptor de RF 414 para transmitir señales de potencia relativamente alta (por ejemplo,1^ vatio, 1 vatio, etcétera). En estos ejemplos, la alimentación proporcionada por la fuente de batería interna 606 puede ser insuficiente, y el supercondensador 608 se puede usar para alimentar la circuitería del transceptor de RF 414. Por ejemplo, el supercondensador 608 puede proporcionar al amplificador de potencia de 1 W y al transceptor de RF 414 hasta 1.5 W de potencia, permitiendo que el transceptor de RF 414 transmita las señales de alta potencia. En algunos ejemplos, el supercondensador 608 se puede descargar al menos parcialmente cuando se proporciona alimentación al transceptor de RF 414 en el modo de comunicaciones. Una vez que el supercondensador 608 ha acabado de suministrar alimentación al transceptor de RF 414 para transmitir una señal, el banco de baterías 618 puede recargar el supercondensador 608 durante el modo de baja potencia en correspondencia con los periodos de tiempo más largos con el fin de cargar el supercondensador 608 para la siguiente transmisión. De esta manera, el dispositivo terminal 410 puede recibir y almacenar datos de medición de recursos de sensores usando la fuente de batería interna 606 mientras está en el modo de baja potencia, y puede transmitir datos de consumo de recursos periódicamente usando señales de potencia relativamente alta alimentadas por el supercondensador 608. En algunos ejemplos, los intervalos del modo de comunicaciones y del modo de baja potencia se puede establecer o basar en la potencia de transmisión de las señales.
En algunos ejemplos, los intervalos para el modo de comunicaciones y el modo de baja potencia se pueden ajustar o determinar dinámicamente sobre la base de la carga restante del banco de baterías 618. Por ejemplo, el contador de culombios puede determinar que el banco de baterías 618 está a un nivel bajo, y alargar el intervalo del modo de baja potencia.
En algunos ejemplos, la fuente de batería interna y/o el supercondensador 608 pueden actuar, además, como una fuente de alimentación ininterrumpida (UPS) para el dispositivo terminal 410 cuando se conecta una fuente de alimentación externa 604, pero la misma está proporcionando una alimentación interrumpida.
En varios ejemplos, la fuente de alimentación 602 o una parte de la fuente de alimentación 602 (por ejemplo, la fuente de batería interna 606, el banco de baterías 618, el supercondensador 608, etcétera) puede estar acoplada térmicamente a un disipador térmico. Por ejemplo, el dispositivo terminal 410 puede incluir un disipador térmico que se puede acoplar a un disipador térmico externo, dependiendo de la instalación. En algunos ejemplos, los componentes internos del dispositivo terminal 410 se pueden acoplar a un disipador térmico, tal como un tubo, que mantiene una temperatura relativamente estable y puede actuar como disipador térmico. Además, el disipador térmico puede estar integrado en un soporte de la instalación, en un soporte de la instalación, que se puede sujetar a un tubo usando una o más abrazaderas de manguera, con lo cual se mejora el funcionamiento del dispositivo terminal 410 y se facilita la instalación.
La figura 7 ilustra un proceso de ejemplo 700 para transmitir una señal, por parte de un transceptor de un dispositivo terminal (por ejemplo, dispositivo informático), según un ciclo de trabajo del dispositivo terminal. Las operaciones del proceso 700 pueden ser llevadas a cabo por uno o más software, hardware, firmware o una combinación de los mismos, del dispositivo terminal.
En la referencia 702, el proceso 700 puede hacer que el dispositivo terminal (por ejemplo, el dispositivo terminal 400, el dispositivo terminal 410, etcétera) entre en un modo de baja potencia durante un primer periodo de tiempo predefinido. En algunos ejemplos, el dispositivo terminal puede limitar o eliminar alimentación de diversas partes del dispositivo terminal durante el modo de baja potencia (por ejemplo, el transceptor de RF 414, los componentes 420, 422, 428, etcétera). En algunos ejemplos, el dispositivo terminal puede seguir alimentado otras partes del dispositivo, tales como partes que reciben y almacenan datos de uno o más sensores (por ejemplo, el microcontrolador 412, la interfaz de sensores 444, etcétera). Por ejemplo, en un caso en el que un sensor de AMR de 3 hilos está acoplado al dispositivo terminal 410, el dispositivo terminal 410 completo (salvo un mecanismo temporizador) se apaga entre lecturas de los contadores (por ejemplo, durante 5 a 60 segundos). En algunos casos, cuando interactúa con un interruptor de láminas, un sensor magneto-resistivo o sensores de efecto Hall, la microunidad de control del dispositivo terminal 410 se puede reactivar frecuentemente para muestrear el sensor (por ejemplo, reactivarse durante 50 ps cada 5 ms, o aproximadamente un 1% del ciclo de trabajo).
En la referencia 704, el proceso 700 puede hacer que el dispositivo terminal pase del modo de baja potencia a un modo de comunicaciones durante un segundo periodo de tiempo. En algunos ejemplos, el dispositivo terminal puede pasar al modo de comunicaciones basándose al menos en parte en la detección del final del primer periodo de tiempo predefinido. En algunos ejemplos, el segundo periodo de tiempo puede ser menor (por ejemplo, 10 milisegundos, 100 milisegundos, etcétera) que el primer periodo de tiempo predefinido (por ejemplo, 30 segundos, 1 minuto, 5 minutos, 15 minutos, etcétera). En varios ejemplos, el dispositivo terminal puede consumir menos energía mientras está en el modo de baja potencia con respecto al modo de comunicaciones. En algunos ejemplos, la conmutación al modo de comunicaciones puede comprender activar o proporcionar alimentación a diversos componentes del dispositivo terminal (por ejemplo, el transceptor de RF 414, los componentes 420, 422, 428, etcétera).
En la referencia 706, el proceso 700 puede hacer que un transceptor de RF (por ejemplo, el transceptor de RF 414) transmita a un dispositivo de pasarela una señal que representa una parte de datos de metrología recopilados por uno o más sensores de agua. En algunos ejemplos, un supercondensador (por ejemplo, el supercondensador 608) puede alimentar el transceptor de RF y otros componentes requeridos para transmitir la señal. En algunos ejemplos, la señal puede comprender una señal de alta potencia (por ejemplo, A vatio, 1 vatio, etcétera). Como puede entenderse, aunque se han descrito en relación con datos sobre agua, aspectos de esta divulgación se pueden aplicar a uno o más sensores configurados para monitorizar datos asociados a cualquier recurso.
En la referencia 708, el proceso 700 puede hacer que el dispositivo terminal entre en el modo de baja potencia durante el primer periodo de tiempo predefinido. En algunos ejemplos, el dispositivo informático puede entrar en el modo de baja potencia como respuesta a completar la transmisión de la señal. En algunos ejemplos, el dispositivo informático puede entrar en el modo de baja potencia como respuesta a la detección del final del segundo periodo de tiempo. En algunos ejemplos, el dispositivo informático puede entrar en el modo de baja potencia como respuesta a la recepción de un ACK desde la pasarela, indicando que se ha recibido una transmisión desde el dispositivo terminal a la pasarela.
De este modo, el proceso 700 ilustra un ejemplo de un ciclo de trabajo para un dispositivo terminal, donde la transmisión que se produce en el modo de comunicaciones está alimentada por un supercondensador para transmitir una señal de potencia mayor.
La figura 8 ilustra una interfaz de sensores 802 de ejemplo (por ejemplo, la interfaz de sensores 444) que permite que un dispositivo terminal, tal como el dispositivo terminal 400 y/o el dispositivo terminal 410, se comunique con diversos sensores, tales como los sensores 114, 116 y/o 302. La interfaz de sensores 802 incluye una conexión para sensores 804, que incluye tres puertos de entrada, donde cada puerto de entrada recibe un hilo, cable, jack de entrada, o cualquier otro conector. Como se muestra, el puerto 1 y el puerto 2 tienen, cada uno de ellos, una protección contra descarga electroestática (ESD) 806 en forma de diodos Zener conectados a tierra. No obstante, en otros ejemplos, la protección contra ESD 806 puede comprender otro tipo de protección contra ESD u otra protección contra voltajes transitorios. El puerto 3 proporciona un puerto de entrada a tierra para diversos sensores que están conectados a la conexión para sensores 804.
El puerto 1 está conectado eléctricamente a un generador de reloj de alimentación de AMR 808, y el puerto 2 está conectado eléctricamente a un resistor de elevación (pull-up) 810 y a un módulo habilitador de resistor de elevación 812. El puerto 2 se corresponde además con un comparador de datos 814 y un conmutador de alimentación de comparador 816.
En algunos ejemplos, el puerto 2 comprende un puerto de datos que recibe datos de los sensores conectados a la conexión para sensores 804. En función del tipo de sensor, solamente es necesario utilizar el puerto 2 para recopilar datos. Por ejemplo, si está conectado un sensor de interruptor de láminas, solamente se requiere un cable enchufado en o conectado al puerto 2, y conectado a tierra a través del puerto 3, para comunicar datos por medio de la interfaz de sensores 802.
En ejemplos en los que está conectado un sensor de efecto Hall, un sensor magneto-resistivo o un sensor de interruptor de láminas, el módulo habilitador de resistor de elevación 812 se puede activar para “elevar” el resistor de elevación 810 aplicando un voltaje en el puerto 2 que se corresponda con un voltaje para comunicarse con un sensor de efecto Hall, un sensor magneto-resistivo, un sensor de interruptor de láminas o cualquier otro sensor con una salida de drenador abierto o colector abierto. Por ejemplo, el microcontrolador 412 puede utilizar un MOSFET de canal P del módulo habilitador de resistor de elevación 812 para activar o desactivar el resistor de elevación dependiendo de si la salida del sensor es, respectivamente, de colector abierto/drenador abierto o pushpull.
En ejemplos en los que el microcontrolador 412 activa el MOSFET de canal P para conseguir que el módulo habilitador de resistor de elevación 812 active el resistor de elevación 810 con el fin de aceptar una entrada de un sensor de efecto Hall, un sensor magneto-resistivo o un sensor de interruptor de láminas por medio del puerto 2 de la conexión para sensores 804, el comparador de datos 814 y el conmutador de alimentación de comparador 816 reciben la entrada de datos del sensor. En algunos ejemplos, uno o más módulos, que pueden comprender software, pueden hacer que el microcontrolador 412 configure el comparador de datos 814 y el conmutador de alimentación de comparador 816 para contar impulsos de alimentación de los sensores.
En algunos ejemplos, la entrada del sensor a la conexión para sensores 804 puede comprender uno de un sensor de AMR o un sensor de impulsos. En dichos ejemplos, el sensor de AMR o sensor de impulsos se puede enchufar en la totalidad de los tres puertos de la conexión para sensores 804. El circuito del generador de reloj y alimentación de AMR 808 puede proporcionar alimentación y temporización al sensor de AMR o sensor de impulsos a través del puerto 1. No obstante, en ejemplos en los que el sensor comprende un sensor de AMR o sensor de impulsos, el microcontrolador 412 únicamente hará que el módulo habilitador de resistor de elevación 812 active el resistor de elevación 810 cuando la salida del sensor sea un colector abierto/drenador abierto, si no, el módulo habilitador de resistor de elevación 812 desactiva el resistor de elevación 810 para sensores con salidas push-pull. De manera similar a los otros tipos de sensores, el conmutador de alimentación de comparador 816 puede activarse y desactivarse selectivamente de acuerdo con un ciclo de trabajo basado en software por parte del microcontrolador 412 para recibir impulsos de un sensor usando el comparador de datos 814. En algunos ejemplos, el comparador de datos 814 puede almacenar los datos de impulsos de los sensores en un registro del dispositivo terminal 410.
Con independencia del tipo de sensor, los módulos basados en software hacen que el microcontrolador 412 active selectivamente el conmutador de alimentación de comparador 816 (por ejemplo, activando el MOSFET de canal P), el cual, a su vez, alimenta selectivamente el comparador de datos 814 para que se active y recopile datos de impulsos de los sensores, y para que se vuelva a desactivar después de recopilar los datos de acuerdo con el ciclo de trabajo. En algunos ejemplos, aplicando impulsos al comparador de datos 814, el ciclo de trabajo puede minimizar el consumo de energía para contar impulsos de alimentación de los sensores.
En algunos ejemplos, el ciclo de trabajo puede depender del tipo de sensor. Por ejemplo, diversos sensores pueden tener velocidades de rotación diferentes y/o salidas de sensor diferentes, y el ciclo de trabajo se puede ajustar para garantizar que el comparador de datos 814 se activa para recibir y almacenar los datos, pero se desactiva cuando los sensores no están proporcionando datos por medio del puerto 2 de la conexión para sensores 804. En referencia a los procesos de las figuras 9 y 10 se encuentra a continuación una descripción adicional de estas técnicas.
La figura 9 ilustra un proceso 900 de ejemplo para determinar un tipo de sensor correspondiente a un sensor asociado a un cable de entrada acoplado a un primer puerto de entrada, y aplicar un voltaje a un puerto de entrada con el fin de recibir datos del sensor sobre la base del tipo de sensor. En algunos ejemplos, el microcontrolador 412 del dispositivo terminal 410 puede llevar a cabo las técnicas del proceso 900.
En la referencia 902, el proceso 900 puede determinar un tipo de sensor correspondiente a un sensor asociado a un cable de entrada acoplado al primer puerto de entrada. En algunos ejemplos, el puerto de entrada se puede corresponder con el puerto 2 de la conexión para sensores 804. En diversos ejemplos, el tipo de sensor es un primer tipo de sensor, y el sensor comprende al menos uno de un sensor de interruptor de láminas, un sensor de efecto Hall o un sensor magneto-resistivo. En otros ejemplos, el tipo de sensor es un segundo tipo de sensor, y el sensor comprende por lo menos uno de un sensor de impulsos o un sensor de AMR.
En algunos ejemplos, la determinación del tipo de sensor puede comprender recibir, a través de un cable USB enchufado en un puerto USB del dispositivo terminal 410, una indicación del tipo de sensor. Por ejemplo, un dispositivo informático (por ejemplo, el dispositivo informático 208) puede conectarse al dispositivo terminal 410 para proporcionar la indicación del tipo de sensor. En algunos ejemplos, la determinación del tipo de sensor puede comprender recibir, por medio del transceptor de RF 414 y desde uno o más dispositivos informáticos de servidor (por ejemplo, el(los) proveedor(es) de servicios 206), una señal que comprende la indicación del tipo de sensor.
En la referencia 904, el proceso 900 puede proporcionar selectivamente, basándose al menos en parte en la determinación del tipo de sensor, un primer voltaje al primer puerto de entrada o un segundo voltaje a un segundo puerto de entrada. En algunos ejemplos, el primer voltaje está asociado a un sensor de interruptor de láminas, un sensor de efecto Hall o un sensor magneto-resistivo, y el primer puerto comprende el puerto 2 de la conexión para sensores 804. En algunos ejemplos, el segundo voltaje está asociado a un sensor de impulsos o un sensor de AMR, y el segundo puerto comprende el puerto 1 de la conexión para sensores 804.
En ejemplos en los que el tipo de sensor comprende un primer tipo de sensor asociado a un sensor de interruptor de láminas, un sensor de efecto Hall o un sensor magneto-resistivo, el microcontrolador 412 puede hacer que el módulo habilitador de resistor de elevación 812 active el resistor de elevación 810. En ejemplos en los que el tipo de sensor comprende un segundo tipo de sensor asociado a uno de un sensor de impulsos o un sensor de AMR, el microcontrolador 412 puede hacer que el generador de reloj y alimentación de AMR 808 active y aplique un voltaje en el puerto 1 de la conexión para sensor 804, lo cual, a su vez, puede alimentar y proporcionar temporización para el sensor de impulsos o el sensor de AMR.
En la referencia 906, el proceso 900 puede recibir, del circuito comparador, datos de metrología (por ejemplo, datos de consumo de recursos) del sensor. En algunos ejemplos, el microcontrolador 412 puede hacer que el conmutador de alimentación de comparador 816 active el comparador de datos 814 para recibir los datos de acuerdo con un ciclo de trabajo.
En la referencia 908, el proceso 900 puede almacenar, por medio del circuito comparador, datos de metrología del sensor. En algunos ejemplos, el microcontrolador 412 puede hacer que el conmutador de alimentación de comparador 816 active el comparador de datos 814 para almacenar los datos de acuerdo con el ciclo de trabajo.
La figura 10 ilustra un proceso 1000 de ejemplo para recibir datos por medio de un circuito comparador (por ejemplo, el comparador de datos 814 y/o el conmutador de alimentación de comparador 816) de acuerdo con un ciclo de trabajo. En algunos ejemplos, el proceso 1000 se puede llevar a cabo mediante módulos de software que controlan el microcontrolador 412.
En la referencia 1002, el proceso 1000 puede hacer que un circuito comparador, un circuito de resistor de elevación y un circuito de AMR entren en un modo de baja potencia durante un primer periodo de tiempo. En algunos ejemplos, esto puede comprender que el microcontrolador 412 desactive el generador de reloj y alimentación de AMR 808, el conmutador de alimentación de comparador 816 y/o el módulo habilitador de resistor de elevación 812.
En la referencia 1004, como respuesta a la detección del final del primer periodo de tiempo, el proceso 1000 puede hacer que el circuito comparador y por lo menos uno del circuito de resistor de elevación o el circuito de AMR pasen del modo de baja potencia a un modo activo durante un segundo periodo de tiempo.
En la referencia 1006, el proceso 1000 puede hacer que el circuito comparador recibe y almacene impulsos de un sensor de agua durante un segundo periodo de tiempo, siendo el segundo periodo de tiempo inferior al primer periodo de tiempo. En algunos ejemplos, el sensor de agua comprende un primer tipo de sensor, y en donde el primer tipo de sensor comprende por lo menos uno de un sensor de interruptor de láminas, un sensor de efecto Hall o un sensor magneto-resistivo. En otros ejemplos, el sensor de agua comprende un segundo tipo de sensor, y en donde el segundo tipo de sensor comprende por lo menos uno de entre un sensor de impulsos o un sensor de AMR.
En la referencia 1008, como respuesta a la detección del final del segundo periodo de tiempo, el proceso 1000 puede hacer que el circuito comparador y dicho por lo menos uno del circuito de resistor de elevación o el circuito de AMR pasen del modo activo al modo de baja potencia durante el primer periodo de tiempo.
En algunos ejemplos, el proceso 1000 puede incluir, además, determinar una velocidad de rotación del sensor de agua enchufado en dicho uno o más puertos de entrada, calcular el primer periodo de tiempo sobre la base al menos en parte de la velocidad de rotación y calcular el segundo periodo de tiempo sobre la base al menos en parte de la velocidad a la que el sensor de agua da salida a impulsos.
En varios ejemplos, el proceso 1000 comprende, además, recibir, de uno o más dispositivos informáticos de servidor, una indicación del primer periodo de tiempo y una indicación del segundo periodo de tiempo.
En algunos ejemplos, el proceso 1000 puede incluir, además, enviar datos históricos de la velocidad de rotación asociados al sensor de agua a uno o más dispositivos informáticos de servidor, y recibir, del dispositivo o dispositivos informáticos de servidor, una indicación de un tercer periodo de tiempo, y ajustar el primer periodo de tiempo sobre la base al menos en parte del tercer periodo de tiempo.
La figura 11 representa una carcasa 1100 de ejemplo para un dispositivo terminal, tal como el dispositivo terminal 410. En algunos ejemplos, la carcasa 1100 puede ser en general un cerramiento con forma bivalva que tiene un casquete superior 1102 y un casquete inferior 1104. Uno o más fijadores 1106 pueden fijar al casquete superior 1102 y el casquete inferior 1104 entre sí. En algunos ejemplos, se puede introducir una junta 1108 en torno a un perímetro interior machihembrado del casquete superior 1102 y el casquete inferior 1104, de tal manera que, cuando el casquete superior 1102 y el casquete inferior 1104 se hagan encajar entre sí en combinación con la junta 1108, se cree un sello hermético al agua para la carcasa 1100 del dispositivo terminal. De esta manera, la junta 1108 puede minimizar puntos de fuga dentro de la carcasa 1100. En algunos casos, una PCB 1110 en la que se coloquen los componentes del dispositivo terminal 410 puede incluir aberturas 1112 a través de las cuales pueden pasar los fijadores 1106. Tal como se ilustra, la carcasa 110 puede incluir unas conexiones 1114 para proporcionar una conexión eléctrica para uno o más sensores, según se describe en la presente memoria.
En algunos ejemplos, los fijadores 1106 están acoplados térmicamente a la PCB 1110 y sirven como disipadores térmicos para la carcasa 1100. Además, la carcasa 1100 de ejemplo puede incluir un soporte de montaje externo para montar el dispositivo. En una implementación en la que el dispositivo terminal es un contador de agua que monitoriza el consumo de agua correspondiente a un recurso de agua, la carcasa 1100 se puede instalar por medio de un soporte en un tubo usando una o más abrazaderas de tubo en torno a este último y a través del soporte. Además, el soporte y las abrazaderas para tubo pueden estar acoplados térmicamente a los fijados 1106 (y, por consiguiente, a la p Cb ) para facilitar la transferencia de calor desde el dispositivo terminal al tubo, por ejemplo.
En partes de las figuras 4A-10, diversos componentes, y valores correspondientes a esos componentes, se ilustran como valores específicos. Se contempla que, aunque para algunas formas de realización de la invención reivindicada pueden contemplarse los componentes y valores representados, en algunos ejemplos, pueden seleccionarse otros componentes o valores que llevan a cabo las mismas funciones u operaciones descritas en la presente. A no ser que se mencione lo contrario, pueden añadirse, eliminarse o intercambiarse componentes, y pueden utilizarse otros valores, para llevar a cabo las funciones descritas en la presente memoria.
Concentrador de ejemplo
La figura 12 ilustra una representación gráfica de un concentrador 1200 de ejemplo, tal como el concentrador 262. En varios ejemplos, el concentrador 1200 puede comprender un único chip dispuesto en una única PCB e incluido en un dispositivo de pasarela, tal como el(los) dispositivo(s) de pasarela 202. En algunos ejemplos, el concentrador 1200 puede comprender un concentrador LoRaWAN® con diversidad de antenas, o funcionamiento de banda dual simultáneo, incluidos dos trayectorias de RF independientes, cada una de ellas con capacidad de transmisión y recepción. En varios ejemplos, el concentrador 1200 puede ajustarse a diferentes estándares de interfaz tales como el estándar de interfaz XBee®. Tal como se describe en las posteriores figuras, el concentrador 1200 puede tener un tamaño relativamente pequeño (por ejemplo, 0.24 pulgadas3) y un peso ligero (por ejemplo, 7 gramos).
En varios ejemplos, el concentrador 1200 se puede clasificar en general en tres partes: una parte de CPU/alimentación/interfaz 1202, una parte de banda base 1204 y una parte de radiocomunicaciones 1206.
En algunos ejemplos, la parte de CPU/alimentación/interfaz 1202 puede incluir un procesador RISC de 32 bits 1208 (por ejemplo, Procesador Cortex-M de ARM) que controla operaciones del concentrador 1200, tales como operaciones de alimentación (por ejemplo, control de la fuente de alimentación, control de la fuente de conmutación 1220, etcétera) y diversas operaciones de interacción (por ejemplo, interacción con los LED de Usuario 1210, interacción con el Oscilador de 16 MHz 1214, interacción con la Ref de RTC de 32.768 kHz 1216, etcétera). En varios ejemplos, el procesador RISC de 32 bits 1208 puede controlar operaciones del concentrador 1200 y puede incluir hardware, software o firmware para llevar a cabo o admitir las siguientes funciones, incluidas aunque sin carácter limitativo: frecuencia de CPU de 168 MHz; flash de 1 MB, 192 KB de SRAM; hasta 18 entradas/salidas disponibles externamente de propósito general (GPIO); una velocidad de GPIO con una alternancia de entrada/salida máxima de 84 MHz; un criptoacelerador de hardware gráfico para AES 128, 192, 256, Triple DES, HASH (MD5, SHA-1) y HMAC; temporizadores que incluyen doce de 16 bits y dos de 32 bits; tres conversores independientes analógicos-a-digitales (ADC) de 12 bits con una frecuencia de muestreo de 2.4 MSPS y 5 canales disponibles externamente; un conversor digital-a-analógico (DAC) de 12 bits disponible externamente con una frecuencia de actualización de 1 MSPS y un canal disponible externamente; un reloj de tiempo real (RTC) con una referencia de RTC de 32.768 kHz; un puerto USB 2.0; dos puertos de UART; un bus de interfaz periférica en serie (SPI); un circuito inter-integrado (I2C); y/o un sensor de temperatura integrado.
El procesador RISC de 32 bits 1208 puede recibir entradas del usuario para controlar cuatro (o un número cualquiera de) LEDs configurables por el usuario 1210, y almacenar datos por medio del bus de SPI en 16 Mbit de memoria flash 1212 externa con respecto al chip de procesador 1208, tales como datos de usuario. El concentrador incluye, además, un oscilador de 16 MHz 1214 para controlar la frecuencia de reloj del procesador RISC de 32 bits 1208, y una referencia de reloj de tiempo real ( R t C ) de 32.768 kHz 1216.
La parte de CPU/alimentación/interfaz 1202 del concentrador 1200 puede incluir, además, una cabecera XBee® de 20 pines 1218. De esta manera, el concentrador 1200 se ajusta al factor de forma del estándar industrial para XBee®. La cabecera XBee® de 20 pines 1218 puede comprender, en general, un módulo de radiocomunicaciones compatible con el factor de forma, que proporciona un voltaje de entrada de 2.7 voltios a 5.5 voltios a las fuentes de conmutación 1220. En algunos ejemplos, las fuentes de conmutación 1220 pueden incluir un convertidor reductor/elevador para proporcionar un voltaje de salida de 3.3 voltios (0.8 amperios), otro convertidor reductor/elevador para proporcionar un voltaje de salida de 5 voltios (1 amperio), un convertidor reductor para proporcionar un voltaje de salida de 1.8 voltios (1.25 amperios) y cuatro reguladores de bajo ruido y baja caída (LDO) para alimentar cargas sensibles del concentrador 1200. Además, las cabeceras XBee® 1218 pueden proporcionar energía a un LED de alimentación 1219 para indicar que el concentrador 1200 está encendido.
En algunos ejemplos, la parte de banda base 1204 del concentrador 1200 incluye un procesador de banda base 1222 configurado para gestionar funciones del concentrador 1200 relacionadas en general con la funcionalidad de radiocomunicaciones. En algunos ejemplos, el procesador de banda base está diseñado para tecnologías de comunicación de baja potencia y largo alcance (por ejemplo, LoRaWAN®, u otros protocolos de comunicación). En algunos ejemplos, el procesador de banda base 1222 puede tener una sensibilidad de recepción de hasta -142.5 dBm. En varios ejemplos, un oscilador de 133 MHz 1224 puede determinar la frecuencia de reloj del procesador de banda base 1222. En algunos ejemplos, el procesador de banda base 1222 puede controlar 5 LEDs 1226 que indican el estado tanto de la parte de banda base 1204 como de la parte de radiocomunicaciones 1206. En algunos ejemplos, el Procesador RISC de 32 bits 1208 puede ser programable por un usuario del concentrador 1200. Por ejemplo, el Procesador RISC de 32 bits 1208 puede recibir una o más órdenes de Atención (AT) a través de una interfaz, tal como una de la interfaz de USB o una interfaz de UART. Las órdenes de AT pueden comprender caracteres ASCII para cuyo procesado e interpretación está configurado el Procesador RISC de 32 bits 1208. Las órdenes de AT pueden programar el Procesador RISC de 32 bits 1208, y de este modo, el procesador de banda base 1222, para llevar a cabo diversas funciones, tales como cambiar la potencia de salida a 1 vatio ó A vatio, o emitir órdenes de control hacia el concentrador 1200.
En varios ejemplos, el procesador de banda base 1222 puede controlar dos módulos de radiocomunicaciones del concentrador 1200, tales como el módulo de radiocomunicaciones 1228 y el módulo de radiocomunicaciones 1230, para comunicarse usando dos antenas respectivas, tales como la antena 1232 y la antena 1234, con vistas a una comunicación a través de la(s) red(es) 210. Tal como se ilustra en la figura 12, el módulo de radiocomunicaciones 1228 y el módulo de radiocomunicaciones 1230 pueden incluir componentes iguales o similares para llevar a cabo funciones iguales o similares. Por consiguiente, se describirá el módulo de radiocomunicaciones 1228, y los componentes del módulo de radiocomunicaciones 1230 pueden llevar a cabo una funcionalidad similar usando componentes similares.
El módulo de radiocomunicaciones 1228 puede incluir un transceptor de etapa frontal (front-end) 1236 configurado para procesar una señal a una frecuencia o intervalo de frecuencias particular. En algunos ejemplos, el transceptor de etapa frontal 1236 puede incluir componentes para procesar una señal modulada recibida a través de la antena 1232 obteniendo señales adecuadas para su introducción en el procesador de banda base 1222, o alternativamente modular datos recibidos del procesador de banda base 1222 obteniendo señales adecuadas para su transmisión usando la antena 1232. En algunos ejemplos, el módulo de radiocomunicaciones 1228 puede incluir una trayectoria de transmisión que incluye un balún 1238, un amplificador de potencia de 1 vatio 1240 y un filtro pasobajo 1242. En varios ejemplos, el balún 1238 puede realizar una conversión entre dos señales recibidas, tales como un par diferencial de transmisión (por ejemplo, un par equilibrado) recibido del transceptor de etapa frontal 1236. El balún 1238 puede dar salida a una señal no equilibrada hacia el amplificador de potencia de 1 vatio 1240, que amplifica la señal equilibrada a una potencia de señal de 1 vatio para su transmisión. A través del filtro pasobajo 1242 puede pasar una señal de hasta 1 vatio de potencia para atenuar frecuencias superiores a la frecuencia de corte del filtro pasobajo 1242, especialmente frecuencias armónicas, con el fin de garantizar una compatibilidad electromagnética (EMC) con organismos regulares tales como la FCC. En algunos ejemplos, el módulo de radiocomunicaciones 1228 puede incluir, además, un conmutador unipolar de doble vía (SPDT) 1244 que es controlado por el procesador de banda base 1222 para realizar una selección entre la trayectoria de transmisión y una trayectoria de recepción del módulo de radiocomunicaciones 1228. La señal filtrada, no equilibrada, de 1 vatio, puede pasar a través de un filtro pasobajo de elementos concentrados 1246, y, a su vez, se puede comunicar a través de la(s) red(es) 210 por medio de la antena 1232.
Tal como se ha indicado anteriormente, el módulo de radiocomunicaciones 1228 puede incluir, además, una trayectoria de recepción para recibir señales por medio de la antena 1232. Las señales recibidas pueden pasar de manera similar a través del filtro pasobajo de elementos concentrados 1246 y el conmutador SPDT 1244. Las señales recibidas pueden pasar a través de la trayectoria de recepción para llegar al transceptor de etapa frontal 1236, donde la trayectoria de recepción puede incluir un primer filtro de onda acústica de superficie (SAW) 1248, un amplificador de bajo ruido (LNA) 1250 y un segundo filtro de SAW 1252. En algunos ejemplos, el filtro de SAW 1248 y el filtro de SAW 1252 pueden comprender filtros pasabanda. En varios ejemplos, el primer filtro de saw 1248 puede limitar la frecuencia de las antenas para evitar la saturación del LNA 1250, y el segundo filtro de SAW 1252 puede ayudar con el rechazo de señales fuera de banda sobre la señal recibida.
De este modo, el concentrador tiene dos módulos de radiocomunicaciones, o módulo de radiocomunicaciones 1228 y módulo de radiocomunicaciones 1230, y dos antenas 1232 y 1234 lo cual permite la diversidad. Cada módulo de radiocomunicaciones puede incluir una trayectoria de transmisión completa y una de recepción completa, y son completamente redundantes (por ejemplo, los canales sobre una misma frecuencia pueden usar o bien la antena 1232 o bien la antena 1234 en función de la señal de mayor intensidad). En algunos ejemplos, los dos módulos de radiocomunicaciones y las antenas respectivas permiten canales duales simultáneos. Por ejemplo, un canal puede funcionar a una frecuencia (por ejemplo, 902 MHz), tal como el extremo bajo de la banda médica de radiocomunicaciones (ISM), y un canal que funciona a una segunda frecuencia (por ejemplo, 928 MHz), tal como un extremo alto de la banda de ISM. Como ejemplo alternativo, para un funcionamiento en bandas europeas de ISM, un canal puede funcionar a una frecuencia (868 MHz) con el fin de recibir datos de LoRaWAN, y un canal que funciona a una segunda frecuencia (433 MHZ) para permitir una recepción directa del Wireless M-Bus. Adicionalmente, cada módulo de radiocomunicaciones 1228 y 1230 está configurado para transmitir señales a una potencia alta de la señal, tal como 1 vatio. De este modo, el concentrador 1200 puede comunicar señales de bajo ancho de banda a través de distancias grandes usando las señales de alta potencia.
En algunos ejemplos, el procesador RISC de 32 bits 1208 puede controlar las fuentes de conmutación 1220 para suministrar a los amplificadores de potencia de 1 vatio 1240 y 1258 de los módulos de radiocomunicaciones 1228 y 1230 diversos voltajes en función de la potencia de transmisión. Por ejemplo, las fuentes de conmutación 1220 pueden proporcionar a los amplificadores de potencia de 1 vatio 1240 y 1258 5 voltios para transmisiones de señales de 1 vatio, o pueden proporcionar a los amplificadores de 1 vatio 1240 y 12583.75 voltios para transmisión de señales de A vatio. En algunos ejemplos, los diferentes voltajes pueden mantener una eficiencia del 65% para los amplificadores de potencia de 1 vatio 1240 y 1258 garantizando que los amplificadores funcionan en saturación. En diversos ejemplos, el procesador RISC de 32 bits 1208 puede activar o desactivar diversas fuentes de alimentación, tal como desactivar el convertidor reductor-elevador de 5 V (o, de forma más precisa, permitir que la fuente entre en modos discontinuos energéticamente eficientes) cuando el concentrador 1200 no esté transmitiendo, lo cual puede ahorrar energía.
En varios ejemplos, todos los componentes descritos en la figura 12 como incluidos en el concentrador 1200 se pueden posicionar en un único chip (por ejemplo, el concentrador 1200). Los componentes descritos se pueden seleccionar sobre la base de que los mismos tengan un factor de forma pequeño. Por ejemplo, el concentrador 1200 puede tener una altura del blindaje por debajo de unos 2 milímetros. Los componentes del concentrador 1200 se pueden basar en su factor de forma. Por ejemplo, los filtros pasobajo de elementos concentrados 1246 y 1264, y los filtros de SAW 1248, 1252, 1266 y 1270 se pueden seleccionar por sus reducidos factores de forma. Otros componentes del concentrador 1200 pueden tener de manera similar factores de forma pequeños para reducir el tamaño del concentrador 1200. En algunos ejemplos, el tamaño del concentrador 1200 puede ser de 0.24 pulgadas3 y puede tener un peso de 7 gramos. Por ejemplo, el concentrador 1200 puede tener unas dimensiones de 1.3'' x 0.96'' x 0.19'' aunque ajustándose todavía al estándar de la interfaz XBee®.
La figura 13 ilustra una disposición de componentes de un concentrador 1300 de ejemplo, tal como el concentrador 1200. La disposición de componentes de ejemplo del concentrador 1300 representa posiciones de los diversos LED en el concentrador. Por ejemplo, los cuatro LED configurables por el usuario 1210 están posicionados en la parte superior de la disposición de componentes y fuera de los blindajes, de manera que permanecen visibles incluso cuando los blindajes de radiocomunicaciones están en su sitio. Además, los 5 LED 1226 que indican el estado de la parte de radiocomunicaciones 1206 y la parte de banda base 1204 están posicionados en la parte inferior de la disposición de componentes, fuera del perímetro del blindaje de manera que permanecen visibles después de que se instale el blindaje. Además, el LED de alimentación 1219 mencionado está posicionado cerca de los 5 LEDs 1226. La disposición de componentes del concentrador 1300 de ejemplo también representa las posiciones de diodos de TVS y ESD, colocados junto a cada conexión eléctrica disponible externamente a los blindajes, lo cual permite que el concentrador 1300 de ejemplo se instale fuera de entornos con protección de ESD. Por ejemplo, el concentrador 1300 de ejemplo se podría readaptar en el sector sin preocuparse por dañar el dispositivo debido a manipulaciones humanas.
La figura 14 ilustra unas vistas exteriores de ejemplo de un concentrador 1400, tal como el concentrador 1200, que ilustran dimensiones del concentrador 1400. Tal como se muestra, el concentrador 1400 puede tener una longitud 1402 de 1.30 pulgadas, una anchura 1404 de 0.96 pulgadas y una altura 1406 de 0.19 pulgadas, sin incluir la altura de los pines. Incluyendo la altura de los pines, la altura total 1408 del concentrador puede ser 0.33 pulgadas.
La figura 15 ilustra el pequeño factor de forma de un concentrador 1500, tal como el concentrador 1200, con respecto a una moneda de 25 centavos 1502 para ofrecer una referencia en cuanto al pequeño tamaño del concentrador 1500.
Interfaces gráficas de usuario de ejemplo
En las figuras 16-23B, se muestran interfaces gráficas de usuario ejemplificativas que ilustran una o más alertas, firmas, informes, análisis y/o datos históricos. Tal como puede entenderse en el contexto de esta divulgación, el(los) proveedor(es) de servicios 206 puede(n) analizar datos recibidos del(de los) dispositivo(s) de pasarela 202 y/o del dispositivo terminal 204, y puede generar alertas, firmas, informes y o GUIs, y transmitir las alertas, firmas, informes y/o GUIs al(a los) dispositivo(s) informático(s) 208 (y/o al(a los) dispositivo(s) de pasarela 202) para su visualización en forma de una GUI o como una alerta de audio.
La figura 16 muestra una interfaz gráfica de usuario (GUI) 1600 que ilustra un informe y/o alerta de evento sospechoso. En algunas formas de realización, la GUI 1600 ilustra un correo electrónico que indica una alerta de desaprovechamiento operativo sospechoso. En algunas formas de realización, la alerta/informe identifica posibles remedios y proporciona instrucciones sobre cómo identificar el desaprovechamiento operativo sospechoso. En algunas formas de realización, la GUI 1600 puede incluir imágenes, representaciones visuales y/o diagramas que indican dónde y/o qué buscar para identificar y corregir el evento sospechoso. En algunas formas de realización, las imágenes pueden reflejar una instalación real de equipos en una ubicación de monitorización, mientras que, en algunas formas de realización, la imagen puede reflejar imágenes genéricas basadas en un número de modelo de un equipo particular. Además, la GUI 1600 puede incluir un gráfico que indique el uso de agua y una o más anotaciones que indiquen el evento sospechoso, y/o la GUI 1600 puede incluir un enlace a gráfico.
La figura 17 muestra una interfaz gráfica de usuario (GUI) 1700, que ilustra el uso de agua para una ubicación de monitorización. En algunas formas de realización, la GUI 1700 ilustra una comparación del uso de recursos entre dos o más días. En algunas formas de realización, la GUI 1700 puede tener anotaciones que indiquen un desaprovechamiento mecánico u operativo sospechoso. En algunas formas de realización, la g U i 1700 ilustra el uso instantáneo de agua en forma de un número de galones consumidos cada minuto. En algunas formas de realización, la GUI 900 ilustra el tiempo meteorológico y la temperatura en cada hora, así como un total acumulado de uso de agua durante todo el día. En algunas formas de realización, un usuario puede alternar recorriendo varios días para comparar un uso actual de agua con cualesquiera datos históricos en la misma ubicación y/o una ubicación diferente.
La figura 18 muestra una interfaz gráfica de usuario (GUI) 1800 que ilustra el uso de agua para una ubicación de monitorización. En algunas formas de realización, la GUI 1800 ilustra anotaciones generadas por analítica. En algunas formas de realización, las anotaciones se pueden añadir de manera manual, automática o pueden ser señalizadas mediante un proceso automatizado y ser revisadas por un usuario. En algunas formas de realización, la GUI 1800 puede incluir representaciones visuales del consumo de recursos por nodos o equipos en una ubicación de monitorización. Como ejemplo no limitativo, si una ubicación de monitorización incluye tres nodos, una GUI puede ilustrar tres gráficos individuales de consumo instantáneo de recursos para cada nodo, con un gráfico adicional que ilustre un consumo total de recursos. Además, los trazados de los nodos pueden tener anotaciones o se pueden clasificar de acuerdo con la desviación de un nodo individual con respecto a un valor histórico o esperado de consumo de recursos. En algunas formas de realización, un usuario puede realizar una selección dentro de un gráfico de consumo total de recursos, haciendo que una pantalla adicional ilustre contribuciones de nodos individuales a las cantidades del consumo total de recursos. Así, de esta manera, una GUI puede presentar varias capas y resoluciones de datos a un usuario con el fin de interpretar el consumo de un recurso a nivel total y/o de cada nodo.
Las figuras 19A, 19B, 19C y 19D muestran un sistema de seguimiento automatizado de eventos de desaprovechamiento 1900. Por ejemplo, las figuras 19A-D proporcionan una interfaz para que un usuario genere un informe para uno o más clientes o direcciones de correo electrónico con el fin de notificar y proporcionar una o más recomendaciones para mitigar el evento de desaprovechamiento. Por ejemplo, el sistema 1900 permite generar un informe que incluye una recomendación y/o imágenes que reflejan el uso del recurso.
La figura 20 muestra un diario analítico 2000 para eventos de desaprovechamiento detectados, tal como para una ubicación de lavado de coches. En algunas formas de realización, el diario analítico 2000 proporciona una indicación de alto nivel de eventos de desaprovechamiento que puede proporcionar una interfaz para enlazar con más informes, analíticas y recomendaciones de eventos de desaprovechamiento específicas.
La figura 21 muestra una página de seguimiento automatizado de alertas 2100. En algunas formas de realización, la página 2100 proporciona una capacidad de búsqueda, que permite que un usuario realice búsquedas por fecha de inicio, fecha final, emplazamiento, finalidad del nodo, estado, eventos, clases de eventos, severidad de los eventos, etcétera. Además, la página 2100 puede proporcionar enlaces a informes, estadísticas y/o recomendaciones más específicas para los diversos emplazamientos y datos de uso de los recursos.
La figura 22 muestra una GUI 2200 para generar y gestionar alertas. Por ejemplo, la GUI 2300 puede generar texto automáticamente para alertar de eventos de desaprovechamiento sospechosos y para proporcionar recomendaciones con el fin de remediar el desaprovechamiento sospechoso.
Las figuras 23A y 23B muestran una GUI 2300 que ilustra información y anomalías de emplazamientos. Por ejemplo, la figura 23A ilustra una parte izquierda de una página de alertas, mientras que la figura 23B ilustra una parte derecha de la página de alertas. En algunas formas de realización, usuarios pueden seleccionar uno o más textos, imágenes y/o enlaces para recibir información, informes, comparaciones y/o alertas específicas en relación con información de consumo de recursos.
Conclusión
Aunque la presente divulgación puede usar un lenguaje que es específico de características estructurales y/o acciones metodológicas, la invención no se limita a las características o acciones específicas descritas en la presente memoria. Por el contrario, las características y acciones específicas se divulgan en calidad de formas ilustrativas de implementación de la invención, la cual queda únicamente definida por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo informático (106, 204, 400, 410) para recopilar y comunicar datos de metrología, comprendiendo el dispositivo informático:
una carcasa (1100);
una antena (424, 426);
uno o más puertos de entrada (1114) para recibir los datos de metrología de uno o más sensores de agua (116); un módulo de fuente de alimentación interno (228), dispuesto dentro de la carcasa, que incluye una o más baterías acopladas a uno o más supercondensadores;
un microcontrolador (222) que comprende uno o más procesadores para controlar operaciones del dispositivo informático;
un transceptor de radiofrecuencia (404, 414), acoplado a la antena para comunicar señales usando un estándar de una red de área extensa de baja potencia, LPWAN; y
unos soportes legibles por ordenador (224) que almacenan instrucciones ejecutables por ordenador que, cuando son ejecutadas por el procesador o procesadores, hacen que el dispositivo informático lleve a cabo acciones que comprenden:
recibir una señal, por medio del transceptor de radiofrecuencia, que incluye información;
entrar en un modo de baja potencia durante un primer periodo de tiempo predefinido;
sobre la base por lo menos en parte de la detección del final del primer periodo de tiempo predefinido, pasar del modo de baja potencia a un modo de comunicaciones durante un segundo periodo de tiempo, siendo por lo menos uno de entre el primer periodo de tiempo predefinido o el segundo periodo de tiempo determinado sobre la base por lo menos en parte de la información;
mientras se está en el modo de comunicaciones, transmitir, por medio del transceptor de radiofrecuencia, una señal que representa una parte de los datos de metrología, recibiendo el transceptor de radiofrecuencia alimentación de dicho uno o más supercondensadores para transmitir la señal; y
como respuesta a la transmisión de la señal, hacer que el dispositivo informático entre en el modo de baja potencia durante el primer periodo de tiempo predefinido.
2. Dispositivo informático según la reivindicación 1, en el que:
dicha una o más baterías están configuradas para cargar por lo menos parcialmente dicho uno o más supercondensadores durante el modo de baja potencia; y
dicho uno o más supercondensadores están configurados para descargarse por lo menos parcialmente durante el modo de comunicaciones.
3. Dispositivo informático según la reivindicación 1 o 2, en el que:
el primer periodo de tiempo predefinido del modo de baja potencia es por lo menos 100 veces mayor que el segundo periodo de tiempo del modo de comunicaciones.
4. Dispositivo informático según la reivindicación 1 o 2, en el que el módulo de fuente de alimentación interno comprende asimismo un indicador de nivel de gas, que incluye un contador de culombios, dispuesto entre dicha una o más baterías y dicho uno o más supercondensadores, en el que el indicador de nivel de gas está configurado para: monitorizar una cantidad de culombios de carga prevista a partir de dicha una o más baterías a por lo menos dicho uno o más supercondensadores y almacenar una cantidad de datos de carga de culombios en una memoria para su transmisión durante el modo de comunicaciones; o
limitar la cantidad de culombios de carga prevista a partir de dicha una o más baterías a por lo menos dicho uno o más supercondensadores.
5. Dispositivo informático según la reivindicación 1 o 2, en el que dicho uno o más supercondensadores comprenden:
un primer condensador que está configurado para ser cargado con corriente recibida de dicha una o más baterías; y
un segundo condensador en paralelo con el primer condensador que está configurado para ser cargado con la corriente recibida de dicha una o más baterías; y
un circuito equilibrador de supercondensador que incluye un primer resistor, un segundo resistor y un amplificador operativo de baja potencia, estando el circuito equilibrador de supercondensador configurado para equilibrar la carga del primer condensador y el segundo condensador.
6. Dispositivo informático de la reivindicación 1 o 2, en el que:
dicha una o más baterías están acopladas térmicamente a un conector que está configurado para ser acoplado térmicamente a una conducción externa al dispositivo informático.
7. Dispositivo informático según la reivindicación 1 o 2, en el que el estándar de LPWAN para el cual está configurado el transceptor para comunicar las señales comprende por lo menos uno de entre:
un estándar compatible con un transceptor de SEMTECH;
un estándar LoRaWAN®;
un estándar ZigBee;
un estándar haystack;
un estándar de LTE Avanzado para Comunicaciones de Tipo Máquina;
un estándar MySensors;
un estándar de Internet de las Cosas, loT, de Banda Estrecha;
un estándar de NB-Fi;
un estándar de NWave;
un estándar de Acceso Múltiple de Fase Aleatoria, RPMA;
un estándar de Senet;
un estándar de Sigfox;
un estándar de Symphony Link;
un estándar de ThingPark Wireless;
un estándar de Banda Ultraestrecha, UNB; o
un estándar de Weightless.
ES17748231T 2016-02-05 2017-02-03 Lectura automatizada de contadores, recopilación centralizada de datos, y analítica de baja potencia y alta resolución Active ES2890029T3 (es)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662292147P 2016-02-05 2016-02-05
US201662432431P 2016-12-09 2016-12-09
US15/423,512 US9929772B2 (en) 2016-02-05 2017-02-02 Low power, high resolution automated meter reading and analytics
US15/423,500 US9929771B2 (en) 2016-02-05 2017-02-02 Low power, centralized data collection
PCT/US2017/016411 WO2017136661A1 (en) 2016-02-05 2017-02-03 Low power, high resolution automated meter reading, centralized data collection, and analytics

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2890029T3 true ES2890029T3 (es) 2022-01-17

Family

ID=59497984

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES17748231T Active ES2890029T3 (es) 2016-02-05 2017-02-03 Lectura automatizada de contadores, recopilación centralizada de datos, y analítica de baja potencia y alta resolución

Country Status (6)

Country Link
US (7) US9929771B2 (es)
EP (2) EP3411864B1 (es)
JP (2) JP7048501B2 (es)
CA (1) CA3013159A1 (es)
ES (1) ES2890029T3 (es)
WO (1) WO2017136661A1 (es)

Families Citing this family (89)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10313925B2 (en) * 2014-03-12 2019-06-04 Beartooth Radio, Inc. Long-range voice and data transmission using LoRa modulation and sensitivity-enhancing buffering techniques
DE102015202791A1 (de) * 2015-02-17 2016-08-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Firmware-Aktualisierung drahtlos in einem Weitverkehrsnetz
US9929771B2 (en) 2016-02-05 2018-03-27 Apana Inc. Low power, centralized data collection
US10142196B1 (en) * 2016-04-15 2018-11-27 Senseware, Inc. System, method, and apparatus for bridge interface communication
US9967883B2 (en) * 2016-06-30 2018-05-08 David R. Hall Wireless network negotiation and optimization
US10575250B2 (en) * 2016-12-15 2020-02-25 Cable Television Laboratories, Inc. Normalization of data originating from endpoints within low power wide area networks (LPWANs)
CA2988895A1 (en) 2016-12-16 2018-06-16 Comcast Cable Communications, Llc Systems and methods for improved geolocation in a low power wide area network
US10375642B2 (en) 2017-04-06 2019-08-06 Itron, Inc. Device and battery management in a cellular network
US10448415B2 (en) * 2017-07-11 2019-10-15 Intel Corporation Scheduling of network relays
CN110892757B (zh) * 2017-07-21 2023-09-26 昕诺飞控股有限公司 控制低功率广域网的端节点
US11237222B2 (en) * 2017-08-14 2022-02-01 Paige Electric Company, L.P. Safety ground wire monitoring and alarm systems
CN107329095A (zh) * 2017-08-25 2017-11-07 中国电力科学研究院 高寒环境下输电线路小型旋翼无人机续航时间试验方法
CN109425721A (zh) * 2017-08-28 2019-03-05 上海花小二科技有限公司 一种基于LoRa无线通讯的土壤墒情检测系统
US10383060B2 (en) * 2017-08-29 2019-08-13 Comcast Cable Communications, Llc Systems and methods for using a mobile gateway in a low power wide area network
CN109525405A (zh) * 2017-09-16 2019-03-26 郑州数丁信息科技有限公司 一种基于NB-IoT的机电设备状态监测系统及方法
WO2019052795A1 (en) * 2017-09-18 2019-03-21 Fresenius Vial Sas SYSTEM AND METHOD FOR OFFERING HOME CARE TO A PATIENT
CN107733994A (zh) * 2017-09-20 2018-02-23 美的智慧家居科技有限公司 智能门锁的控制方法、智能门锁及可读存储介质
CN107659889B (zh) * 2017-09-28 2021-06-29 新华三技术有限公司 数据转发方法和装置
TWI642324B (zh) 2017-10-27 2018-11-21 奇邑科技股份有限公司 無線通訊系統、控制電路與控制方法
US10178449B1 (en) * 2017-10-31 2019-01-08 Tionesta, Llc IoT tag and invivo sensor system and communication method
US10935401B2 (en) * 2017-11-14 2021-03-02 Natural Gas Solutions North America, Llc Operating a gas meter with a smart power supply
SG11202004628YA (en) * 2017-11-27 2020-06-29 Willowmore Pte Ltd Gateway device for iot sensors or actuators
FR3074289B1 (fr) * 2017-11-29 2021-02-19 4 ! Installation de gestion du niveau de produit dans un conteneur
CN109982281B (zh) * 2017-12-27 2022-09-23 上海未来宽带技术股份有限公司 一种基于LoRaWAN的通信系统及方法
CN108040231A (zh) * 2017-12-27 2018-05-15 洛阳愿景科技有限公司 一种电池供电的LoRa水表码盘摄像识别远传设备
CN108199465B (zh) * 2017-12-28 2024-02-02 江苏星宇芯联电子科技有限公司 一种基于超级电容的北斗用户终端备用电源及方法
US11043337B2 (en) * 2018-02-22 2021-06-22 Avx Corporation Meter including a supercapacitor
CN111699720B (zh) * 2018-03-02 2023-08-15 松下电器（美国）知识产权公司 通信设备、通信系统以及通信方法
US20210076319A1 (en) * 2018-03-13 2021-03-11 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Appliance management system, appliance, and control method
KR102596266B1 (ko) * 2018-03-18 2023-11-01 엘지전자 주식회사 부분 방전 검출 시스템
WO2019182246A1 (en) * 2018-03-18 2019-09-26 Lg Electronics Inc. Partial discharge detecting system
US11388023B2 (en) * 2018-04-09 2022-07-12 Flex Ltd. Flexible low-power wide-area net work (LPWAN) apparatus and architecture
US20190317055A1 (en) * 2018-04-16 2019-10-17 Nidec Motor Corporation Sensor module
MX2018006110A (es) * 2018-05-16 2019-11-18 Iot Labs Inc Sistema de medicion inalambrico y monitoreo remoto de sensores.
US10594549B2 (en) 2018-05-18 2020-03-17 Nant Holdings Ip, Llc Fine grained network management to edge device features
CN108898814B (zh) * 2018-06-27 2022-05-27 泰斗微电子科技有限公司 电力数据采集传输方法及其系统
DE102018005414B4 (de) * 2018-07-07 2020-03-26 Diehl Metering Systems Gmbh Anordnung umfassend einen Verbrauchszähler sowie einen eigenständigen Sensor und Verfahren zum Betrieb der Anordnung
EP3605484A1 (en) * 2018-07-30 2020-02-05 Schneider Electric Industries SAS Method for optimizing power supply life of an industrial sensor platform
WO2020026070A1 (en) * 2018-07-31 2020-02-06 Abb Schweiz Ag Method and device for remote monitoring and diagnosis of field equipment
KR101953516B1 (ko) * 2018-08-06 2019-02-28 부산대학교 산학협력단 적응적인 데이터율 조절 방법 및 적응적인 데이터율 조절 시스템
US11420775B2 (en) * 2018-10-04 2022-08-23 The Aerospace Corporation Systems and methods for deploying a deorbiting device
US10728847B2 (en) * 2018-10-05 2020-07-28 Itron, Inc. Cellular modem for low power applications
US10945204B2 (en) 2018-10-05 2021-03-09 Itron, Inc. Battery power management for a cellular device
KR102151317B1 (ko) * 2018-12-18 2020-09-03 한국과학기술원 강화학습 기법을 활용한 LoRa Enabled IoT 장치의 에너지 최적화 방법 및 시스템
RU2720889C1 (ru) * 2018-12-21 2020-05-13 Общество с ограниченной ответственностью "СОВРЕМЕННЫЕ РАДИО ТЕХНОЛОГИИ" Компьютерно-реализуемый способ для шифрования данных для последующей конфиденциальной передачи этих зашифрованных данных в сети LPWAN
CN109525596A (zh) * 2018-12-25 2019-03-26 汉能移动能源控股集团有限公司 一种微网系统的通信方法及网关
GB2581395B (en) * 2019-02-18 2024-01-10 Remote Tech Ltd Monitoring apparatus, system and method
US11202335B2 (en) * 2019-02-22 2021-12-14 Nxgen Partners Ip, Llc Combined tunneling and network management system
WO2020188557A1 (en) * 2019-03-19 2020-09-24 Hoopo Systems Ltd Device and method for geo-location
US10607475B1 (en) 2019-03-21 2020-03-31 Underground Systems, Inc. Remote monitoring system
US11431308B2 (en) * 2019-04-05 2022-08-30 Baker Hughes Oilfield Operations Llc Differential noise cancellation
EP3963411A1 (en) * 2019-04-29 2022-03-09 Cornell Pump Company Remote equipment monitoring system
RU2714969C1 (ru) * 2019-06-05 2020-02-21 Общество с ограниченной ответственностью "РадиоТех" Способ автоматизированного беспроводного мониторинга угла наклона объектов контроля
CN110212965B (zh) * 2019-06-25 2022-05-17 Oppo广东移动通信有限公司 天线切换方法及相关产品
CN110224719B (zh) * 2019-06-25 2021-08-31 Oppo广东移动通信有限公司 通信控制方法及相关产品
CN110429990B (zh) * 2019-07-08 2022-03-25 北京汽车股份有限公司 车载T-Box的EMC测验方法及设备
US11068907B2 (en) * 2019-08-19 2021-07-20 Cisco Technology, Inc. Product lifetime using distributed ledger technology
TWI723534B (zh) * 2019-09-09 2021-04-01 優必闊科技股份有限公司 資料集中裝置以及用於進階計量之系統
US11172388B2 (en) 2019-09-18 2021-11-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Link quality awareness for uplink transmissions from nodes to gateways
US11778511B2 (en) * 2019-09-18 2023-10-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Transmission parameter probing and searching for agile link quality adaptation
KR20210034431A (ko) * 2019-09-20 2021-03-30 삼성전자주식회사 외부 장치와의 연결을 지원하는 전자 장치 및 그 외부 장치와 연결하여 사용할 때 소모 전류를 감소시키는 방법
WO2021056094A1 (en) * 2019-09-24 2021-04-01 Genetec Inc. Intermediary device for daisy chain and tree configuration in hybrid data/power connection
CN110572843B (zh) * 2019-09-29 2022-06-28 陈小艺 一种基于LoRa无线模块CAD模式的嗅探方法及系统
US11540354B2 (en) 2019-09-30 2022-12-27 Resolution Products, Llc Gateway with backup power and communications system
US11342951B2 (en) * 2019-10-07 2022-05-24 Matthew L. Perry Portable communications system
US11234295B2 (en) * 2019-10-07 2022-01-25 Comcast Cable Communications, Llc Wireless network device configured for adjustable positioning
CN110784235B (zh) * 2019-12-04 2024-05-14 青岛东软载波科技股份有限公司 一种m-bus主机收发电路
FR3105609B1 (fr) * 2019-12-19 2021-12-17 Sagemcom Energy & Telecom Sas Equipement électrique adapté à détecter la présence d’une antenne externe
EP4104154A1 (de) * 2020-02-11 2022-12-21 Dryad Networks GmbH Verfahren zur früherkennung eines waldbrandes und waldbrandfrüherkennungssystem
DE102020110520A1 (de) * 2020-04-17 2021-10-21 Vega Grieshaber Kg Messanordnung mit mindestens einem Feldgerät und mindestens einem Empfangsgerät sowie Verfahren zur Überwachung eines Feldgerätes
US11770155B2 (en) 2020-05-19 2023-09-26 Genetec Inc. Power distribution and data routing in a network of devices interconnected by hybrid data/power links
FR3110791B1 (fr) 2020-05-20 2022-05-20 Kerlink Passerelle de communication destinee a relier un reseau lpwan et un reseau cellulaire
KR102233569B1 (ko) * 2020-06-15 2021-03-30 올래디오 주식회사 어구를 식별하는 스마트부이
CN113824463A (zh) * 2020-06-19 2021-12-21 珠海深圳清华大学研究院创新中心 信号收发装置及具有该装置的智能交通系统
EP3936804A1 (en) * 2020-07-10 2022-01-12 Genossenschaft Migros Zürich Food safety system for food items in cooled environments
US11349187B1 (en) * 2020-08-25 2022-05-31 Waymo Llc Modular telematics control unit with directional Bluetooth low energy
US11656145B2 (en) * 2020-10-26 2023-05-23 Alarm.Com Incorporated Consumable gas leak detection
EP4009655B1 (en) 2020-12-04 2023-09-20 Kamstrup A/S Battery-powered stationary measuring device for measuring or detecting a value at a utility installation
EP4009656B1 (en) * 2020-12-07 2023-10-25 Kamstrup A/S Stationary measuring device for measuring or detecting a value at a utility installation
US11356753B1 (en) 2021-02-02 2022-06-07 Honeywell International Inc. Utility meter with short and long-range radios with intelligent switching therebetween
US11640252B2 (en) * 2021-03-18 2023-05-02 Western Digital Technologies, Inc. Idle-power mitigation circuit
KR102316464B1 (ko) * 2021-05-31 2021-10-25 테크나인 주식회사 지능형 모니터링 방법 및 이를 지원하는 장치
US20220400158A1 (en) * 2021-06-10 2022-12-15 Red Hat, Inc. Message format indicator for resource-constrained devices
BR102021013827A2 (pt) * 2021-07-13 2023-01-24 Jong Hwan Kim Comunicador e repetidor para monitaramento de objetos e animais via comunicação sem fio
CN113347591B (zh) * 2021-08-05 2021-10-15 四川省公路规划勘察设计研究院有限公司 一种LoRa网关以及控制方法、及野外工程结构监测系统
DE102021120703A1 (de) 2021-08-09 2023-02-09 Dryad Networks GmbH Lorawan-mesh-gateway-netzwerk und verfahren zur ortung eines waldbrandes
DE102021120702A1 (de) 2021-08-09 2023-02-09 Dryad Networks GmbH Lorawan-gateway-netzwerk und verfahren
CN116266895A (zh) 2021-12-16 2023-06-20 缤特力股份有限公司 用于静电放电保护的系统和方法
US11943690B2 (en) * 2022-03-01 2024-03-26 Bose Corporation Systems and methods for dynamic adjustment of RF amplifiers

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58225320A (ja) * 1982-06-25 1983-12-27 Idemitsu Petrochem Co Ltd 流量積算計の校正方法
JPH06213698A (ja) * 1993-01-18 1994-08-05 Toshiba Meter Techno Kk 電子式水道メータ
JPH08128828A (ja) * 1994-11-02 1996-05-21 Topcon Corp 測量機の電源回路
JPH11354166A (ja) * 1998-06-08 1999-12-24 Sony Tektronix Corp バッテリ温度制御装置
US6437692B1 (en) * 1998-06-22 2002-08-20 Statsignal Systems, Inc. System and method for monitoring and controlling remote devices
AUPQ041099A0 (en) * 1999-05-17 1999-06-10 Email Limited Low power consumption meter
US6720887B1 (en) * 2000-08-18 2004-04-13 James Michael Zunti Flexible, reconfigurable wireless sensor system
US7424315B2 (en) * 2001-12-21 2008-09-09 Nxp B.V. Communication bus system operable in a sleep mode and a normal mode
US7831282B2 (en) 2003-10-15 2010-11-09 Eaton Corporation Wireless node providing improved battery power consumption and system employing the same
US7623028B2 (en) * 2004-05-27 2009-11-24 Lawrence Kates System and method for high-sensitivity sensor
JP4745696B2 (ja) * 2005-03-29 2011-08-10 東光東芝メーターシステムズ株式会社 無線検針システム
US7336168B2 (en) * 2005-06-06 2008-02-26 Lawrence Kates System and method for variable threshold sensor
CN101507608A (zh) * 2008-02-15 2009-08-19 Ge医疗系统环球技术有限公司 X射线成像装置和检测器面板
BRPI0822418A8 (pt) * 2008-03-31 2016-01-05 Michelin Rech Tech Sistema de transponder semipassivo, e, método para prover comunicações melhoradas em um sistema de transceptor retrodispersor montado em veículo
US9075029B2 (en) * 2011-01-31 2015-07-07 Scott Technologies, Inc. System and method for automatically adjusting gas sensor settings and parameters
US20130211557A1 (en) * 2010-07-26 2013-08-15 Gerald Michael O'Brien System and method for on-location resource consumption monitoring and management
US8847785B2 (en) * 2011-05-05 2014-09-30 Sensus Usa Inc. Method and apparatus for reducing battery passivation in a meter-reading module
US20130170417A1 (en) * 2011-09-06 2013-07-04 Evan A. Thomas Distributed low-power monitoring system
US9077183B2 (en) 2011-09-06 2015-07-07 Portland State University Distributed low-power wireless monitoring
US20130116941A1 (en) 2011-11-04 2013-05-09 Watersignal, Llc Fluid pipe monitoring and reporting system
US20150029022A1 (en) * 2012-04-04 2015-01-29 Utc Fire & Security Americas Corporation, Inc. Remote alert messaging display and confirmation
ITMI20120629A1 (it) 2012-04-17 2013-10-18 Metersit S R L Contatore gas statico con elettronica migliorata
AU2013200818A1 (en) * 2012-05-11 2013-11-28 Envirovision Australia Pty Ltd A monitoring system
US9665536B2 (en) 2013-01-22 2017-05-30 General Electric Company Systems and methods for providing a cloud flowmeter
JP6115262B2 (ja) * 2013-04-02 2017-04-19 オムロン株式会社 センサ装置およびモニタリングシステム
US20150068069A1 (en) 2013-07-27 2015-03-12 Alexander Bach Tran Personally powered appliance
FR3009623B1 (fr) * 2013-08-12 2015-08-21 Sagemcom Energy & Telecom Sas Dispositif de traitement, et procede de gestion d'alimentation du dispositif de traitement
US9417092B2 (en) * 2014-04-25 2016-08-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Automatic fixture monitoring using mobile location and sensor data with smart meter data
US9534930B1 (en) * 2014-05-13 2017-01-03 Senseware, Inc. System, method and apparatus for sensor activation
US9961632B2 (en) 2014-09-26 2018-05-01 Apple Inc. DSP assisted and on demand RF and analog domain processing for low power wireless transceivers
US10564802B2 (en) * 2014-10-28 2020-02-18 Apana Inc. Graphical user interfaces for resource consumption analytics
EP3243344A2 (en) * 2015-01-09 2017-11-15 Corning Optical Communications LLC Multiple application module or unit
WO2016199516A1 (ja) 2015-06-11 2016-12-15 株式会社村田製作所 コイル内蔵多層基板およびその製造方法
US9977415B2 (en) 2015-07-03 2018-05-22 Afero, Inc. System and method for virtual internet of things (IOT) devices and hubs
US20170154521A1 (en) 2015-11-30 2017-06-01 Carlos Guillermo Zamorano-Larrate Methods and systems for providing personal emergency alerts and context aware activity notifications
US10455452B2 (en) * 2015-12-14 2019-10-22 Afero, Inc. System and method for flow control in an internet of things (IoT) system
US9929771B2 (en) 2016-02-05 2018-03-27 Apana Inc. Low power, centralized data collection
WO2018136135A1 (en) * 2017-01-18 2018-07-26 Physio-Control, Inc. Non-invasive blood pressure measurement using ultrasound

Also Published As

Publication number Publication date
US20210391888A1 (en) 2021-12-16
EP3411864A4 (en) 2019-11-13
US9929771B2 (en) 2018-03-27
US11595076B2 (en) 2023-02-28
US11025291B2 (en) 2021-06-01
JP2022091877A (ja) 2022-06-21
EP3411864A1 (en) 2018-12-12
US20170230907A1 (en) 2017-08-10
WO2017136661A1 (en) 2017-08-10
US10536185B2 (en) 2020-01-14
EP3889938A2 (en) 2021-10-06
US9929772B2 (en) 2018-03-27
US20200228156A1 (en) 2020-07-16
US20230421198A1 (en) 2023-12-28
US20170230074A1 (en) 2017-08-10
JP2019510300A (ja) 2019-04-11
JP7048501B2 (ja) 2022-04-05
EP3411864B1 (en) 2021-07-07
US20180287657A1 (en) 2018-10-04
CA3013159A1 (en) 2017-08-10
US20180294833A1 (en) 2018-10-11
US10284251B2 (en) 2019-05-07
EP3889938A3 (en) 2021-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2890029T3 (es) Lectura automatizada de contadores, recopilación centralizada de datos, y analítica de baja potencia y alta resolución
Suresh et al. A novel smart water-meter based on IoT and smartphone app for city distribution management
US10856138B2 (en) Mobile transceiver having device-based alarm profile and a method of operation
US11041839B2 (en) Distribution system monitoring
Tarange et al. Web based automatic irrigation system using wireless sensor network and embedded Linux board
US10098212B2 (en) Systems and methods for controlling outdoor luminaire wireless network using smart appliance
CA3222009A1 (en) Devices, systems and methods for detecting leaks and measuring usage
WO2020191100A1 (en) Water meter and leak detection system
Simitha et al. IoT and WSN based air quality monitoring and energy saving system in SmartCity project
Jiang et al. A wireless computational platform for distributed computing based traffic monitoring involving mixed eulerian-lagrangian sensing
US20200091737A1 (en) Systems and methods for federated power management
US20180288565A1 (en) Presence activated radio beacon
FR3084983A1 (fr) Procede autonome de localisation, d'inventorisation et de mesures d'objets
BR112019025897B1 (pt) Sistemas de monitoramento sem fio de longo alcance
Bourelly et al. Measurement and applications: The role of communication technologies in developing distributed measurement systems and measurement applications
Ayerra Basés Diseño de un sistema antirrobo conectado para instalar en explotaciones agrícolas
ES2246740B1 (es) Modulo e instalacion para medir y gestionar el consumo electrico.
Puchinger IoT sensor swarm for agricultural microclimate measurements
WO2013128047A1 (es) Dispositivo portable para registrar niveles de radiación electromagnética
KR20230167377A (ko) 추적가능한 의료용 바이알
Visconti et al. SOLAR POWERED WIRELESS MONITORING SYSTEM OF ENVIRONMENTAL CONDITIONS FOREARLY FLOOD PREDICTION OR OPTIMIZED IRRIGATION IN AGRICULTURE
Ning Enhanced localization using trilateration technique for wireless sensor networks
CN105957179A (zh) 一种基于gps的电子巡更装置