ES2895259T3 - Método y sistema para seguimiento en interiores a través de huella digital Wi-Fi y huella digital electromagnética - Google Patents

Método y sistema para seguimiento en interiores a través de huella digital Wi-Fi y huella digital electromagnética Download PDF

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Abstract

Un método que comprende: un dispositivo (102) receptor de pasarela que mide un valor indicador de intensidad de señal recibida (RSSI) de una señal transmitida por un dispositivo (106-112) transmisor Wi-Fi ; el dispositivo (102) receptor de pasarela que mide un valor de barrera o campo electromagnético (EMF) indicativo de una interferencia que es causada por el dispositivo transmisor Wi-Fi en un campo electromagnético que es creado por un objeto electromagnético en el dispositivo (102) receptor de pasarela; el dispositivo (102) receptor de pasarela que determina si el valor de RSSI coincide con alguna de una pluralidad de huellas digitales Wi-Fi asociadas con una región (104) supervisada y si el valor de EMF coincide con alguna de una pluralidad de huellas digitales electromagnéticas asociadas con la región (104) supervisada; y cuando el valor de RSSI coincide con una de la pluralidad de huellas digitales Wi-Fi asociadas con la región (104) supervisada y el valor de EMF coincide con una de la pluralidad de huellas digitales electromagnéticas asociadas con la región (104) supervisada, el dispositivo (102) receptor de pasarela identifica que una ubicación del dispositivo (106- 112) transmisor Wi-Fi está dentro de la región (104) supervisada.

Description

DESCRIPCIÓN
Método y sistema para seguimiento en interiores a través de huella digital Wi-Fi y huella digital electromagnética Referencia cruzada a solicitudes relacionadas
Esta solicitud reclama prioridad de la solicitud de patente provisional de EE.UU. No. 62/518,763 presentada el 13 de junio de 2017 y titulada "Systems and Methods for Indoor Tracking Via a Wi-Fi Fingerprint and an Electromagnetic Fence".
Campo
La presente invención se refiere a sistemas y métodos para seguimiento en interiores. Más particularmente, la presente invención se refiere a sistemas y métodos para el seguimiento en interiores a través de huellas digitales Wi-Fi y huellas digitales electromagnéticas.
Antecedentes
Los sistemas y métodos de seguimiento en interiores son conocidos en la técnica y se basan en huellas digitales de radiofrecuencia (RF), transliteración, y hora de llegada (TOA). Sin embargo, los sistemas y métodos conocidos son vulnerables a la interferencia externa, lo que resulta en una precisión no consistente. Por ejemplo, es difícil seguir con precisión una posición de una persona o un objeto cuando se usan señales de RF y esas señales de RF se superponen o encuentran interferencias, tal como materiales de hierro, paredes, u otros objetos que afectan la intensidad de la señal.
En vista de lo anterior, existe una necesidad continúa y permanente de sistemas y métodos mejorados.
El documento EP 3101 443 describe la determinación de la proximidad entre un dispositivo móvil y un terminal táctil basado en un indicador de intensidad de señal recibida (RSSI) y en un campo magnético.
El documento US 20170067982 describe la calibración automática para dispositivos cruzados en áreas basadas en huella digital WiFi, usando el desplazamiento de RSSI en tiempo real.
El documento US 20140018111 describe la determinación de la ubicación de un dispositivo móvil usando transmisiones desde los medidores de servicios inalámbricos circundantes de ubicaciones conocidas, usando la intensidad de la señal y los identificadores de los medidores.
El documento US 20160116290 describe la generación de huellas digitales de campo electromagnético (EMF) para rutas recorridas asociando datos de EMF con los puntos correspondientes de los modelos de ruta.
El documento US 20140180627 describe la aplicación de medidas de campo magnético para estimar una ubicación de un dispositivo móvil.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema según las realizaciones descritas.
Descripción detallada
Si bien esta invención es susceptible de una realización en muchas formas diferentes, se muestran en los dibujos y se describirán en detalle en la presente memoria realizaciones específicas de la misma con el entendimiento de que la presente descripción debe considerarse como una ejemplificación de los principios de la invención. No se pretende limitar la invención a las realizaciones ilustradas específicas.
Las realizaciones descritas en la presente memoria pueden incluir sistemas y métodos para el seguimiento en interiores a través de huellas digitales Wi-Fi y huellas digitales electromagnéticas. Por ejemplo, las realizaciones descritas en la presente memoria pueden incluir una metodología híbrida que usa tanto las huellas digitales Wi-Fi como las huellas digitales electromagnéticas que se puede usar para seguir a personas u objetos y que se puede usar en conexión con cualquier servicio basado en la ubicación como lo conocería un experto en la técnica, por ejemplo, la conexión y el control de dispositivos de Internet de las cosas (loT) que están conectados a través de Wi-Fi y que son parte de un hogar, edificio, oficina, hospital, o sistema comercial conectados.
Según las realizaciones descritas, los sistemas y métodos descritos en la presente memoria pueden incluir un dispositivo receptor de pasarela en una región supervisada y, en algunas realizaciones, el dispositivo receptor de pasarela puede incluir un transceptor Wi-Fi y un objeto electromagnético que puede crear una barrera o campo electromagnético. Por ejemplo, el dispositivo receptor de pasarela puede usar el transceptor Wi-Fi y una pluralidad de dispositivos Wi-Fi colocados a distancias apropiadas del dispositivo receptor de pasarela en los límites de la región supervisada para medir y mapear una pluralidad de huellas digitales Wi-Fi asociadas con la región supervisada. De manera similar, el dispositivo receptor de pasarela puede usar el objeto electromagnético y una pluralidad de dispositivos electromagnéticos colocados a distancias apropiadas del dispositivo receptor de pasarela en los límites de la región supervisada para medir y mapear una pluralidad de huellas digitales electromagnéticas asociadas con la región supervisada. Entonces, el dispositivo receptor de pasarela puede almacenar la pluralidad de huellas digitales Wi-Fi y la pluralidad de huellas digitales electromagnéticas en un dispositivo de base de datos de un dispositivo servidor local o remoto para generar una tabla de mapeo para la región supervisada.
Como se describe en la presente memoria, debe entenderse que una huella digital Wi-Fi puede incluir un valor indicador de intensidad de señal recibida (RSSI) indicativo de la potencia de una señal de radio recibida, tal como una señal de Wi-Fi, desde un dispositivo Wi-Fi y medida por el dispositivo receptor de pasarela. Además, como se describe en la presente memoria, también debe entenderse que una huella digital electromagnética puede incluir un valor de barrera o campo electromagnético (EMF) indicativo de interferencia en la barrera o campo electromagnético (en unidades de Gauss) causada por un dispositivo electromagnético y medida por el dispositivo receptor de pasarela. A este respecto, debe entenderse que la barrera o campo electromagnético puede describir un campo físico producido por un objeto cargado eléctricamente que puede afectar el comportamiento de objetos cargados en las proximidades de la barrera o campo electromagnético. La barrera o campo electromagnético puede extenderse por todo el espacio y puede describir la interacción electromagnética de objetos. En algunas realizaciones, tales propiedades de campo de proximidad de la barrera o campo electromagnético (es decir, el valor de EMF) se pueden usar por los sistemas y métodos descritos en la presente memoria para evitar la superposición de señales de Wi-Fi y evitar problemas de pérdida de ruta de señal, superando así los problemas de precisión no consistente de sistemas y métodos conocidos.
Según las realizaciones descritas, los sistemas y métodos descritos en la presente memoria también pueden incluir un dispositivo transmisor Wi-Fi, que puede incluir o ser parte de, por ejemplo, un dispositivo portátil que llevan personas u objetos. Cuando el dispositivo transmisor Wi-Fi está dentro del alcance del dispositivo receptor de pasarela, el dispositivo receptor de pasarela puede usar el transceptor Wi-Fi para medir el valor de RSSI de una señal transmitida por el dispositivo transmisor Wi-Fi y puede usar el objeto electromagnético para medir el valor de EMF de la interferencia en el campo electromagnético o barrera causada por el transmisor Wi-Fi. Entonces, el dispositivo receptor de pasarela puede usar tales valores de RSSI y de EMF medidos para determinar si el dispositivo transmisor Wi-Fi está dentro de la región supervisada. Por ejemplo, el dispositivo receptor de pasarela puede transmitir los valores de RSSI y de EMF medidos al dispositivo servidor local o remoto, que puede comparar los valores de RSSI y de EMF medidos con la pluralidad de huellas digitales Wi-Fi y la pluralidad de huellas digitales electromagnéticas almacenadas en la base de datos y asociadas con la región supervisada para determinar si los valores de RSSI y de EMF medidos coinciden con alguna de la pluralidad de huellas digitales Wi-Fi y alguna de la pluralidad de huellas digitales electromagnéticas. En algunas realizaciones, el dispositivo receptor de pasarela puede usar los valores de RSSI y de EMF medidos como se describe para identificar una ubicación del transmisor Wi-Fi dentro de la región supervisada.
En algunas realizaciones, los sistemas y métodos descritos en la presente memoria pueden soportar la conexión y el control de dispositivos loT. Por ejemplo, un usuario puede proporcionar una entrada de usuario al dispositivo transmisor Wi-Fi con instrucciones al dispositivo receptor de pasarela para ajustar la temperatura de la habitación en una habitación ambiente. En respuesta a ello, el dispositivo transmisor Wi-Fi puede transmitir la señal a un sistema central de un sistema HVAC de calefacción, ventilación y aire acondicionado a través del receptor de pasarela. El dispositivo receptor de pasarela en la habitación ambiente puede recibir la señal del dispositivo transmisor Wi-Fi, medir los valores de RSSI y de EMF, y transmitir tales datos al dispositivo servidor. Entonces, el dispositivo servidor puede usar los datos recibidos como se describe en la presente memoria para identificar una ubicación actual del dispositivo transmisor Wi-Fi y, por lo tanto, del usuario, antes de autorizar al dispositivo receptor de pasarela y al sistema HVAC a ajustar la temperatura de la habitación según las instrucciones.
La Figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema 100 según las realizaciones descritas. Como se muestra en la Figura 1, el sistema 100 puede incluir un dispositivo 102 receptor de pasarela en una zona, una habitación, o una región 104 supervisada. El sistema 100 también puede incluir dispositivos 106-112 transmisores Wi-Fi asociados ubicados en la zona, la habitación, o la región 104 supervisada. En algunas realizaciones, algunos o todos los dispositivos 106-112 transmisores Wi-Fi (por ejemplo, los dispositivos 106 y 108 transmisores Wi-Fi) pueden incluir o ser parte de un dispositivo portátil. Además, en algunas realizaciones, algunos o todos los dispositivos 106-112 transmisores Wi-Fi (por ejemplo, el dispositivo 112 transmisor Wi-Fi) pueden incluir o ser parte de un dispositivo móvil, tal como un teléfono inteligente.
Si bien se describe que los dispositivos 106-112 transmisores Wi-Fi se comunican de forma inalámbrica con el dispositivo 102 receptor de pasarela a través de Wi-Fi (por ejemplo, 802.11), debe entenderse que, adicional o alternativamente, los dispositivos 106-112 transmisores Wi-Fi pueden comunicarse con el módulo 102 receptor de pasarela a través de Bluetooth (BLE) u otro protocolo de comunicación inalámbrica. En estas realizaciones, los dispositivos 106-112 transmisores Wi-Fi pueden ser o incluir dispositivos transmisores BLE o similares, y el dispositivo 102 receptor de pasarela puede incluir un transceptor basado en BLE.
El sistema 100 también puede incluir un enrutador 114 que se conecta a Internet y facilita que el dispositivo 102 receptor de pasarela y los dispositivos 106-112 transmisores Wi-Fi se conecten con un servidor 116 a través de Internet y del enrutador 114. El servidor 116 puede incluir una base de datos que almacena una pluralidad de huellas digitales Wi-Fi asociadas con la zona, la habitación, o la región 104 supervisada y una pluralidad de huellas digitales electromagnéticas asociadas con la zona, la habitación, o la región 104 supervisada.
Aunque no se ilustra, debe entenderse que cada uno de los dispositivos 102 receptor de pasarela y el servidor 116 pueden incluir circuitos de control, que pueden incluir uno o más procesadores programables y software de control ejecutable, como entendería un experto en la técnica. El software de control ejecutable puede almacenarse en un medio legible por ordenador transitorio o no transitorio, que incluye, pero no se limita a, la memoria del ordenador local, memoria de acceso aleatorio (RAM), medios de almacenamiento óptico, medios de almacenamiento magnético, y similares. En algunas realizaciones, los circuitos de control, los procesadores programables, y el software de control ejecutable pueden ejecutar y controlar algunos de los métodos descritos en la presente memoria.
Por ejemplo, el dispositivo 102 receptor de pasarela puede medir un valor de RSSI de una señal transmitida por uno de los dispositivos 106-112 transmisores Wi-Fi y puede medir un valor de EMF de interferencia en una barrera o campo electromagnético creado por el dispositivo 102 receptor de pasarela que es causado por el uno de los dispositivos 106-112 transmisores Wi-Fi. Entonces, el dispositivo 102 receptor de pasarela puede usar tales valores de RSSI y de EMF medidos para determinar si el uno de los dispositivos 106-112 transmisores de Wi-Fi está dentro de la zona, la habitación, o la región 104 supervisada. Por ejemplo, el dispositivo 102 receptor de pasarela puede transmitir los valores de RSSI y de EMF medidos al servidor 116, que puede comparar los valores de RSSI y de EMF medidos con la pluralidad de huellas digitales Wi-Fi y la pluralidad de huellas digitales electromagnéticas almacenadas en la base de datos y asociadas con la región supervisada para determinar si los valores de RSSI y de EMF medidos coinciden con alguna de la pluralidad de huellas digitales Wi-Fi y alguna de la pluralidad de huellas digitales electromagnéticas y, de ser así, que el uno de los dispositivos 106-112 transmisores está dentro de la zona, la habitación, o la región 104 supervisada.
Aunque anteriormente se han descrito en detalle algunas realizaciones, son posibles otras modificaciones. Por ejemplo, los flujos lógicos descritos anteriormente no requieren el orden particular descrito o el orden secuencial para lograr los resultados deseados. Pueden proporcionarse otras etapas, pueden eliminarse etapas de los flujos descritos, y pueden añadirse o eliminarse otros componentes de los sistemas descritos. Otras realizaciones pueden estar dentro del alcance de la invención.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un método que comprende:
un dispositivo (102) receptor de pasarela que mide un valor indicador de intensidad de señal recibida (RSSI) de una señal transmitida por un dispositivo (106-112) transmisor Wi-Fi ;
el dispositivo (102) receptor de pasarela que mide un valor de barrera o campo electromagnético (EMF) indicativo de una interferencia que es causada por el dispositivo transmisor Wi-Fi en un campo electromagnético que es creado por un objeto electromagnético en el dispositivo (102) receptor de pasarela;
el dispositivo (102) receptor de pasarela que determina si el valor de RSSI coincide con alguna de una pluralidad de huellas digitales Wi-Fi asociadas con una región (104) supervisada y si el valor de EMF coincide con alguna de una pluralidad de huellas digitales electromagnéticas asociadas con la región (104) supervisada; y
cuando el valor de RSSI coincide con una de la pluralidad de huellas digitales Wi-Fi asociadas con la región (104) supervisada y el valor de EMF coincide con una de la pluralidad de huellas digitales electromagnéticas asociadas con la región (104) supervisada, el dispositivo (102) receptor de pasarela identifica que una ubicación del dispositivo (106­ 112) transmisor Wi-Fi está dentro de la región (104) supervisada.
2. El método de la reivindicación 1, que comprende además el dispositivo (102) receptor de pasarela que usa un transceptor Wi-Fi del dispositivo (102) receptor de pasarela para medir el valor de RSSI.
3. El método de la reivindicación 1 que comprende además:
el dispositivo (102) receptor de pasarela que usa el objeto electromagnético para medir el valor de EMF.
4. El método de la reivindicación 1, que comprende además el dispositivo (102) receptor de pasarela que transmite el valor de RSSI y el valor de EMF a un dispositivo servidor para determinar si el valor de RSSI coincide con alguna de la pluralidad de huellas digitales Wi-Fi asociadas con la región (104) supervisada y si el valor de EMF coincide con alguna de la pluralidad de huellas digitales electromagnéticas asociadas con la región (104) supervisada.
5. El método de la reivindicación 4, que comprende además el dispositivo servidor que compara el valor de RSSI con una pluralidad de huellas digitales Wi-Fi asociadas con la región (104) supervisada y almacenadas en una base de datos en el dispositivo servidor y que compara el valor de EMF con una pluralidad de huellas digitales electromagnéticas asociadas con la región (104) supervisada y almacenas en la base de datos.
6. El método de la reivindicación 5, que comprende además:
el dispositivo (102) receptor de pasarela que mide y que mapea la pluralidad de huellas digitales Wi-Fi y que almacena la pluralidad de huellas digitales Wi-Fi en la base de datos; y
el dispositivo (102) receptor de pasarela que mide y que mapea la pluralidad de huellas digitales electromagnéticas y que almacena la pluralidad de huellas digitales electromagnéticas en la base de datos.
7. El método de la reivindicación 1 que comprende además:
el dispositivo (102) receptor de pasarela que recibe una orden del dispositivo (106-112) transmisor Wi-Fi para un dispositivo de Internet de las cosas (IoT) conectado al dispositivo (102) receptor de pasarela; y
el dispositivo (102) receptor de pasarela que da instrucciones al dispositivo de IoT para que ejecute la orden cuando el dispositivo (102) receptor de pasarela identifica que la ubicación del dispositivo (106-112) transmisor Wi-Fi está dentro de la región (104) supervisada.
8. El método de la reivindicación 7, en donde el dispositivo de IoT es un sistema de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC), y en donde la orden incluye instrucciones para subir o bajar una temperatura de la región (104) supervisada.
9. El método de la reivindicación 1, en donde el dispositivo (106-112) transmisor Wi-Fi está incluido en o es una parte de un dispositivo portátil o un dispositivo móvil.
10. El método de la reivindicación 9, en donde el dispositivo (106-112) transmisor Wi-Fi está incluido en o es una parte de un teléfono inteligente.
11. El método de la reivindicación 1, que comprende además el dispositivo (102) receptor de pasarela que usa un transceptor basado en Bluetooth (BLE) del dispositivo (102) receptor de pasarela para medir el valor de RSSI, en donde el dispositivo (106-112) transmisor Wi-Fi es o incluye un dispositivo BLE.
12. Un sistema (100) que comprende:
un transceptor Wi-Fi de un dispositivo (102) receptor de pasarela que mide un valor indicador de intensidad de señal recibida (RSSI) de una señal transmitida por un dispositivo transmisor Wi-Fi;
un objeto electromagnético del dispositivo (102) receptor de pasarela que crea un campo electromagnético y mide un valor de barrera o campo electromagnético (EMF) en unidades Gauss de una interferencia en el campo electromagnético creado causada por el dispositivo transmisor Wi-Fi; y
un procesador programable del receptor de pasarela que determina si el valor de RSSI coincide con alguna de una pluralidad de huellas digitales Wi-Fi asociadas con una región (104) supervisada y si el valor de EMF coincide con alguna de una pluralidad de huellas digitales electromagnéticas asociadas con la región (104) supervisada,
en donde, cuando el valor de RSSI coincide con una de la pluralidad de huellas digitales Wi-Fi asociadas con la región (104) supervisada y el valor de EMF coincide con una de la pluralidad de huellas digitales electromagnéticas asociadas con la región (104) supervisada, el procesador programable identifica que una ubicación del dispositivo (106-112) transmisor Wi-Fi está dentro de la región (104) supervisada.
13. El sistema (100) de la reivindicación 12, que comprende además un segundo transceptor que transmite el valor de RSSI y el valor de EMF a un dispositivo servidor para determinar si el valor de RSSI coincide con alguna de la pluralidad de huellas digitales Wi-Fi asociadas con la región (104) supervisada y si el valor de EMF coincide con alguna de la pluralidad de huellas digitales electromagnéticas asociadas con la región (104) supervisada.
14. El sistema (100) de la reivindicación 13, que comprende además el dispositivo servidor, en donde el dispositivo servidor compara el valor de RSSI con una pluralidad de huellas digitales Wi-Fi asociadas con la región (104) supervisada y almacenadas en una base de datos en el dispositivo servidor y compara el valor de EMF con una pluralidad de huellas digitales electromagnéticas asociadas con la región (104) supervisada y almacenadas en la base de datos.
15. El sistema (100) de la reivindicación 14, en donde el transceptor Wi-Fi y el procesador programable miden y mapean la pluralidad de huellas digitales Wi-Fi y almacenan la pluralidad de huellas digitales Wi-Fi en la base de datos, y en donde el objeto electromagnético y el procesador programable miden y mapean la pluralidad de huellas digitales electromagnéticas y almacenan la pluralidad de huellas digitales electromagnéticas en la base de datos.
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