ES2901748A1 - Método y dispositivo sensor para superficies inertes - Google Patents

Abstract

El objeto de la invención es una malla de sensores (1) capaz de detectar variaciones en el entorno, tales como patrones de movimiento, pulsaciones, gestos, reconocimiento de objetos y personas, cambios de temperatura o inundaciones, entre otros. La invención puede implantarse en encimeras, tablas, suelos, paredes o superficies (2) y, a través de un programa informático, procesar la información proveniente de los sensores y realizar una acción específica o una simple recogida de datos para su posterior estudio. El objeto de la invención convierte cualquier superficie previamente inerte en una zona interactiva en la que es posible realizar toma de datos o tareas configuradas previamente. Además, al ser una estructura en malla (3), es posible seccionar la invención en cuantas partes sea necesario, adaptándose a cualquier superficie sin perder las cualidades que lo definen.

Description

DESCRIPCIÓN

Método y dispositivo sensor para superficies inertes

El objeto de la invención es una malla de sensores capaz de detectar variaciones en el entorno, tales como patrones de movimiento, pulsaciones, gestos, reconocimiento de objetos y personas, cambios de temperatura o inundaciones, entre otros. La invención puede adherirse a encimeras, tablas, suelos, paredes o superficies y, a través de un programa informático, procesar la información proveniente de los sensores y realizar una tarea o acción específica o una simple recogida de datos para su posterior estudio. El objeto de la invención convierte cualquier superficie inerte en una zona interactiva en la que es posible realizar toma de datos o tareas configuradas previamente.

SECTOR DE LA TÉCNICA

La invención que se expone versa sobre un dispositivo de captación, el cual detecta distintas variaciones en el entorno dentro de una zona interactiva, permitiendo ejecutar de forma remota programas informáticos y/o controlar otros dispositivos a través de estas señales recibidas.

ESTADO DE LA TÉCNICA

En la actualidad y como referencia al estado de la técnica, es habitual y conocido en los sistemas de servicios múltiples a través de sensores con unidad de control central el empleo de sensores para la detección de magnitudes físicas del entorno, anomalías y/o malfuncionamientos conectados a una unidad de control central que, mediante conocidos sistemas de comunicación, notifican sobre dicha información a un dispositivo remoto.

Actualmente existen infinidad de sensores basados en las propiedades de diversos dispositivos electrónicos que permiten detectar determinados parámetros físicos en su zona de acción. Entre los distintos tipos de sensores más comunes que se encuentran, se pueden destacar los siguientes:

a) Los sensores optoelectrónicos, que detectan cambios en la luz, ya sea ésta ultravioleta (UV), visible o infrarroja (IR).

b) Los biosensores, los cuales varían su respuesta dependiendo de un parámetro bioquímico.

c) Los sensores de temperatura, que detectan la temperatura del entorno.

d) Los sensores capacitivos, los cuales varían su capacitancia en presencia de cualquier material.

e) Los sensores de presión, que detectan la presión aplicada a una zona determinada.

f) Los sensores volumétricos, que detectan cambios en el volumen del área de medición y que se traducen en detección de movimiento.

Todos estos sensores, normalmente, son utilizados para realizar mediciones específicas o acciones relacionadas únicamente con un parámetro físico. Por tanto, no ofrecen una observación completa, ya que solo son capaces de detectar una magnitud física en concreto.

Los sensores utilizados en la actualidad son dispositivos formados por células sensibles que detectan variaciones en una magnitud física y las convierten en señales útiles para un sistema de medida o control.

Entre los sensores más utilizados en la actualidad se pueden destacar los piezoeléctricos, los cuales son utilizados en muchísimas áreas de la ciencia (medicina, ingeniería eléctrica, ingeniería mecánica, ingeniería aeroespacial, bioelectrónica, geología, física, etc.). los sensores piezoeléctricos utilizan el efecto piezoeléctrico para medir presión, aceleración, tensión o fuerza, transformando las lecturas en señales eléctricas.

Este efecto ocurre en ciertos cristales que, al ser sometidos a tensiones mecánicas, en su masa adquiere una polarización eléctrica y aparece una diferencia de potencial y cargas eléctricas en su superficie.

Entre desventajas o problemas de estos sensores nos encontramos:

1.-Necesitan una superficie más o menos flexible o que se desplace sobre ellos para que al ejercer una presión y deformarlos produzca una corriente (flujo de carga).

2.- Los sensores de naturaleza piezoeléctrica necesitan una deformación para que se modifique la señal.

3. - Son sensibles a cambios de temperatura y pueden llevar a errores en las mediciones.

4. - Los cables de conexión largos originan ruido.

5.- No miden presiones estáticas.

Otro tipo de sensor muy utilizado es el infrarrojo, los cuales se utilizan principalmente en electrodomésticos tales como hornos microondas, para permitir la medición de la distribución de la temperatura en el interior. Otros campos en los que se utilizan este tipo de sensores son los de seguridad aérea, ciencias medicas y biológicas, automovilismo, etc.

Por otro lado, los sensores fotoeléctricos responden al cambio de intensidad de la luz. Están diseñados especialmente para la detección, clasificación y posicionado de objetos; la detección de formas, colores y diferencias de superficie, incluso bajo condiciones ambientales extremas.

También deben mencionarse los sensores capacitivos, los cuales reaccionan ante objetos metálicos y no metálicos que al aproximarse a la superficie activa sobrepasan una determinada capacidad. La distancia de conexión respecto a un determinado material es tanto mayor cuanto mas elevada sea su constante dieléctrica.

Entre las desventajas de este grupo de sensores encontramos:

1. - No son capaces de detectar cualquier objeto si estos actúan como aislante eléctrico ya que dependen de la constante eléctrica.

2. - El tamaño del sensor es directamente proporcional a su alcance.

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4. - Debe ajustarse la sensibilidad dependiendo de la constante dieléctrica y esto evita que no pueda discernir entre un grupo de objetos.

Tal y como se ha explicado arriba, normalmente los sensores son utilizados para capturar un parámetro físico concreto y realizar una operación con esta información. De acuerdo con su aplicación, un sensor puede estar formado por materiales metálicos, no metálicos, orgánicos o inorgánicos, y por fluidos, gases, plasmas o semiconductores. Al usar características especiales de esos materiales, los sensores convierten la cantidad o propiedad medida en una salida analógica o digital. Por ejemplo, el funcionamiento de un termómetro ordinario de mercurio se basa en la diferencia entre la dilatación térmica del mercurio y la del vidrio.

En la actualidad, un sensor trabaja de forma individual o en grupo de pequeños sensores, los cuales se utilizan para aumentar la resolución y disminuir el error cometido al tomar la medida. Aunque se puedan utilizar de forma agrupada, no se conoce ningún uso similar al objeto de la presente invención.

El consumo energético también es un punto remarcable de la técnica actual, ya que cualquier pantalla digital actual consume, aproximadamente y como mínimo, unos 95W/m2, mientras que el objeto de la invención consume aproximadamente 1W/m2. Este valor siempre es orientativo ya que dependerá, entre otros factores, de la cantidad de sensores necesarios en la superficie y de los tipos de estos (el consumo de cualquier sensor convencional es de entre 0,1W y 0,6W).

DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA

Este método soluciona todos los problemas mencionados en el apartado anterior, convirtiendo cualquier superficie de trabajo inerte, en táctil e interactiva. Por otro lado, también suple la necesidad de captación de datos para el rendimiento de deportistas, pudiendo tomar estadísticas de personas en una ubicación determinada (césped, pista para corredores, circuitos de velocidad), detectando pisadas u objetos que interactúan con la superficie. Es un objeto de la invención el solucionar los problemas descritos anteriormente de forma sencilla y efectiva como para convertirse en un producto eficaz. Para ello, la malla es capaz de lanzar distintos eventos que, dependiendo de las acciones que se realicen sobre ella, se convierten en órdenes sobre otros objetos, en envío de información para toma de datos, o en interacciones con un monitor o una señal sonora.

Este método permite detectar pulsaciones, arrastre, gestos con la mano, patrones de movimiento, tiempo de pulsación, forma, conteo de elementos, mediciones de magnitudes tales como la cercanía, distancia entre objetos, cambios de estado, etc.

Además, también permite reconocer objetos, clasificarlos en grupos, subgrupos o categorías a las que pertenece, hasta el punto de poder detectar que objeto, producto o marca es en concreto. Cabe destacar que el reconocimiento de estos objetos es independiente de la naturaleza del material (metales, plásticos, cartón, papel, mármoles, porcelánicos y derivados, madera, fruta, carnes, dispositivos electrónicos, seres vivos, etc).

También permite el seguimiento de uno o varios objetos o personas por la superficie, prediciendo el posible traslado de estos, posicionando con coordenadas los objetos y/o personas en el plano y el espacio.

Esta malla está integrada por una serie de componentes electrónicos que conforman la zona sensitiva formada por una malla flexible o rígida a modo de PCB que contendría todos los sensores.

A su vez, dicha malla estaría conectada a un conjunto de circuitos integrados o módulo de control que actúan de emisores y receptores de la información, además de filtrar el ruido externo y valores erróneos.

Este módulo es el encargado de suministrar dicha información al microcontrolador o circuito integrado (módulo de procesos) que procesará y analizará para su posterior reenvío a un servidor y/o dispositivo en concreto (como por ejemplo un ordenador o un smartphone) si fuera necesario. Cabe destacar que tanto el módulo de control como el de procesos pueden estar físicamente en un solo integrado o en integrados separados, en función de las peculiaridades y necesidades de la instalación a realizar.

La malla objeto de la invención permite detectar movimientos, pulsaciones, gestos, temperatura, inundaciones u objetos apoyados sobre la superficie. Esta malla también tiene la capacidad de activar señales de emergencia, como avisos sonoros o visuales, o controlar un cursor visible en una pantalla para seleccionar servicios, utilidades o acciones a realizar.

Esta malla de sensores puede ser incluida en el proceso de fabricación de cualquier superficie, quedando embutida dentro de estas superficies, o fijarlas a estas utilizando pegamento dieléctrico. La malla de sensores podrá realizarse de forma cableada o en formato de circuito impreso (PCB) y contendrá tantos sensores y conexiones eléctricas como sea necesario para la aplicación que se requiere, pudiendo ser desde su mínima expresión, hasta toda una gama de sensores desplegados sobre una gran zona.

La presente invención se diferencia de los sistemas descritos en el estado de la técnica, principalmente, en:

- En que representa una estructura nueva, una malla de diversos sensores interconectados entre sí, que captan parámetros físicos del entorno para realizar acciones específicas o tomar datos del medio en el que se encuentran los sensores.

- En la forma de tratar la interacción de la radiación con los objetos permitiendo a los sensores situados en la malla captar la información que luego será amplificada para analizarla. Es sabido que las radiaciones relacionadas con el espectro electromagnético con distintas longitudes de onda pueden reflejarse, absorberse o transmitirse permitiendo traspasar un gran número de materiales incluyendo opacos y cuasi opacos. De hecho, algunas de estas radiaciones no se modifican al atravesar el medio, no existe dispersión ni alteración de esta.

Otras características fundamentales, no limitadoras pero diferenciales con respecto a otras mallas son:

- No es necesario presión o peso, fundamentales en sensores piezoeléctricos, sensores de presión o similares para la detección de pulsaciones, acciones o reconocimiento.

- Detectar simultáneamente la activación de múltiples sensores (multitouch) al contrario de otras mallas basadas en sistemas capacitivos como pantallas táctiles o similares, estas únicamente permiten un número limitado de pulsaciones a la vez. La presente invención permite tantas activaciones y detección de sensores a la vez como el número de estos que contenga la malla.

Esta malla puede ser segmentada para adaptarla a cualquier tamaño de superficie, incorporando el tipo de sensores necesarios para la tarea que realizará. Esta matriz de sensores estaría conectada a un procesador, el cual alimenta eléctricamente a los sensores y al mismo tiempo supervisa las señales recibidas y envía paquetes de datos a un servidor, ya sea externo o local, informando del estado de los sensores y de las variables físicas de su entorno. Estas variables físicas captadas por la malla pueden ser interpretadas en el microcontrolador, el cual enviará las órdenes pertinentes a cualquier dispositivo (pantalla, alarma sonora, luces, etc.) o simplemente almacenará los datos recabados para su posterior estudio. El envío de datos puede programarse para ser ejecutado en tiempo real o por eventos a través de una configuración previa (un gesto, una pulsación en un lugar determinado, alcanzar una temperatura crítica, etc.). La unidad electrónica, un microcontrolador que recibe los datos, permite ejecutar distintos eventos que pueden configurarse previamente, como por ejemplo el envío de una alerta, mover el cursor en una pantalla, abrir un grifo, aceptar o denegar una llamada de voz, encender o apagar un aparato electrónico, etc.

Así pues, las señales que envíen estos sensores dependerán de las magnitudes físicas de su entorno, de tal forma que, si algunos de estos sensores emiten una señal diferente a la que emiten en condiciones normales, el microcontrolador las captará y serán procesadas según este preprogramado. Por lo tanto, con este sistema es posible captar una amplia cantidad de variables físicas del entorno, como pueden ser la temperatura, humedad, presión, detección de movimiento, tiempo de pulsación, etc. Los valores de estas señales pueden podrán ser tratados para determinar cuántos sensores han modificado sus condiciones de equilibrio cuando se ha producido una perturbación en el entorno.

Por tanto, su funcionamiento está basado en una red o matriz a modo de retícula que capta las variaciones del entorno, proporcionando un mapeado sobre lo que acontece en la superficie.

Esta malla base varía en su composición dependiendo de la tarea a desempeñar. Ya sea de un tipo de sensor o en combinación con otros. Por ejemplo una matriz principal de sensores ópticos, fotovoltaicos, optoelectrónicos, fotoeléctricos y/o biosensores ópticos combinada con sensores que detectan cambios en las magnitudes de las distintas franjas del espectro electromagnético.

El consumo energético de esta malla de sensores también es un punto fuerte de la invención, ya que consume menos energía que una pantalla digital. El consumo energético por metro cuadrado de la malla es de aproximadamente 1W (un sensor electrodo consume 0,33mA de media), existiendo variaciones dependiendo del tipo de sensores que se necesiten utilizar en la aplicación. Los sensores/captadores ubicados en la malla también pueden ser alimentados eléctricamente de forma individual o colectiva, mediante circuitos integrados para evitar interferencias o equilibrar/calibrar la sensibilidad de estos.

Entre las utilidades más evidentes de ser implantadas en el objeto de la invención destacan: encendido y apagado de objetos (electrodomésticos, dispositivos electrónicos, motores, alarmas, cámaras de seguridad, etc.), avisos y alarmas por escapes de gas o agentes contaminantes, inundaciones, recepción de llamadas, manejo de aparatos electrónicos (monitor, tablet, ordenador, TV, smartphone, pizarras digitales) envío de mensajes de texto, graduación de potenciómetros (subir/bajar volumen, aumentar la temperatura de la habitación, aumentar o disminuir la intensidad lumínica), reconocimiento de objetos y/o productos, caídas de personas mayores o con diversidad funcional, detección de pisadas en una vivienda o las de un enfermo al levantarse de la cama de un hospital, patrones de movimiento de jugadores sobre un césped o superficies deportivas, así como su rendimiento durante un evento deportivo.

Todo ello según los distintos aspectos y realizaciones prácticas de la invención indicadas en las reivindicaciones que acompañan a la presente memoria descriptiva.

A lo largo de la descripción y las reivindicaciones, la palabra "comprende" y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o pasos que se le pudieran aplicar al objeto de la invención. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención. Los siguientes ejemplos y dibujos se proporcionan a modo de ilustración y no se pretende que éstos restrinjan la presente invención. Además, la presente invención cubre todas las combinaciones de realizaciones particulares y preferidas aquí indicadas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

A continuación, se pasa a describir de manera muy breve una serie de esquemas y dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una posible aplicación de dicha invención, siendo dicha aplicación un mero ejemplo no limitativo de ésta.

• La FIG.1 muestra la disposición de la malla de sensores incorporada dentro de una superficie.

• La FIG.2 muestra un esquema general de todo el sistema que interviene en el correcto funcionamiento del objeto de la invención.

• La FIG.3 muestra una vista esquematizada de los conectores.

• La FIG.4 muestra un ejemplo de segmentación de la malla de sensores.

• La FIG.5 muestra una vista esquematizada de la conexión de la fibra

Las distintas partes señaladas se identifican como:

1. Sensores.

2. Tabla o encimera en la que se incorpora la malla.

3. Conexiones internas de la malla.

4. Módulo de procesos.

5. Router.

6. Servidor central.

7. Módulo de control.

8. Fibra, filamento o hebra extensor para transmitir la luz.

EXPOSICIÓN DE UN MODO DETALLADO DE REALIZACIÓN DE LA

INVENCIÓN

El objeto de la presente invención es una malla de sensores (1) de superficie variable mediante segmentación, que se instala en el interior de una encimera, tabla o superficie (2).

Así pues, el objeto de la invención comprende una malla de sensores (1), la cual puede contener distintos tipos de sensores, dependiendo de la tarea que deba desempeñar, embutida dentro de una encimera, tabla o superficie (2). Estos sensores estarían fijados a la malla por medio de los distintos tipos de soldadura electrónica convencionales, mediante adhesivos conductores o por procedimientos mecánicos (crimpado). Los sensores estarán conectados a un procesador o módulo de control (7) que alimenta eléctricamente al dispositivo y, al mismo tiempo, supervisa la señal de estos sensores, pudiendo lanzar eventos preprogramados o enviar datos sobre el entorno al módulo de procesos (4) y/o a un servidor central (6) a través de un router (5), informando sobre la integridad de los sensores y de las condiciones del local.

El envío de datos puede programarse para ser ejecutado cada cierto intervalo de tiempo o al instante, como también puede ser configurado para que se envíen cuando se produzca algún evento previamente programado, como puede ser un gesto, una pulsación, una magnitud física limite, etc. Esta información puede ser almacenada, en el caso de ser pequeños paquetes de datos, en el módulo de procesos, o en una memoria conectada o integrada en el servidor central si estos datos fueran demasiado pesados para el microcontrolador.

Los sensores pueden incorporar un sistema extensor añadido formado por una fibra, hilo o hebra (8) (fibra óptica, nylon, PVC, etc.) de distintos diámetros, rígidos o no, que permitan el paso de las magnitudes físicas a las que está sometida la superficie que contiene a la malla, con la capacidad de transmitir estas señales desde la zona superior de la tabla, encimera o superficie hasta los sensores, permitiendo ubicar la malla a cualquier altura en el interior o exterior del material. Esta fibra, hilo o hebra puede llegar a la parte superior de la superficie sin sobrepasarla (para superficies rígidas como madera, microcementos, pavimentos industriales, metal, mármol, etc.) (FIG.5) o sobrepasándola (para superficies como alfombras, césped, etc.) (FIG.6).

Esta malla de sensores (1) permite, dadas sus características de diseño, la posibilidad de ser fragmentada o cortada de diferentes formas, separándola en bloques independientes que pueden funcionar conjuntamente o por separado al conectarlas a un microcontrolador (4), lo que ofrece una gran flexibilidad a la hora de implantarlo en cualquier tipo o tamaño de superficie.

La malla puede aparecer, dependiendo de las necesidades de implantación de esta, en formato de circuito impreso (PCB) o cableada. En el formato de circuito impreso, se dispone de un exceso de cableado que hace posible la alimentación y conexión individual de cada sensor, de forma que dicho circuito se pueda dividir en el numero de partes deseadas y que dichas divisiones sigan manteniendo las mismas propiedades que antes de ser fragmentadas.

Dependiendo del uso que se le pretenda dar al producto, necesitará tener mayor o menor resolución (lo que se traduce a incorporar mas o menos sensores por metro cuadrado). El tamaño de estos sensores también será determinante en el proceso de creación de la malla, ya que sensores de mayor tamaño supondrán un numero menor de estos por metro cuadrado, y sensores más pequeños proporcionarán una mayor cantidad por superficie utilizada. Todas estas cuestiones se verán resueltas a la hora de especificar el desempeño puntual de la malla, sin ser esta explicación restrictiva a la hora de seleccionar los sensores.

Así pues, para cada superficie equipada con la malla, se obtienen señales de cada uno de los sensores, las cuales se multiplexan dando una señal de salida que son enviadas al módulo de control a través de un convertidor A/D, para que este identifique el estado de estos sensores, lance un evento y posteriormente lo remita al módulo de procesos o microcontrolador.

Si la aplicación lo precisara, en algunos casos podrían utilizarse sensores externos a la malla para mejorar la precisión del sistema. También podría darse el caso en el que únicamente se insertaran los filamentos conductores y posteriormente bajo la superficie (y no en su interior) se colocase la malla, para poderla configurar con mayor facilidad, así como facilitar el calibrado o recambio de sensores.

La malla de sensores proporciona una matriz multidimensional de señales. Estas señales son variables o valores que cambian según el entorno y las propiedades de los objetos situados sobre la superficie. Gracias a esto, se realiza un mapeo de la superficie mediante el módulo de control (7), obteniendo un conjunto de datos que posteriormente pueden ser procesados en función de sus características, como podrían ser su resolución, la profundidad, la posición en el plano de coordenadas XY, formas representadas, así como otras variables que son relativas a las propiedades intrínsecas de los objetos y del entorno (color, volumen, masa, resistencia a los cambios de estado, etc).

Posteriormente, el módulo de procesos o procesador (4) recibe esta información y supervisa que no existan errores en la transmisión, preparando la información en distintas capas:

- Capa de representación: esta capa proporciona la forma de los objetos situados en la superficie con una resolución determinada por la malla sensitiva en la superficie inteligente.

- Capa de profundidad: es un valor analógico que oscila entre 0 y 255. Estos niveles proporcionan información sobre la intensidad de la señal que es emitida por la malla.

- Capa de posición: indica las coordenadas XY en el plano de los objetos que están situados en la superficie además de la distancia entre ellos.

- Capa naturaleza del objeto: proporciona cuatro valores analógicos de tres dígitos, que, referenciados en una tabla previamente almacenada, indica las características del material del objeto.

- Capa de entorno: este valor informa de factores externos que pueden influir en los objetos, como la diferencia de la capa de naturaleza de dos objetos cercanos o superpuestos y la diferencia o cercanía de estos, según la potencia irradiada e intensidad de los mismos. Por otro lado, también permite detectar la localización de dispositivos u objetos mediante la adaptación de la fórmula de transmisión, a mayor distancia, peor recepción.

- Capa de densidad: proporciona datos sobre el contenido de un objeto y la relación de su masa. Son valores aproximativos entre 0.01 y 5.00 que nos acercan al volumen de un objeto.

- Capa de calibración: son varios datos que la conforman, intervalo de tiempo entre el envío y la siguiente recepción, el máximo temporal sin lecturas/escrituras, mínimo tiempo sin lectura/escritura, error por histéresis o distancia diferencial entre la posición de actuación y la posición en la que deja de actuar o detectar al objeto cuando éste se aleja de la superficie activa (es decir, cuando el objeto se acerca a la superficie sensitiva, por proximidad). También se calculan las pérdidas en metales por corrientes parasitarias y las pérdidas por magnetismo.

- Capa de resultados: está formada por una variable numérica y una lista: la primera almacena el número total de objetos detectados, mientras que la segunda incluye los objetos pre-reconocidos, con lo que también se obtienen el número de objetos reconocidos y los que no.

Las señales emitidas por la malla sensitiva (1) generan unos ficheros de datos de gran densidad debido a la velocidad de mapeo y las capas reseñadas anteriormente. Estos ficheros son filtrados por el módulo de procesos o procesador (4). Se contabilizan los elementos detectados, se organizan y almacenan las señales en las distintas capas y se realiza un reconocimiento previo de los elementos detectados por parte del módulo de procesos (4) con el fin de ahorrar tiempo y memoria, aunque este reconocimiento también es posible realizarlo en el servidor (6).

La simplificación de la información acelera el problema que conlleva el reconocimiento de objetos/personas y se evitan problemas mayores debidos a la gran cantidad de datos generados.

Esta malla de sensores se distribuye en rollos y paneles, lo que facilita el proceso de instalación y recambio de sensores o zonas dañadas. En el caso de materiales como césped, alfombras o baldas de madera, su sustitución seria sencilla, ya que se realizaría desde la parte inferior de dicha superficie para posteriormente pasar a la restauración del material. En el caso en el que el material en el que se encuentra introducida la malla es cerrado y de naturaleza pétrea, su sustitución podría realizarse por un recambio completo de la superficie. En el caso de, por ejemplo, los sensores ópticos, el desgaste es ínfimo, ya que estos componentes al ser pasivos no generan energía, solo la reciben. Para obtener una comparación aceptable al método aquí expuesto, se puede poner como ejemplo las células fotovoltaicas, las cuales tienen un funcionamiento similar a los sensores ópticos. Estas células fotovoltaicas trabajan expuestas al sol, pero sus fabricantes garantizan su funcionamiento durante 25 años.

Otra solución otorgada a este problema es el aumento de la resolución por encima del mínimo requerido, por lo que siempre hay mas sensores por cm2 de los necesarios, y el mal funcionamiento de uno no afectaría a las capacidades del producto. En el caso del reconocimiento, el aprendizaje de los objetos colocados en la superficie por medio de la IA permite la detección fiel, aunque falten algunos sensores o den falsos positivos.

Un punto importante de la invención es la comunicación de la superficie con el servidor central (6) mediante el procesador (4), el cual recoge todos los datos enviados por los sensores y después de procesarlos, puede interpretar el estado de cada uno de los sensores que integran la malla, lanzar eventos o empaquetar la información y enviarla al servidor, de forma cableada o inalámbrica (Bluetooth, Wi-Fi, internet). El servidor comprobará la integridad de los datos, asegurando el correcto funcionamiento de todos los sensores y actualizará el firmware de estos si fuera necesario. El estado de la conexión puede mantenerse de forma continua o puede realizarse en un momento determinado, bajo petición de los dispositivos previamente configurados. Estos protocolos de transporte de datos pueden ser seleccionados por el usuario e intercambiarse en cualquier momento.

La malla dispone de dos procesos o modos de trabajo principales, ambos programados a nivel de microcontrolador: el modo test y el modo control, cada uno comprendiendo una pluralidad de etapas.

Así pues, el proceso de testeado es una aplicación configurada para comprobar la integridad de la malla, sus funcionalidades y servicios. Este modo calibra cada sensor individualmente y realiza pruebas para comprobar el correcto funcionamiento de la malla al completo, evaluando y proporcionando, además, posibles soluciones a los errores que pudieran aparecer. Mas concretamente, el proceso de testeado comprende las siguientes etapas:

• Testear la malla completa o las unidades fragmentadas.

• Detectar errores de conectividad a nivel físico.

• Detectar errores de transmisión entre los dispositivos.

• Mostrar un historial completo sobre modificaciones, tiempos de uso, paradas y activaciones y otros cambios.

• Monitorizar en tiempo real la actividad para corrección y sustitución.

• Calibrar todos los sensores para asegurar su correcto funcionamiento.

El proceso de control de la malla unifica y gestiona el funcionamiento. Este modo es el encargado de detectar cualquier incidencia o evento que se produzca en la superficie que tiene implantada la malla, así como notificar o alertar, enviar y recibir órdenes desde/hacia los dispositivos electrónicos incluidos en el sistema (pantallas, puertas, sistema de alarmas, etc.). No solo detecta las situaciones que se produzcan, sino que también, mediante previa autentificación, puede interpretar quien es la persona que opera en ese momento, dándole o denegando acceso a ciertas funciones de la malla. Por ejemplo, si se detectara la autentificación de un técnico, permitiría entrar en la configuración de sustitución de elementos/sensores que no funcionan correctamente o que precisan de una revisión complementaria, ya sea por hardware o por simulación.

La malla puede trabajar en modo local offline, sin conexión externa a ningún tipo de servidor central (6), por lo que todo el proceso de control se llevaría a cabo completamente en el módulo de procesos o microcontrolador (4).

Las opciones de calibrado manual de los sensores se llevarán a cabo seleccionando esta opción en el menú de la encimera, tabla o superficie, por ejemplo, o automáticamente al encender por primera vez el sistema. La activación no deseada de la malla completa o de una parte concreta se evitará mediante una correcta calibración manual, además de con un gesto preprogramado que al realizarlo activa o desactiva el sistema.

Es importante señalar que la presente invención puede utilizarse sobre cualquier tipo de material como, por ejemplo: madera, arcilla, piedra, metales, orgánicos, sintéticos, resinas, cuarzo, granito, Silestone ©, Dekton ©, Sensa ©, césped natural, césped hibrido o artificial, Tartan ©, Foam, superficies engomadas, Krion ©, microcementos, superficies industriales y continuas, etc.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES

   1° Método y dispositivo sensor para superficies inertes, caracterizado porque comprende una malla de sensores (1), sobre una base material flexible o rígida (2), conectada con un módulo de procesos (4) que alimenta eléctricamente al dispositivo y, al mismo tiempo, supervisa la señal de los sensores, lanzando los eventos previamente configurados y enviando paquetes de datos a un servidor central (6) a través de un router (5) donde quedan recogidos.

   2° Método y dispositivo sensor para superficies inertes caracterizado porque comprende una matriz de sensores (1), capaz de ser integrada en cualquier superficie de cualquier material (2), ya sea durante su proceso de fabricación, introduciéndola en su interior a través de cualquier abertura practicada para este fin, vertiendo un producto fijador sobre ella o adhiriéndola posteriormente a una superficie inerte mediante pegamento dieléctrico.

   3° Método y dispositivo sensor para superficies inertes caracterizado por detectar variaciones en el entorno, tales como patrones de movimiento, pulsaciones, gestos, reconocimiento todo tipo de objetos independientemente de su naturaleza y personas , pulsaciones, arrastre, conteo de elementos, mediciones de magnitudes.

   4° Método y dispositivo sensor para superficies inertes, caracterizado porque comprende distintas variantes de sensores en la composición de la malla (1). Ya sea de un tipo de sensor o en combinación con otros. Como por ejemplo una matriz principal de sensores ópticos, optoelectrónicos, fotovoltaicos, fotoeléctricos y/o biosensores ópticos combinados con sensores que detectan variaciones en las distintas franjas del espectro electromagnético.

   5° Método y dispositivo sensor para superficies inertes, caracterizado porque no necesita presión para su funcionamiento óptimo.

   6° Método y dispositivo sensor para superficies inertes, caracterizado por detectar simultáneamente la activación de múltiples sensores (multitouch). Permite tantas activaciones y detección de sensores a la vez como el número de estos que contenga la malla.

   Método y dispositivo sensor para superficies inertes caracterizado por utilizar las radiaciones relacionadas con el espectro electromagnético en distintas longitudes de onda. Y que mediante absorción y/o transmisión en materiales permite detectar acciones, reconocer objetos y personas. Incluidas superficies opacas y cuasi opacas.

   8° Método y dispositivo sensor para superficies inertes caracterizado porque la malla de sensores (1) y conectores (3) pueden ser segmentados en función de la cantidad de sensores necesitados para cada aplicación y la superficie a cubrir.

   9° Método y dispositivo sensor para superficies inertes caracterizado por disponer de un módulo de procesos (4) que aporta la lógica necesaria para la interpretación de las señales recibidas de los sensores y su traducción en acciones sobre otros programas informáticos o dispositivos (7).

   10° Método y dispositivo sensor para superficies inertes caracterizado por contar con un servidor central (6), el cual, a través de un router (5), analizará los datos recibidos, comprobará posibles errores, vigilará la integridad y seguridad de los datos y actualizará el firmware de la malla si fuera necesario.

   11° Método y dispositivo sensor para superficies inertes caracterizado por ser aplicable también a cualquier tipo de superficies, incluyendo superficies naturales, sintéticas o hibridas como, por ejemplo: césped artificial, natural o híbrido, alfombras, superficies continuas etc., mediante hebras de fibras (8) en filamentos que pueden adoptar distinta geometría (redondos, planos, rizados, etc.) como, por ejemplo: césped artificial, natural o híbrido, alfombras, etc.