ES2935828T3 - Un sensor de inundación para sistemas de automatización - Google Patents

Abstract

Un sensor de inundación para sistemas de automatización que comprende al menos dos electrodos conectados con un circuito de medición dispuesto para detectar una pluralidad de niveles de líquido; y en donde el circuito de medición tiene un consumo de corriente estática cero, teniendo flujo de corriente solo en presencia de fluido; y donde si se detecta un líquido, la salida del circuito se activa y un microcontrolador deja un estado de energía cero en el que normalmente permanece; y donde el microcontrolador comprende un programa o programas almacenados en una memoria y configurados para ser ejecutados por medio del microcontrolador, donde dichos programas comprenden instrucciones para: (a) medir la impedancia del líquido que ha activado la salida del circuito de medición; y (b) enviar la impedancia medida a un control central. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Un sensor de inundación para sistemas de automatización

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un sensor de inundación para sistemas de automatización inteligentes. El dispositivo de la invención es un sistema de bajo costo y bajo consumo de energía que hace posible una fácil integración de los nodos sensores en sistemas de automatización inteligentes. El usuario puede tener acceso remoto a la información del sensor a través de redes de comunicación como Internet o redes móviles.

Antecedentes de la invención

En los últimos años, muchos de los nuevos sistemas domésticos inteligentes han agregado detectores de fugas de agua a su lista de dispositivos conectados (por ejemplo, US2017299210A1). Estos sensores se pueden colocar cerca de electrodomésticos, como lavadoras, lavavajillas o calentadores de agua, o se pueden montar en sótanos, cocinas, baños, inodoros o garajes para evitar desastres en las tuberías. La importancia de la detección temprana es crucial para evitar estas situaciones. El documento EP3264383A1 describe este tipo de sistema de detección de inundaciones.

La mayoría de los sensores inteligentes de agua para el hogar funcionan con baterías e incluyen una variedad de tecnología inalámbrica de bajo consumo. Las tecnologías de comunicación inalámbrica han avanzado rápidamente y el uso de redes de sensores inalámbricos (WSN) se ha extendido a muchas aplicaciones, como automatización del hogar, monitoreo ambiental, monitoreo de salud, entre otras. WSN elimina la necesidad de nodos de sensores cableados en toda la casa y reduce los costos de instalación y mantenimiento. El estándar IEEE 802.15.4 es particularmente adecuado para la implementación de bajo costo, bajo consumo de energía, control confiable y aplicación de monitoreo en tiempo real dentro del marco del hogar inteligente. La gestión eficiente de la energía es una preocupación importante en los nodos de sensores inalámbricos.

La implementación del dispositivo inalámbrico implica la integración de diferentes temas, como la electrónica, la informática y los sistemas de comunicación. El sistema recopila información de los sensores, procesa la información y activa las salidas.

En general, los detectores de inundaciones domésticos se basan en el cambio de conductividad entre al menos dos pines de un sistema electrónico. Un ejemplo de tales sistemas es el descrito en el documento de patente US2015091723 que se refiere a diferentes métodos y sistemas para un sensor de inundación y temperatura que puede comprender detectar la presencia de agua en una premisa mediante la medición de una resistencia entre al menos un par de metales. sondas en un sensor de inundación, detectando una temperatura y detectando una orientación del sensor con respecto a la gravedad utilizando uno o más sensores de nivel. Las sondas metálicas pueden ser extensibles. Las sondas metálicas pueden estar chapadas en oro. La presencia de agua se puede detectar utilizando una sonda remota. El sensor puede comunicarse de forma inalámbrica con uno o más dispositivos externos mediante un transceptor inalámbrico.

Sin embargo, hasta ahora, había dos inconvenientes importantes para el despliegue de sensores inteligentes en áreas aisladas: el costo de los componentes y la vida útil de la batería. Requerían supervisión periódica del sensor para la verificación del estado del nodo y el reemplazo de la batería. En consecuencia, se necesita una solución integrada que permita largos períodos de tiempo entre las visitas de mantenimiento y de reemplazo. Para este propósito, también se necesita un nuevo sensor de inundación con un eficiente modo de control operacional en tiempo real que dé como resultado un sensor de autonomía a largo plazo con capacidades de verificación automática.

Descripción de la invención

El objeto de la invención un sistema de automatización de acuerdo con la reivindicación 1 que comprende un sensor de inundación inalámbri

una alerta temprana de fugas de agua. Se ha implementado una red de sensores inalámbricos para recopilar las mediciones de los nodos de sensores. Un control central coordina la red y procesa los datos de acuerdo con la posición geográfica del sensor. Los usuarios pueden consultar de forma remota la presencia de agua u otro líquido, el estado de las baterías para un nodo específico, el tipo de líquido que se fuga e información sobre su funcionalidad y alarmas. El sensor de la invención está optimizado en términos de costos, facilidad de implementación y mantenimiento, lo que lo hace ampliamente aceptable para los usuarios finales. El objetivo de la invención se logra mediante el sistema de automatización de la reivindicación 1. Otras realizaciones de la invención se describen en las reivindicaciones dependientes.

Una ventaja del sensor de la invención es que los electrodos sensores detectan la presencia de un fluido (generalmente agua) a dos alturas, por lo que puede discriminar entre la presencia de un derrame accidental de agua (por ejemplo, la caída de un vaso o un balde). de agua) y un alimento real (tubería rota, entrada de agua desde el exterior, entre otros). Esta es una característica muy conveniente para minimizar las falsas alarmas, como se describe en el documento EP3264384 del mismo solicitante, que también se incorpora aquí como referencia.

Las estrategias de administración de energía han aumentado espectacularmente debido al uso de dispositivos portátiles de mano y la investigación intensiva en el área de redes de sensores inalámbricos, que generalmente emplean dispositivos operados por batería. En la presente invención, una elección adecuada de componentes de hardware de baja potencia y una solución WSN personalizada permiten prolongar la vida útil de la batería, extendiendo la autonomía del sistema.

Otro objeto de la invención es un sensor que podría implementarse en entornos reales y durante períodos prolongados al reducir la complejidad del sistema, implementando soluciones que proporcionan ventajas tangibles a la vida cotidiana de los usuarios finales. Esta invención describe una WSN integrada de sensores de inundación para alertas en tiempo real utilizando el estándar de tecnología inalámbrica IEEE 802.15.4.

Finalmente, aunque la aplicación objetivo es en hogares inteligentes, el sistema también se puede usar para la industria ya que puede detectar la presencia de agua u otros fluidos húmedos en sótanos, pisos de fábricas, laboratorios u otros lugares.

A lo largo de la descripción y las reivindicaciones, la palabra "comprende" y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, accesorios, componentes o pasos. Para los expertos en la técnica, otros objetos, ventajas y características de la invención se deducirán en parte de la descripción y en parte de poner la invención en práctica. Los siguientes ejemplos y dibujos se proporcionan a modo de ilustración y no pretenden limitar la presente invención. Además, la presente invención cubre todas las combinaciones posibles de las realizaciones preferidas indicadas en este documento.

Breve descripción de los dibujos

Una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y se relacionan expresamente con una realización de dicha invención presentada como un ejemplo no limitativo de la misma se describirán brevemente a continuación.

La figura 1 muestra un diagrama general de hardware para el sensor de inundación de la invención.

La figura 2 muestra un esquema de circuito simplificado para el sensor de inundación de la invención.

La figura 3 muestra un diagrama de resumen de firmware para el sensor de inundación de la invención.

La figura 4 muestra un ejemplo de señales de detección de inundación con el sensor de inundación de acuerdo con la invención, en donde (a) representa agua del grifo; (b) representa agua de mar; y (c) representa agua con jabón.

Realización preferida de la invención

El sensor de inundación es un dispositivo diseñado para detectar fugas de fluidos (en un ejemplo de agua no limitativa) en entornos domésticos o industriales. El sensor inalámbrico de la invención (es decir, un nodo sensor) se desarrolló de acuerdo con los requisitos relacionados con la eficiencia de tamaño, bajo costo y baja disipación de potencia. En una realización preferida, el sensor inalámbrico está conectado a la red doméstica (o de fábrica) y puede enviar una alerta al usuario, ahorrando costos en la remediación de daños en el agua (u otro fluido).

En una realización no limitativa, la WSN desplegada está compuesta por cinco nodos de sensor de inundación (aunque se puede escalar fácilmente hacia arriba y hacia abajo) y una puerta de enlace o control central. En una realización, también se ha incluido una sirena para proporcionar una advertencia audible contra la presencia de agua. El sensor de inundación detecta la acumulación de agua en una superficie y los datos se envían a través de un módulo inalámbrico, lo que permite la comunicación con el sistema principal. Los nodos sensores pueden comunicarse entre sí y con la red externa a través de Internet (protocolo TCP / IP) o redes móviles de datos (por ejemplo, 2G / 3G / 4G / 5G) utilizando el control central. El sensor de inundación inalámbrico se conecta al control central de la casa inteligente y el usuario puede consultar el estado del dispositivo utilizando un dispositivo portátil electrónico, como un teléfono móvil o una tableta. Si el dispositivo detecta un fluido, el usuario recibe una alerta, es decir, generalmente un mensaje de texto o una notificación de inserción. Además, el sensor de inundación inalámbrico de la invención también puede incluir un sensor de inclinación (para que el usuario sepa si alguien ha movido el sensor), un sensor de temperatura, un zumbador y una luz. En la figura 1, se puede encontrar el diagrama general de la invención.

El nodo del sensor incluye todos los circuitos que se consideran necesarios para detectar la presencia de agua en dos niveles, medir la inclinación del sensor, procesar los datos, las señales de luz y enviar alarmas por radio frecuencia. Más concretamente, el sensor de inundación, de acuerdo con la realización ejemplar no limitativa de la figura 1, comprende una batería, un microcontrolador para controlar el hardware, realizar mediciones y la detección electrónica de los niveles de agua; un módulo de RF (radio frecuencia); y un timbre para advertir al usuario sobre la presencia de agua. También contiene un tamper para detectar la apertura del dispositivo con fines de manipulación o sabotaje. Además, el nodo 1 sensor incluye un inclinómetro, que permite al sistema identificar una posible corriente de agua y permite saber si el dispositivo ha sido reubicado o manipulado. Para el diseño del nodo sensor inalámbrico, se han considerado características tales como tecnología de radio robusta, componentes de bajo costo y bajo consumo de energía, el uso de fuentes de energía de larga duración y tamaño reducido.

Para aumentar la vida útil de la batería, se han explotado las áreas de diseño relacionadas con la administración de energía y el protocolo de pila. El consumo de energía por nodo está optimizado de tal manera que puede ser alimentado únicamente por baterías. Se ha realizado un diseño cuidadoso del sensor de inundación en el diseño de hardware, las comunicaciones inalámbricas y el firmware, de modo que con una sola celda de batería (por ejemplo, una batería tipo CR123) se logre una autonomía superior a 10 años.

Con respecto al módulo de radio, transmite y recibe datos a través de un estándar de comunicación. La selección del protocolo de comunicación inalámbrica se determinó considerando la velocidad de datos, el bajo consumo de energía y el costo. El estándar IEEE 802.15.4 es el más adecuado para cumplir con los requisitos de la aplicación de destino. Es adecuado para aplicaciones donde el volumen de datos a transferir es bajo, y hace posible que los nodos de la red funcionen con la batería sin recargar durante un largo período de tiempo. Además, este estándar presenta una alta capacidad de expansión del rango de red al aumentar la cantidad de nodos. En una implementación ejemplar no limitativa, el módulo de radio se basa en el transceptor MRF89XA de Microchip, uno de los transceptores de menor consumo de energía disponibles, e intercambia datos con el nodo de control central a través de comunicación inalámbrica a 868 MHz

La figura 2 muestra el esquema del circuito del sensor de inundación. Este circuito es responsable de medir los dos niveles de agua y se basa en un circuito digital que detecta las diferentes alturas de los líquidos por medio de electrodos colocados en la parte inferior de la placa. El circuito está diseñado de tal manera que tiene un consumo de corriente estática virtualmente cero, teniendo flujo de corriente solo en presencia de agua, ahorrando así el consumo de energía. Si se detecta una inundación, la salida del circuito se activa y el microcontrolador deja el estado de potencia cero en el que normalmente permanece.

Por otra parte, el sensor de inclinación puede medir inclinaciones de hasta 15 grados en cualquier dirección. Como se ha mencionado anteriormente, este elemento es muy útil para detectar el movimiento del sensor, ya sea por una corriente de agua o por una inundación, o por ser manipulado. Es un circuito digital prácticamente sin consumo de energía, por lo que no compromete las especificaciones de autonomía y consumo de energía que persigue esta invención. En una realización ejemplar no limitativa, el sensor de inclinación se basa en una cápsula SQ-SEN-815B de Signal Quest.

El embalaje del sensor de inundación tiene electrodos que tocan la superficie de contacto plana y que detectan la presencia de agua u otros tipos de líquidos. El sensor de la invención se puede colocar en el suelo o en una pared. Para la instalación en una pared, se ha diseñado un accesorio que, una vez fijado a la pared (con adhesivo), permite que el sensor se adhiera magnéticamente a la misma.

En una realización ejemplar no limitativa, el control central realiza el procesamiento de datos y las comunicaciones con un servidor remoto y se ha diseñado con una estructura modular. Esta unidad de control tiene diferentes módulos de comunicación, tanto cableados como inalámbricos, y seis ranuras de expansión para módulos de propósito general, por ejemplo. Sensores, entradas y salidas o comunicaciones. El sistema de control se rige por un microprocesador PIC32MZ1024 de 32 bits de Microchip, con una frecuencia de reloj de hasta 140 MHz, y las siguientes características: 80 pines de E / S, 32 canales de entrada analógica, hardware dedicado para uA r T, SPI, I2C y Buses de comunicación USB, y un reloj en tiempo real (RTC). El sistema admite voltajes de entrada entre 15 V y 36 V. El circuito de alimentación tiene tres módulos principales para reducir el voltaje de entrada a 5 V, que se requiere para alimentar algunos circuitos digitales y para obtener una tensión de alimentación dual 167 (± 12 V) Para el circuito analógico. A partir del voltaje de la batería, se generan otros dos voltajes: uno de 3.3 V para alimentar todas las partes de control y otro de 5 V para alimentar los circuitos de comunicación. El objetivo es que el control central nunca pierda la conexión con el servidor y pueda enviar alarmas y eventos incluso cuando se desconecta la red eléctrica en caso de un corte de energía. Se seleccionó una batería de respaldo de 4500 mAh y 3,7 V para proporcionar suficiente energía para garantizar la conectividad durante 12 horas en caso de emergencia.

Las comunicaciones se han diseñado de forma redundante para evitar la pérdida de conectividad y, por lo tanto, el control incorpora los siguientes tipos de comunicaciones: Ethernet, RS485, USB, WiFi y datos móviles. Las comunicaciones de Ethernet, WiFi y datos móviles se utilizan para establecer la conectividad con un servidor remoto o la nube. El orden de prioridad para el uso de la red es Ethernet, WiFi y comunicaciones de datos móviles, de modo que la central de control siempre se conectará a través de Ethernet. El dispositivo intenta realizar la comunicación por una de las otras dos formas si ocurre una pérdida de conexión, o si la configuración del usuario lo establece.

Se ha proporcionado una ranura de expansión compatible con algunos estándares de la industria, como Xbee y módulos de clic, para las comunicaciones de datos móviles. Este hecho aumenta la flexibilidad del diseño ya que permite el uso de módulos de diferentes tecnologías y frecuencias dependiendo de los países a los que está destinado el sistema inalámbrico. Además, para las aplicaciones donde la instalación es local, se incluye una conexión USB, de modo que el dispositivo se puede conectar directamente a una PC. Finalmente, se proporciona una comunicación en serie industrial de tipo RS485 para otras aplicaciones donde se necesitan comunicaciones entre sensores, sin una conexión de red. Esta interfaz también se puede utilizar para dispositivos de alimentación conectados en cascada para facilitar la instalación. Además, en cualquiera de las ranuras de expansión equipadas con buses SPI e I2C, y salidas digitales y analógicas, se puede conectar un módulo de comunicación tipo ZigBee, 6LoWPAN o equivalente.

Todas las conexiones por cable están diseñadas con aislamiento galvánico mediante el uso de circuitos integrados aislantes, de tal manera que las comunicaciones se aíslan de la red eléctrica para evitar la pérdida o alteración de los mensajes en caso de picos de voltaje o transitorios no deseados.

Para un refuerzo adicional de la información, la central de control incluye una ranura para tarjetas de almacenamiento que acepta memorias de hasta 4 GB. El sistema detecta que la memoria está conectada y, de ser así, creará un histórico de eventos que se pueden recopilar extrayendo la propia tarjeta, o a través de cualquiera de las interfaces de comunicación cuando se restaura la comunicación. Cada módulo de expansión tiene un circuito de control de energía que permite que el módulo se deshabilite si es necesario, poniendo el dispositivo en un modo de consumo de energía ultra bajo y prolongando la autonomía de la batería interna.

En una realización ejemplar no limitativa, la sirena es el dispositivo responsable de avisar acústicamente a los usuarios de la existencia de alarmas en el sistema, así como para disuadir a los intrusos. Como los otros bloques del sistema, el diseño de la sirena busca mejoras en la eficiencia energética y reducción de tamaño. Este dispositivo se suministra con alimentación externa, pero también incluye dos baterías CR123 para mantenerlo en funcionamiento en caso de un fallo de alimentación. Puede instalarse sobre una mesa o pared y tiene unas dimensiones ejemplares de 88 mm x 63 mm.

El circuito de la sirena se ha implementado en una única placa de circuito impreso de dos capas. Contiene la electrónica necesaria para las comunicaciones de RF, la gestión adecuada de la sirena (indicación acústica) y un mecanismo de apertura contra manipulación. La electrónica completa, que incluye el mismo microcontrolador y el módulo de RF descrito anteriormente para el nodo del sensor, se coloca en la parte superior, y las baterías y la entrada de alimentación se colocan en la parte inferior de la PCB.

Las aplicaciones autónomas emergentes de baja potencia, como los nodos de sensores inalámbricos miniaturizados, requieren sistemas de administración de energía eficientes. La operación a largo plazo para un sistema inalámbrico requiere el uso de estrategias de diseño adecuadas tanto a nivel de hardware como de software. Como se ha comentado anteriormente, los elementos de hardware se han elegido para garantizar una funcionalidad adecuada con un bajo consumo de energía. Además, el software también incorpora modos de ahorro de energía.

En el nodo del sensor de inundación, el consumo de energía ultra bajo se logra manteniendo el microcontrolador apagado (sin fuente de alimentación) la mayor parte del tiempo. Un temporizador de hardware discreto supervisa periódicamente el encendido del microcontrolador para enviar la señal activa. En el caso del sensor de inundación, el hardware también está preparado para encender instantáneamente el microcontrolador en caso de detección de agua. Esta función elimina la necesidad de revisar periódicamente el sensor de agua y permite extender el intervalo de encendido a decenas de minutos o incluso algunas horas.

La Figura 3 muestra una vista de alto nivel de la máquina de estados finitos implementada por el software. Cada vez que se enciende el microcontrolador, se debe analizar la fuente de activación. Si no se encuentra una alarma de agua, se envía un mensaje activo al portal, junto con la información de estado, por ejemplo. Nivel de batería, potencia de señal de RF, entre otros. Una vez que la unidad de control acusa recibo del mensaje activo, el microcontrolador libera su fuente de alimentación y vuelve a su estado sin alimentación.

Si se encuentra una alarma de agua cuando se analiza la fuente de estela, el proceso es muy similar al proceso de vida, con un mensaje de alarma que se envía en lugar de un mensaje de vida. La probabilidad de que ocurra un evento de este tipo es pequeña, por lo tanto, este evento puede ignorarse al estimar el tiempo de vida útil de la batería.

Es importante mencionar que el enfoque de apagar el sistema presenta algunos desafíos debido a que el microcontrolador pierde su retención de RAM cuando se apaga. Eso obliga al firmware a almacenar el contexto de ejecución en la memoria no volátil del nodo. Con el fin de reducir el costo y la tasa de fallas, se ha decidido utilizar la memoria flash interna del microcontrolador. Este tipo de memoria generalmente admite alrededor de 100Kcycles, que es suficiente para almacenar de forma segura el contexto de ejecución en el ciclo de trabajo durante la vida útil esperada del dispositivo.

La unidad de control utiliza una fuente de alimentación externa. Por esta razón, la reducción de su consumo de energía es mucho menos importante que la reducción del consumo de energía de los nodos. Una parte importante de la energía gastada en estos nodos está asociada a las comunicaciones, y aquí es donde la unidad de control puede brindar un importante ahorro de energía para los nodos asociados mediante el uso de técnicas de intervalos de tiempo.

La unidad de control mantiene una lista de nodos de confianza. Programa el tiempo para que cada uno escuche y transmita. La unidad de control emite periódicamente un cuadro para que todos los nodos sepan cuándo deben escuchar o hablar, si es necesario. Este mecanismo reduce la probabilidad de colisión a casi cero, evitando los reintentos de paquetes y prolongando la vida útil de la batería del nodo.

Las técnicas de salto de canal se han utilizado junto con el enfoque de intervalo de tiempo. La combinación de ambas técnicas se conoce como Time Slot Channel Hopping (TSCH). Una pila de TSCH no solo evita la colisión entre los nodos del sistema, sino que también puede manejar un fuerte ruido radioeléctrico que bloquea uno o más canales. La unidad de control comparte esquemas de salto de canal con sus nodos asociados. Al usar un esquema acordado, todos los nodos pueden predecir qué canal usar en cada ranura. Además, la unidad de control puede realizar una lista negra de canales para mantener el ancho de banda cuando algunos canales están siendo bloqueados o están prohibidos por cualquier motivo.

Un pequeño inconveniente de esta técnica es que la inscripción de nodos se vuelve más compleja. Un nodo no puede hablar hasta que reciba el permiso de una unidad de control. Por lo tanto, el descubrimiento automático de nodos no se puede hacer a menos que se coloque una ranura específica para tal fin. Un enfoque alternativo para el descubrimiento automático es actualizar la lista de nodos de confianza a través de otros canales. En este caso, el usuario puede agregar nodos al sistema a través del sitio web, la aplicación iOS o la aplicación Android. Una vez hecho esto, un servidor remoto solicita a la unidad de control que registre un nuevo nodo en su lista de nodos de confianza. A partir de este momento, la unidad de control asigna ranuras al nodo específico, para que puedan comunicarse.

Una vez que el proceso de inscripción se ha completado, el sistema se vuelve autónomo, lo que garantiza una alta legibilidad incluso si se pierden todas las comunicaciones con el servidor remoto.

El sensor tiene la capacidad no solo de detectar agua, sino también de distinguir líquidos. La figura 4 muestra algunas gráficas de impedancia líquida. La señal CH3 corresponde al segundo nivel de inundación; por lo tanto, se excita más tarde en todas las parcelas. La señal CH1 y la señal CH2 son los dos electrodos al nivel del piso. Como se puede apreciar en las gráficas anteriores, existen diferencias en la impedancia característica de los líquidos y las tendencias que generan durante los primeros segundos después de una activación. En caso de una alarma, el valor de todos los electrodos se muestrea y se envía a la nube, donde se combina y procesa en consecuencia por un servidor para estimar la naturaleza del líquido, de acuerdo con la impedancia detectada y la localización geográfica del sensor. es decir, si un sensor detecta un líquido con el valor de impedancia X y el sensor se coloca cerca del mar, el servidor estimará que el líquido podría ser agua de mar.

El sistema inalámbrico se ha desarrollado para que pueda incluir otras variables medibles dentro del hogar, de modo que todos los sistemas domésticos estén integrados en una unidad de control centralizada, accesible desde diferentes dispositivos móviles inalámbricos, como teléfonos inteligentes o tabletas. Por lo tanto, la central de control interactúa con el usuario final a través de un servidor web para la visualización de datos en tiempo real, mientras que una aplicación de iOS o Android se ejecuta en terminales móviles.

Se ha presentado un sistema de detección de inundaciones de baja potencia para redes de sensores inalámbricos. El sensor diseñado permite a los usuarios finales monitorear más fácilmente los dispositivos domésticos de forma local y remota y puede alertar al usuario en caso de accidentes domésticos. El sensor tiene la capacidad no solo de detectar agua sino también de distinguir líquidos. Se ha implementado una red de sensores inalámbricos, donde se han desarrollado nodos de detección de inundaciones, nodos de actuador y una central de control. Para cada nodo, los componentes de hardware y software se han descrito en detalle. La comunicación entre la red de sensores y la central de control se ha implementado con éxito utilizando el estándar IEEE 802.15.4. Una interfaz gráfica de usuario para aplicaciones móviles permite el acceso remoto y el control y monitoreo en tiempo real de varios parámetros de rendimiento. El resultado es una infraestructura de bajo costo, altamente confiable y fácilmente escalable con aplicaciones para hogares inteligentes. La invención también permite la posibilidad de que los algoritmos de aprendizaje automático amplíen el número de líquidos que podrían distinguirse gracias a la combinación con la posición geográfica del sensor, lo que aumenta la tasa de éxito de identificación, e incluso puede aportar nuevas características al producto, como el hogar. Mantenimiento preventivo de electrodomésticos, mediante la excavación de patrones de actividad.

Cuando sea apropiado, varias realizaciones proporcionadas en esta divulgación pueden implementarse utilizando hardware, software o combinaciones de hardware y software. Además, cuando sea apropiado, los diversos componentes de hardware y / o componentes de software establecidos en este documento pueden combinarse en componentes compuestos que comprenden software, hardware y / o ambos, sin apartarse del objeto de la presente invención definido en las reivindicaciones. Cuando sea apropiado, los diversos componentes de hardware y / o componentes de software establecidos en el presente documento pueden separarse en subcomponentes que comprenden software, hardware o ambos, sin apartarse del objeto de la presente invención definido en las reivindicaciones. Además, cuando sea apropiado, se contempla que los componentes de software pueden implementarse como componentes de hardware, y viceversa.

El software de acuerdo con la presente descripción, tal como instrucciones no transitorias, datos y / o código de programa, puede almacenarse en uno o más medios legibles por máquina no transitorios. También se contempla que el software identificado en el presente documento se puede implementar utilizando una o más computadoras de red de propósito general o de propósito específico y / o sistemas informáticos, y / o de otro tipo. Cuando sea apropiado, el orden de los diversos pasos descritos en este documento se puede cambiar y / o dividir en subpasos para proporcionar las características descritas en este documento.

Las realizaciones descritas anteriormente ilustran pero no limitan la invención. También debe entenderse que varias modificaciones y variaciones son posibles de acuerdo con el objeto de la presente invención. Por consiguiente, el alcance de la invención se define únicamente por las siguientes reivindicaciones.

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Sistema de automatización que comprende:

una unidad de control compuesta por un microprocesador y varios módulos de comunicación;

un servidor remoto conectado con la unidad de control,

una red inalámbrica de sensores conectada con la unidad de control y que comprende, al menos, dos nodos sensores de inundación colocados en un suelo o una pared y dispuestos para detectar la acumulación de un líquido en una superficie; en la que cada nodo sensor de inundación comprende:

una batería;

un módulo de radiofrecuencia configurado para permitir una comunicación inalámbrica con otro nodo sensor de inundaciones y una red de datos externa mediante el protocolo TCP/IP o una red móvil de datos;

un zumbador dispuesto para avisar al usuario de la presencia de agua;

un tamper dispuesto para detectar la apertura del nodo sensor de inundaciones con fines de manipulación o sabotaje;

un sensor de inclinación dispuesto para identificar una corriente de agua y saber si el nodo sensor de inundación ha sido reubicado o manipulado; y

un circuito de medición dispuesto para detectar la presencia de dos niveles de agua por medio de al menos dos electrodos colocados en la parte inferior del nodo sensor de inundación y dispuestos para tocar una superficie plana de contacto;

un microcontrolador que comprende un programa o programas almacenados en una memoria y configurados para ser ejecutados por medio del microcontrolador, en el que dichos programas comprenden instrucciones para :

(a) medir la impedancia de un líquido en contacto con los electrodos; y

(b) enviar la impedancia medida al servidor remoto a través de la unidad de control;

y en el que el servidor remoto está preparado para recibir la impedancia del fluido detectada por el sensor de inundación y para estimar la naturaleza del líquido basándose en la impedancia medida y en la localización geográfica del sensor de inundación.

2 - El sistema de automatización de la reivindicación 1, en el que el nodo sensor de inundación comprende un sensor de temperatura.

3 - El sistema de automatización de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que el sensor de inclinación está dispuesto para medir inclinaciones de hasta 15 grados en cualquier dirección.

4 - El sistema de automatización de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 en el que la unidad de control está conectada al servidor remoto a través de Ethernet y si se produce la pérdida de conexión intenta realizar la comunicación por WIFI o comunicación de datos móviles.

5 - El sistema de automatización según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la unidad de control incluye una ranura para tarjetas de almacenamiento.

6 - El sistema de automatización según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el microcontrolador comprende un programa o programas almacenados en una memoria y configurados para ser ejecutados por medio del microcontrolador, en el que dichos programas comprenden instrucciones para:

cada vez que se enciende el microcontrolador de un nodo sensor de inundaciones, se analiza la fuente de la estela y, si no se encuentra ninguna alarma de agua, se envía un mensaje de vida junto con el estado de la unidad del sensor de inundaciones; y una vez que la unidad de control acusa recibo del mensaje de vida, el microcontrolador libera su fuente de alimentación y vuelve a un estado sin alimentación; y en el que si se encuentra una alarma de agua cuando se analiza la fuente de la estela, se envía un mensaje de alarma en lugar de un mensaje de vida.

7 - El sistema de automatización según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el sistema de automatización comprende además un control central conectado con la red de sensores inalámbricos dispuesto para mantener una lista de nodos sensores de inundación de confianza para programar el momento en que cada nodo sensor de inundación debe escuchar y transmitir mediante radiodifusión una trama para que todos los nodos sensores de inundación de la red de sensores inalámbricos sepan cuándo cada nodo sensor de inundación debe escuchar o debe hablar; el control central está además preparado para compartir esquemas de salto de canal con los nodos sensores de inundación de confianza para que los nodos sensores de inundación puedan predecir qué canal utilizar en cada intervalo; y el control central está además preparado para realizar listas negras de canales con el fin de mantener el ancho de banda cuando algunos canales están bloqueados o prohibidos.

8. Uso del sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 en un sistema domótico inteligente.

9. Uso del sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 en un sistema de fábrica automatizado.