ES2939044T3 - Sistema de detección de receptores - Google Patents
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Abstract
Un sistema de detección de receptores que comprende al menos un receptor (30), un contenedor (20) que tiene un volumen para contener el receptor, una antena (42) adaptada para emitir una onda primaria en el volumen y para recibir una onda secundaria emitida por el receptor en el volumen en respuesta a la recepción de la onda primaria, y un controlador (41) adaptado para controlar la emisión de la onda primaria y detectar el receptor por la onda secundaria recibida. El sistema comprende además elementos regulables (21) controlados por una onda de control, fijados al contenedor y de impedancia modificable. Cada elemento regulable comprende un dispositivo (23) de recuperación de energía de la onda primaria y/o de la onda de control para su suministro de energía, (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema de detección de receptores
Sector de la técnica
La presente invención se refiere a un sistema de detección de receptores.
Estado de la técnica
Más particularmente, la invención se refiere a un sistema de detección que comprende:
- al menos un receptor,
- un contenedor que tiene un volumen, estando adaptado el contenedor para contener el receptor en su volumen, - una antena adaptada para emitir una onda primaria en el volumen y recibir una onda secundaria emitida por el receptor en el volumen en respuesta a la recepción de la onda primaria,
- un controlador conectado a la antena, estando adaptado el controlador para dirigir la transmisión de la onda primaria y para detectar el receptor por la onda secundaria recibida.
Se conocen ejemplos de sistemas de este tipo, tales como sistemas de cajas en tiendas, siendo los receptores etiquetas de tecnología RFID colocadas en los artículos. Al pasar por caja, los artículos se colocan en el volumen del contenedor y el sistema identifica los artículos y emite la factura. Este tipo de sistema también se conoce por el documento EP 2314961 A1.
Objeto de la invención
La presente invención pretende mejorar un sistema de detección de este tipo, en particular para mejorar la detección del o de los receptores en el volumen.
A tal efecto, un sistema de detección del tipo antes mencionado está caracterizado por que además comprende elementos ajustables que tienen una impedancia que puede modificarse para modificar la forma en que la onda primaria es reflejada y/o transmitida por el elemento ajustable, siendo los elementos ajustables en número N mayor o igual a dos, y en donde:
- los elementos ajustables son pilotados por una onda de control emitida por el controlador,
- los elementos ajustables se fijan al contenedor en una pluralidad de posiciones diferentes,
- los elementos ajustables comprenden un dispositivo de recuperación de energía de la onda primaria y/o de la onda de control para suministrarles energía, y
- cada elemento ajustable comprende un dispositivo de recepción la onda de control que decodifica un parámetro de ajuste contenido en la onda de control, dicho parámetro de ajuste está destinado al elemento ajustable para que el elemento ajustable pilote su impedancia.
Gracias a estas disposiciones, el sistema es capaz de modificar la impedancia de cada elemento ajustable gracias a la onda secundaria que recibe el controlador desde el o los receptores. De este modo es capaz de optimizar su recepción de la onda secundaria modificando estas impedancias.
El sistema es entonces capaz de detectar con mayor eficacia la presencia de uno o más receptores dentro del volumen del contenedor, independientemente de la posición de dichos receptores en este volumen del contenedor.
Además, el sistema es simple de implementar porque los elementos ajustables están fijados a un contenedor, porque son autosuficientes energéticamente y porque no necesitan ser conectados por cable al controlador.
Entonces es fácil hacer cualquier contenedor adaptado para detectar receptores dentro de su volumen, incluso para un contenedor que puede desplazarse por el entorno.
Por último, los elementos ajustables son elementos de tamaño reducido, muy simple en diseño, y pueden ser producidos en cantidad a bajo coste.
En diversas realizaciones del sistema según la invención, eventualmente, además, se puede recurrir a una y/o a la otra de las siguientes disposiciones.
Según un aspecto, el número N de elementos ajustables es superior a cinco.
Según un aspecto, el controlador determina un parámetro de ajuste apropiado para cada elemento ajustable y transmite cada parámetro de ajuste a un elemento ajustable en la onda de control.
Según un aspecto, cada elemento ajustable comprende una memoria de elemento ajustable que almacena un identificador de elemento ajustable, los identificadores de elementos ajustables son diferentes para todos los elementos ajustables.
Según un aspecto:
- el controlador transmite información de identificación con el parámetro de ajuste a un elemento ajustable, designando dicha información de identificación el elemento ajustable del sistema para el cual está destinado el parámetro de ajuste, y
- el dispositivo de recepción del elemento ajustable descodifica la información de identificación y el parámetro de ajuste contenido en la onda de control, y el elemento ajustable pilota su impedancia con respecto al parámetro de ajuste si la información de identificación es igual a su identificador de elemento ajustable.
Según un aspecto, cada elemento ajustable en presencia de la onda primaria emite periódicamente mediante una onda de control su identificador de elemento ajustable para que el controlador establezca una lista de los elementos ajustables presentes.
Según un aspecto, cada elemento ajustable comprende además un miembro de almacenamiento la energía recuperada por el dispositivo de recuperación de energía.
Según un aspecto, el sistema comprende además un elemento no ajustable que tiene una impedancia determinada para modificar la forma en que la onda primaria es reflejada y/o absorbida por dicho elemento no ajustable.
Según un aspecto, los elementos ajustables son dispositivos de forma plana, con una parte del circuito impresa directamente sobre un soporte plano.
Según un aspecto, cada receptor comprende una memoria de receptor que memoriza un identificador de receptor, siendo los identificadores de receptor diferentes para todos los receptores, y cada receptor emite dicho identificador de receptor a través de la onda secundaria.
Según un aspecto, el receptor es un dispositivo de tecnología RFID, siendo entonces la antena una antena de detección adaptada para este tipo de receptor.
Según un aspecto, la onda de control es la onda primaria.
Según un aspecto, el controlador y la antena están constituidos por al menos dos subsistemas:
- un primer subsistema que comprende un controlador de receptor y una antena de receptor, estando adaptada la antena de receptor para al menos emitir la onda primaria y recibir la onda secundaria,
- un segundo subsistema que comprende un controlador de elemento ajustable y una antena de elemento ajustable, estando adaptada la antena de elemento ajustable para emitir y recibir una onda de control.
Según un aspecto, el controlador comprende una tabla de coordenadas correspondiente a las posiciones espaciales de al menos una parte de los elementos ajustables con respecto a un punto de referencia.
Según un aspecto, el controlador determina la posición de cada receptor a partir de la recepción de cada onda secundaria, de los parámetros de ajuste de los elementos ajustables y de las posiciones espaciales de los elementos ajustables grabados en la tabla de coordenadas.
Según un aspecto, el contenedor comprende una abertura adaptada para introducir y/o extraer un receptor del volumen de dicho contenedor, estando posiblemente cerrada la abertura por una puerta móvil.
Según un aspecto, el contenedor está comprendido en una lista de contenedores que comprende un mueble, un recipiente de caja registradora, una bolsa, un vehículo de motor, un avión, un tren, un local.
Según un aspecto, cada elemento ajustable comprende:
- una primera antena adaptada para recibir la onda primaria y suministrar una señal al dispositivo de recuperación de energía y al dispositivo de recepción, teniendo dicha primera antena una impedancia que puede modificarse para modificar la manera en que se refleja y/o transmite la onda primaria,
- un circuito electrónico alimentado por el dispositivo de recuperación de energía, y que pilota la impedancia de la primera antena.
Según un aspecto, cada elemento ajustable comprende:
- una primera antena adaptada para recibir la onda primaria y suministrar una señal al dispositivo de recuperación
de energía y al dispositivo de recepción,
- una segunda antena con una impedancia que puede modificarse para modificar la manera en que se refleja y/o transmite la onda primaria,
- un circuito electrónico alimentado por el dispositivo de recuperación de energía, y que pilota la impedancia de la segunda antena.
Descripción de las figuras
Otras características y ventajas de la invención se pondrán de manifiesto en el transcurso de la siguiente descripción de una de sus realizaciones, dado a título de ejemplo no limitativo, con relación a los dibujos adjuntos.
En los dibujos:
- la figura 1 es un esquema general de una realización del sistema de detección de receptores según la invención; - la figura 2 muestra un grupo de elementos ajustables utilizable en el sistema de la figura 1;
- la figura 3 es una primera variante de un elemento ajustable del sistema de la figura 1; y
- la figura 4 es una segunda variante de un elemento ajustable del sistema de la figura 1.
En las diferentes figuras, las mismas referencias numéricas designan unos elementos idénticos o similares.
Descripción detallada de la invención
La figura 1 es una vista en perspectiva esquemática de una realización de un sistema de detección de receptores 10, en lo sucesivo denominado sistema 10. En este ejemplo, el sistema 10 comprende un contenedor 20 que tiene un volumen V, estando adaptado el contenedor para contener en su volumen receptores 30. Estos receptores 30 son, por ejemplo, dispositivos móviles que el sistema buscará detectar y/o identificar. Sea una identificación o una comunicación también corresponde a una detección. De este modo, el sistema según la invención es un sistema de detección de receptor y/o de identificación de receptor y/o de comunicación con un sistema de receptor. De este modo, tal sistema 10 es adecuado para detectar la presencia de un receptor 30 en el volumen del contenedor 20, es decir, identificar el receptor 30 en el volumen del contenedor 20, es decir, comunicarse con el receptor 30 contenido en el contenedor 20.
En el caso particular de esta figura, el contenedor 20 es un paralelepípedo que comprende una cara de fondo 201, y cuatro caras laterales 202, 203, 204, 205 y una cara de abertura 206 enfrente de la cara de fondo 201. Este contenedor 20 forma así un contenedor 20 en el volumen V del cual se pueden introducir y/o extraer del volumen receptores 30 a través de la cara de abertura 206. Estos receptores 30 también pueden desplazarse en el volumen V. La figura muestra tres receptores 30 en el volumen V del contenedor 20.
El sistema 10 comprende además:
- una antena 42 adaptada para emitir una onda primaria W 1 en el volumen V, y adaptada para recibir una onda secundaria W2 emitida por cada receptor 30 posicionado en el volumen V en respuesta a la recepción por parte de este receptor de la onda primaria W1, y
- un controlador 41 conectado a la antena 42, estando adaptado el controlador para dirigir la transmisión de la onda primaria W 1 y para identificar el receptor 30 por la onda secundaria W2 recibida por la antena 42.
Concretamente, para identificar el o los receptores 30 en el volumen del contenedor, el sistema 10 según la invención además comprende elementos ajustables 21 que tienen una impedancia que se puede modificar para modificar la manera en que la onda primaria W1 es reflejada y/o transmitida por cada elemento ajustable 21.
Los elementos ajustables 21 son en número N superior o igual a dos, y preferentemente en número N superior a cinco. De esta manera, la distribución de la onda primaria W 1 en el volumen del contenedor 20 se puede modificar. Eventualmente, el número N es superior a diez o veinte para modificar aún más la distribución de la onda primaria W1 en el volumen del contenedor 20.
El controlador 41 emite una onda de control Wc para controlar o pilotar los elementos ajustables 21. A continuación, se detallará una descripción del funcionamiento y de dos realizaciones del controlador 41. Opcionalmente, la onda de control Wc es en realidad la onda primaria W1. De este modo, el controlador 41 controla o pilota de manera inalámbrica los elementos ajustables del sistema 10.
Además, cada elemento ajustable 21 comprende un dispositivo de recepción 24 de la onda de control Wc que descodifica un parámetro de ajuste contenido en esta onda de control, desde el controlador y hacia uno o más elementos ajustables. El elemento ajustable 21 utiliza entonces el parámetro de ajuste para pilotar y modificar su impedancia.
La onda de control Wc puede estar en una banda de frecuencia idéntica o diferente de la onda primaria Wi. Ventajosamente, estas ondas tienen una frecuencia diferente y las transmisiones son independientes.
Además, los elementos ajustables 21 están unidos al contenedor 20 en una pluralidad de posiciones diferentes. De esta manera, podemos modificar aún más la distribución de la onda primaria W 1 en el volumen del contenedor 20. Las posiciones de los elementos ajustables 21 en el contenedor 20 pueden optimizarse para cubrir mejor el volumen V del contenedor 20 con un número mínimo de elementos ajustables. Esta optimización se puede realizar mediante simulación y/o experimentación del volumen V. Se puede añadir un margen al número de elementos ajustables 21 para aumentar la robustez de identificación del sistema.
Además, los elementos ajustables 21 del sistema comprenden un dispositivo 23 para recuperar energía de la onda primaria W 1 y/o de la onda de control Wc para accionar dicho elemento ajustable 21. El elemento ajustable utiliza esta energía para su funcionamiento, y en particular para accionar su dispositivo de recepción 24 que descodifica el parámetro de ajuste para modificar su impedancia con el fin de modificar la manera en que la onda primaria es reflejada y/o transmitida por dicho elemento ajustable 21.
De este modo, el elemento ajustable 21 es autónomo en energía y también autónomo en la adaptación de su impedancia. El elemento ajustable 21 no necesita una conexión por cable con un módulo de mando general, y no necesita una conexión por cable con el controlador 41 de este sistema de detección 10 de receptores.
Ventajosamente, todos los elementos ajustables 21 del sistema 10 tienen cada uno (individualmente) su dispositivo de recuperación de energía y por lo tanto son independientes. Eventualmente, uno o más elementos ajustables 21 están conectados a una fuente de alimentación, pero al menos un elemento ajustable 21 y preferentemente varios (al menos dos) elementos ajustables 21 tienen un dispositivo de recuperación de energía.
Eventualmente, dos elementos ajustables 21 comparten un solo dispositivo de recuperación de energía, o un grupo de elementos ajustables comparten un solo dispositivo de recuperación de energía, comprendiendo el grupo dos, tres, cuatro o más elementos ajustables 21.
Gracias a estas disposiciones, los elementos ajustables 21 o grupos de elementos ajustables pueden fijarse en cualquier lugar del contenedor 20 sin tener restricciones de cableado (dentro o fuera de este contenedor o en cualquier superficie del contenedor). Esto da una gran libertad para colocar los elementos ajustables 21 lo mejor posible para maximizar las posibilidades de detección y de identificación de todos los receptores 30 en el volumen V del contenedor 20. Esto también permite equipar un contenedor 20 muy rápidamente ya que basta con fijar los elementos ajustables 21 en el contenedor 20 y colocar la antena 42 cerca del contenedor 20.
Los elementos ajustables 21 pueden fijarse al contenedor 20 por cualquier medio de unión. Por ejemplo, los elementos ajustables 21 se fijan al contenedor 20 por un adhesivo o por un clip de fijación elástico o por un tornillo o por un remache o por enclavamiento o por ajuste.
Además, los elementos ajustables 21 tienen ventajosamente una forma plana. Una parte de su circuito eléctrico está, por ejemplo, impresa directamente sobre un soporte. El soporte es por ejemplo de papel o de cartón o de plástico o de tejido, y por ejemplo con una cara que comprende un adhesivo. Eventualmente, la parte del circuito eléctrico comprende una antena. Los elementos ajustables 21 también pueden presentar una flexibilidad que les permita doblarse a lo largo de un radio de curvatura que les permita fijarse en superficies no planas. Gracias a estas disposiciones, los elementos ajustables 21 se pueden fijar fácilmente en un gran número de superficies (planas o no planas) de un contenedor, lo que permite colocarlos en lugares adaptados para controlar el campo electromagnético en el interior del contenedor 20.
El sistema 10 según la invención puede comprender además elementos no ajustables 27 que tienen una impedancia predeterminada y fija, estando adaptada esta impedancia para modificar la forma en que la onda primaria W1 es reflejada y/o absorbida por dicho elemento no ajustable 27.
Este o estos elementos no ajustables 27 están fijados al contenedor 20 en diferentes posiciones. Estos elementos no ajustables 27 permiten modificar de manera no pilotable la distribución de la onda primaria W1 que se distribuye en el volumen V del contenedor 20. Sin embargo, estos elementos no ajustables 27 pueden hacer más efectivas las posibles modificaciones de los elementos ajustables 21.
Por ejemplo, estos elementos no ajustables 27 son elementos resonantes en la banda de frecuencia de la onda primaria.
Por ejemplo, un elemento no ajustable 27 puede efectuar una reflexión de la onda primaria y/o una absorción de la onda primaria. Este elemento no ajustable puede permitir confinar la onda primaria en el volumen V del contenedor 20 para optimizar la eficacia de los elementos ajustables 21.
Las posiciones de los elementos no ajustables 27 sobre el contenedor 20 pueden optimizarse para que la onda primaria
cubra mejor el volumen V del contenedor 20 con un número mínimo de elementos ajustables. Esta optimización se puede realizar mediante simulación y/o experimentación del volumen V.
Como se representa en la figura 2 y según una realización, varios elementos ajustables 21 y/o elementos no ajustables 27 se agrupan opcionalmente en un grupo de elementos 21g sobre un soporte intermedio 21s que luego se adapta para ser fijado al contenedor 20, por cualquier medio de fijación y por ejemplo por uno de los medios enumerados anteriormente. Por ejemplo, el soporte intermedio 21s del grupo de elementos 21 g está adaptado para fijarse al contenedor 20 mediante un adhesivo depositado sobre una cara 21f de dicho soporte intermedio.
El soporte intermedio 21s es por ejemplo una lámina o una banda, de poco espesor, por ejemplo, de espesor inferior a 0,2 mm. Este soporte intermedio 21s está hecho, por ejemplo, de un material polimérico flexible, en el que se fijan los elementos ajustables 21 y/o elementos no ajustables 27, por ejemplo, por cualquier procedimiento tal como la adhesión. Los elementos ajustables 21 son en sí mismos circuitos de poco espesor, de modo que el grupo de elementos 21g sea un dispositivo de poco espesor y flexible que sea fácil de acoplar a un contenedor 20.
El grupo de elementos 21g comprende por ejemplo un número M de elementos ajustables fijados sobre el soporte intermedio. El número M de elementos ajustables del grupo de elementos ajustables 21g es por ejemplo igual a dos, tres o cuatro. El número M de elementos ajustables 21 del grupo de elementos ajustables 21g es preferentemente inferior a cinco.
Los elementos ajustables 21 y/o los elementos no ajustables 27 del grupo de elementos 21 g pueden estar distribuidos de manera regular a lo largo de una dirección principal del soporte intermedio o pueden estar distribuidos de cualquier forma sobre dicho soporte intermedio. Preferentemente, la distancia entre dos elementos ajustables del soporte se elegirá con criterios de diseño relativos a las características de la onda primaria W 1, y en particular su frecuencia o banda de frecuencia.
Por ejemplo, los elementos ajustables 21 del grupo de elementos 21g permanecen independientes entre sí. No están conectados entre sí mediante conexión por cable para compartir un único dispositivo de recuperación de energía o para compartir uno o más circuitos de pilotaje de su impedancia. De esta manera, los elementos ajustables 21 y/o elementos no ajustables 27 incluidos en el grupo son todos idénticos y fácilmente realizables. Esta estandarización da una gran modularidad a la producción de cada elemento ajustable 21 y a cada producto de grupo de elementos 21g. Las láminas o bandas de elementos ajustables se pueden fabricar en grandes cantidades y a bajo coste.
Por elementos ajustables 21, se entiende cualquier tipo de elementos ajustables adaptados para modificar la forma en que una onda es reflejada y/o transmitida por dichos elementos ajustables 21.
Según un primer ejemplo, el documento de patente n.° US 6 538 621 muestra un ejemplo de una superficie electromagnética cuya impedancia es adaptable o modificable. Esta superficie electromagnética comprende una pluralidad de elementos resonadores, siendo cada elemento resonador ajustable. La superficie electromagnética de este documento comprende elementos de placa ubicados a una distancia de un plano de tierra, los elementos de placa vecinos están conectados entre sí por una capacitancia variable, pudiendo ser pilotada cada capacitancia variable por un potencial de mando. La impedancia de la superficie electromagnética se modifica de este modo, por ejemplo, para enfocar la onda reflejada o para dar una dirección espacial a la onda reflejada 42. Eventualmente, la superficie electromagnética está constituida por una pluralidad de celdas, comprendiendo cada celda dos elementos resonadores diferentes.
Según un segundo ejemplo, el documento de patente n.° WO 2015/039769 cita y muestra otros tipos de elementos resonadores que pueden utilizarse en una superficie electromagnética con impedancia adaptable:
- un diodo variable puede reemplazar la capacitancia variable,
- los elementos resonadores pueden ser de un solo tipo de polarización o de dos tipos de polarización, opcionalmente distribuidos alternativamente sobre la superficie,
- los elementos resonadores tienen una o más frecuencias de resonancia para controlar una banda de frecuencia predeterminada,
- los elementos resonadores son elementos binarios con dos estados, por ejemplo, definidos por un cambio de fase o de amplitud de la onda modificada.
Los dos documentos citados anteriormente difieren de la presente invención al menos en que los elementos ajustables están conectados por hilo o cable a un controlador central, y en que no comprenden un dispositivo de recuperación de energía. Además, no están fijados a un contenedor, ya que estos sistemas sirven como antena de comunicación de campo libre. En la presente invención, los elementos ajustables 21 son por el contrario controlados por un enlace inalámbrico, por una onda de control. Son independientes en energía y en conexión.
Se pueden usar muchas variaciones de elementos resonadores conocidos para formar elementos ajustables de una superficie electromagnética de impedancia adaptable.
Ventajosamente, la impedancia de los elementos resonadores puede ser modificada por un circuito integrado, comprendiendo este circuito integrado el dispositivo de recuperación de energía y pudiendo este circuito integrado modificar directamente la impedancia ajustable del elemento ajustable. Por ejemplo, un distintivo RFID con este tipo de arquitectura.
El estado de los elementos ajustables 21 del sistema 10 está definido por los parámetros de ajuste determinados por el controlador 41, es decir, un conjunto de parámetros.
El controlador 41 pilota por ejemplo todos los elementos ajustables 21 (por ejemplo, capacitancia o diodo variables) lo que permite modificar la impedancia de cada uno de ellos. Esta modificación es mucho más compleja que una focalización o una directividad espacial. Modifica la distribución espacial de la onda primaria W 1 en el volumen V del contenedor 20.
Según una primera realización del controlador 41, el controlador 41 también monitorea la onda secundaria W 2 recibida por la antena 42: por ejemplo, determina las informaciones de recepción relativas a la recepción de la onda por su antena 42, siendo estas informaciones de recepción, por ejemplo, el nivel de recepción y/o la calidad de recepción.
El controlador 41 puede entonces utilizar las informaciones de recepción para estimar un valor por optimizar, siendo este valor una de las informaciones o una combinación de estas informaciones de recepción.
El controlador 41 ejecuta, por ejemplo, un algoritmo de optimización sobre la base del conjunto de parámetros anteriores (temporalmente), los valores estimados anteriores y el valor estimado actual.
El algoritmo de optimización puede ser una maximización o una minimización del valor estimado, según la cantidad representada por este valor. En una o más etapas sucesivas, el algoritmo de optimización permite obtener un conjunto óptimo de parámetros. En cada etapa o con periodicidades predeterminadas, el controlador 41 aplica el nuevo conjunto de parámetros a los elementos ajustables 21 y/o determina la información de recepción para realizar la siguiente iteración. Estas iteraciones se pueden realizar a una cadencia muy alta por lo que la duración de esta optimización es muy débil en cuanto al número de receptores por detectar y/o identificar en el volumen.
El conjunto óptimo de parámetros permite, por ejemplo, mejorar el nivel de recepción de la onda secundaria W2 en la antena 42. Gracias a esta modificación por el estado optimizado de los elementos ajustables 21 (modificación de la impedancia electromagnética de los elementos ajustables 21), el campo de propagación de la onda secundaria W2 se mejora hacia la antena 42, y se mejora la detección y/o identificación de cada receptor en el volumen.
De este modo, el controlador 41 determina el conjunto de parámetros para el ajuste de la pluralidad de elementos ajustables 21, por ejemplo, para optimizar la recepción de la onda secundaria W2 a través de la antena 42. La optimización se refiere al valor estimado que es, por ejemplo, una estimación del nivel de recepción y/o de la calidad de recepción de la onda secundaria W2 por la antena 42.
Según una variante, el controlador 41 comprende una memoria que almacena uno o más conjuntos de parámetros óptimos para detectar receptores. De esta manera, el algoritmo de optimización puede iniciar su proceso desde uno o más de los conjuntos de parámetros grabados, lo que ahorra tiempo en la optimización y evita efectos transitorios.
Según una variante, el algoritmo de optimización supervisa su rendimiento y detiene sus iteraciones de optimización cuando se alcanza un criterio de parada. De este modo, es posible evitar variaciones o fluctuaciones insignificantes en la recepción de la onda secundaria W2.
Según una segunda realización del controlador 41, el controlador 41 define periódicamente parámetros de ajuste para los elementos ajustables 21 aleatoriamente para barrer un conjunto combinado de parámetros de ajuste, lo que permite barrer el volumen V del contenedor. En cada ajuste de los elementos ajustables, el controlador 41 entonces también emite una onda primaria W1 para detectar los receptores 30 con este nuevo ajuste. Este procedimiento le permite detectar un nuevo receptor 30 en el volumen. Después de un número predefinido de combinaciones, este procedimiento permite conocer todos los receptores 30 del volumen V.
Según una tercera realización del controlador 41, el controlador 41 define periódicamente parámetros de ajuste para los elementos ajustables 21 según una tabla pregrabada para barrer un conjunto combinado de parámetros de ajuste.
Esta tabla pregrabada se define, por ejemplo, por el conocimiento de la propagación de las ondas primarias W1 en el volumen V ya sea por simulación, ya sea midiendo la mitad del volumen V. La tabla pregrabada se define, por ejemplo, para garantizar que es posible barrer todo el volumen V con una precisión espacial predeterminada.
A continuación, el controlador procede como antes: En cada ajuste de los elementos ajustables, el controlador 41 entonces también emite una onda primaria W 1 para detectar los receptores 30 con este nuevo ajuste. Este procedimiento le permite detectar un nuevo receptor 30 en el volumen. Después de un número predefinido de combinaciones, este procedimiento permite conocer todos los receptores 30 del volumen V.
Según una variante, el controlador 41 realiza periódicamente, por ejemplo, durante un intervalo de tiempo predeterminado (un intervalo de tiempo y/o un día determinado durante una semana y/o durante un mes), una calibración de dicha tabla pregrabada mediante la búsqueda de los parámetros de ajuste óptimos para elementos de referencia ajustables.
Esta otra optimización se puede basar en la onda de retorno Wr recibida por el controlador 41. De manera similar a los receptores 30, el controlador 41 determina la información de recepción relativa a la recepción de la onda de retorno por su antena (nivel de recepción y/o calidad de recepción). El controlador 41 realiza entonces una optimización del conjunto de parámetros de ajuste para uno o más elementos ajustables de referencia entre el conjunto de elementos ajustables 21.
Siguiendo estas optimizaciones de los parámetros de ajuste para elementos ajustables de referencia, el controlador 41 deduce de allí la tabla pregrabada mediante varias técnicas, como un modelo de parametrización y/o una técnica de interpolación.
Por último, las realizaciones anteriores del controlador 41 se pueden combinar para producir una parte de los parámetros de ajuste por optimización en la onda secundaria recibida, una parte de los parámetros de ajuste por ajuste aleatorio, y una parte de los parámetros de ajuste por predefinición en el volumen V. Esta estrategia permite identificar aún más receptores en el volumen V.
Además, para que un elemento ajustable 21 pueda recibir y descodificar un parámetro de ajuste destinado a él, el controlador 41 determina este parámetro de ajuste, por ejemplo, según el procedimiento de optimización descrito anteriormente para cada elemento ajustable 21 incluido en el sistema de detección 10, y el controlador 41 transmite cada parámetro de ajuste a un elemento ajustable 21 en su emisión de la onda de control Wc .
Concretamente, esta transmisión en la onda de control Wc se realiza mediante cualquier tipo de codificación y/o cualquier tipo de modulación en la señal de transmisión de la onda de control Wc que el controlador 41 proporciona a la antena 42.
Además, los elementos ajustables 21 comprenden ventajosamente una memoria de elementos ajustables que memoriza un identificador de elemento ajustable IDer, siendo este identificador de elemento ajustable diferente para cada elemento ajustable, lo que permite diferenciarlos a todos.
En este caso, el controlador 41 puede emitir en una emisión de onda de control Wc una información de identificación IID con un parámetro de ajuste, lo que permite designar el elemento ajustable 21 del sistema al que está destinado dicho parámetro de ajuste. De este modo, el controlador 41, por ejemplo, emite el conjunto completo de parámetros (todos los parámetros de ajuste) secuencialmente, estando asociado cada parámetro de ajuste a una información de identificación de manera que el elemento ajustable 21 al que se dirige dicho parámetro de ajuste es el único que aplica dicho parámetro de ajuste en cuestión.
El dispositivo de recepción 24 del elemento ajustable 21 descodifica entonces en la onda de control Wc , la información de identificación IID y el parámetro de ajuste. A continuación, el elemento ajustable 21 pilota su impedancia en función del parámetro de ajuste si la información de identificación es igual a su identificador de elemento ajustable IDer.
El controlador 41 opcionalmente emite periódicamente ondas primarias W 1 en el volumen V del contenedor 20 para detectar e identificar los receptores 30, y periódicamente emite ondas de control Wc en el volumen V para optimizar y ajustar los elementos ajustables 21 unidos al contenedor 20. Cada elemento ajustable 21 selecciona el parámetro de ajuste que le corresponde.
Según una variante de los elementos ajustables 21, uno o más elementos ajustables 21 comprenden cada uno una memoria de elementos ajustables que memoriza un conjunto de parámetros de ajuste (pregrabados y/o grabados por transmisión del controlador) y un período de lectura. Este conjunto de parámetros de ajuste y este período de lectura son conocidos por el controlador 41. Esta disposición puede permitir que el controlador 41 evite enviar sistemáticamente nuevos parámetros de ajuste a los elementos ajustables 21; es decir, lo que limita la necesidad de transmisión. Eventualmente, este conjunto de parámetros de ajuste y/o este período de lectura son diferentes para cada elemento ajustable 21.
Según una primera variante del controlador 41, el controlador 41 comprende en una memoria una tabla de identificadores de los elementos ajustables, rellenándose esta tabla con los identificadores de elementos ajustables IDer del sistema 10 para poder emitir el identificador de elementos ajustables con el parámetro de ajuste.
Según una segunda variante del controlador 41, el controlador 41 puede establecer dinámicamente la tabla de identificadores de los elementos ajustables. Para ello, cada elemento ajustable 21 emite periódicamente por una onda de retorno Wr, su identificador de elemento ajustable IDer. El controlador 41 establece entonces la lista de elementos ajustables presentes en el sistema 10 para completar dicha tabla de identificadores de los elementos ajustables.
Concretamente, un nuevo elemento ajustable 21 se introducirá en esta tabla después de la recepción de su identificador de elemento ajustable IDer. Además, un elemento ajustable 21 puede ser eliminado de dicha tabla o puede ser desactivado en dicha tabla (por una bandera de actividad) si el controlador 41 no ha recibido el identificador de un elemento ajustable durante una duración superior a una duración límite de inactivación de un elemento ajustable.
De este modo, mediante este funcionamiento dinámico, el controlador 41 siempre utilizará elementos ajustables 21 eficaces o funcionales. Este funcionamiento dinámico también facilita la instalación del sistema 10 que se adapta automáticamente a los elementos ajustables 21 presentes.
Además, según una variante, el elemento ajustable 21 del tipo anterior, emitirá periódicamente su identificador de elemento ajustable IDer solo en presencia de una onda primaria W 1 y/o de una onda de control Wc procedente de la antena 42 del controlador 41, en concreto:
- sea porque este elemento ajustable 21 utiliza un dispositivo de recuperación de energía 23 de esta onda para su funcionamiento. En ausencia de energía, el elemento ajustable 21 se apagará automáticamente y no difundirá su identificador;
- sea porque este elemento ajustable 21 está diseñado para no emitir su identificador si no recibe una onda primaria W 1 u onda de control Wc desde una duración superior a una duración de puesta en espera predeterminada.
Además, el elemento ajustable 21 también puede incluir un dispositivo de almacenamiento de energía adaptado para conservar y posiblemente acumular la energía recibida por el dispositivo de recuperación de energía 23. De esta manera, el elemento ajustable 21 tendrá más autonomía y es capaz de funcionar durante un tiempo determinado por la capacitancia de dicho dispositivo de almacenamiento de energía. Este miembro de almacenamiento de energía es por ejemplo un condensador eléctrico, o una batería, o cualquier otro dispositivo de almacenamiento de energía.
Según una tercera variante del controlador 41, el controlador 41 comprende en una memoria una tabla de coordenadas correspondientes a las posiciones espaciales de al menos algunos de los elementos ajustables 21 fijados al contenedor 20, registrándose dichas coordenadas con respecto a la misma marca de referencia.
El controlador 41 tiene de este modo conocimiento de las posiciones de estos elementos ajustables 21 del sistema 10. El controlador 41 es entonces capaz de determinar la posición del o de los receptores 30 en el volumen V del contenedor 20 a partir de la recepción de cada onda secundaria W2 procedente de un receptor 30, parámetros de ajuste de los elementos ajustables 21 y de las posiciones espaciales de los elementos ajustables 21 grabados en la tabla de coordenadas.
Además, el o los receptores 30 del sistema 10 comprenden una memoria de receptor que memoriza un identificador de receptor IDr. Todos los receptores 30 tienen diferentes identificadores de receptor. Un receptor 30 emite en una onda secundaria W2 su identificador de receptor IDr en respuesta a una onda primaria W 1 que recibe procedente de la antena 42.
El receptor 30 es, por ejemplo, un dispositivo de la tecnología denominada identificación por radio o denominada RFID para "radio frequency identification" en inglés.
El receptor 30 es por ejemplo un objeto conectado, por ejemplo, del tipo Internet de las Cosas (IoT) o del tipo con transmisión por WiFi o por Bluetooth o por una red LoRA.
Eventualmente, el receptor 30 comprende uno o más sensores. Uno o más de los valores medidos por un sensor se graban en la memoria del receptor o en otra memoria. En respuesta a una onda primaria W1 recibida por el receptor 30, este receptor 30 se adapta entonces para emitir en una onda secundaria W2 su identificador de receptor IDr y uno o más valores de un sensor.
El o los sensores son por ejemplo un sensor de temperatura, un sensor de humedad, un sensor de detección de presencia, un sensor de detección de gas, un sensor de flujo, un sensor de voltaje, un sensor de corriente, o cualquier otro tipo de sensor.
En este caso, los receptores 30 pueden ser móviles en el volumen V o fijos en el volumen V, es decir, de posición fija en el volumen V. Por ejemplo, un receptor 30 que incluye un sensor se fijará a un dispositivo para el cual se desea monitorear un tamaño medido por dicho sensor, pudiendo este dispositivo moverse en el volumen V.
Por ejemplo, el sistema 10 puede detectar la presencia y/o identificar productos en un volumen sobre el que está fijado dicho receptor, y este sistema puede controlar la temperatura de este producto. Esta aplicación es particularmente relevante en alimentos, siendo entonces el contenedor, por ejemplo, un frigorífico o una cámara frigorífica.
El sistema 10 según la invención, la incorporación de elementos ajustables 21 pilotables y autónomos es entonces un sistema de detección y/o identificación de los receptores 30 muy eficaz porque es capaz de optimizar la recepción de la onda primaria W1 en los receptores 30 gracias a los retornos de dichos receptores 30 por su onda secundaria W2
que permite que el controlador 41 determine los parámetros de ajuste transmitidos a los elementos ajustables 21 por la onda de control Wc .
Este sistema 10 también es muy simple de implementar porque los elementos ajustables 21 son autónomos: estos elementos ajustables 21 no necesitan ser cableados por una conexión cableada al controlador 41 porque recuperan energía por la onda primaria W 1 recibida y/o por la onda de control Wc y porque reciben su parámetro de ajuste por una codificación en dicha onda de control Wc .
Este sistema 10 tiene muchas aplicaciones industriales.
Por ejemplo, el contenedor 20 puede ser:
- un mueble equipado con elementos ajustables 21, tal como un mueble de almacenaje y adaptado para recibir productos, como un armario, una estantería, teniendo cada producto un receptor unido al mismo, o como un mueble de oficina como un escritorio, un tablero; o
- un recipiente de caja registradora de una tienda equipada con elementos ajustables 21, en el que se insertan los productos. El sistema podrá identificar los productos por los receptores adheridos a estos productos, y la caja registradora podrá emitir una factura; o
- un carro de tienda equipado con elementos ajustables 21; o
- una bolsa equipada con elementos ajustables 21, por ejemplo, una bolsa de la compra; o
- un vehículo de motor o un avión o un tren equipado con elementos ajustables 21; o
- un local equipado con elementos ajustables 21, por ejemplo, un local industrial como un almacén, un local residencial o un local en un centro comercial.
Estos contenedores 20 incluyen una abertura (como la cara de abertura 206 de la figura 1) que es apta para introducir y/o extraer un receptor del volumen V del contenedor 20. Esta abertura 20 puede estar equipada con una puerta móvil para cerrarla temporalmente.
La figura 3 muestra una primera variante de un elemento ajustable 21 utilizado en el sistema de detección 10 según la invención.
Este elemento ajustable 21 comprende:
- una primera antena 22 adaptada para recibir la onda primaria W 1 y/o la onda de control Wc y para suministrar una señal al dispositivo de recuperación de energía 23 y al dispositivo de recepción 24,
- una segunda antena 26 que tiene una impedancia que se puede modificar para modificar la manera en que la onda primaria W 1 se refleja y/o transmite en el volumen V,
- un circuito electrónico 25 alimentado por el dispositivo de recuperación de energía, y que pilota la impedancia de la segunda antena 26.
En este elemento ajustable 21, el dispositivo de recuperación de energía 23 acumula energía por la señal recibida por la primera antena 22, por cualquier tipo de medio como se ha descrito anteriormente, y alimenta el dispositivo de recepción 24 y el circuito electrónico 25.
El dispositivo de recepción 24 de la onda de control Wc descodifica un parámetro de ajuste contenido en esta onda. El circuito electrónico 25 alimentado por el dispositivo de recuperación de energía 23 utiliza entonces el parámetro de ajuste para pilotar y modificar la impedancia de la segunda antena 26.
La figura 4 muestra una segunda variante de un elemento ajustable 21 utilizado en el sistema de detección 10 según la invención. Este elemento ajustable comprende solo una antena común para la recepción de la onda de control Wc y para la adaptación de impedancia que modifica la manera en que la onda primaria W 1 es reflejada y/o transmitida por dicha antena.
De este modo, como se ha representado en la figura, este elemento ajustable 21 comprende:
- una primera antena 22 adaptada para recibir la onda de control Wc y para suministrar una señal al dispositivo de recuperación de energía 23 y al dispositivo de recepción 24, teniendo dicha primera antena 22 una impedancia que puede modificarse para modificar la manera en que se refleja y/o transmite la onda primaria W 1, y
- un circuito electrónico 25 alimentado por el dispositivo de recuperación de energía, y que pilota la impedancia de la primera antena 22.
Volviendo a la figura 1, el controlador 41 y la antena 42 forman un conjunto, una primera realización de un sistema de control 40. Este sistema de control 40:
- emite la onda primaria W1 a los receptores 30 y recibe la onda secundaria W2 en retorno de los receptores 30 detectados, para detectar y/o identificar el o los receptores 30; y
- emite ondas de control Wc a los elementos ajustables 21 y recibe una onda de retorno Wr para cada elemento ajustable 21 que ha recibido su parámetro de ajuste en la onda de control anterior, esta onda de retorno Wr correspondiendo así a una confirmación de la modificación de impedancia realizada por dicho elemento ajustable 21, para optimizar la detección de receptores 30 en volumen V.
En esta realización, la detección de los receptores 30 y la adaptación de los elementos ajustables 21 se realizan por un solo controlador 41.
La figura 5 representa una segunda realización del sistema de control 40 constituido por al menos dos subsistemas.
Este sistema de control 40 comprende de este modo:
- un primer subsistema que comprende un controlador receptor 411 y una antena de receptor 421, estando adaptada la antena de receptor para transmitir al menos la onda primaria W 1 y recibir la onda secundaria W 1 para detectar y/o identificar el o los receptores 30; y
- un segundo subsistema que comprende un controlador de elementos ajustables 412 y una antena de elemento ajustable 422, estando adaptada la antena de elemento ajustable para emitir una onda de control Wc a los elementos ajustables 21 y para recibir una onda de retorno Wr para cada elemento ajustable 21 que haya recibido su parámetro de ajuste en la onda de control anterior.
En esta realización, la detección de los receptores 30 es realizada por el controlador de receptores 411 y la optimización de los elementos ajustables 21 es realizada por el controlador de elementos ajustables 412. Sin embargo, el controlador del receptor 411 opcionalmente transmite información al controlador de elementos ajustables 412 mediante una conexión por cable o inalámbrica para determinar los parámetros de ajuste como se describe anteriormente.
Son posibles otras distribuciones de las funciones del sistema de detección 10.
Por último, el principio de los elementos ajustables autónomos en energía y controlados independientemente entre sí por una transmisión inalámbrica para cada uno de ellos también se puede utilizar para dispositivos de formación de ondas como se describe en el documento de patente n.° WO 2015/039769, un dispositivo de puesta en forma de onda independiente de una fuente e independiente de dispositivos móviles y que permite mejorar para los dispositivos móviles, la recepción de la onda primaria de la fuente.
Claims (19)
1. Sistema de detección de receptores que comprende:
- al menos un receptor (30),
- un contenedor (20) que tiene un volumen, estando adaptado el contenedor para contener el receptor en su volumen,
- una antena (42) adaptada para emitir una onda primaria (W1) en el volumen, y para recibir una onda secundaria (W2) emitida por el receptor en el volumen en respuesta a la recepción de la onda primaria,
- un controlador (41) conectado a la antena, estando adaptado el controlador para dirigir la emisión de la onda primaria y para detectar el receptor por la onda secundaria recibida, caracterizado por que el sistema comprende además elementos ajustables (21) que tienen una impedancia que se puede modificar para modificar la manera en que la onda primaria es reflejada y/o transmitida por el elemento ajustable, siendo los elementos ajustables en número N mayor o igual a dos, y
en donde:
- los elementos ajustables son accionados por una onda de control (Wc) emitida por el controlador,
- los elementos ajustables se fijan al contenedor en una pluralidad de posiciones diferentes,
- los elementos ajustables comprenden un dispositivo de recuperación de energía (23) de la onda primaria y/o de la onda de control para suministrarles energía, y
- cada elemento ajustable comprende un dispositivo de recepción (24) de la onda de control que descodifica un parámetro de ajuste contenido en dicha onda de control, dicho parámetro de ajuste está destinado al elemento ajustable para que el elemento ajustable pilote su impedancia.
2. El sistema según la reivindicación 1, en donde el número N de elementos ajustables (21) es superior a cinco.
3. El sistema según una de las reivindicaciones 1 a 2, en donde el controlador (41) determina un parámetro de ajuste adaptado para cada elemento ajustable y transmite cada parámetro de ajuste a un elemento ajustable en la onda de control.
4. El sistema según una de las reivindicaciones 1 a 3, en donde cada elemento ajustable comprende una memoria de elemento ajustable que almacena un identificador de elemento ajustable (I Der), los identificadores de elementos ajustables son diferentes para todos los elementos ajustables.
5. El sistema según la reivindicación 4, en donde:
- el controlador (41) transmite información de identificación con el parámetro de ajuste a un elemento ajustable, designando dicha información de identificación el elemento ajustable del sistema para el cual está destinado el parámetro de ajuste, y
- el dispositivo de recepción (24) del elemento ajustable descodifica la información de identificación y el parámetro de ajuste contenidos en la onda de control, y el elemento ajustable (21) pilota su impedancia con respecto al parámetro de ajuste si la información de identificación es igual a su identificador de elemento ajustable (IDer).
6. El sistema según una de las reivindicaciones 4 a 5, en donde cada elemento ajustable (21) en presencia de la onda primaria emite periódicamente mediante una onda de control su identificador de elemento ajustable para que el controlador (41) establezca una lista de los elementos ajustables presentes.
7. El sistema según una de las reivindicaciones 1 a 6, en donde cada elemento ajustable comprende además un miembro de almacenamiento de la energía recuperada por el dispositivo de recuperación de energía.
8. El sistema según una de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende además un elemento no ajustable (27) que tiene una impedancia determinada para modificar la manera en que la onda primaria es reflejada y/o absorbida por dicho elemento no ajustable.
9. El sistema según una de las reivindicaciones 1 a 8, en donde los elementos ajustables (21) son dispositivos de forma plana, con una parte del circuito impresa directamente sobre un soporte plano.
10. El sistema según una de las reivindicaciones 1 a 9, en donde cada receptor (30) comprende una memoria de receptor que almacena un identificador de receptor (IDr), siendo los identificadores de receptor diferentes para todos los receptores, y cada receptor emite dicho identificador de receptor a través de la onda secundaria.
11. El sistema según una de las reivindicaciones 1 a 10, en donde el receptor es un dispositivo de tecnología RFID, siendo entonces la antena una antena de detección adaptada para este tipo de receptor.
12. El sistema según una de las reivindicaciones 1 a 11, en donde la onda de control es la onda primaria.
13. El sistema según una de las reivindicaciones 1 a 12, en donde el controlador (41) y la antena (42) están constituidos por al menos dos subsistemas:
- un primer subsistema que comprende un controlador receptor (411) y una antena de receptor (421), estando adaptada la antena de receptor para al menos emitir la onda primaria y recibir la onda secundaria,
- un segundo subsistema que comprende un controlador de elementos ajustables (412) y una antena de elemento ajustable (422), estando adaptada la antena de elemento ajustable para emitir y recibir una onda de control.
14. El sistema según una de las reivindicaciones 1 a 13, en donde el controlador (41) comprende una tabla de coordenadas correspondiente a las posiciones espaciales de al menos una parte de los elementos ajustables (21) con respecto a un punto de referencia.
15. El sistema según la reivindicación 14, en donde el controlador (41) determina la posición de cada receptor a partir de la recepción de cada onda secundaria, de los parámetros de ajuste de los elementos ajustables y de las posiciones espaciales de los elementos ajustables grabados en la tabla de coordenadas.
16. El sistema según una de las reivindicaciones 1 a 15, en donde el contenedor comprende una abertura adaptada para introducir y/o extraer un receptor del volumen de dicho contenedor, estando posiblemente cerrada la abertura por una puerta móvil.
17. El sistema según la reivindicación 16, en donde el contenedor está comprendido en una lista de contenedores que comprende un mueble, un recipiente de caja registradora, una bolsa, un vehículo de motor, un avión, un tren, un local.
18. El sistema según una de las reivindicaciones 1 a 17, en donde cada elemento ajustable (21) comprende:
- una primera antena (22) adaptada para recibir la onda primaria y para suministrar una señal al dispositivo de recuperación de energía (23) y al dispositivo de recepción (24), teniendo dicha primera antena una impedancia que puede modificarse para modificar la manera en que se refleja y/o transmite la onda primaria,
- un circuito electrónico (25) alimentado por el dispositivo de recuperación de energía, y que pilota la impedancia de la primera antena (22).
19. El sistema según una de las reivindicaciones 1 a 17, en donde cada elemento ajustable (21) comprende:
- una primera antena (22) adaptada para recibir la onda primaria y para suministrar una señal al dispositivo de recuperación de energía (23) y al dispositivo de recepción (24),
- una segunda antena (26) que tiene una impedancia que puede modificarse para modificar la manera en que se refleja y/o transmite la onda primaria,
- un circuito electrónico (25) alimentado por el dispositivo de recuperación de energía, y que pilota la impedancia de la segunda antena.
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