ES2952778T3 - Aparato y método de detección inalámbrica - Google Patents

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ES2952778T3 ES18714022T ES18714022T ES2952778T3 ES 2952778 T3 ES2952778 T3 ES 2952778T3 ES 18714022 T ES18714022 T ES 18714022T ES 18714022 T ES18714022 T ES 18714022T ES 2952778 T3 ES2952778 T3 ES 2952778T3
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Thomas Anthony Drewett
Bryn Anthony Smith
Christopher Piers Nigel West
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Senceive Ltd
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Abstract

La presente invención se refiere a un aparato sensor inalámbrico (100). Un aparato de detección inalámbrico (100) comprende una carcasa 200 que contiene uno o más dispositivos sensores (120A), (120B), cada uno configurado para detectar un atributo ambiental en las proximidades de ese dispositivo sensor, circuitos de comunicación inalámbrica (130) configurados para transmitir datos de telemetría. desde uno o más dispositivos sensores (120A), (120B) y circuitos de comunicaciones de campo cercano (NFC) (140) configurados para recibir datos de configuración para el aparato sensor inalámbrico desde un dispositivo externo. El aparato sensor inalámbrico puede usarse para detectar un atributo ambiental de una estructura, tal como un túnel o un edificio. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato y método de detección inalámbrica
Campo de la Invención
La presente invención se refiere a un aparato y método de detección inalámbrica.
Antecedentes de la invención
La industria de la construcción utiliza una variedad de instrumentos para realizar el monitoreo de estructuras tales como túneles, puentes, edificios, etc. Dicha instrumentación normalmente comprende dispositivos sensores que están unidos rígidamente, por ejemplo, mediante tornillos, a una estructura que se va a controlar. En muchas situaciones, el monitoreo se realiza en ubicaciones que no tienen una infraestructura cableada preexistente o al menos de fácil acceso para proporcionar energía y para apoyar las comunicaciones de datos hacia/desde los sensores. En estas circunstancias, es atractivo para los sensores utilizar comunicaciones inalámbricas y ser dispositivos alimentados por batería.
Algunos dispositivos de detección inalámbricos y alimentados por batería existentes tienen un alto grado de impermeabilidad (como la adhesión a las normas de protección de entrada IP66 o IP68), cuya integridad se verá reducida o comprometida si los gabinetes se pudieran abrir y volver a sellar. En consecuencia, estos dispositivos de detección alimentados por batería no se pueden configurar o volver a configurar fácilmente una vez que se instalan en el sitio. Para volver a configurar los dispositivos sensores para una nueva instalación, deben enviarse de vuelta al fabricante o proveedor.
Otro problema con los dispositivos de detección inalámbricos y alimentados por batería existentes es que, una vez que se instalan en el sitio, no hay forma de reemplazar o cargar la batería. Una vez que se agota la carga de la batería, los dispositivos de detección inalámbrica ya no tendrán suficiente energía para generar y registrar datos. Por lo tanto, los dispositivos de detección inalámbrica deben reemplazarse periódicamente para mantener la capacidad de monitoreo en una ubicación determinada.
Además, incluso si se puede abrir un dispositivo de detección para cambiar la batería o volver a configurar, esto puede representar una tarea que consume relativamente tiempo. Esto hace que a menudo sea difícil realizar tales operaciones dentro del tiempo limitado disponible en una ubicación in situ (por ejemplo, durante el período en que los trenes no circulan en una vía). Un aparato de detección inalámbrica de última generación es divulgado por EP2264642.
Breve descripción de la invención
Una realización de la invención proporciona un aparato de detección inalámbrica que comprende: una carcasa que contiene uno o más dispositivos sensores, cada uno configurado para detectar un atributo ambiental en las proximidades de ese dispositivo sensor, circuitos de comunicación inalámbrica configurados para transmitir datos de telemetría desde uno o más dispositivos sensores, y circuitos de comunicaciones de campo cercano (NFC) configurados para recibir datos de configuración para el aparato de detección inalámbrica desde un dispositivo externo. Los circuitos NFC proporcionan un medio para configurar el aparato de detección inalámbrica mientras se instala en el sitio.
La carcasa también contiene una unidad procesadora configurada para controlar el funcionamiento del aparato de detección inalámbrica y una batería configurada para suministrar alimentación a al menos uno o más dispositivos sensores, los circuitos de comunicación inalámbrica y la unidad procesadora. La unidad procesadora y la batería permiten que el aparato de detección inalámbrica sea una unidad autónoma, eliminando la necesidad de cualquier comunicación por cable o fuentes de alimentación externas.
El circuito NFC comprende además un controlador NFC que comprende una memoria y un procesador, y una antena NFC. Esto permite que los circuitos NFC se controlen de forma independiente del resto del aparato de detección inalámbrica.
En respuesta a la recepción de una señal del dispositivo externo a través de la antena NFC, el controlador NFC está configurado para cooperar con la unidad procesadora para cambiar el aparato de detección inalámbrica de un primer modo de funcionamiento a un segundo modo de funcionamiento. Esto permite controlar y cambiar el funcionamiento del aparato de detección inalámbrica mediante un dispositivo externo mientras el aparato de detección inalámbrica está instalado in situ.
Uno del primer o segundo modos de funcionamiento es un modo de funcionamiento normal en el que se habilitan los circuitos de comunicación inalámbrica y uno o más dispositivos sensores, y el otro del primer o segundo modo de funcionamiento es un modo de baja potencia, el modo de baja potencia tiene un consumo de energía más bajo que el modo de funcionamiento normal. Por lo tanto, puede reducir el consumo de energía de los circuitos de comunicación inalámbrica, lo que aumenta la duración de la batería.
Los dispositivos sensores y los circuitos de comunicación inalámbrica se desactivan cuando el dispositivo de detección inalámbrica está en el modo de baja potencia. Esto significa que el aparato de detección inalámbrica puede dejarse durante períodos de tiempo potencialmente prolongados sin agotar la batería, por ejemplo, en almacenamiento cuando el aparato de detección inalámbrica no es necesario para detectar atributos ambientales.
El aparato de detección inalámbrica comprende al menos dos dispositivos sensores, en donde un primero de los dos dispositivos sensores tiene un consumo de corriente de funcionamiento inferior al segundo de los dos dispositivos sensores, el primero de al menos dos dispositivos sensores está configurado para permanecer activado cuando el dispositivo de detección inalámbrica está configurado en el modo de baja potencia, y el circuito de comunicación inalámbrica y el segundo de los dos dispositivos sensores como mínimo se desactivan cuando el aparato de detección inalámbrica está en el modo de baja potencia. Esto permite que el aparato de detección inalámbrica continúe detectando un atributo ambiental mientras que potencialmente prolonga la vida útil del aparato de detección inalámbrica.
El aparato de detección inalámbrica está configurado para cambiar del modo de baja potencia al modo de funcionamiento normal en respuesta al primero de los dos dispositivos sensores, lo que hace que la detección sea indicativa de uno o ambos de: un cambio de al menos una magnitud predeterminada en el atributo ambiental detectado por ese dispositivo sensor, y un valor predeterminado del atributo ambiental detectado por ese dispositivo sensor. Esto permite que el aparato de detección inalámbrica cambie automáticamente al modo de funcionamiento normal, donde el segundo dispositivo sensor y los circuitos de comunicación inalámbrica están habilitados, en respuesta a que el primer dispositivo sensor detecte un cambio en el atributo ambiental o un valor de atributo predeterminado.
En algunas realizaciones, el aparato de detección inalámbrica comprende circuitos de control de potencia configurados para activar y desactivar los circuitos de comunicación inalámbrica y uno o más dispositivos de sensor proporcionando energía de forma selectiva a ese componente. Esto permite que el cambio en el modo de operación entre el modo de operación normal y el modo de baja potencia sea controlado por el aparato de detección inalámbrica.
En algunas realizaciones, el circuito de control de potencia está configurado, bajo el control de la unidad de procesador, para iniciar un movimiento del modo de funcionamiento normal al modo de baja potencia, y el circuito de control de potencia está configurado, bajo el control del controlador NFC, para iniciar un movimiento del modo de baja potencia al modo de funcionamiento normal. Una función que permite al aparato de detección inalámbrica cambiar el modo de funcionamiento entre el modo de funcionamiento normal y el modo de baja potencia, independientemente de los componentes que estén activados actualmente.
En algunas realizaciones, la memoria (no volátil) del controlador NFC está configurada para almacenar datos tales como una muestra o muestras más recientes del atributo ambiental de cualquier dispositivo sensor en el aparato, datos de configuración para el aparato de detección inalámbrica, información de identificación para el aparato de detección inalámbrica, y una detección más reciente del estado de la batería. Esto permite mantener los datos cuando la batería está agotada.
En algunas realizaciones, el controlador NFC también está configurado para transmitir, a través de la antena NFC, los datos almacenados en la memoria del controlador NFC al dispositivo externo en respuesta a una solicitud del dispositivo externo. Esto permite recuperar datos del aparato de detección inalámbrica cuando la batería está agotada.
En algunas realizaciones, los circuitos de comunicaciones inalámbricas, uno o más dispositivos de sensor, la unidad de procesador, el circuito de comunicaciones inalámbricas y el controlador NFC están dispuestos en un primer conjunto de placa de circuito impreso (PCB) y la antena de comunicación inalámbrica y la antena NFC están dispuestos en un segundo conjunto de PCB. Esto significa que los dispositivos de sensor pueden montarse de forma segura en una parte de la carcasa para garantizar que se obtengan datos de telemetría precisos y fiables, mientras que la antena de comunicación inalámbrica y la antena NFC pueden colocarse en la mejor ubicación dentro de la carcasa para proporcionar datos de telemetría y configuración fiables transmisión.
En algunas realizaciones, la batería se dispone entre o por debajo del primer y segundo conjunto de PCB. Esto puede reducir el volumen requerido dentro de la carcasa para los componentes del aparato de detección inalámbrica, al tiempo que reduce el blindaje de la antena NFC y los circuitos de comunicaciones inalámbricas.
Esto se compone de dos PCB interconectados montados perpendicularmente entre sí en algunas realizaciones. Esto reduce el volumen requerido para el segundo conjunto de PCB, lo que permite colocarlo en una carcasa más pequeña.
En algunas realizaciones, una de las PCB interconectadas que forman el segundo conjunto de PCB proporciona un plano de tierra para la antena de comunicación inalámbrica. Esto mejora el rendimiento de la antena a la vez que inhibe las interferencias de la batería y los componentes en el primer conjunto de PCB.
En algunas realizaciones, la antena NFC comprende una bobina de inducción dispuesta alrededor de una periferia de una de las PCB interconectadas que proporciona el plano de tierra para la antena de los circuitos de comunicación inalámbrica. Por lo tanto, proporciona el mayor diámetro posible de bobina de inducción para la antena NFC, a la vez que reduce las interferencias entre la antena NFC y la antena de los circuitos de comunicación inalámbrica.
En algunas realizaciones, el atributo ambiental comprende un atributo de una estructura, y el aparato de detección inalámbrica también comprende una fijación para unir la carcasa a una superficie de la estructura. Esto permite montar el aparato de detección inalámbrica en una superficie, por ejemplo, en el interior de un túnel.
En algunas realizaciones, uno o más dispositivos sensores comprenden uno o más seleccionados de la lista que consiste en: (i) sensores de inclinación, (ii) sensores de temperatura, (iii) sensores de grietas, (iv) sensores de ruido, (v) sensores de presión, (vi) sensores de luz, (vii) sensores de radiación, (viii) sensores de vibración, (ix) sensores de flujo de aire, (x) sensores de velocidad, (xi) sensores químicos, (xii) sensores de corriente, (xiii) sensores de tensión, (xiv) sensores de posición, (xv) sensores de desplazamiento, (xvi) sensores de par, (xvii) sensores de proximidad, (xviii) sensores de fuerza, y (xix) sensores de humedad. Esto permite que una variedad de atributos ambientales diferentes sea detectada por el mismo aparato de detección inalámbrica.
En algunas realizaciones, uno o más dispositivos sensores son iguales. Esto permite que uno o más dispositivos sensores detecten el mismo atributo ambiental.
En algunas realizaciones, uno o más dispositivos sensores son sensores de inclinación. Esto permite detectar la inclinación o cambio en la inclinación de la estructura.
Otra realización de la presente invención proporciona un método de detección inalámbrica que comprende: al menos dos dispositivos sensores que detectan un atributo ambiental en las proximidades de ese dispositivo sensor, en donde el atributo ambiental comprende un atributo de una estructura, un circuito de comunicación inalámbrica que transmite datos de telemetría de al menos dos dispositivos sensores, y comunicaciones de campo cercano, NFC, circuitos que reciben datos de configuración de un dispositivo externo, en donde el circuito NFC comprende un controlador NFC que comprende una memoria y un procesador, y una antena NFC.
En respuesta a la recepción de una señal del dispositivo externo a través de la antena NFC, los circuitos NFC cooperan con la unidad procesadora para cambiar el aparato de detección inalámbrica de un primer modo de funcionamiento a un segundo modo de funcionamiento, en donde: uno de los primeros o segundos modos de funcionamiento es un modo de funcionamiento normal en el que se habilitan los circuitos de comunicación inalámbrica y al menos dos dispositivos sensores, y el otro del primer o segundo modo de funcionamiento es un modo de baja potencia, el modo de baja potencia tiene un consumo de energía más bajo que el modo de funcionamiento normal.
Un primer dispositivo de al menos dos sensores tiene un consumo de corriente de funcionamiento inferior al segundo de al menos dos dispositivos sensores. El primero de al menos dos dispositivos sensores está configurado para permanecer activado cuando el dispositivo de detección inalámbrica está configurado en el modo de baja potencia. Los circuitos de comunicación inalámbrica y el segundo de al menos dos dispositivos sensores se desactivan cuando el aparato de detección inalámbrica está en el modo de baja potencia.
El aparato de detección inalámbrica está configurado para cambiar del modo de baja potencia al modo de funcionamiento normal en respuesta al primero de los dos dispositivos sensores, lo que hace que la detección sea indicativa de uno o ambos de: un cambio de al menos una magnitud predeterminada en el atributo ambiental detectado por ese dispositivo sensor; y un valor predeterminado del atributo ambiental detectado por ese dispositivo sensor.
Breve descripción de los dibujos
Varias realizaciones de la invención ahora se describirán en detalle a modo de ejemplo solo con referencia a los siguientes dibujos:
La Figura 1 es un diagrama esquemático de un aparato de detección inalámbrica de acuerdo con algunas realizaciones de ejemplo de la invención.
Las Figuras 2A y 2B son diagramas esquemáticos más detallados de un aparato de detección inalámbrica de acuerdo con algunas realizaciones de ejemplo de la invención.
La Figura 3 es una vista explosionada de una carcasa para un aparato de detección inalámbrica de acuerdo con algunas realizaciones de ejemplo de la invención.
La Figura 4 es un diagrama esquemático de un segundo conjunto de PCB para el aparato de detección inalámbrica de acuerdo con algunas realizaciones de ejemplo de la invención.
La Figura 5 es un diagrama de flujo de un método de detección inalámbrica de acuerdo con algunas realizaciones de ejemplo de la invención.
Descripción detallada de la invención
La Figura 1 es un diagrama esquemático de un aparato de detección inalámbrica 100 de acuerdo con una realización de la invención. El aparato de detección inalámbrica comprende una carcasa 200, la carcasa 200 contiene uno o más dispositivos sensores 120A, 120B, circuitos de comunicación inalámbrica 130 configurados para transmitir datos de telemetría desde uno o más dispositivos sensores 120A, 120B circuitos de comunicaciones de campo cercano (NFC) 140 configurados para recibir datos de configuración para el aparato de detección inalámbrica desde un dispositivo externo. Este tipo de aparato de detección inalámbrica es especialmente adecuado para su uso en aplicaciones de transporte (por ejemplo, ferrocarril) y/o construcción.
Las Figuras 2A y 2B son diagramas esquemáticos más detallados del aparato de detección inalámbrica 100 ilustrado en la Figura 1. Los dispositivos sensores 120A, 120B están configurados para detectar un atributo ambiental en las proximidades de ese dispositivo sensor. Los dispositivos sensores 120A, 120B pueden estar compuestos por uno o más seleccionados de la lista que consiste en: (i) sensores de inclinación, en donde el atributo ambiental es la inclinación, (ii) sensores de temperatura, en donde el atributo ambiental es la temperatura, (iii) sensores de grieta, donde el atributo ambiental es una longitud de una grieta, (iv) sensores de ruido, donde el atributo ambiental es sonido, (v) sensores de presión, donde el atributo ambiental es la presión, (vi) sensores de luz, donde el atributo ambiental es la luz, (vii) sensores de radiación, donde el atributo ambiental es la radiación, (viii) sensores de vibración, donde el atributo ambiental es la vibración, (ix) sensores de flujo de aire, donde el atributo ambiental es el flujo de aire, (x) sensores de velocidad, donde el atributo ambiental es la velocidad, (xi) sensores químicos, donde el atributo ambiental es la presencia de un elemento o compuesto dado, (xii) sensores de corriente, donde el atributo ambiental es la corriente eléctrica, (xiii) sensores de voltaje, donde el atributo ambiental es el voltaje eléctrico, (xiv) sensores de posición, donde el atributo ambiental es la ubicación en el espacio del sensor, (xv) sensores de desplazamiento, en donde el atributo ambiental es el movimiento, (xvi) sensores de par, en donde el atributo ambiental es el par, (xvii) sensores de proximidad, en donde el atributo ambiental es la presencia de un objeto en las proximidades del sensor, (xviii) sensores de fuerza, en donde el atributo ambiental es la fuerza, y (xix) sensores de humedad, en donde el atributo del entorno es humedad relativa. Por ejemplo, si los dispositivos de sensor son sensores de inclinación, los dispositivos de sensor pueden ser un acelerómetro o un sensor de electronivel, y pueden fabricarse, por ejemplo, como sensor MEMS (sistema microelectromecánico). Una o más partes de un dispositivo sensor determinado pueden estar fuera de la carcasa para que el sensor detecte el atributo ambiental. Por ejemplo, un sensor de temperatura puede estar contenido dentro de la carcasa 200 con una sonda que se extienda fuera de la carcasa 200 o ubicada de forma remota desde la carcasa 200 para que el sensor de temperatura detecte la temperatura en las proximidades del dispositivo de temperatura.
En algunas realizaciones, los dispositivos sensores 120A, 120B son los mismos. Por ejemplo, los dispositivos sensores 120A, 120B son sensores de inclinación. Los dispositivos sensores 120A, 120B pueden ser los mismos en el sentido de que detectan el mismo atributo ambiental, como la inclinación para un sensor de inclinación, pero los dispositivos sensores 120A, 120B pueden ser diferentes modelos de sensor, tienen diferentes intervalos de detección o polaridades, diferente resolución o nivel de precisión, o puede detectar el mismo parámetro ambiental utilizando un método diferente. Por ejemplo, los sensores 120A, 120B pueden ser sensores de inclinación, pero el sensor 120A es un acelerómetro, mientras que el sensor 120B es un sensor de nivel eléctrico. Alternativamente, los dispositivos sensores 120A, 120B pueden detectar diferentes atributos ambientales, por ejemplo, el dispositivo sensor 120A es un sensor de inclinación para detectar la inclinación, mientras que el dispositivo sensor 120B es un sensor de temperatura para detectar la temperatura.
En algunas realizaciones, el atributo ambiental comprende un atributo de una estructura, por ejemplo, un túnel o un edificio, y el aparato de detección inalámbrica 100 comprende una fijación para fijar la carcasa a la superficie de la estructura. Por ejemplo, la carcasa 200 puede comprender una o más bridas a través de las cuales se pueden pasar tornillos, clavos u otros medios de fijación para fijar el aparato de detección inalámbrica 100 a la superficie de la estructura. Alternativamente o además, la carcasa 200 puede tener una superficie sustancialmente plana que puede adherirse a la superficie de la estructura mediante un adhesivo, como pegamento o resina epoxi, o a través de magnetismo.
Los datos de telemetría de los dispositivos sensores 120A, 120B se transmiten, por ejemplo, a través de un convertidor analógico a digital 152, a una unidad procesadora 150, que está configurada para controlar el funcionamiento del aparato de detección inalámbrica. En otras realizaciones, los dispositivos sensores 120A, 120B tienen una interfaz digital a través de la cual pasan los datos de telemetría directamente a la unidad procesadora 150. El aparato de detección inalámbrica también incluye un circuito de comunicación inalámbrica 130 que incluye una antena de comunicaciones inalámbricas 133 para permitir que los datos de telemetría de los dispositivos sensores 120A, 120B se comuniquen a un destino adecuado, como un punto de acceso inalámbrico u otro aparato de detección inalámbrica en un modo de comunicación punto a punto, utilizando un protocolo de comunicaciones inalámbricas adecuado, y del mismo modo las instrucciones de comando que se deben recibir en el aparato de detección inalámbrica 100. En algunas realizaciones de ejemplo, el circuito de comunicación inalámbrica 130 puede funcionar a una frecuencia de 2,4 GHz dentro de la banda ISM (industrial, científica y médica) de conformidad con IEEE 802.15.4. La tasa de datos es de 250 kbits por segundo, con un ciclo de trabajo típico del 1 %. El intervalo punto a punto entre un aparato de detección inalámbrica 100 y otro aparato de detección inalámbrica (o un punto de acceso inalámbrico) es generalmente de decenas de metros (y puede ser más de 100 metros en exteriores). Se apreciará que otros aparatos de detección inalámbrica 100 pueden tener diferentes parámetros de comunicación de acuerdo con los requisitos y consideraciones de cualquier implementación en particular. El circuito de comunicaciones inalámbricas 130 también se puede integrar con la unidad procesadora 150.
El aparato de detección inalámbrica 100 incluye además una batería 160 configurada para proporcionar alimentación a los diversos componentes eléctricos del aparato de detección inalámbrica 100, como los dispositivos sensores 120A, 120B, el circuito de comunicación inalámbrica 130 y la unidad procesadora 150. La batería 160 puede tener suficiente capacidad para permitir una vida útil medida en uno o más años antes de que sea necesario recargarla o sustituirla. Tanto la unidad procesadora 150 como la batería 160 también pueden estar contenidas en la carcasa 200.
El circuito NFC 140 consta de un controlador NFC 142 y una antena NFC 144. El controlador NFC 142 consta de memoria y un procesador. El controlador NFC 142 está configurado para cooperar con la unidad procesadora 150 para controlar el funcionamiento del aparato de detección inalámbrica. Esto permite alterar el funcionamiento del aparato de detección inalámbrica 100 mientras el aparato de detección inalámbrica 100 está instalado en el lugar. Por ejemplo, los datos de configuración genéricos pueden instalarse cuando se fabrica el aparato de detección inalámbrica 100, o pueden enviarse al aparato de detección inalámbrica 100 a través del circuito NFC 140 por el fabricante antes de enviarse al sitio donde se va a instalar. Los datos de configuración genéricos pueden comprender parámetros como una tasa de muestreo para los dispositivos sensores 120A y 120B y una frecuencia y un período de transmisión para los circuitos de comunicaciones inalámbricas.
Una vez instalado el aparato de detección inalámbrica 100 en el lugar, se pueden enviar datos de configuración específicos para el sitio o la ubicación donde está instalado el aparato de detección inalámbrica 100 al aparato de detección inalámbrica a través del circuito NFC 140. Los datos de configuración específicos pueden comprender elementos o parámetros como uno o más de: una nueva tasa de muestreo para los dispositivos sensores 120A, 120B, frecuencia de transmisión y período para los circuitos de comunicaciones inalámbricas 130, la fecha de instalación del aparato de detección inalámbrica 100, una identidad del técnico que instaló el aparato de detección inalámbrica 100 y un número de activo para el aparato de detección inalámbrica 100. Si el aparato de detección inalámbrica 100 no está en uso o desinstalado y se coloca en un almacén o depósito, los datos de configuración genéricos pueden enviarse al aparato de detección inalámbrica 100 a través del circuito NFC 140. Esto también permite configurar el aparato de detección inalámbrica 100 sin necesidad de abrir o quitar la carcasa 200. Otra opción es utilizar el circuito de comunicaciones inalámbricas 130 para transmitir datos de configuración al procesador 150; el procesador podría cambiar los parámetros almacenados previamente obtenidos a través del circuito NFC 140.
En respuesta a la recepción de una señal de un dispositivo externo, como un teléfono móvil, una tableta o un ordenador portátil, a través de la antena NFC 144, el controlador NFC 142 está configurado para cooperar con la unidad de procesador 150 para cambiar el modo de funcionamiento del aparato de detección inalámbrica 100, por ejemplo, de un primer modo de funcionamiento a un segundo modo de funcionamiento, por ejemplo, cambiando uno o más de los parámetros anteriores. El aparato de detección inalámbrica 100 puede configurarse para funcionar en un modo de funcionamiento normal, en el que se habilitan los circuitos de comunicación inalámbrica 130 y los dispositivos sensores 120A, 120B.
En respuesta a la recepción de una señal de un dispositivo externo a través de la antena NFC 144, el controlador NFC 142 está configurado para cooperar con la unidad de procesador 150 para cambiar el aparato de detección inalámbrica 100 del modo de funcionamiento normal a un modo de baja potencia, el modo de baja potencia tiene un consumo de energía inferior al modo de funcionamiento normal. El modo de baja potencia puede desactivar uno o más componentes del aparato de detección inalámbrica 100, por ejemplo, los dispositivos sensores 120A, 120B y los circuitos de comunicaciones inalámbricas 130. Cuando están desactivados, los dispositivos sensores 120A, 120B ya no detectarán un atributo ambiental en las proximidades de ese dispositivo sensor y los circuitos de comunicaciones inalámbricas 130 ya no transmitirán ni recibirán datos. En consecuencia, el consumo de corriente del aparato de detección inalámbrica 100 se reducirá en gran medida, por ejemplo, a menos de 5 |jA. Esto aumenta la vida útil de la batería 160 y permite limitar el consumo de energía cuando no se requiere la detección de atributos ambientales, por ejemplo, cuando el aparato de detección inalámbrica 100 se instala en el lugar, pero no se requiere la detección de atributos ambientales o cuando el aparato de detección inalámbrica 100 no se instala en el lugar y se almacena en un almacén o depósito. El aparato de detección inalámbrica 100 se puede configurar en el modo de baja potencia cuando se fabrica por primera vez y cambiar al modo de funcionamiento normal solo una vez que el aparato de detección inalámbrica 100 está instalado en el lugar donde se deben detectar los atributos ambientales. El aparato de detección inalámbrica 100 puede instalarse en el lugar, y luego se envía una señal desde un dispositivo externo a través de la antena NFC 144 al controlador NFC 142 que indica al controlador NFC 142 que cambie el aparato de detección inalámbrica 100 del modo de baja potencia al modo de funcionamiento normal.
Uno de los dispositivos sensores tiene un consumo de corriente de funcionamiento más bajo que el otro dispositivo sensor 120A cuando está en funcionamiento normal. Por ejemplo, el dispositivo sensor 120B puede tener un consumo de corriente de funcionamiento de alrededor de 6jA mientras que el dispositivo sensor 120A puede tener un consumo de corriente de funcionamiento de alrededor de cuatro mA cuando está en funcionamiento normal. El dispositivo sensor 120B también puede tener una tasa de muestreo más baja y/o una resolución de muestreo más baja que el dispositivo sensor 120A. El dispositivo sensor 100 puede configurarse para permanecer activado cuando el aparato de detección inalámbrica está configurado en el modo de menor potencia, mientras que el dispositivo sensor 120A y los circuitos de comunicación inalámbrica 130 están desactivados cuando el aparato de detección inalámbrica 100 está en el modo de baja potencia. Esto reduce el consumo total de corriente del aparato de detección inalámbrica 100, pero también permite detectar los datos de telemetría del dispositivo sensor 120B. El controlador NFC 142 se puede configurar para almacenar datos de telemetría del dispositivo sensor 120B en la memoria del controlador NFC 142 cuando el aparato de detección inalámbrica 100 está configurado en el modo de menor potencia. Estos datos de telemetría pueden almacenarse en la memoria del controlador NFC 142 hasta que el aparato de detección inalámbrica 100 se configure en el modo de funcionamiento normal, cuando se puede transmitir a través de los circuitos de comunicación inalámbrica.
El dispositivo de detección inalámbrica 100 está configurado para cambiar del modo de baja potencia al modo de funcionamiento normal en respuesta al dispositivo sensor 120B, lo que hace que una detección indique uno o ambos de: un cambio de al menos una magnitud predeterminada en el atributo ambiental detectado por el dispositivo sensor 120B, y un valor predeterminado del atributo ambiental detectado por el dispositivo sensor 120B. Por ejemplo, si el dispositivo sensor 120Br es un sensor de inclinación, el dispositivo de detección inalámbrica puede configurarse para cambiar del modo de baja potencia al modo de funcionamiento normal en respuesta al sensor de inclinación que detecta un ángulo de inclinación superior a 45° (en relación con un ángulo de referencia, como vertical) o un cambio en el ángulo de inclinación superior a 2°. Alternativamente, si el dispositivo sensor 120B es un sensor de temperatura, el aparato de detección inalámbrica puede configurarse para cambiar del modo de baja potencia al modo de funcionamiento normal en respuesta al sensor de temperatura que detecta una temperatura superior a 25 °C o un cambio de temperatura superior a 2 °C. En el modo de funcionamiento normal, el dispositivo sensor 120A y el circuito de comunicaciones inalámbricas 130 también están habilitados. Esto da como resultado que el segundo dispositivo sensor 120A solo se active en respuesta al otro dispositivo sensor 120B que realiza una detección, lo que ayuda a mejorar la vida útil de la batería 160 al limitar el consumo de energía a mayor escala solo a los períodos en los que se requieren datos de telemetría.
El aparato de detección inalámbrica 100 consta de circuitos de control de potencia 170 configurados para activar y desactivar el circuito de comunicación inalámbrica 130 y uno o más dispositivos sensores 120A, 120B proporcionando alimentación de forma selectiva a ese componente.
Cuando el aparato de detección inalámbrica 100 está funcionando en el modo de funcionamiento normal, el circuito de control de potencia 170 está configurado, bajo el control de la unidad procesadora, para iniciar un movimiento del modo de funcionamiento normal al modo de baja potencia. Como se ilustra en la Figura 2A, para pasar del modo de funcionamiento normal al modo de baja potencia, el circuito de control de potencia 170 está APAGADO. La corriente de la batería sigue siendo capaz de pasar al controlador NFC a lo largo de la ruta de corriente 172 y al dispositivo sensor a lo largo de la línea de corriente 174, y al procesador 150, lo que permite que estos componentes permanezcan activados (aunque el procesador puede estar en modo de suspensión). Con el circuito de control de potencia en APAGADO, la configuración del modo de funcionamiento del aparato de detección inalámbrica 100 corresponde a un modo de baja potencia en donde uno de los dispositivos sensores 120b todavía está habilitado. (Tenga en cuenta que la antena NFC y el controlador pueden recibir alimentación de la batería o de un lector externo).
Como se ilustra en la Figura 2A, para pasar del modo de baja potencia al modo de funcionamiento normal, el circuito de control de potencia 170 se establece en ENCENDIDO, permitiendo que la corriente de la batería pase al dispositivo sensor 120A, al procesador 150 y al circuito de comunicación inalámbrica 130, de este modo, se activan estos componentes. La corriente de la batería sigue siendo capaz de pasar al controlador NFC a lo largo de la ruta de corriente 172 y al dispositivo sensor a lo largo de la línea de corriente 174, lo que permite que estos componentes permanezcan activados. Con el circuito de control de potencia ENCENDIDO, la configuración del modo de funcionamiento del aparato de detección inalámbrica 100 corresponde al modo de funcionamiento normal.
La Figura 2B ilustra algunas realizaciones alternativas del aparato de detección inalámbrica 100 ilustradas en la Figura 2A, con señales de referencia similares que se refieren a los mismos componentes y operación descritos anteriormente con respecto a la Figura 2A. En las realizaciones ilustradas en la Figura 2B, para pasar del modo de funcionamiento normal al modo de baja potencia, el circuito de control de potencia 170 se vuelve a poner en APAGADO. Con el circuito de control de potencia en APAGADO, la configuración del modo de funcionamiento del aparato de detección inalámbrica 100 corresponde a un modo de baja potencia en donde ninguno de los dispositivos sensores 120A, 120B está habilitado.
En las realizaciones ilustradas en la Figura 2B, para pasar del modo de baja potencia al modo de operación normal, el circuito de control de potencia 170 se establece en ENCENDIDO, permitiendo que la corriente de la batería pase tanto al dispositivo sensor 120A como al dispositivo sensor 120B, el procesador 150 y el circuito de comunicación inalámbrica 130, habilitando así estos componentes. La corriente de la batería sigue siendo capaz de pasar al controlador NFC a lo largo de la ruta actual 172, lo que permite que estos componentes permanezcan activados. Con el circuito de control de potencia en ENCENDIDO, como se ha descrito anteriormente con respecto a la Figura 100, la configuración del modo de funcionamiento del aparato de detección inalámbrica se corresponde con el modo de funcionamiento normal.
La memoria del controlador NFC 142 está configurada para almacenar datos de los componentes del aparato de detección inalámbrico 100, como una muestra más reciente del atributo ambiental de uno o más de los dispositivos sensores 120A, 120B, los datos de configuración generales y/o específicos para el aparato de detección inalámbrica 100, la información de identificación para el aparato de detección inalámbrica 100 y una detección más reciente del estado de la batería 160, como la cantidad de carga restante en la batería a una marca de tiempo dada. El controlador NFC 142 está configurado para transmitir, a través de la antena NFC 144, los datos almacenados en la memoria del controlador NFC 142 a un dispositivo externo en respuesta a una solicitud del dispositivo externo. Estos datos se pueden utilizar para facilitar la solución de problemas y el análisis de diagnóstico en caso de que el dispositivo de detección inalámbrica 100 esté defectuoso. Por ejemplo, si no se reciben datos del aparato de detección inalámbrica 100 a través del circuito de comunicaciones inalámbricas 130, un técnico puede recuperar los datos almacenados en la memoria del controlador NFC 142 a través de la antena NFC 144 para determinar la causa del problema, por ejemplo, el aparato de detección inalámbrica 100 se ha colocado en modo de baja potencia accidentalmente, los datos de configuración incorrectos se han instalado en el aparato de detección inalámbrica 100 o la batería 160 con carga baja. El técnico puede enviar una señal al controlador NFC 142 a través de la antena NFC 144 para solucionar el problema sin tener que retirar necesariamente el aparato de detección inalámbrica 100 de su ubicación instalada. Si la falla se debe a que la batería 160 tiene poca carga, el aparato de detección inalámbrica 100 se puede retirar y sustituir por una unidad diferente. El técnico puede recibir software compatible con el aparato de detección inalámbrica 100 que se instalará en el dispositivo externo para ayudar en la configuración y el análisis de diagnóstico del aparato de detección inalámbrica 100. La muestra más reciente del atributo ambiental de los dispositivos sensores 120A, 120B también se puede recuperar a través del circuito NFC 140 para calibrar el aparato de detección inalámbrica 100. En algunas realizaciones de ejemplo, el circuito NFC 140 está configurado para extraer energía del dispositivo externo a través de la antena NFC, como a través de una antena de bucle de inducción. En estas realizaciones, dado que el circuito NFC 140 no requiere la batería 160 para funcionar, los datos almacenados en la memoria del controlador NFC 142 se pueden recuperar incluso cuando la batería 160 se ha agotado. Esto permite que los datos de configuración para el aparato de detección inalámbrica 100 sean recuperados y copiados por el dispositivo externo en la unidad de reemplazo, lo que acelera potencialmente el proceso de revisión.
Los dispositivos sensores 120A, 120B, la unidad procesadora 150, el circuito de comunicaciones inalámbricas 130 y el controlador NFC 142 se disponen en un primer conjunto de placas de circuito impreso (PCB) 400. La antena de comunicaciones inalámbricas 133 y la antena NFC 144 están dispuestas en un segundo conjunto de PCB 300. La batería 160 se puede desechar entre el primer conjunto de PCB 400 y el segundo conjunto de PCB 300, por ejemplo, soldando la batería 160 en el segundo conjunto de PCB 300. La antena NFC 144 y la batería 160 están conectadas al primer conjunto de PCB 400 mediante una placa de circuito impreso flexible (FPC) o un pequeño mazo de cables de placa a cable, mientras que la antena de comunicaciones inalámbricas 133 está conectada al circuito de comunicaciones inalámbricas 130 en el primer conjunto de PCB 400 mediante un cable de radiofrecuencia (RF).
La Figura 3 ilustra una vista explosionada de una carcasa 200 para un aparato de detección inalámbrica de acuerdo con algunas realizaciones de ejemplo de la invención. La carcasa 200 consta de una base metálica 210, una tapa de plástico 220 fijada a la base metálica 210 y una junta tórica 230 dispuesta entre la base metálica 210 y la tapa de plástico 220.
La base metálica 210 puede estar formada de aluminio o cualquier otro material metálico adecuado mediante métodos de mecanizado convencionales como torneado o fresado. La base metálica 210 proporciona un montaje rígido para los componentes del aparato de detección inalámbrica 100 para garantizar que se logre una detección de atributos ambientales estable y repetible. La base metálica 210 también puede incluir medios de fijación tales como agujeros de tornillo o soportes para fijar la carcasa 200 a una placa de montaje o soporte o a una estructura. La base metálica 210 puede comprender una o más bridas a través de las cuales se pueden pasar tornillos, clavos u otros medios de fijación para fijar el aparato de detección inalámbrica 100 a una estructura. Alternativamente o, además, la base metálica 210 puede tener una superficie sustancialmente plana que puede adherirse a la superficie de la estructura mediante un adhesivo, como pegamento o resina epoxi, o mediante el uso de imanes permanentes fijados a la base metálica 210, como por ejemplo mediante tornillos, pegamento u otro medio de fijación adecuado.
La tapa de plástico 220 se forma en una curvatura convexa para proporcionar una capa resistente. La tapa de plástico se puede formar en forma de cúpula, como se ilustra en la Figura 3, u otra forma, por ejemplo, una forma cónica. La tapa de plástico 220 puede estar formada por un material de policarbonato, por ejemplo, un material de policarbonato estabilizado ultravioleta, o cualquier otro material termoplástico. La tapa de plástico 220 puede fabricarse mediante técnicas convencionales de conformado de plásticos, por ejemplo, torneado, moldeo por inyección o conformado al vacío. La tapa de plástico 220 puede fijarse a la base metálica 210 mediante una junta a presión. Esto evita que la tapa de plástico 220 gire en relación con la base metálica 210. La junta a presión también evita la eliminación accidental de la tapa de plástico 220 de la base metálica 210, ya que la junta a presión se rompe permanentemente cuando la tapa de plástico 220 se retira de la base metálica 210, evitar que la tapa de plástico 220 se vuelva a colocar en la base metálica 210. Esto también proporciona un sello a prueba de manipulaciones para la carcasa 200. En algunas realizaciones de ejemplo, ningún componente del aparato de detección inalámbrica se fija a la tapa de plástico 220 de modo que la tapa de plástico 220 sea capaz de deformarse y soportar el impacto sin dañar necesariamente los componentes del aparato de detección inalámbrica. En algunas realizaciones, la tapa de plástico 220 está provista de uno o más orificios para permitir que los dispositivos sensores 120A, 120B detecten atributos ambientales en las proximidades del aparato de detección inalámbrico, por ejemplo, temperatura, humedad o radiación. La tapa de plástico 220 proporciona protección contra impactos, por ejemplo, contra una bota cubierta con punta de acero o un golpe accidental de martillo. La tapa de plástico 220 puede ser opaca o translúcida y está disponible en una variedad de colores dependiendo de la aplicación del aparato de detección inalámbrica 100. Las marcas pueden imprimirse en el exterior de la tapa de plástico 220, por ejemplo, una dirección de control de acceso a medios (MAC) del circuito de comunicación inalámbrica, un identificador de ubicación, una marca de orientación o una información de marca o normativa. Estas marcas pueden ayudar al usuario a identificar y utilizar la carcasa 200 y el aparato de detección inalámbrica 100.
Una junta tórica 230 se dispone entre la base metálica 210 y la tapa de plástico 220 para proporcionar un sello resistente al agua para los componentes del aparato de detección inalámbrica 100 contenidos en la carcasa 200. La junta tórica 230 se encuentra dentro de una bandeja de juntas 240 en la base metálica 210 y se combina con la junta de encaje a presión entre la base metálica 210 y la tapa de plástico 220 para proporcionar un sello neumático e hidráulico para los componentes del aparato de detección inalámbrica 100 contenidos dentro de la carcasa 200.
Se pueden utilizar diferentes tamaños de carcasa 200 dependiendo del tamaño de los componentes del aparato de detección inalámbrica 100 que se va a alojar. Por ejemplo, una versión pequeña, mediana y grande de la carcasa 200 puede estar disponible. Se pueden emplear diferentes métodos de fabricación para las diferentes versiones de la carcasa 200 con el fin de producir una carcasa rentable 200. Por ejemplo, la tapa de plástico 220 de la versión más pequeña se puede fabricar girando, mientras que la tapa de plástico 220 para las versiones más grandes se puede fabricar por moldeo por inyección.
El aparato de detección 100 es especialmente adecuado para su uso en aplicaciones de transporte (por ejemplo, ferrocarril) y/o construcción. Dicho uso generalmente implica una ubicación al aire libre, que a menudo está expuesta a elementos adversos, como el clima (lluvia, hielo, viento, variación de temperatura, etc.) y otros contaminantes potenciales (por ejemplo, suciedad y polvo). En consecuencia, la carcasa 200 proporciona un exterior robusto para el aparato de detección 100 que ayuda a formar un ambiente robusto y sellado para el aparato de detección con el fin de mantener la integridad del aparato de detección 100 y para proteger contra tales elementos adversos. Además, la ausencia de cualquier conectividad externa cableada para el aparato de detección 100 a través de la carcasa 200 limita el riesgo de ataque eléctrico accidental o deliberado, como un rayo, descarga electrostática (ESD), etc.
La carcasa 200 y el entorno sellado creado de este modo también están diseñados para ser a prueba de manipulaciones. Esto es particularmente importante para la seguridad de los sensores que tienen una ubicación expuesta, por ejemplo, para proteger cualquier dirección IP y/o claves de red retenidas dentro (y utilizadas por) el aparato de detección de verse comprometida, y también para ayudar a reducir el riesgo de clonación de productos. Esto es apoyado por el circuito NFC 140 y la antena 144 que permiten las comunicaciones con los internos del aparato sensor 100 sin tener que abrir la carcasa de plástico 200, permitiendo así que el sello a prueba de manipulaciones permanezca intacto.
La carcasa 200 también está dispuesta para proporcionar un alto nivel de estabilidad dimensional, por ejemplo, en presencia de luz solar, humedad y / o variación de temperatura. Esto es especialmente importante para implementaciones en las que el aparato de detección 100 incluye uno o más sensores de inclinación de alta precisión (para que la precisión de las mediciones de dicho sensor no se vea afectada negativamente por la distorsión de la carcasa 200). la Figura 4 ilustra un segundo conjunto de PCB 300 para la detección inalámbrica 100 de acuerdo con algunas realizaciones de ejemplo de la invención. En algunas realizaciones de ejemplo, el primer conjunto de PCB 400 está montado en la base metálica 210 de la carcasa 200. A continuación, la batería 160 se monta (por ejemplo, soldada) en el primer lado del segundo conjunto de PCB 300 con la antena NFC 144 y el circuito de comunicaciones inalámbricas 130 montados en un segundo lado del segundo conjunto de PCB 300 opuesto al primer lado. El segundo conjunto de PCB 300 se monta en el primer conjunto de PCB 400, de modo que la batería 160 se dispone entre el primer conjunto de PCB 400 y el segundo conjunto de PCB 300. La antena NFC 144 y la batería 160 están conectadas al primer conjunto de PCB 400 mediante un FCB 330, mientras que la antena de comunicaciones inalámbricas 133 está conectada al circuito de comunicaciones inalámbricas 130 del primer conjunto de PCB 400 mediante un cable RF. El segundo conjunto de PCB 300 está formado por dos PCB interconectadas: una PCB base 310 y una PCB de antena 320. La PCB base 310 y la PCB de la antena 320 están montadas perpendiculares entre sí. La PCB base 310 actúa como un plano de tierra para la antena de comunicaciones inalámbricas 133, que está impresa en la PCB de la antena. La antena NFC 144 consta de una bobina inductora que se dispone alrededor de la periferia de la PCB base 310 de forma que se extiende alrededor del borde exterior de la PCB base 310. El segundo conjunto de PCB 300 puede estar construido de laminado epoxi reforzado con vidrio u otro material adecuado y es típicamente de 0,8-1,6mm de espesor. La PCB base 310 de la segunda PCB 300 puede tener forma circular o cualquier otra geometría adecuada. La PCB base 310 tiene una sección transversal más pequeña que la de la tapa de plástico 220 para que pueda instalarse fácilmente dentro de la carcasa 200. Se puede montar un condensador de sintonización para la antena NFC en el FPC 330 o en el mazo de cables de placa a cable o en la PCB base 310.
Se pueden utilizar diferentes tamaños de componentes del aparato de detección inalámbrica 100 junto con los diferentes tamaños de carcasa 200. Por ejemplo, se puede utilizar un tamaño común del primer conjunto de PCB 400 para todos los dispositivos de detección inalámbrica 100, mientras que se pueden utilizar diferentes tamaños de batería 160 y segundo conjunto de PCB 300 para fabricar diferentes tamaños de dispositivos de detección inalámbrica 100, dependiendo de la aplicación. Los diferentes tamaños de aparatos de detección inalámbrica 100 pueden entonces ser alojados en diferentes tamaños de carcasa 200 con el fin de crear los aparatos de detección inalámbrica más compactos 100 y carcasa 200 posibles para una aplicación dada.
La Figura 5 es un diagrama de flujo de un método de detección inalámbrica 500. Uno o más dispositivos sensores 120A, 120B detectan un atributo ambiental en las proximidades de ese dispositivo sensor (consulte el paso 510). Los circuitos de comunicación inalámbrica 130 y la antena de comunicaciones inalámbricas 133 transmiten datos de telemetría desde uno o más dispositivos sensores 120A, 120B (consulte el paso 520). El circuito de comunicaciones de campo cercano (NFC) 140 recibe los datos de configuración del aparato de detección inalámbrica 100 de un dispositivo externo (consulte el paso 520.
En conclusión, se han descrito varias realizaciones de la invención. La persona capacitada apreciará que estas realizaciones se proporcionan solo a modo de ejemplo, y diferentes características de diferentes realizaciones se pueden combinar según sea apropiado. Además, los detalles de un aparato de detección inalámbrica y de un método de detección inalámbrica dependerán del entorno particular en el que se instale el aparato o se utilice el método, y de la aplicación prevista tanto del aparato como del método. En consecuencia, el alcance de la invención actualmente reclamada debe ser definido por las reivindicaciones anexas.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Un aparato de detección inalámbrica (100) que comprende: una carcasa (200) que contiene:
al menos dos dispositivos sensores (120A, 120B) configurados para detectar un atributo ambiental en las proximidades de ese dispositivo sensor, en donde el atributo ambiental comprende un atributo de una estructura;
circuitos de comunicación inalámbrica (130) configurados para transmitir datos de telemetría desde al menos dos dispositivos sensores;
Comunicaciones de campo cercano, NFC, circuitos (140) que comprenden:
un controlador NFC que comprende una memoria y un procesador; y
una antena NFC,
en donde se configura el circuito NFC:
para recibir datos de configuración del aparato de detección inalámbrica de un dispositivo externo; y
en respuesta a la recepción de una señal del dispositivo externo a través de la antena NFC, cooperar con la unidad procesadora para cambiar el dispositivo de detección inalámbrica de un primer modo de funcionamiento a un segundo modo de funcionamiento, y
en donde:
uno de los primeros o segundos modos de funcionamiento es un modo de funcionamiento normal en el que están habilitados los circuitos de comunicación inalámbrica y los al menos dos dispositivos sensores, y el otro del primer o segundo modo de operación es un modo de baja potencia, el modo de baja potencia tiene un consumo de energía más bajo que el modo de operación normal,
una unidad procesadora (150) configurada para controlar el funcionamiento del aparato de detección inalámbrica; una batería (160) configurada para proporcionar alimentación a al menos los dos dispositivos sensores, los circuitos de comunicación inalámbrica y la unidad procesadora; y.
una fijación para fijar la carcasa a una superficie de la estructura;
caracterizado porque
un primer dispositivo de al menos dos sensores tiene un consumo de corriente de funcionamiento inferior al segundo de al menos dos dispositivos sensores;
el primero de los dos dispositivos sensores como mínimo está configurado para permanecer activado cuando el aparato de detección inalámbrica está configurado en el modo de baja potencia;
los circuitos de comunicación inalámbrica y el segundo de al menos dos dispositivos sensores se desactivan cuando el aparato de detección inalámbrica está en el modo de baja potencia; y.
el aparato de detección inalámbrica está configurado para cambiar del modo de baja potencia al modo de funcionamiento normal en respuesta al primero de los dos dispositivos sensores, lo que hace que la detección sea indicativa de uno o ambos de:
un cambio de al menos una magnitud predeterminada en el atributo ambiental detectado por ese dispositivo sensor; y un valor de atributo predeterminado del atributo ambiental detectado por ese dispositivo sensor.
2. El aparato de detección inalámbrica de la reivindicación 1, que comprende circuitos de control de potencia configurados para habilitar y deshabilitar el circuito de comunicación inalámbrica y los al menos dos dispositivos sensores mediante el suministro selectivo de energía a ese componente.
3. El aparato de detección inalámbrica de la reivindicación 2, en donde el circuito de control de potencia está configurado, bajo el control de la unidad procesadora, para iniciar un movimiento del modo de operación normal al modo de baja potencia.
4. El aparato de detección inalámbrica de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la memoria del controlador NFC está configurada para almacenar datos que representan al menos uno de:
una muestra más reciente del atributo ambiental de al menos dos dispositivos sensores;
datos de configuración para el aparato de detección inalámbrica;
información de identificación para el aparato de detección inalámbrica;
una detección más reciente del estado de la batería, y
en donde el controlador NFC está configurado para transmitir, a través de la antena NFC, datos almacenados en la memoria del controlador NFC al dispositivo externo en respuesta a una solicitud del dispositivo externo.
5. El aparato de detección inalámbrica de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde:
el circuito de comunicaciones inalámbricas incluye una antena de comunicaciones inalámbricas;
al menos dos dispositivos sensores, la unidad procesadora, los circuitos de comunicaciones inalámbricas y el controlador NFC se desechan en un primer conjunto de placa de circuito impreso, PCB;
La antena de comunicación inalámbrica y la antena NFC se desechan en un segundo conjunto de PCB; y
la batería se dispone opcionalmente entre el primer conjunto y el segundo conjunto de PCB.
6. El aparato de detección inalámbrica de la reivindicación 5, en donde:
el segundo conjunto de PCB está formado por dos PCB interconectadas montadas perpendiculares entre sí; y opcionalmente, una de las PCB interconectadas que forman el segundo conjunto de PCB proporciona un plano de tierra para una antena de los circuitos de comunicación inalámbrica.
7. El aparato de detección inalámbrica de la reivindicación 6, en donde la antena NFC comprende una bobina de inducción dispuesta alrededor de una periferia de la de las PCB interconectadas que proporciona el plano de tierra para la antena de comunicación inalámbrica.
8. El aparato de detección inalámbrico de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde los al menos dos dispositivos sensores comprenden uno o más seleccionados de la lista que consiste en: (i) sensores de inclinación, (ii) sensores de temperatura, (iii) sensores de grietas, (iv) sensores de ruido, (v) sensores de presión, (vi) sensores de luz, (vii) sensores de radiación, (viii) sensores de vibración, (ix) sensores de flujo de aire, (x) sensores de velocidad, (xi) sensores químicos, (xii) sensores de corriente, (xiii) sensores de tensión, (xiv) sensores de posición, (xv) sensores de desplazamiento, (xvi) sensores de par, (xvii) sensores de proximidad, (xviii) sensores de fuerza, y (xix) sensores de humedad.
9. El aparato de detección inalámbrica de la reivindicación 8, en donde los dos o más dispositivos sensores están configurados para detectar el mismo atributo ambiental.
10. El aparato de detección inalámbrica de cualquier reivindicación anterior, en donde el dispositivo sensor está adaptado para la fijación a una estructura de ingeniería civil para el monitoreo, como una pista, lecho de la vía, túnel, puente o edificio.
11. El aparato de detección inalámbrica de cualquier reivindicación anterior, en donde la carcasa comprende una tapa y una base que están unidas entre sí por una junta a presión, en donde la junta a presión se rompe permanentemente si se retira la tapa de la base para evitar que la tapa se vuelva a fijar a la base, actuando, así como un sello a prueba de manipulaciones para la carcasa.
12. El aparato de detección inalámbrica de cualquier reivindicación anterior, en donde la carcasa proporciona un entorno sellado y a prueba de manipulaciones.
13. Un método de detección inalámbrica que comprende:
al menos dos dispositivos sensores que detectan un atributo ambiental en las proximidades de ese dispositivo sensor, en donde el atributo ambiental comprende un atributo de una estructura;
circuitos de comunicación inalámbrica que transmiten datos de telemetría desde al menos dos dispositivos sensores; y Comunicaciones de campo cercano, n Fc , circuito que recibe datos de configuración de un dispositivo externo, en donde el circuito NFC comprende un controlador NFC que comprende una memoria y un procesador, y una antena NFC; y. en respuesta a la recepción de una señal del dispositivo externo a través de la antena NFC, los circuitos NFC cooperan con la unidad procesadora para cambiar el aparato de detección inalámbrica de un primer modo de funcionamiento a un segundo modo de funcionamiento, en donde:
uno de los primeros o segundos modos de funcionamiento es un modo de funcionamiento normal en el que se habilitan los circuitos de comunicación inalámbrica y al menos dos dispositivos sensores, y el otro del primer o segundo modo de operación es un modo de baja potencia, el modo de baja potencia tiene un consumo de energía más bajo que el modo de operación normal; en donde
un primer dispositivo de al menos dos sensores tiene un consumo de corriente de funcionamiento inferior al segundo de al menos dos dispositivos sensores;
el primero de los dos dispositivos sensores como mínimo está configurado para permanecer activado cuando el aparato de detección inalámbrica está configurado en el modo de baja potencia;
los circuitos de comunicación inalámbrica y el segundo de al menos dos dispositivos sensores se desactivan cuando el aparato de detección inalámbrica está en el modo de baja potencia; y.
el aparato de detección inalámbrica está configurado para cambiar del modo de baja potencia al modo de funcionamiento normal en respuesta al primero de los dos dispositivos sensores, lo que hace que la detección sea indicativa de uno o ambos de:
un cambio de al menos una magnitud predeterminada en el atributo ambiental detectado por ese dispositivo sensor; y un valor de atributo predeterminado del atributo ambiental detectado por ese dispositivo sensor.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3803819B1 (en) * 2018-05-31 2024-05-01 Autronica Fire & Security AS Printed circuit board for smoke detector
US11338770B1 (en) * 2019-05-23 2022-05-24 Gene Pilgrim, Jr. Tractor trailer monitoring system with trailer air supply control and theft prevention and method of use
US11996877B2 (en) * 2022-01-24 2024-05-28 Appear Inc. Systems and methods for providing buoyant electronic devices

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7180404B2 (en) * 2004-03-17 2007-02-20 Battelle Energy Alliance, Llc Wireless sensor systems and methods, and methods of monitoring structures
GB0423283D0 (en) * 2004-10-20 2004-11-24 Gmca Pty Ltd Guidance system for power tool
US7366614B2 (en) * 2005-11-04 2008-04-29 Roy Russell L Methods and apparatus for emergency rig monitoring
US20080165001A1 (en) * 2007-01-08 2008-07-10 Drake David A Methods and apparatuses for false alarm elimination
ITBO20070756A1 (it) * 2007-11-16 2009-05-17 Filippo Bastianini Dispositivo per il monitoraggio dello stato di salute di strutture
EP2264642B1 (en) * 2009-06-02 2014-02-26 Vodafone Holding GmbH Data exchange with a man-machine-device using short range radio communication
US9127964B2 (en) * 2011-07-25 2015-09-08 Ips Group Inc. Low power vehicle detection
US10135629B2 (en) * 2013-03-15 2018-11-20 Lutron Electronics Co., Inc. Load control device user interface and database management using near field communication (NFC)
US20150130637A1 (en) * 2013-11-11 2015-05-14 Trackblue, Llc Wireless Moisture Sensing Device, System, and Related Methods
US9913642B2 (en) * 2014-03-26 2018-03-13 Ethicon Llc Surgical instrument comprising a sensor system
US10291292B2 (en) * 2014-09-02 2019-05-14 Johnson Controls Technology Company Wireless sensor with near field communication circuit
JP6443208B2 (ja) * 2015-04-28 2018-12-26 横河電機株式会社 無線デバイス、ゲートウェイ装置、及び無線通信システム
GB2538501A (en) * 2015-05-18 2016-11-23 Rosemount Measurement Ltd Improvements in or relating to level switches
US9986313B2 (en) * 2015-12-16 2018-05-29 Pillar Technologies, Inc. Systems and methods for providing environmental monitoring and response measures in connection with remote sites
CA2994016A1 (en) * 2015-12-28 2017-07-06 Dexcom, Inc. Intelligent wireless communications for continuous analyte monitoring
US10728694B2 (en) * 2016-03-08 2020-07-28 Tinoq Inc. Systems and methods for a compound sensor system

Also Published As

Publication number Publication date
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GB201704124D0 (en) 2017-04-26
EP3596935B1 (en) 2023-06-07
WO2018167482A1 (en) 2018-09-20
EP3596935A1 (en) 2020-01-22
US11425471B2 (en) 2022-08-23

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