ES3067474T3 - Sensor for generating power management data - Google Patents

Abstract

Sensor que cuenta con una unidad de control configurada para analizar los datos disponibles para el sensor, en particular los datos de medición del sensor, con el fin de generar datos de administración de energía, donde los datos de administración de energía están configurados para seleccionar un modo de ahorro de energía de una pluralidad de modos de ahorro de energía disponibles de un módulo de radio (103) del sensor y/o para controlar los tiempos de los intervalos de medición del sensor y/o para la administración de energía del sensor. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Sensor para generar datos de gestión de energía

[0003] Campo de la invención

[0004] La invención se refiere a la automatización de procesos, en particular en el entorno industrial. En particular, la invención se refiere a un sensor, en particular con capacidad de autoaprendizaje; a una unidad de control para dicho sensor; a un sistema de medición con uno o varios sensores de este tipo; a un procedimiento para la planificación, dado el caso con capacidad de autoaprendizaje de intervalos de medición y para la gestión de energía, dado el caso con capacidad de autoaprendizaje, de un sensor; un elemento de programa; a un medio legible por ordenador; y al uso de una unidad de cálculo en un sistema de medición.

[0005] Antecedentes

[0006] En la automatización de procesos en el entorno industrial se utilizan sensores, como por ejemplo sensores de nivel, sensores de límite de nivel, sensores de presión o sensores de caudal. Para ahorrar energía, estos sensores se activan de forma cíclica o según una periodicidad predeterminada de forma fija, y se inicia el proceso de medición. A continuación, los sensores se apagan de nuevo o se ponen en un modo de espera de bajo consumo (low power).

[0007] El documento US2008/0221836A1 describe una pluralidad de dispositivos sensores móviles que miden en cada caso periódicamente las propiedades de su entorno y determinan la tasa de variación de estas propiedades. El documento US2016/0047679A1 se refiere a técnicas y configuraciones para un dispositivo destinado a reducir el consumo energético de los sensores mediante mediciones de datos predictivas realizadas por uno o varios sensores.

[0008] El documento US2017/0276527A1 describe la medición de un flujo de líquido y, en particular, un sistema y un procedimiento para la dosificación de gas.

[0009] Sumario

[0010] El objetivo de la presente invención es reducir el consumo energético de los sensores.

[0011] Este objetivo se resuelve mediante las características de las reivindicaciones independientes. Los perfeccionamientos de la invención se desprenden de las reivindicaciones secundarias y de la siguiente descripción de las formas de realización.

[0012] Un primer aspecto de la presente divulgación se refiere a un sensor, dado el caso, con capacidad de autoaprendizaje que presenta una unidad de control que está configurada para analizar los datos disponibles en el sensor, en particular de datos de medición del sensor y/u otros datos, con el fin de generar datos de gestión de energía. Los datos de gestión de energía se utilizan para seleccionar un modo de ahorro de energía de un módulo de radio del sensor entre varios modos de ahorro de energía disponibles y/o para controlar los tiempos de intervalos de medición del sensor y/o para la gestión de potencia del sensor, en donde la unidad de control (101), al analizar los datos disponibles del sensor y al seleccionar el modo de ahorro de energía entre los varios modos de ahorro de energía disponibles, tiene en cuenta la energía necesaria en el funcionamiento de dicho modo de ahorro de energía.

[0013] La expresión "unidad de control" debe interpretarse en sentido amplio. La unidad de control puede consistir en una unidad integrada; sin embargo, también puede estar distribuida en el sensor y/o en su entorno, por ejemplo, en la nube. La unidad de control es, por ejemplo, un circuito eléctrico que presenta un procesador.

[0014] De acuerdo con una forma de realización, los varios modos de ahorro de energía disponibles comprenden un modo de ahorro de energía (PSM,power saving modus).

[0015] De acuerdo con una forma de realización, los varios modos de ahorro de energía disponibles comprenden un modo de recepción discontinua ampliada (eDRX,extended discontinuous reception).

[0016] De acuerdo con una forma de realización, los varios modos de ahorro de energía disponibles comprenden la desactivación del módulo de radio.

[0017] De acuerdo con una forma de realización la unidad de control está diseñada para tener en cuenta la duración máxima permitida en el modo de ahorro de energía al analizar los datos disponibles del sensor y al seleccionar el modo de ahorro de energía entre los varios modos de ahorro de energía disponibles, hasta que se deba volver a establecer la comunicación.

[0018] De acuerdo con una forma de realización la unidad de control está diseñada para tener en cuenta la energía necesaria para un nuevo registro o un nuevo acceso a la red de comunicaciones al analizar los datos disponibles del sensor y al seleccionar el modo de ahorro de energía entre los varios modos de ahorro de energía disponibles. De acuerdo con una forma de realización, la unidad de control está diseñada para al analizar los datos disponibles del sensor y al seleccionar el modo de ahorro de energía entre los varios modos de ahorro de energía disponibles, tener en cuenta factores externos como la temperatura, el grado de utilización de un canal de radio o el movimiento del sensor.

[0019] De acuerdo con una forma de realización la unidad de control está diseñada para tener en cuenta la frecuencia de las mediciones actuales al analizar los datos disponibles del sensor y al seleccionar el modo de ahorro de energía entre los distintos modos de ahorro de energía disponibles.

[0020] De acuerdo con una forma de realización, los datos disponibles para el sensor comprenden también datos de medición de un sensor adyacente, datos ambientales, datos de posición y/o datos de ubicación del sensor o de un sistema de sensores externo, señales de un actuador externo, como una bomba, señales de un sistema de control externo o de un dispositivo móvil y/o entradas del calendario, información sobre días festivos, días no laborables o momentos en los que cabe esperar, por ejemplo, el llenado de un depósito.

[0021] De acuerdo con otra forma de realización, la unidad de control está diseñada para reducir o aumentar la frecuencia de los intervalos de medición futuros en un intervalo de tiempo determinado, basándose en el análisis de los datos disponibles del sensor. Si, por ejemplo, la unidad de control llega a la conclusión, tras su análisis, de que no cabe esperar ningún cambio en los datos de medición durante un determinado intervalo de tiempo futuro —por ejemplo, porque el nivel de un depósito se mantiene constante—, el número de intervalos de medición en ese intervalo de tiempo puede reducirse o incluso fijarse en cero. No obstante, si la unidad de control llega a la conclusión de que, durante un intervalo de tiempo futuro, determinado es muy probable que se produzca un cambio en los datos de medición —por ejemplo, debido al llenado o vaciado del depósito—, puede aumentar la frecuencia de los intervalos de medición durante este intervalo de tiempo.

[0022] De acuerdo con otra forma de realización, la unidad de control está diseñada para determinar, basándose en el análisis de los datos disponibles del sensor, un primer intervalo de tiempo en el que cabe esperar un cambio en los datos de medición del sensor, y para planificar uno o varios intervalos de medición futuros dentro de ese primer intervalo de tiempo. Para ello, se puede realizar una medición preliminar rápida, que ahorre energía y no sea muy precisa, con el fin de identificar si el nivel pudiera haber variado, de modo que se generen datos adicionales para el sistema de control.

[0023] De acuerdo con otra forma de realización, la unidad de control está diseñada para determinar, basándose en el análisis de los datos disponibles del sensor, un segundo intervalo de tiempo en el que no cabe esperar ningún cambio en los datos de medición del sensor, y para reducir el número de intervalos de medición futuros planificados en ese segundo intervalo de tiempo.

[0024] De acuerdo con otra forma de realización, la unidad de control está configurada para ajustar, basándose en el análisis de los datos disponibles en el sensor, la frecuencia de los futuros intervalos de medición en un intervalo de tiempo determinado, en función de la tasa de variación de los datos de medición que se espera en este intervalo de tiempo. Por ejemplo, puede estar previsto que, si la unidad de control llega a la conclusión de que la tasa de variación prevista es bastante elevada, se aumente aún más la frecuencia de los futuros intervalos de medición en este intervalo de tiempo, y viceversa.

[0025] De acuerdo con otra forma de realización, el sensor, dado el caso con capacidad de autoaprendizaje, presenta un acumulador de energía interno y está diseñado para el funcionamiento autárquico.

[0026] En particular, puede estar prevista una interfaz de radio mediante la cual el sensor, dado el caso con capacidad de autoaprendizaje, pueda comunicarse con una unidad de control externa o con una unidad de cálculo externa. El sensor puede estar diseñado para transmitir datos de medición a dicha unidad externa en momentos determinados. Puede estar previsto que la unidad externa se encargue en este sentido de las tareas de análisis, o al menos de una parte de las tareas de análisis, y que, a continuación, transmita al sensor sus nuevos datos de gestión de energía individuales.

[0027] En particular, puede estar previsto que la unidad externa se comunique con una pluralidad de sensores y recopile datos de ellos. También puede recopilar otros datos, por ejemplo entradas del calendario, etc., y a partir de ellos generar datos de gestión de energía propios para cada sensor, que posteriormente se cargan en dicho sensor. Este proceso puede implementarse con capacidad de autoaprendizaje y automatizada, de modo que los sensores ahorren poco a poco cada vez más energía y (en otras palabras) dejen de realizar mediciones "innecesarias" o, al menos, el número de estas mediciones innecesarias se reduzca progresivamente. En este contexto, las mediciones "innecesarias" son, en particular, aquellas mediciones que no dan lugar a un nuevo resultado de medición diferente al anterior resultado de medición, por ejemplo, porque el nivel no ha variado o ha variado muy lentamente.

[0028] En particular, el sensor, dado el caso con capacidad de autoaprendizaje, puede estar diseñado para la automatización de procesos en el entorno industrial.

[0029] El sensor puede ser, por ejemplo, un sensor de nivel, un sensor de nivel límite, un sensor de caudal o un sensor de presión. En particular, un sensor de radar, un sensor de ultrasonidos, un sensor radiométrico, un sensor de vibraciones, un sensor capacitivo o un sensor conductivo.

[0030] Otro aspecto se refiere a una unidad de control para un sensor, dado el caso con capacidad de autoaprendizaje, diseñada para analizar los datos disponibles del sensor, en particular los datos de medición del sensor, para generar datos de gestión de energía, en donde los datos de gestión de energía se utilizan para seleccionar un modo de ahorro de energía de un módulo de radio del sensor entre varios modos de ahorro de energía disponibles y/o para controlar los tiempos de los intervalos de medición del sensor y/o para la gestión de energía del sensor, en donde la unidad de control (101), al analizar los datos disponibles del sensor y al seleccionar el modo de ahorro de energía entre los varios modos de ahorro de energía disponibles, tiene en cuenta la energía necesaria en el funcionamiento del modo de ahorro de energía.

[0031] En particular, puede estar previsto que la unidad de control esté dispuesta a cierta distancia del sensor y pueda intercambiar datos con este a través de una interfaz cableada o una interfaz inalámbrica.

[0032] Otro aspecto de la presente divulgación se refiere a un sistema de medición diseñado para generar de forma autónoma datos de gestión de energía para el control, dado el caso con capacidad de autoaprendizaje, de intervalos de medición y para la gestión de energía con capacidad de autoaprendizaje de los sensores. El sistema de medición presenta uno o varios sensores con capacidad de autoaprendizaje, descritos anteriormente y a continuación, así como una unidad de control descrita anteriormente y a continuación y/o una unidad de cálculo descrita anteriormente y a continuación, que está diseñada para almacenar los datos de gestión de energía y para transmitir los datos de gestión de energía almacenados a un nuevo sensor del sistema de medición.

[0033] Puede estar previsto que, cuando se añada un nuevo sensor al sistema de medición, este reciba automáticamente, en el momento de su puesta en marcha, sus datos de gestión de energía individuales desde la unidad de cálculo o la unidad de control. En este caso, el sensor individual puede tener un diseño relativamente delgado y, en el caso más básico, únicamente es capaz de ejecutar las órdenes de control contenidas en los datos de gestión de energía cargados, de realizar las mediciones correspondientes y transmitir los resultados de las mediciones a una unidad externa en momentos determinados.

[0034] Otro aspecto de la presente divulgación se refiere a un procedimiento para la planificación, dado el caso con capacidad de autoaprendizaje, de intervalos de medición y para la gestión de energía, dado el caso con capacidad de autoaprendizaje, de un sensor, en el que se analizan los datos disponibles para el sensor, en particular los datos de medición del sensor, para generar datos de gestión de energía, en donde los datos de gestión de energía se utilizan para seleccionar un modo de ahorro de energía de un módulo de radio del sensor entre varios modos de ahorro de energía disponibles y/o para controlar los tiempos de los intervalos de medición del sensor y/o para la gestión de energía del sensor, en donde la unidad de control (101), al analizar los datos disponibles del sensor y al seleccionar el modo de ahorro de energía entre los varios modos de ahorro de energía disponibles, tiene en cuenta la energía necesaria en el funcionamiento del modo de ahorro de energía.

[0035] Otro aspecto se refiere a un elemento de programa que, cuando se ejecuta en una unidad de control de un sensor, dado el caso, con capacidad de autoaprendizaje, o en una unidad de cálculo descrita anteriormente y a continuación, indica a la unidad de control o la unidad de cálculo que lleve a cabo las etapas descritas anteriormente.

[0036] Otro aspecto se refiere a un medio legible por ordenador en el que se almacena un elemento de programa como el descrito anteriormente.

[0037] Otro aspecto se refiere al uso de una unidad de cálculo en un sistema de medición, con el fin de almacenar los datos de gestión de energía y de transferir dichos datos de gestión de energía almacenados a un nuevo sensor del sistema de medición.

[0038] Por la expresión "automatización de procesos en el entorno industrial" puede entenderse un sector de la técnica que abarca todas las medidas destinadas al funcionamiento de máquinas e instalaciones sin intervención humana. Un objetivo de la automatización de procesos es automatizar la interacción entre los distintos componentes de una planta industrial en los sectores químico, alimentario, farmacéutico, petrolero, papelero, cementero, marítimo o minero. Para ello se pueden utilizar una pluralidad de sensores, adaptados en particular a los requisitos específicos de la industria de procesos, como, por ejemplo, la estabilidad mecánica, la resistencia a la suciedad, a las temperaturas extremas y a las presiones extremas. Los valores medidos por estos sensores suelen transmitirse a una sala de control, en la que se supervisan parámetros de proceso como el nivel, el nivel límite, el caudal, la presión o la densidad, y se pueden modificar los ajustes de toda la planta de forma manual o automática.

[0039] Un sector concreto de la automatización de procesos en el entorno industrial se refiere a la automatización logística. En el ámbito de la automatización logística, los procesos dentro de un edificio o de una instalación logística concreta se automatizan mediante sensores de distancia y de ángulo. Entre las aplicaciones típicas se encuentran, por ejemplo, los sistemas de automatización logística en el ámbito de la gestión de equipajes y carga en los aeropuertos, en el ámbito de la gestión del tráfico (sistemas de peaje), en el comercio, en la distribución de paquetes o también en el ámbito de la seguridad de edificios (control de acceso). Lo que tienen en común los ejemplos mencionados anteriormente es que la aplicación en cuestión requiere una detección de presencia, junto con una medición precisa del tamaño y la ubicación de un objeto. Para ello, se pueden utilizar sensores basados en procedimientos de medición ópticos que emplean láseres, LED, cámaras 2D o cámaras 3D que registran distancias según el principio del tiempo de vuelo (time of flight, ToF).

[0040] Otro sector de la automatización de procesos en el entorno industrial se refiere a la automatización de fábricas y procesos de fabricación. Se pueden encontrar casos de aplicación en los más varios sectores, como la fabricación de automóviles, la industria alimentaria, la industria farmacéutica o, en general, en el ámbito del embalaje. El objetivo de la automatización industrial es automatizar la fabricación de productos mediante máquinas, líneas de producción y/o robots, es decir, hacer que el proceso se desarrolle sin intervención humana. Los sensores utilizados en este sentido y los requisitos específicos en cuanto a la precisión de medición a la hora de registrar la posición y el tamaño de un objeto son comparables a los del ejemplo anterior sobre automatización logística. El elemento de programa puede, por ejemplo, cargarse y/o almacenarse en una memoria de trabajo de un equipo de procesamiento de datos, como un procesador de datos, pudiendo dicho equipo de procesamiento de datos formar parte también de una forma de realización de la presente invención. Este equipo de procesamiento de datos puede estar configurado para llevar a cabo las etapas de procedimiento del procedimiento descrito anteriormente. Además, el equipo de procesamiento de datos puede estar configurado para ejecutar automáticamente el programa informático o el procedimiento y/o ejecutar las entradas de un usuario. El programa informático también puede ponerse a disposición a través de una red de datos, como por ejemplo Internet, y descargarse desde dicha red de datos a la memoria de trabajo del equipo de procesamiento de datos. El programa informático también puede comprender una actualización de un programa informático ya existente, lo que permite, por ejemplo, que el programa informático existente por ejemplo sea capaz de ejecutar el procedimiento descrito anteriormente. El medio (de almacenamiento) legible por ordenador puede ser, en particular, aunque no necesariamente, un medio no volátil adecuado, en particular, para el almacenamiento y/o la distribución de un programa informático. El medio de almacenamiento legible por ordenador puede ser un CD-ROM, un DVD-ROM, un medio de almacenamiento óptico, un medio de estado sólido o similar, que se suministra junto con otro hardware o como parte del mismo. Adicionalmente, o como alternativa, el medio de almacenamiento legible por ordenador también puede distribuirse o comercializarse de otra forma, por ejemplo, a través de una red de datos, como Internet u otros sistemas de telecomunicaciones con o sin cable. A tal fin, el medio de almacenamiento legible por ordenador puede estar realizado, por ejemplo, como uno o varios paquetes de datos.

[0041] A continuación se describen otras formas de realización con referencia a las figuras. Las representaciones de las figuras son esquemáticas y no están a escala. Si se utilizan los mismos símbolos de referencia en la siguiente descripción de las figuras, entonces éstos denotan elementos idénticos o similares.

[0042] Breve descripción de las figuras

[0043] La figura 1 muestra un diagrama de tiempo de los intervalos de medición de dos sensores.

[0044] La figura 2 muestra otro diagrama de tiempo de los intervalos de medición.

[0045] La figura 3 muestra una visión general con ejemplos de posibles fuentes de datos para sensores con capacidad de autoaprendizaje.

[0046] La figura 4 muestra un sistema de medición de acuerdo con una forma de realización.

[0047] La figura 5 muestra un diagrama de flujo de un procedimiento de acuerdo con una forma de realización.Descripción detallada de formas de realización

[0048] La figura 1 muestra un diagrama de tiempo de los intervalos de medición 105 de un sensor antes del proceso con capacidad de autoaprendizaje, así como los intervalos de medición 106 de un sensor con capacidad de autoaprendizaje, dado el caso, durante o después de un proceso con capacidad de autoaprendizaje con gestión de gestión de energía inteligente, tal y como se ha descrito anteriormente.

[0049] La curva de medición 107 muestra la evolución de los datos de medición registrados por el sensor (por ejemplo, un nivel, una presión o un caudal) en función del tiempo. A lo largo de la semana, de lunes a domingo, el nivel va disminuyendo, aunque se mantiene constante desde el viernes por la tarde hasta el lunes por la mañana.

[0050] El sensor "sin experiencia" funciona según una periodicidad predeterminada, con intervalos de tiempo constantes entre los distintos intervalos de medición 105. Esto proporciona un consumo de energía elevado y puede dar lugar a que sea necesario sustituir periódicamente y con antelación las pilas o los acumuladores agotados. Esto requiere tareas de mantenimiento o, incluso, la compra o el montaje de nuevos sensores, en caso de que no sea posible sustituir los acumuladores de energía.

[0051] Gracias al proceso, dado el caso, con capacidad de autoaprendizaje el sensor aprende a no realizar mediciones siguiendo una periodicidad rígida y predeterminada de forma fija sino solo cuando parece necesario realizar una medición. De este modo, se puede reducir considerablemente el consumo energético de los sensores.

[0052] De este modo, es posible implementar un sistema de sensores (sistema de medición) que requiera poco mantenimiento y ahorre energía, con sensores, dado el caso, con capacidad de autoaprendizaje, en donde cada sensor calcula o recibe sus propios datos de gestión de energía, los cuales se adaptan periódicamente al entorno de medición.

[0053] Los intervalos de medición 106 muestran que el sensor ha aprendido "con la experiencia" a realizar mediciones únicamente en aquellos intervalos de tiempo en los que los datos de medición también varían, es decir, cuando la curva 107 presenta una pendiente y un valor igual a cero (debido a que el nivel desciende). Durante las fases de meseta no se realizan mediciones.

[0054] La figura 2 muestra otro ejemplo de la distribución de tiempo de los intervalos de medición. En este caso también se realizan mediciones únicamente en los intervalos de tiempo en los que el nivel desciende. Cuanto más bajo sea el nivel (en particular los viernes), con mayor frecuencia se realizarán mediciones durante el vaciado, a fin de evitar que el depósito se vacíe por completo.

[0055] Las mediciones se activan mediante intervalos de medición inteligentes y la gestión de energía.

[0056] De este modo, es posible reducir considerablemente el consumo energético de todo el punto de medición. Los días no laborables, o cuando haya un depósito en el almacén del llenador de silos, no se realiza ninguna medición. Los intervalos de medición con capacidad de autoaprendizaje dado el caso, pueden generarse, por ejemplo, a partir de los siguientes datos:

[0057] Análisis de los datos de medición del nivel propios (día, noche, periodos de inactividad, contenido del depósito [menos mediciones cuando el depósito está lleno], proceso de vaciado [menos mediciones cuando las cantidades extraídas son pequeñas]);

[0058] Análisis de los datos de medición procedentes de una red de sensores;

[0059] Análisis mediante sensores internos o externos (por ejemplo, datos ambientales, de posición o de ubicación); Análisis mediante señales externas procedentes de actuadores externos (por ejemplo, una bomba), sistemas de control o dispositivos móviles;

[0060] Análisis de configuraciones predeterminadas o calendarios (por ejemplo, fines de semana, días festivos, vacaciones de la empresa).

[0061] El sensor puede configurarse para que aprenda de forma autónoma, a partir de la experiencia y de los datos mencionados anteriormente, cuáles son los momentos óptimos para realizar las mediciones.

[0062] De este modo, se puede prolongar la duración de la batería y/o la vida útil del sensor.

[0063] Gracias a su proceso con capacidad de autoaprendizaje y al periodo cada vez más prolongado del autoaprendizaje, el sensor se vuelve más inteligente y eficaz en el ahorro de energía.

[0064] Puede estar previsto que, en caso de variaciones de nivel imprevistas, el sensor adapte automáticamente el momento y la duración del intervalo de medición, así como la frecuencia de las mediciones en este intervalo de medición. Un ejemplo de ello es el trabajo de los sábados temporal. Los sábados siguientes se realizará una medición hasta que dejen de producirse variaciones en el nivel los sábados.

[0065] En particular, puede estar previsto que los valores empíricos de un sensor se transfieran a otros sensores del cliente. Los datos empíricos del sensor/de los sensores pueden almacenarse localmente o de forma descentralizada en una nube para su posterior procesamiento. La activación de la medición mediante intervalos de medición inteligentes y gestión de la energía puede aplicarse tanto en sensores autónomos con acumulador de energía como en sensores con cable. Los sensores pueden instalarse de forma fija o utilizarse de manera móvil. El módulo de generación de intervalos de medición inteligentes y gestión de la energía puede estar integrado de forma permanente en el sensor o utilizarse como una ampliación de los puntos de medición existentes.

[0066] La figura 3 muestra ejemplos de posibles fuentes de datos para un sensor 100 dado el caso con capacidad de autoaprendizaje.

[0067] Una posible fuente de datos disponibles del sensor, que se utiliza para el análisis, son los datos propios del sensor, tales como valores de medición e información sobre los procesos de vaciado y llenado.

[0068] Otro ejemplo son los datos disponibles en un almacenamiento externo, por ejemplo, en la nube. Se trata, en este sentido, por ejemplo, de entradas del calendario, datos del calendario o datos de otros sensores.

[0069] Otro ejemplo son los datos y las señales de los actuadores externos (por ejemplo, "la bomba está en marcha" o "control de la instalación").

[0070] Otro ejemplo son los datos ambientales, como la temperatura, el viento, la lluvia y la nieve.

[0071] Otro ejemplo son los datos de ubicación y posición, como la información sobre si el sensor está instalado en posición horizontal o vertical, si el contenedor está tumbado o en posición vertical, o si el contenedor se encuentra en una obra o en un almacén.

[0072] Otro ejemplo son los datos de los dispositivos móviles, como la presencia del personal operativo o una señal de activación a través de una aplicación.

[0073] La figura 4 muestra un sistema de medición con varios sensores, dado el caso con capacidad de autoaprendizaje, 100, un nuevo sensor 300, una unidad de control 101 que se encuentra en uno de los sensores, dado el caso con capacidad de autoaprendizaje, otra unidad de control 101 que se encuentra fuera de los sensores, dado el caso con capacidad de autoaprendizaje, así como una unidad central de cálculo 200.

[0074] La unidad de cálculo está configurada para recibir datos de todos los sensores y evaluarlos de forma centralizada. Además, puede configurarse para recopilar los datos descritos en la figura 3 e incorporarlos al análisis, con el fin de generar datos de gestión de energía específicos para cada sensor, que posteriormente podrán transmitirse a los sensores. El sensor 100 presenta, en particular, un módulo de radio 103, que se utiliza para la transmisión de los datos de medición.

[0075] Los sensores autárquicos 100 con módulos de telefonía móvil (módems de telefonía móvil, chips de telefonía móvil para, por ejemplo, "NB-IoT", "LTE-M1", etc.) deben acceder al operador de red antes de enviar datos por primera vez. En este sentido se establece una conexión de datos y se realiza el registro con el operador de red correspondiente a través de una antena de telefonía móvil. Mientras el aparato esté registrado en la red, no es necesario volver a acceder, lo que permite ahorrar energía. En este sentido, el módulo de radio 103 debe abastecerse de energía permanentemente para poder comunicarse regularmente con la torre de radio.

[0076] Si no se necesita comunicación de datos durante un periodo prolongado, el módulo de radio puede ponerse en un modo de ahorro de energía (por ejemplo, eDRX, PSM, etc.), lo que permite reducir el consumo de energía del módulo de radio de miliamperios a unos pocos microamperios. También en estos modos tampoco es necesario volver a acceder a la red móvil.

[0077] En el caso de los sensores autónomos, esto aumenta considerablemente la duración de la batería. En el caso de los sensores alimentados por la red eléctrica (230 V) o a través de una interfaz (4-20 mA), se reduce el consumo de potencia.

[0078] Si no se va a utilizar el sensor 100 durante un periodo de tiempo muy prolongado, es recomendable desactivar por completo el módulo de radio 103 para ahorrar el consumo de corriente de unos pocos microamperios en modo de ahorro de energía. Sin embargo, esto hace que sea necesario volver a registrarse en la red de telefonía móvil antes de enviar datos.

[0079] Los sensores autárquicos generalmente envían datos a través de la red de telefonía móvil únicamente en momentos predeterminados. Por ejemplo, los días laborables cada dos horas, de 8:00 a 16:00. Sin embargo, por la noche y los fines de semana no, o solo cada ocho horas. Por ello, puede resultar conveniente apagar o desactivar el módulo de telefonía móvil durante un periodo de inactividad prolongado.

[0080] Se pueden considerar uno o varios de los siguientes factores a la hora de decidir qué modo de ahorro de energía se utiliza o se desactiva. No solo se puede tener en cuenta el valor actual de un factor, sino el valor o los valores históricos/anteriores, así como los valores que se esperan en el futuro:

[0081] 1. Modos de ahorro de energía disponibles (eDRX, PSM o ...)

[0082] 2. Energía necesaria en el modo de ahorro de energía respectivo; esta puede haberse medido o calculado durante el funcionamiento, o ser un valor previsto (por defecto).

[0083] 3. Tecnología de telefonía móvil utilizada (NB-IoT, LTE-M1, etc.).

[0084] 4. Tiempo deseado/planificado en modo de ahorro de energía.

[0085] 5. Duración máxima permitida en el modo de ahorro de energía respectiva, hasta que sea necesario restablecer la comunicación (la determina el operador de red).

[0086] 6. Banda utilizada para la comunicación (¿Se conoce la banda que se va a utilizar? Número de bandas que se van a probar para el acceso; Diferente potencia necesaria en caso de diferentes bandas).

[0087] 7. Energía necesaria para un nuevo registro/acceso (medida/determinada en el funcionamiento); valor esperado (por defecto); para simplificar, en este caso se puede utilizar (medir o especificar) la duración de un proceso de acceso.

[0088] 8. Potencia de transmisión durante un acceso.

[0089] 9. Calidad de recepción del recorrido de telefonía móvil.

[0090] 10. ¿Qué modo de ahorro de energía es más beneficioso para el suministro de energía? ¿Está el suministro de energía diseñado para satisfacer el bajo consumo de corriente en el modo de ahorro de energía o es eficiente (rendimiento)? ¿Es posible, por ejemplo, impedir la pasivación de una batería de litio-cloruro de tionilo? 11. Factores externos, como la temperatura, el grado de utilización del canal de radio, el movimiento del sensor y el cambio de célula de radio asociado a ello. ¿Se está moviendo el sensor en este momento? ¿Es probable o seguro que el sensor se mueva?

[0091] Los factores mencionados anteriormente también pueden influir en la selección del modo de ahorro de energía que se va a utilizar (eDRX, PSM, etc.).

[0092] De este modo, se proporciona un procedimiento para la toma de decisiones sobre la selección de modos de ahorro de energía o la desactivación de módulos de telefonía móvil, con el fin de optimizar el tiempo de funcionamiento de los sensores autárquicos o reducir el consumo de potencia en los sensores con alimentación continua.

[0093] Por ejemplo, la unidad de control 101 está programada de la siguiente manera: Los días laborables, de 8:00 a 16:00 horas, se envían datos por telefonía móvil cada dos horas. Los días laborables, entre las 16:00 y las 8:00, se envían datos cada cuatro horas. Los fines de semana y días festivos, el intervalo entre envíos de datos es de ocho horas.

[0094] Teniendo en cuenta varios de los factores mencionados anteriormente, el sensor o la unidad de control han calculado que el modo de ahorro de energía PSM ofrece una ventaja energética en un ritmo de dos horas. En un ritmo de cuatro horas, el aparato pasa al modo de ahorro de energía eDRX. A partir de una pausa de transmisión de seis horas, el módulo de radio se desactiva para ahorrar la corriente de reposo de varios microamperios. La figura 5 muestra un diagrama de flujo de un procedimiento de acuerdo con una forma de realización. En la etapa 501 se recopila una pluralidad de datos. En la etapa 502, estos datos se analizan de forma centralizada (o son analizados por un sensor) y, en la etapa 503, se generan a partir de ellos datos de gestión de la energía. Estos datos de gestión de energía presentan comandos para seleccionar un modo de ahorro de energía del módulo inalámbrico entre varios modos de ahorro de energía disponibles, y/o para controlar los tiempos de intervalos de medición de los sensores y/o para la gestión de energía de los sensores.

[0095] También debe tenerse en cuenta que "que comprende" y "que presenta" no excluyen otros elementos o etapas y los artículos indeterminados "un" o "uno, una" no excluyen una pluralidad. Cabe señalar, además, que las características o etapas descritas en relación con uno de los ejemplos de realización anteriores también pueden utilizarse en combinación con otras características o etapas de otros ejemplos de realización descritos anteriormente. Los signos de referencia en las reivindicaciones no deben considerarse como restricciones.

Claims (15)

1. REIVINDICACIONES

1. Sensor (100) que presenta:

una unidad de control (101), diseñada para analizar los datos disponibles del sensor, en particular los datos de medición del sensor para generar datos de gestión de energía;

un módulo de radio (103), diseñado para la transmisión de datos de medición;

en donde los datos de gestión de energía se utilizan para seleccionar un modo de ahorro de energía del módulo de radio (103) entre varios modos de ahorro de energía disponibles y/o para controlar los tiempos de intervalos de medición del sensor y/o para la gestión de energía del sensor;

en donde la unidad de control (101), al analizar los datos disponibles del sensor y al seleccionar el modo de ahorro de energía entre los varios modos de ahorro de energía disponibles, tiene en cuenta la energía necesaria en el funcionamiento del modo de ahorro de energía.

2. Sensor (100) según la reivindicación 1,

en donde los distintos modos de ahorro de energía disponibles comprenden un modo de ahorro de energía PSM (power saving modus).

3. Sensor (100) según una de las reivindicaciones anteriores,

en donde los varios modos de ahorro de energía disponibles comprenden un modo de recepción discontinua ampliada, (eDRX,extended discontinuous reception).

4. Sensor (100) según una de las reivindicaciones anteriores,

en donde los varios modos de ahorro de energía disponibles comprenden la desactivación del módulo de radio (103).

5. Sensor (100) según una de las reivindicaciones anteriores,

en donde la unidad de control (101), al analizar los datos disponibles del sensor y al seleccionar el modo de ahorro de energía entre los varios modos de ahorro de energía disponibles, tiene en cuenta la duración máxima permitida en el modo de ahorro de energía hasta que deba volver a establecerse la comunicación.

6. Sensor (100) según una de las reivindicaciones anteriores,

en donde, la unidad de control (101), al analizar los datos disponibles del sensor y al seleccionar el modo de ahorro de energía entre los varios modos de ahorro de energía disponibles, tiene en cuenta la energía necesaria para un nuevo registro o un nuevo acceso a la red de comunicaciones.

7. Sensor (100) según una de las reivindicaciones anteriores,

en donde la unidad de control (101), al analizar los datos disponibles del sensor y al seleccionar el modo de ahorro de energía entre los varios modos de ahorro de energía disponible, tiene en cuenta factores externos como la temperatura, el grado de utilización de un canal de radio o el movimiento del sensor.

8. Sensor (100) según una de las reivindicaciones anteriores,

en donde la unidad de control (101) tiene en cuenta la frecuencia de las mediciones actuales al analizar los datos disponibles del sensor y al seleccionar el modo de ahorro de energía entre los varios modos de ahorro de energía disponibles.

9. Unidad de control (101) para un sensor (100), diseñada para analizar los datos disponibles del sensor, en particular los datos de medición del sensor, para generar datos de gestión de energía;

en donde los datos de gestión de energía se utilizan para seleccionar un modo de ahorro de energía entre varios modos de ahorro de energía disponibles de un módulo de radio (103) del sensor y/o para controlar los tiempos de intervalos de medición del sensor y/o para la gestión de energía del sensor;

en donde la unidad de control (101), al analizar los datos disponibles del sensor y al seleccionar el modo de ahorro de energía entre los varios modos de ahorro de energía disponibles, tiene en cuenta la energía necesaria en el funcionamiento del modo de ahorro de energía.

10. Unidad de control (101) según la reivindicación 9,

en donde la unidad de control (101) está dispuesta a cierta distancia del sensor (100).

11. Sistema de medición, diseñado para generar de forma autónoma datos de gestión de energía destinados al control de intervalos de medición y a la gestión de energía de los sensores (100, 300), que presenta:

uno o varios sensores (100) según una de las reivindicaciones 1 a 8;

una unidad de control (101) según una de las reivindicaciones 9 o 10 y/o una unidad de cálculo (200) diseñada en cada caso para almacenar los datos de gestión de energía y para transmitir los datos de gestión de energía almacenados a un nuevo sensor (300) del sistema de medición.

12. Procedimiento para planificar intervalos de medición y gestionar la energía de un sensor (100), que presenta la etapa de:

análisis de los datos disponibles del sensor, en particular de los datos de medición del sensor, para generar datos de gestión de energía;

en donde los datos de gestión de energía se utilizan para seleccionar un modo de ahorro de energía entre varios modos de ahorro de energía disponibles de un módulo de radio (103) del sensor y/o para controlar los tiempos de intervalos de medición del sensor y/o para la gestión de energía del sensor;

en donde al analizar los datos disponibles del sensor y al seleccionar el modo de ahorro de energía entre los varios modos de ahorro de energía disponibles, tiene en cuenta la energía necesaria en el funcionamiento del modo de ahorro de energía.

13. Elemento de programa que, cuando se ejecuta en una unidad de control (101) o en una unidad de cálculo (200) de un sensor (100), indica a la unidad de control o a la unidad de cálculo que realice la siguiente etapa: análisis de los datos disponibles del sensor, en particular de los datos de medición del sensor, para generar datos de gestión de energía;

en donde los datos de gestión de energía se utilizan para seleccionar un modo de ahorro de energía entre varios modos de ahorro de energía disponibles de un módulo de radio (103) del sensor y/o para controlar los tiempos de intervalos de medición del sensor y/o para la gestión de energía del sensor;

en donde al analizar los datos disponibles del sensor y al seleccionar el modo de ahorro de energía entre los varios modos de ahorro de energía disponibles, tiene en cuenta la energía necesaria en el funcionamiento del modo de ahorro de energía.

14. Medio legible por ordenador en el que está almacenado un elemento de programa según la reivindicación 13.

15. Uso de una unidad de cálculo (200) en un sistema de medición (1000) según la reivindicación 11, para almacenar los datos de gestión de energía y para transmitir los datos de gestión de energía almacenados a un nuevo sensor (300) del sistema de medición.