MX2013001134A - Metodo y sistema en tiempo real para determinar y validar la localizacion de una persona u objeto movil reubicado. - Google Patents

Abstract

Un método y sistema, en tiempo real, de determinación y validación de la localización de una persona u objeto móvil reubicado en un entorno de seguimiento en donde existen múltiples sensores. El método incluye la provisión de una etiqueta operativa de seguimiento que tiene capacidad de memoria y susceptible de incorporación a la persona u objeto. Una primera señal portadora se modula con un primer paquete que incluye un primer conjunto de datos. El método incluye, además, la transmisión de la señal desde la etiqueta operativa a un sensor más próximo con una primera precisión y un primer alcance. La etiqueta operativa recibe una segunda señal modulada en la etiqueta operativa desde al menos uno de los sensores. La segunda señal contiene una segunda precisión y un segundo alcance y tiene un segundo paquete. La segunda señal es demodulada para obtener el segundo paquete. A continuación, se repiten las etapas si el segundo conjunto de datos es diferente del conjunto de datos memorizado para obtener una pluralidad de segundos paquetes para validación.

Description

MÉTODO Y SISTEMA EN TIEMPO REAL PARA DETERMINAR Y VALIDAR LA LOCALIZACIÓN DE UNA PERSONA U OBJETO MÓVIL REUBICADO Referencia cruzada a solicitudes de patentes relacionadas Esta solicitud está relacionada con la solicitud de patente de Estados Unidos titulada "Método y sistema, en tiempo real, para localizar una persona u objeto móvil en un entorno de seguimiento" presentada en el mismo día que esta solicitud. Esta solicitud se relaciona también con la solicitud de patente de Estados Unidos titulada "Método y sistema, en tiempo real, para la localización de una persona u objeto móvil en un entorno de seguimiento mientras se conserva energía eléctrica en una etiqueta operativa de seguimiento alimentada por batería asociada con la persona o el objeto", presentada el 23 de noviembre de 2009 y con número de serie 12/623.667.

Campo técnico Esta invención se refiere a métodos y sistemas, en tiempo real, para determinar y validar la localización de una persona u objeto móvil reubicado en un entorno de seguimiento y, en particular, a métodos y sistemas, en tiempo real, para determinar y validar la localización de una persona u objeto móvil reubicado en un entorno de seguimiento en donde están situados una pluralidad de sensores.

Antecedentes de la invención Las etiquetas operativas y tarjetas de identificación de seguimiento alimentadas por batería (esto es, activas) suelen emitir señales de radiofrecuencias (RF) y otras señales tales como señales ultrasónicas o de infrarrojos (IR) . Estas señales se utilizan para establecer, con precisión, la localización en tiempo real de personas y objetos móviles a las que se incorporan dichas etiquetas operativas y tarjetas de identificación .

Las tasas de iniciación operativa típicas para IR se establecen en cada 3 segundos en las tarjetas de identificación y 9 segundos para las etiquetas operativas de objetos. Las señales de RF suelen establecerse a cada 12 segundos en cada tipo de tarjeta de identificación. Las tasas de iniciación pueden preseleccionarse . Puesto que algunas etiquetas operativas disponen de un sensor de movimiento, la tarjeta pasará a un estado de "latencia" (con iniciación menos frecuente para ahorrar vida de la batería) cuando no exista ningún movimiento.

Las recientes baterías de tarjetas de objetos suelen durar hasta tres años, dependiendo de su tasa de iniciación preseleccionada . Las etiquetas operativas de pacientes/personal tienen una vida de batería más corta porque están en uso y las señales de iniciación son más frecuentes que en las tarjetas de objetos y en consecuencia, las baterías de tarjetas de identificación suelen durar hasta 18 meses. En cualquier caso, sin embargo, las etiquetas operativas de seguimiento alimentadas por batería tienen un presupuesto energético fijo.

La solicitud de patente de Estados Unidos 2008/0218351 da a conocer un método y sistema de conservación de etiquetas operativas RFID para etiquetas operativas RFID multimodales activas, sistemas de iluminador/tarjeta/lector, arquitectura circuital y algoritmos operativos para la conservación de la energía y de la batería que prolonga la vida de la batería de la etiqueta operativa desde una duración típica de 6 meses a más de 5 años. El sistema es especialmente útil en los sistemas de inventario/seguimiento de personas y objetos, en donde es crítica la conservación de la energía. La etiqueta operativa está configurada con un algoritmo de conjunto de instrucciones operativas de microprocesador, modificable en cualquier momento mediante RF o IR, para sincronizar una envolvente de activación/detección de etiquetas operativas periódica que se solapa con el ciclo de pulsos de iniciación del iluminador y pone la etiqueta operativa en la condición de latencia de conservación de energía profunda para N periodos de ciclos del iluminador. Cuando la etiqueta operativa recibe una señal del iluminador con un ID diferente, o ninguna señal del iluminador en absoluto, transmite esa circunstancia anómala a través de RF a un lector. Esto significa que la persona u objeto, con la que está asociada la etiqueta operativa se ha desplazado fuera del campo de visión del iluminador original, permitiendo un seguimiento e investigación de cerca del tiempo real.

Las siguientes patentes de los Estados Unidos están relacionadas con al menos una forma de realización de la invención: 6.154.139; 6.104.295; 5.027.314; 5.572.195 5.548.637; 5.119.104; 5.017.7984; 4.906.853; 5.387.993 5.355.222; 5.276.496; 5.131.019; 5.027.383; 4.868.859 6.838.992 y 6.462.656.

Las siguientes patentes de los Estados Unidos están también relacionadas con al menos una forma de realización de la invención: 4.048.729; 4.392.132; 5.093.786; 5.379.213 5.724.357; 6.021.119; 6.665.000; 7.277.671; 7.403.111 7.599.703; 5.883.582; 5.929.777; 5.929.779; 6.069.557 6.241.364; 7.042.337; 6.577.877; 7.005.965; 7.389.180 7.746.820; 7.747.261; 6.788.199 y 7.079.009.

Existen varios inconvenientes para las transmisiones de etiquetas operativas de la técnica anterior antes citada con respecto a la cantidad de energía necesaria para transmitir a través de portadoras de infrarrojos, en particular, en relación con la mucha menor cantidad de energía necesaria para transmitir a través de portadoras de radiofrecuencias. Los sistemas anteriores han utilizado una transmisión de infrarrojos IR de etiquetas operativas o tarjetas de identificación, que contienen un número de serie en el proceso de identificación de una tarjeta para el sistema. La duración de la transmisión de IR es un factor determinante significativo de la vida de la batería para las tarjetas de identificación y una componente importante de la duración de la transmisión de IR es el número de serie de la tarjeta de identificación. Números de serie cortos requieren, más pronto, la reutilización de números de serie, lo que da lugar a una posible duplicación de las identidades de tarjetas dentro de una instalación que origina un compromiso en la integridad del sistema completo. Números de serie más largos resuelven este problema pero reducen gravemente la vida de la batería. Por lo tanto, un diseño que puede reducir la longitud del paquete de IR sin dar lugar a un número de serie largo carece de valor para hacer máxima la vida útil de la batería.

Sumario de la invención Un objeto de al menos una forma de realización de la presente invención es dar a conocer un método y sistema en tiempo real mejorados para determinar y validar la localización de una persona u objeto móvil reubicado en un entorno de seguimiento.

Al realizar el objeto anterior y otros objetos de al menos una forma de realización de la presente invención, se da a conocer un método en tiempo real de determinación y validación de la localización de una persona u objeto móvil reubicado en un entorno de seguimiento en donde una pluralidad de sensores están situados. El método incluye proporcionar una etiqueta operativa de seguimiento que tiene capacidades de memorización y de utilización por la persona o de incorporarse al objeto. El método incluye, además, la memorización de un conjunto de datos relacionados con una¦ localización previa de una etiqueta operativa reubicada en el entorno de seguimiento en el sistema de memorización. El método incluye, además, la modulación de una primera señal portadora con un primer paquete, que incluye un primer conjunto de datos para obtener una primera señal modulada. El método comprende, además, la transmisión desde la etiqueta operativa a un sensor más próximo a la etiqueta operativa reubicada de la primera señal. La primera señal contiene el primer paquete y tiene una primera precisión y un primer alcance dentro del entorno operativo. El método comprende, además, la recepción de una segunda señal modulada en la etiqueta operativa desde al menos uno de los sensores, incluyendo el sensor más cercano. La segunda señal contiene un segundo paquete que incluye un segundo conjunto de datos y tiene una segunda precisión y un segundo alcance dentro del entorno operativo. El método incluye, además, la demodulación de la segunda señal para obtener el segundo paquete. El método comprende, además, la repetición de las etapas de modulación, transmisión, recepción y demodulación si el segundo conjunto de datos es distinto del conjunto de datos memorizado para obtener una pluralidad de segundos paquetes. El método comprende, además, la determinación y validación de la localización actual de la etiqueta operativa reubicada dentro del entorno en función de la pluralidad de segundos paquetes.

Al menos una parte del segundo conjunto de datos puede identificar, de forma única, el sensor más cercano.

El primer conjunto de datos puede identificar, de forma única o no única, la etiqueta operativa.

El primer paquete puede ser un paquete de infrarrojos IR.

El segundo paquete puede ser un paquete de radiofrecuencias RF.

El entorno de seguimiento puede ser un entorno clínico.

El método puede incluir, además, la memorización de al menos una parte de uno de los segundos conjuntos de datos en la etiqueta operativa para obtener datos memorizados. El método puede incluir, además, la modulación de una tercera señal portadora con un tercer paquete que incluye los datos memorizados para obtener una tercera señal modulada. El método puede incluir, además, la transmisión de la tercera señal desde la etiqueta operativa a un dispositivo que sea distinto al sensor más cercano. La tercera señal tiene una tercera precisión y un tercer alcance dentro del entorno operativo.

La etiqueta operativa puede ser una etiqueta multimodal.

La primera precisión puede ser mayor que la segunda precisión y el primer alcance puede ser más corto que el segundo alcance.

El tercer paquete puede ser un paquete de radiofrecuencias RF.

La primera precisión puede ser mayor que la tercera precisión y el primer alcance puede ser más corto que el tercer alcance.

La primera y segunda señales pueden ser señales electromagnéticas .

La primera señal puede ser una señal de infrarrojos IR y la segunda señal puede ser una señal de radiofrecuencias RF.

La primera señal pueda ser una señal de linea de mira y la segunda señal puede ser una señal de no linea de mira.

La primera, segunda y tercera señales pueden ser señales electromagnéticas .

La primera señal puede ser una señal de infrarrojos IR y la segunda y tercera señales pueden ser señales de radiofrecuencias RF.

La primera señal puede ser una señal de linea de mira y la segunda y tercera señales pueden ser señales de no linea de mira .

La etiqueta operativa puede estar alimentada por batería. El sensor más cercano puede estar alimentado por batería. Además, al realizar el objeto anterior y otros objetos de al menos una forma de realización de la presente invención, se da a conocer un sistema, en tiempo real, de determinación y validación de la localización de una persona u objeto móvil reubicado en un entorno de seguimiento. El sistema incluye una pluralidad de sensores situados en el entorno de seguimiento. El sistema incluye, además, una etiqueta operativa de seguimiento que puede llevarse por la persona o incorporarse al objeto. La etiqueta operativa tiene memoria y se programa para realizar, al menos en parte, la etapa de memorización de un conjunto de datos relacionados con una localización anterior de la etiqueta operativa reubicada en el entorno de seguimiento en la memoria. La etiqueta operativa está programada, además, para realizar, al menos parcialmente, la etapa de modulación de una primera señal portadora con un primer paquete, incluyendo un primer conjunto de datos para obtener una primera señal modulada. La etiqueta operativa está programada, además, para realizar, al menos parcialmente, la etapa de transmitir la primera señal a un sensor más próximo a la etiqueta operativa reubicada. La primera señal contiene el primer paquete y tiene una primera precisión y un primer alcance dentro del entorno operativo. La etiqueta operativa está programada, además, para realizar al menos parcialmente la etapa de recepción de una señal modulada desde al menos uno de los sensores incluyendo el sensor más próximo. La segunda señal contiene un segundo paquete que incluye un segundo conjunto de datos y tiene una" segunda precisión y un segundo alcance dentro del entorno operativo. La etiqueta operativa está programada, además, para realizar, al menos en parte, la etapa de demodulación de la segunda señal para obtener el segundo paquete. La etiqueta operativa está programada, además, para realizar, al menos parcialmente, la etapa de repetir las etapas de modulación, transmisión, recepción y demodulación si el segundo conjunto de datos es distinto del conjunto de datos memorizado para obtener una pluralidad de segundos paquetes. La etiqueta operativa está programada, además, para realizar, al menos parcialmente, la etapa de determinación y validación de la localización actual de la etiqueta operativa reubicada dentro del entorno en función de la pluralidad de segundos paquetes.

La etiqueta operativa puede estar programada, además, para realizar, al menos parcialmente, la etapa de memorizar al menos una parte de uno de los segundos conjuntos de datos en la etiqueta operativa para obtener datos memorizados. La etiqueta operativa puede programarse, además, para realizar, al menos parcialmente, la etapa de modular una tercera señal portadora con un tercer paquete, incluyendo los datos memorizados para obtener una tercera señal modulada. La etiqueta operativa puede programarse, además, para realizar, al menos parcialmente, la etapa de transmitir la tercera señal a un dispositivo distinto del sensor más cercano. La tercera señal tiene una tercera precisión y un tercer alcance dentro del entorno operativo.

El anterior objeto y otros objetos, características y ventajas de la presente invención se harán fácilmente evidentes a partir de la siguiente descripción detallada del mejor modo para realizar la invención cuando se toma en relación con los dibujos adjuntos Breve descripción de los dibujos La Figura 1A es un diagrama de supervisión esquemático y la clave de una instalación muestra simplificada o entorno de seguimiento y que ilustra una forma de realización de un método y sistema de la invención; La Figura IB es un diagrama y clave similar al diagrama y clave representado en la Figura 1A, pero con una instalación muestra ampliada; La Figura 2A es un diagrama y clave similares al diagrama y claves representados en la Figura 1A e ilustra, en particular, el flujo de señal a y desde los dispositivos o elementos de RF y de IR; La Figura 2B es un diagrama y clave similares al diagrama y clave representados en la Figura IB y que ilustra, en particular, el flujo de señales a y desde los dispositivos o elementos de RF y de IR; La Figura 3A es un diagrama de temporización de comunicación para el pequeño sistema de instalación representado en las Figuras 1A y 2A; La Figura 3B es un diagrama de temporización de comunicación para el sistema ampliado representado en las Figuras IB y 2B; La Figura 4 es un gráfico de flujo del diagrama de bloques que ilustra la adquisición y validación del identificador ID de localización con respecto a una etiqueta operativa y un sensor; La Figura 5A es un gráfico de flujo de un diagrama de bloques que ilustra las comunicaciones con un sistema de datos residenciales con respecto a una etiqueta operativa y una pasarela en una pequeña instalación; La Figura 5B es un diagrama similar al de la Figura 5A pero con respecto a una etiqueta operativa y un enlace en una instalación ampliada; La Figura 6 es un gráfico de flujo del diagrama de bloques que ilustra las comunicaciones entre una pasarela y enlaces; La Figura 7 es un gráfico de flujo del diagrama de bloques que ilustra las comunicaciones iniciadas por un evento de conmutación de etiquetas operativas y La Figura 8 es un diagrama de bloques esquemático que ilustra una etiqueta operativa o tarjeta de identificación construidas conformes a por lo menos una forma de realización de la presente invención.

Descripción detallada de la invención Cuando se requiera, formas de realización detalladas de la presente invención se dan a conocer en esta descripción; sin embargo, ha de entenderse que las formas de realización dadas a conocer son simplemente a modo de ejemplo de la invención, que se pueden materializar en formas diversas y alternativas. Las Figuras no están necesariamente dibujadas a escala; algunas características pueden estar exageradas o minimizadas para mostrar detalles de componentes particulares. Por lo tanto, los detalles estructurales y funcionales concretos, aquí dados a conocer, no han de interpretarse como limitadores, sino simplemente como una base representativa para la enseñanza de un experto en esta materia para emplear, de forma diversa, la presente invención.

En general, un método y sistema construidos en conformidad con al menos una forma de realización de la presente invención, proporciona la capacidad para el seguimiento del personal, pacientes u objetos dentro de una instalación o entorno de seguimiento. Esta función se realiza mediante el uso de etiquetas operativas o tarjetas de identificación (utilizadas aquí de forma intercambiable) sobre las personas u objetos que necesitan su seguimiento. Para facilitar esta tarea, los sensores (normalmente uno por habitación y espaciados en los pasillos) y otros enlaces de comunicaciones o repetidores están estratégicamente situados para proporcionar comunicaciones a un puerto de pasarela (normalmente, Ethernet) en un sistema de IT residencial (es decir, un sistema de datos residenciales) . Los infrarrojos y las radiofrecuencias RF se utilizan entre las tarjetas de identificación y los sensores para adquirir información de localización y las radiofrecuencias RF se utilizan exclusivamente por las tarjetas de identificación de nuevo para el sistema IT residencial. También podrían utilizarse medios de comunicación distintos de infrarrojos IR y radiofrecuencias RF.

Haciendo referencia ahora a los dibujos adjuntos, la Figura 1A ilustra una instalación muestra en donde la pasarela puede estar situada de modo que las etiquetas operativas y las comunicaciones de diagnóstico de los sensores se puedan recibir directamente por la pasarela. Los sensores (los receptores de IR y los transceptores de RF) están situados en zonas en donde la información de localización es deseada. No son necesarios los módulos de enlaces.

La Figura IB ilustra una instalación mayor muestra en donde los módulos de enlace se utilizan para ampliar la cobertura de RF. La pasarela al sistema de datos residenciales está situada de modo que las distancias a los dispositivos más alejados se reduzcan al mínimo. Los sensores (los receptores de IR y los transceptores de RF) suelen estar situados uno en cada área para su identificación. Los módulos de enlaces están situados en localizaciones en donde proporcionan la cobertura necesaria para la captación de etiquetas operativas y para retransmitir las señales de diagnóstico de los sensores.

La Figura 2A ilustra las componentes de RF y de IR del sistema RTLS para una instalación más pequeña. Se muestran identificando sus capacidades de comunicaciones de IR y de RF. Las etiquetas operativas tienen capacidad de RF bidireccional y de transmisión de IR y pueden comunicarse con los sensores y una pasarela. Los sensores tienen capacidades de RF bidireccionales y de recepción de IR y pueden comunicarse con etiquetas operativas y una pasarela. La pasarela tiene una capacidad de RF bidireccional para comunicarse con etiquetas operativas y sensores junto con una interfaz de red, que suele ser Ethernet, para comunicarse con el sistema de datos residenciales .

La Figura 2B ilustra las componentes de RF y de IR del sistema RTLS para una instalación mayor y se muestran identificando sus capacidades de comunicación de IR y de RF. Las etiquetas operativas tienen capacidad de RF bidireccional y de transmisión de IR y pueden comunicarse con los sensores y enlaces. Los módulos de enlaces tienen una capacidad de RF bidireccional solamente y son capaces de comunicarse con etiquetas operativas, sensores y una pasarela. Los sensores suelen tener capacidad de RF bidireccional y de recepción de IR. La pasarela tiene una capacidad de RF bidireccional, para comunicarse con enlaces junto , con una interfaz de red, que suele ser Ethernet, para comunicarse con el sistema de datos residenciales .

La Figura 3A ilustra, en función de un entorno operativo tal como desde un cierre de conmutador o temporizador, una etiqueta operativa que transmite un paquete de IR corto constituido por un bit de inicio y algunos otros bits para transmitir datos tales como comprobación de errores y/o modos. En comparación con las arquitecturas anteriores, en donde el número serie de la etiqueta operativa estaba integrado, esta longitud del paquete da lugar a una reducción de la longitud que suele ser mayor de 10 a 1. Con los dispositivos de IR actuales, la longitud de transmisión de IR puede ser del orden de magnitud de 4 a 8 milisegundos, o menos, en comparación con los sistemas en donde los bits de datos requeridos para transmitir el número de serie requieren una longitud de transmisión mayor en el orden de magnitud de 70-80 milisegundos o del 10% o menor de lo que se requería con el número de serie incorporado. Esta circunstancia operativa tiene varias ventajas importantes: 1. Reducción importante en el drenaje de la batería puesto que la potencia necesaria para el consumo de transmisión de IR es un importante determinante de la vida de la batería; 2. Reduce la probabilidad de colisiones y reintentos a tan poco como una décima parte o menos puesto que es menos probable que colisionen paquetes más cortos; 3. Hace posible el soporte para números de serie más largos con longitudes soportadas a 32 bits, o más, puesto que el número de serie se gestiona en la comunicación de RF (mucha más alta tasa de transmisión de datos de RF de 250 KBPS) y no en IR (tasa de transmisión de datos de 2 KBPS para IR) . Aunque son posibles más altas tasas de transmisión de datos de IR, esto significa un impedimento para el alcance y hace difícil la determinación de la localización. Los sistemas anteriores con números de serie de IR incorporados tenían limitaciones normalmente establecidas a 16 bits, en el número de serie, para hacer mínima la longitud de IR, pero esta longitud más corta da lugar a solamente 65.536 números de serie únicos. En consecuencia, las renovaciones (duplicación) de los números de serie en un sitio del cliente comprometen la integridad del sistema y plantea problemas en el mercado.

En la configuración de instalación pequeña, la etiqueta operativa adquiere su localización enviando un mensaje de IR corto y recibiendo una transmisión de RF desde un sensor cercano. Si no se recibe ninguna respuesta transcurrido un retardo predeterminado, la etiqueta lo reintentará. Este proceso es continuado en una programación predeterminada mediante una etiqueta operativa, de modo que esté siempre actualizada con el ID de localización (número de serie del sensor) que sea el más próximo.

En una programación independiente, la etiqueta puede transmitir su identificador ID de localización a una pasarela para comunicar, al sistema de datos residenciales, su localización actual. Los diseños anteriores exigían que esta situación se produjera como parte de la comunicación con el sensor. Esta arquitectura permite que se produzca solamente cuando sea necesario tal como en un cambio de localización, lo que da lugar a menos transmisiones de RF, con la consiguiente reducción de la probabilidad de colisiones y el aumento de la duración de la batería.

La Figura 3B ilustra una mayor instalación en donde el alcance de RF puede constituir un problema. Se pueden emplear módulos de enlace para permitir que las etiquetas operativas y los sensores se comuniquen con la pasarela a una distancia mucho mayor. El proceso de la etiqueta operativa al adquirir información de localización (número de serie del sensor más cercano) es el mismo que con el sistema más pequeño, pero los módulos de enlace permiten la comunicación a una mayor distancia repitiendo las comunicaciones de tarjetas a y desde la pasarela.

El diagrama de flujo de la Figura 4 demuestra el proceso mediante el que la etiqueta operativa adquiere y valida su ID de localización. La etiqueta operativa envía un paquete de IR corto a los sensores. Espera un mensaje de RF de retorno desde el sensor más próximo. Se utiliza un tiempo de espera para impedir que la etiqueta operativa espere una cantidad de tiempo irrazonable y si no se recibe ningún mensaje, la etiqueta operativa, transcurrido un retardo predeterminado, lo intentará de nuevo con otro paquete de IR. Cuando se recibe un paquete de RF desde un sensor, la etiqueta operativa condiciona su aceptación como una localización comparando con los identificadores IDs de localizaciones anteriores. Si no se recibe el mismo ID de localización n veces en una fila, no aceptará el nuevo ID de localización. Este proceso de validación es deseable porque existe la posibilidad de que dos etiquetas operativas, en áreas adyacentes, pudieran coincidir a escala temporal en la comunicación con diferentes sensores y el mensaje de RF del sensor que recibe una etiqueta operativa podría ser desde un sensor en un área próxima y no al que envió su paquete de IR. El proceso de validación consiste en recibir un ID de localización desde un sensor y hacerlo varias veces con retardos programables diversos, de modo que ningunas dos etiquetas operativas estarían en comunicación sucesiva con el mismo sensor para hacerlo a través del proceso de validación .

Si una etiqueta operativa falla en la comunicación o validación, con cualquier sensor, dentro de un número predeterminado de intentos, el ID de localización se establecerá en un valor tal como cero para designar que ninguna información de localización validada se ha recibido por la etiqueta operativa.

El proceso de validación es el mismo si se utilizan módulos de enlace, o no, para extender la comunicación con la pasarela.

La Figura 5A ilustra que, en una instalación más pequeña, a intervalos de tiempo predeterminados, la etiqueta operativa transmite un paquete de RF a la pasarela. Busca un paquete de RF de pasarela de retorno y si no se recibe dentro de una cantidad de tiempo predeterminada, retarda y reintenta el proceso. Cuando recibe un paquete de pasarela, extrae su mensaje o confirmación y actúa sobre el mensaje o pasa al estado de latencia, si se confirmara.

La Figura 5B ilustra que, de modo similar al de la instalación más pequeña en un sistema de mayor magnitud, los módulos de enlace se utilizan para ampliar el alcance. En este caso, la etiqueta operativa transmite un paquete de RF a un módulo de enlace. El módulo de enlace lo transmite a través de la pasarela y recibe un mensaje de retorno. La etiqueta operativa espera una confirmación o mensaje y realiza un reintento con el módulo de enlace si no lo recibe. Actúa sobre el mensaje o pasa a la condición de latencia si se confirmara.

La Figura 6 ilustra que, para sistemas de alcance ampliado, las pasarelas y las etiquetas operativas se comunican a través de los módulos de enlace, que reciben los mensajes de etiquetas operativas y los transmiten a la pasarela y reciben los mensajes de pasarela y los transmiten a las etiquetas operativas.

La Figura 7 ilustra que si se cierra un conmutador en la etiqueta operativa o algunos otros eventos operativos suceden en la etiqueta, transcurrido un retardo predeterminado, la etiqueta operativa enviará un mensaje a un enlace o en el caso de una instalación más pequeña (ningún enlace) directamente a una pasarela. A continuación, esperará un mensaje de retorno o confirmación. Si el intercambio no es satisfactorio, efectuará un reintento transcurrido un retardo predeterminado hasta que sea satisfactorio.

La Figura 8 ilustra un diagrama de bloques que muestra los principales elementos de una etiqueta operativa. El "cerebro" de la etiqueta operativa es un microprocesador que compone y envía los paquetes de transmisión de IR y compone, envía y recibe los paquetes de RF. Asimismo, interacciona con un detector de movimiento (para reducir la funcionalidad de la etiqueta operativa durante la inactividad para la conservación de la batería y la reducción del tráfico de IR/RF) , conmutadores, un transceptor de RF, un transmisor de IR, visualiza mensajes en una pantalla LCD o LED y proporciona la gestión de la potencia.

A continuación se proporciona una descripción del método que permite reducir al mínimo la longitud del paquete de IR de la tarjeta de identificación, al mismo tiempo que se soportan números de serie largos.

Una etiqueta operativa de identificación, que contiene un transmisor de IR y un transceptor de RF, a intervalos programables, envía un paquete de infrarrojos corto que se capta por un sensor próximo, que incluye un receptor de IR y un transceptor de RF, entre otros elementos operativos. Este paquete de infrarrojos consiste en una configuración de bits única, pudiendo ser parte de ella un bit de detección de error tal como paridad, suma de control o CRC para el paquete. Uno o más de los bits del número de serie de la tarjeta de identificación pueden incluirse también en el paquete para ayudar a reducir la posibilidad de identificación indebida y posterior necesidad de reintento. Un bit o más bits adicionales pueden utilizarse también para transmitir, al sensor, un canal de RF particular a utilizarse en la respuesta u otra funcionalidad de control de modos. En su forma más simple, el paquete de IR es no único para todas las tarjetas de identificación y en su forma más avanzada, es único para cada tarjeta de identificación.

El sensor, al recibir una transmisión de IR de la tarjeta de identificación, responde transmitiendo un paquete de RF que consiste, en parte, en el número de serie del sensor (su ID) . La ocurrencia temporal exacta de esta transmisión, desde el sensor a la tarjeta de identificación, no es crítica sino que debe producirse dentro de un periodo de tiempo razonable para preservar la vida de la batería de la tarjeta de identificación, puesto que el receptor, en la tarjeta de identificación, necesita estar activo hasta que se haya recibido la transmisión de RF desde el sensor. Si no se recibe la transmisión de RF, dentro de un intervalo razonable, la tarjeta de identificación reiniciará el proceso.

Al retorno satisfactorio de una transmisión de RF desde el sensor, la tarjeta de identificación extrae el número de serie del sensor y lo compara con el último número de serie del sensor recibido. Si es el mismo, la tarjeta de identificación acepta este ID del sensor como su localización actual. La tarjeta de identificación es responsable de mantener un registro de seguimiento del ID del sensor como su localización. En cualquier momento en que se recibe un ID de sensor que sea diferente del anterior, un intercambio adicional es deseable para la validación y puede ser conveniente para que el intercambio de validación tenga lugar con mayor rapidez que el periodo normal con el fin de no introducir ningún retardo importante en la adopción de un nuevo ID de localización del sensor.

El mantenimiento de la información de localización en la tarjeta de identificación le permite transmitir esta información, a través de un enlace, a la pasarela y al sistema de datos residenciales en su propia programación y con un proceso independiente de los sensores.

En el caso de que se reciban transmisiones de RF del sensor por una tarjeta de identificación desde diferentes lugares simultáneamente, existen varias posibilidades: La colisión de las transmisiones puede hacer que no se produzca la recepción, en cuyo caso, transcurrido un retardo, la tarjeta de identificación lo reintenta. Diferentes tarjetas de identificación tendrían diferentes retardos de reintento para evitar posteriores colisiones de RF del sensor.

La transmisión incorrecta seria impuesta operativamente. Si se indica una nueva localización, se realizarla un proceso de validación antes de aceptarse por la tarjeta de identificación como una nueva localización. Diferentes tarjetas de identificación tendrían diferentes retardos de reintento de la validación para evitar posteriores colisiones de RF del sensor.

La transmisión correcta se impone operativamente, en cuyo caso, el proceso fue satisfactorio y si su ID de sensor coincide con el anterior, se adopta la localización. Si es diferente, se registra, pero no se adopta, hasta que sea validada por una secuencia posterior.

Este método tiene varias ventajas operativas: 1. Las transmisiones de IR de la tarjeta de identificación pueden ser muy cortas y solamente las transmisiones de RF de sensor único se necesitan para que la tarjeta de identificación aprenda su localización. 2. El proceso de identificación es sólido por cuanto que cualquier cambio en la localización de la tarjeta de identificación pasaría a través de un proceso de validación. 3. La comunicación de la tarjeta de identificación solamente necesita ser una transmisión de IR unidireccional única al sensor. 4. La comunicación del sensor solamente necesita ser una transmisión de RF unidireccional a la tarjeta de identificación . 5. La temporización de la comunicación entre la tarjeta de identificación y el sensor no es crítica con tal de que debe producirse dentro de un tiempo razonable para no afectar a la vida de la batería. 6. La latencia entre la tarjeta de identificación y el sistema de datos residenciales es óptima puesto que el sensor no forma parte de ese proceso. 7. Las funciones de llamadas desde la tarjeta de identificación y los mensajes a dicha tarjeta, así como la prioritización de las comunicaciones a y desde la tarjeta de identificación, no implican al sensor y se pueden optimizar de forma independiente. 8. La cantidad de actividad, por parte del sensor, es mínima dando lugar a un menor drenaje de corriente del sensor que hace práctica su operación en la alimentación por batería. 9. El hecho de que el sensor pueda tener una capacidad de RF bidireccional permite las funciones de diagnóstico y supervisora entre el sistema y los sensores con independencia de las tarjetas de identificación.

Existen varios eventos operativos que se pueden utilizar parar hacer que una tarjeta de identificación realice una transmisión de infrarrojos para proporcionar una actualización de una localización de etiqueta operativa de tarjeta de identificación, algunos de los cuales son: una función de temporizador especifica (y programable) con la tarjeta de identificación; un evento operativo del usuario tal como una pulsación de tecla; una entrada biométrica especifica a la tarjeta de identificación; una entrada de iniciación operativa exterior y según las órdenes dadas por el enlace.

Al menos una forma de realización de la presente invención proporciona una o más de las características siguientes : Colisiones El paquete de IR corto, además de ayudar con la vida de la batería en el propio paquete, también ayuda en reducir al mínimo las colisiones en dos formas adicionales: una forma debido a la reducción de la longitud del paquete y la segunda forma, el hecho de que se puede reducir la frecuencia de ocurrencia de los paquetes de IR puesto que las tarjetas de identificación tienen conocimiento de cuándo se han comunicado satisfactoriamente con un sensor. En un sistema unidireccional en donde una tarjeta de identificación nunca conoce si se ha percibido por un sensor, por lo tanto, ha de transmitir sobre una base más frecuente. Al ser capaz de optimizar la cadencia operativa, sobre la base del éxito operativo, ayuda a las colisiones y también a que la vida de la batería sea independiente del factor de la longitud del paquete.

Validación Esta operación está prevista para impedir una interpretación incorrecta de una localización debido a que las transmisiones de RF se entrecruzan en un área común compartida por dos sensores, cuando dos tarjetas de identificación, en áreas próximas, inician la ejecución en sincronización. En la arquitectura, se puede elegir la validación en dos o más veces (hasta algún límite tal como cinco) antes de que acepte una nueva localización. Asimismo, se puede acelerar la tasa de reintentos, durante una secuencia de validación, para reducir el impacto de los reintentos sobre la latencia, de modo que la validación de la localización no constituya exactamente un impedimento sobre la latencia.

Comunicación Las tarjetas de identificación tienen conocimiento de cuándo fallan en la comunicación con un sensor durante algún periodo de tiempo y pueden transmitir esa información (el hecho de que no se hayan comunicado con un sensor) a un enlace y pasarela para el sistema de datos residenciales.

Diagnóstico Debido a las capacidades de comunicación de RF bidireccionales que puedan poseer los sensores, se pueden comunicar con los enlaces, sobre una base periódica, para fines de diagnóstico para identificar los problemas del sistema en una etapa anticipada y mejorar la fiabilidad del sistema .

Aunque se describió anteriormente formas de realización a modo de ejemplo, no está previsto que estas formas de realización describan todas las posibles formas de la invención. Por el contrario, los términos utilizados en la especificación son términos de descripción y no de limitación y se entiende que se pueden realizar varios cambios sin desviarse por ello del espíritu y del alcance de protección de la invención. Asimismo, las características de varias formas de realización, puestas en práctica, se pueden combinar para constituir otras formas de realización de la invención.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (40)

REIVINDICACIONES

1. Un método, en tiempo real, de determinación y validación de la localización de una persona u objeto móvil reubicado en un entorno de seguimiento en donde están localizados una pluralidad de sensores, cuyo método comprende: (a) proporcionar una etiqueta operativa de seguimiento que tiene capacidad de memorización y que es susceptible de uso por la persona o de incorporación al objeto; (b) la memorización de un conjunto de datos relacionados con una localización anterior de una etiqueta operativa reubicada en el entorno de seguimiento en el sistema de almacenamiento ; (c) la modulación de una primera señal portadora, con un primer paquete, que incluye un primer conjunto de datos para obtener una primera señal modulada; (d) la transmisión, desde la etiqueta operativa a un sensor más próximo a la etiqueta operativa reubicada, de la primera señal, conteniendo dicha primera señal el primer paquete y teniendo una primera precisión y un primer alcance dentro del entorno operativo; (e) la recepción de una segunda señal modulada en la etiqueta operativa desde al menos uno de los sensores que incluye al sensor más próximo, conteniendo la segunda señal un segundo paquete que incluye un segundo conjunto de datos y que tiene una segunda precisión y un segundo alcance dentro del entorno; (f) la demodulación de la segunda señal para obtener el segundo paquete; (g) la repetición de las etapas (c) a (f) inclusive si el segundo conjunto de datos es diferente del conjunto memorizado de datos para obtener una pluralidad de segundos paquetes y (h) la determinación y validación de la localización actual de la etiqueta operativa reubicada dentro del entorno operativo en función de la pluralidad de segundos paquetes.

2. El método según la reivindicación 1, en donde al menos una parte del segundo conjunto de datos identifica, de forma única, el sensor más próximo.

3. El método según la reivindicación 1, en donde el primer conjunto de datos identifica, de forma no única, la etiqueta operativa.

4. El método según la reivindicación 1, en donde el primer conjunto de datos identifica, de forma única, la etiqueta operativa.

5. El método según la reivindicación 1, en donde el primer paquete es un paquete de IR.

6. El método según la reivindicación 1, en donde el segundo paquete es un paquete de RF.

7. El método según la reivindicación 1, en donde el entorno de seguimiento es un entorno clínico.

8. El método según la reivindicación 1 que comprende, además : la memorización de la al menos una parte de uno de los segundos conjuntos de datos, en la etiqueta operativa, para obtener datos memorizados; la modulación de una tercera señal portadora, con un tercer paquete, que incluye los datos memorizados para obtener una tercera señal modulada y la transmisión, desde . la etiqueta operativa a un dispositivo distinto al sensor más próximo, de la tercera señal, presentando dicha tercera señal una tercera precisión y un tercer alcance dentro del entorno operativo.

9. El método según la reivindicación 1, en donde la etiqueta operativa es una etiqueta multimodal.

10. El método según la reivindicación 1, en donde la primera precisión es mayor que la segunda precisión y el primer alcance es más corto que el segundo alcance.

11. El método según la reivindicación 8, en donde el tercer paquete es un paquete de RF.

12. El método según la reivindicación 8, en donde la primera precisión es mayor que la tercera precisión y el primer alcance es más corto que el tercer alcance.

13. El método según la reivindicación 1, en donde la primera y segunda señales son señales electromagnéticas.

14. El método según la reivindicación 13, en donde la primera señal es una señal de infrarrojos IR y la segunda señal es una señal de radiofrecuencias RF.

15. El método según la reivindicación 1, en donde la primera señal es una señal de linea de mira y la segunda señal es una señal no de linea de mira.

16. El método según la reivindicación 8, en donde la primera, segunda y tercera señales son señales electromagnéticas .

17. El método según la reivindicación 16, en donde la primera señal es una señal de infrarrojos IR y la segunda y tercera señales son señales de radiofrecuencias RF.

18. El método según la reivindicación 8, en donde la primera señal es una señal de linea de mira y la segunda y tercera señales son señales no de linea de mira.

19. El método según la reivindicación 1, en donde la etiqueta operativa es alimentada por batería.

20. El método según la reivindicación 1, en donde el sensor más próximo está alimentado por batería.

21. Un sistema, en tiempo real, de determinación y validación de la localización de una persona u objeto móvil reubicado en un entorno de seguimiento, cuyo sistema comprende : una pluralidad de sensores localizados en el entorno de seguimiento y una etiqueta operativa de seguimiento susceptible de llevar por la persona o de conectarse al objeto, teniendo la etiqueta operativa capacidad de memorización y estando programada para al menos realizar parcialmente las etapas de: (a) la memorización de un conjunto de datos relacionados con una localización anterior de la etiqueta operativa reubicada en el entorno de seguimiento en la memoria; (b) la modulación de una primera señal portadora, con un primer paquete, que incluye un primer conjunto de datos para obtener una primera señal modulada; (c) la transmisión a un sensor más próximo a la etiqueta operativa reubicada, de la primera señal, conteniendo dicha primera señal el primer paquete y presentando una primera precisión y un primer alcance dentro del entorno operativo; (d) la recepción de una segunda señal modulada desde al menos uno de los sensores que incluye el sensor más próximo, conteniendo la segunda señal un segundo paquete que comprende un segundo conjunto de datos y que tiene una segunda precisión y un segundo alcance dentro del entorno operativo; (e) la demodulación de la segunda señal para obtener el segundo paquete; (f) la repetición de las etapas (b) a (e) inclusive si el segundo conjunto de datos es diferente del conjunto de datos memorízado para obtener una pluralidad de segundos paquetes y (g) la determinación y validación de la localización actual de la etiqueta operativa reubicada dentro del entorno operativo en función de la pluralidad de segundos paquetes.

22. El sistema según la reivindicación 21, en donde al menos una parte del segundo conjunto de datos identifica, de forma única, al sensor más próximo.

23. El sistema según la reivindicación 21, en donde el primer conjunto de datos identifica, de forma no única, la etiqueta operativa.

24. El sistema según la reivindicación 21, en donde el primer conjunto de datos identifica, de forma única, la etiqueta operativa.

25. El sistema según la reivindicación 21, en donde el primer paquete es un paquete de infrarrojos IR.

26. El sistema según la reivindicación 21, en donde el segundo paquete es un paquete de radiofrecuencias RF.

27. El sistema según la reivindicación 21, en donde el entorno de seguimiento es un entorno clínico.

28. El sistema según al reivindicación 21, en donde la etiqueta operativa está programada, además, para al menos realizar parcialmente las etapas de: la memorización de la al menos una parte de uno de los segundos conjuntos de datos en la etiqueta operativa para obtener datos memorizados; la modulación de una tercera señal portadora con un tercer paquete que incluye los datos memorizados para obtener una tercera señal modulada y la transmisión, a un dispositivo distinto del sensor más próximo, de la tercera señal, teniendo dicha tercera señal, una tercera precisión y un tercer alcance dentro del entorno operativo .

29. El sistema según la reivindicación 21, en donde la etiqueta operativa es una etiqueta multimodal.

30. El sistema según la reivindicación 21, en donde la primera precisión es mayor que la segunda precisión y el primer alcance es más corto que el segundo alcance.

31. El sistema según la- reivindicación 28, en donde el tercer paquete es un paquete de radiofrecuencias RF.

32. El sistema según la reivindicación 28, en donde la primera precisión es mayor que la tercera precisión y el primer alcance es más corto que el tercer alcance.

33. El sistema según la reivindicación 21, en donde la primera y segunda señales son señales electromagnéticas.

34. El sistema según la reivindicación 33, en donde la primera señal es una señal de infrarrojos IR y la segunda señal es una señal de radiofrecuencias RF.

35. El sistema según la reivindicación 21, en donde la primera señal es una señal de linea de mira y la segunda señal es una señal de no de linea de mira.

36. El sistema según la reivindicación 28, en donde la primera, segunda y tercera señales son señales electromagnéticas .

37. El sistema según la reivindicación 36, en donde la primera señal es una señal de infrarrojos IR y la segunda y tercera señales son señales de radiofrecuencias RF.

38. El sistema según la reivindicación 28, en donde primera señal es una señal de linea de mira y la segunda tercera señales son señales de no linea de mira.

39. El sistema según la reivindicación 21, en donde etiqueta operativa es alimentada por batería.

40. El sistema según la reivindicación 21, en donde sensor más próximo está alimentado por batería.