PT108248A

PT108248A - FOOTWEAR WITH INTEGRATED AUTONOMOUS HEATING SYSTEM, SENSORIZATION AND LOCATION SYSTEM

Info

Publication number: PT108248A
Application number: PT108248A
Authority: PT
Inventors: Luís Neto Guimarães Pereira João; Daniel Marques Pessoa Ricardo; Gonçalves Pimenta Machado Vasco
Original assignee: Centi - Centro De Nanotecnologia E Materiais Técnicos Funcionais E Inteligentes
Priority date: 2015-02-22
Filing date: 2015-02-22
Publication date: 2016-08-22
Also published as: PT108248B

Abstract

CALÇADO COM SISTEMA DE ELETRÓNICA EMBEBIDA DOTADO DE CAPACIDADE DE AQUECIMENTO AUTÓNOMO NA ZONA DA PLANTA DO PÉ, MONITORIZAÇÃO DE UM CONJUNTO DE PARÂMETROS RELATIVOS AO PÉ E QUE PODE AINDA TER UM SISTEMA DE LOCALIZAÇÃO INTEGRADO VIA NAVEGAÇÃO POR SATÉLITE. INCLUI UM SISTEMA DE AQUECIMENTO INTEGRADO, UMA UNIDADE DE CONTROLO (4), PREFERENCIALMENTE CONTIDA EM INVÓLUCRO EM MATERIAL POLIMÉRICO CONTENDO TODA A ELETRÓNICA, REPRESENTA E UM SENSOR DE TEMPERATURA E/OU HUMIDADE. É UM DOS OBJETIVOS DA TECNOLOGIA AGORA DIVULGADA FORNECER UMA SOLUÇÃO PARA UMA POPULAÇÃO IDOSA, COM DIFERENTES PATOLOGIAS, NOMEADAMENTE PROBLEMAS AO NÍVEL DA CIRCULAÇÃO SANGUÍNEA, BASTANTE COMUM EM IDOSOS, DIABETES, DOENÇA DE ALZHEIMER OU SUOR EXCESSIVO (HIPERIDROSE). A TECNOLOGIA PODE TAMBÉM TER APLICAÇÃO EM SAPATOS E/OU BOTAS PARA DESPORTOS DE INVERNO, SAPATOS DE USO QUOTIDIANO NO INVERNO, OU SAPATOS PARA LOCALIZAÇÃO DE CRIANÇAS.FOOTWEAR WITH EMBEDDED ELECTRONIC SYSTEM PROVIDED WITH AUTONOMOUS HEATING CAPACITY IN THE FOOT PLANT AREA, MONITORING A SET OF PARAMETERS RELATIVE TO THE FOOT AND THAT MAY ALSO HAVE A SYSTEM OF LOCATION INTEGRATED VIA NAVIGATION BY SATELLITE. It includes an integrated heating system, a control unit (4), preferably contained in an inverter in a polymer material containing all the electronics, represents a temperature and / or humidity sensor. IT IS ONE OF THE OBJECTIVES OF THE TECHNOLOGY NOW DISCLOSED TO PROVIDE A SOLUTION FOR AN ELDERLY POPULATION WITH DIFFERENT PATHOLOGIES, ESPECIALLY PROBLEMS AT THE LEVEL OF BLOOD CIRCULATION, VERY COMMON IN ELDERLY, DIABETES, ALZHEIMER'S DISEASE OR EXCESSIVE SWEAT (HYPERIDROSE). TECHNOLOGY MAY ALSO HAVE APPLICATIONS IN SHOES AND / OR BOOTS FOR WINTER SPORTS, WINTER SHOES, OR SHOES FOR CHILD LOCATION.

Description

DESCRIÇÃODESCRIPTION

CALÇADO COM SISTEMA DE AQUECIMENTO AUTÓNOMO INTEGRADO, SENSORIZAÇÃO E SISTEMA DE LOCALIZAÇÃOFOOTWEAR WITH INTEGRATED AUTONOMOUS HEATING SYSTEM, SENSORIZATION AND LOCATION SYSTEM

Domínio técnico A presente divulgação descreve calçado com sistema de eletrónica embebida dotado de capacidade de aquecimento autónomo na zona da planta do pé, monitorização de um conjunto de parâmetros relativos ao pé e que pode ainda ter um sistema de localização integrado via navegação global por satélite.TECHNICAL FIELD The present disclosure describes footwear with an embedded electronic system with autonomous foot-heating capability in the area of the sole of the foot, monitoring of a set of parameters related to the foot and which may also have an integrated localization system via global navigation via satellite.

Antecedentes 0 documento KR20130085606 descreve um método de fabrico de chinelos de aquecimento capazes de efetuar um carregamento sem fios que inclui um módulo remetente de carga que gera uma tensão induzida posicionada numa posição de fundo para carregamento e um recetor de carga que recebe a referida tensão induzida e que está posicionado na zona almofadada com chinelo de aquecimento. Pelo contrário, a presente divulgação descreve um calçado constituído por um sistema de aquecimento baseado em bandas condutoras, as quais recebem energia por via de uma bateria recarregável Li-Po, ou Li-Ion. 0 carregamento dessa bateria é realizado por intermédio de um circuito integrado (gestão de carga) e uma fonte de tensão externa (Conversor AC/DC). 0 documento WO2013119199 descreve um sistema de palmilha aquecida, cuja temperatura de aquecimento é selecionada por intermédio de um comando sem-fios, e um método de controlo das referidas palmilhas aquecidas, através de um termistor e microcontrolador, que permite uma forma mais fiável de assegurar que é atingida e mantida a temperatura desejada pelo utilizador. Pelo contrário, a presente divulgação descreve um calçado capaz de realizar o controlo de temperatura no pé de uma forma totalmente autónoma, mantendo essa temperatura dentro de níveis pré-definidos (possibilidade para definição de 2 níveis de temperatura via micro-switch integrado), os quais se encontram dentro dos limites definidos com base em estudos de conforto já existentes. Para tal, o utilizador simplesmente tem de se calçar e por via de sensor inercial o sistema eletrónico + elétrico entra em funcionamento, fazendo toda a gestão necessária. 0 documento US20130043994 descreve um calçado com um dispositivo eletrónico embebido para localização. 0 dispositivo encontra-se integrado na sola e a antena para localização e/ou a antena de comunicação (para envio das coordenadas de posicionamento) está integrada numa extensão da sola (topo superior do calçado). Cada uma das antenas é conectada ao dispositivo eletrónico através de um circuito elétrico de base flexível. Pelo contrário, a presente divulgação descreve um dispositivo de localização, cuja eletrónica e antenas se encontram totalmente integradas numa estrutura de suporte amovível, a qual é inserida numa cavidade da sola do calçado, permitindo assim que esta seja utilizada em diferentes tipos de calçado, desde que essa cavidade cumpra os requisitos necessários em termos de dimensões.BACKGROUND The document KR20130085606 discloses a method of manufacturing heating slippers capable of performing a wireless charging which includes a load sender module which generates an induced voltage positioned at a bottom position for loading and a load receptor receiving said induced voltage and which is positioned in the padded area with heating slipper. On the contrary, the present disclosure describes footwear consisting of a heating system based on conductive bands, which receive energy via a Li-Po, or Li-Ion, rechargeable battery. Charging of this battery is done by means of an integrated circuit (load management) and an external voltage source (AC / DC converter). WO2013119199 describes a heated insole system, the heating temperature of which is selected by means of a wireless controller, and a method of controlling said heated insoles, by means of a thermistor and microcontroller, which allows a more reliable way of ensuring which is reached and maintained at the desired temperature by the user. On the contrary, the present disclosure describes a footwear capable of performing temperature control in the foot in a totally autonomous manner, maintaining that temperature within predefined levels (possibility for definition of 2 temperature levels via integrated micro-switch), the which are within the defined limits based on already existing comfort studies. For this, the user simply has to put on and by means of an inertial sensor the electronic + electric system goes into operation, doing all the necessary management. US20130043994 describes a footwear with an electronic device embedded for locating. The device is integrated into the sole and the antenna for locating and / or the communication antenna (for sending the positioning coordinates) is integrated into an extension of the sole (top of the shoe). Each of the antennas is connected to the electronic device through a flexible base electric circuit. Rather, the present disclosure describes a locating device, the electronics and antennas of which are integrally integrated into a removable support structure, which is inserted into a cavity of the sole of the footwear, thus allowing it to be used in different types of footwear, from that this cavity meets the necessary requirements in terms of dimensions.

Tendo como base o estado-da-arte atual, no que diz respeito à capacidade de termorregulação da temperatura no pé, atualmente, apesar da existência de algumas soluções para aquecimento, alguns aspetos poderão ser melhorados, tais como: redução do impacto ao nível do conforto, associado à integração de componentes eletrónicos e elétricos em calçado; funcionalização do calçado, não eliminando a sua característica de usabilidade e simplicidade em detrimento da adição de "inteligência", através da integração de dispositivos eletrónicos e elétricos, ou seja, evitando a necessidade de utilização de unidades externas de controlo, como exemplo para a seleção da temperatura pretendida, ou até mesmo métodos manuais para ligar/desligar o sistema, e portanto mantendo sempre a identidade de peça de calçado tradicional; tendo como base o mesmo paradigma em termos de integração, a adição de ferramentas auxiliares no diagnóstico de patologias, como exemplo a Hiperidrose, pela monitorização da humidade na planta do pé.Based on the current state-of-the-art, with regard to the ability to thermoregulate the temperature in the foot, some aspects can now be improved, despite the existence of some heating solutions, such as: comfort, associated to the integration of electronic and electrical components in footwear; functionalisation of footwear, not eliminating its characteristic of usability and simplicity to the detriment of the addition of "intelligence", through the integration of electronic and electrical devices, that is, avoiding the need to use external control units, as an example for the selection of the desired temperature, or even manual methods for turning the system on and off, and thus always maintaining the identity of the traditional footwear part; based on the same paradigm in terms of integration, the addition of auxiliary tools in the diagnosis of pathologies, such as Hyperhidrosis, by monitoring the moisture in the sole of the foot.

No que está relacionado com o estado-da-arte dos dispositivos de localização, apesar da existência de dispositivos integrados em calçado, poderão igualmente ser melhorados aspetos que se prendem essencialmente com: integração, contemplando a existência de apenas uma cavidade (sem extensões de sola) , a qual integrará o dispositivo e respetivas antenas, otimizando todo o processo de industrialização; caráter amovível do dispositivo, permitindo a sua permuta mediante uma linha de calçado desenvolvida para o efeito, a qual cumprirá os requisitos em termos de dimensões da cavidade (para posterior integração) na sola. 0 conforto é igualmente importante, no entanto, não será relevante referir, uma vez que os dispositivos existentes já têm em consideração essa questão e portanto o fator diferenciador estará essencialmente ligado aos aspetos acima referidos.Regarding the state-of-the-art of locating devices, despite the existence of integrated footwear devices, aspects that are essentially related to: integration, contemplating the existence of only one cavity (without extensions of sole ), which will integrate the device and its antennas, optimizing the entire process of industrialization; removable character of the device, allowing its exchange through a footwear line developed for that purpose, which will fulfill the requirements in terms of cavity dimensions (for further integration) in the sole. Comfort is equally important, however, it will not be relevant to mention, since the existing devices already take this issue into account and therefore the differentiating factor will be essentially linked to the above aspects.

Sumário A presente divulgação supera alguns ou todos os problemas anteriormente referidos, associados ao estado-da-arte atual, propondo um calçado capaz de monitorizar diferentes parâmetros, tais como temperatura e humidade no pé, sendo capaz de gerir autonomamente o conforto térmico, com base em valores referência associados a estudos da temperatura de conforto no pé (em N. Pan, P. Gibson, Thermal and moisture transport in fibrous materials, First. Wookhead Publishing in Textiles, 2006), garantindo a temperatura de conforto no pé sem qualquer tipo de comando por parte do utilizador, baseando-se num controlo da temperatura em malha fechada, por via de bandas de aquecimento e sensor de temperatura + humidade integrados na palmilha, e sensor inercial integrado na sola. A medição integrada de humidade permite ainda a emissão de alertas, mediante a existência prolongada de humidade no pé, fornecendo assim informação pertinente ao eventual diagnóstico de Hiperidrose (suor excessivo). Outro aspeto importante está relacionado com o facto dos componentes mais críticos em termos de impacto negativo ao nível do conforto, tais como baterias ou unidades de controlo (eletrónica), estarem localizados na sola do calçado, integrados num invólucro específico, ficando na palmilha apenas os sensores e os elementos de aquecimento. Os elementos presentes na palmilha são conectados à eletrónica (presente no invólucro) por intermédio de pinos de ligação. A presente divulgação supera ainda alguns ou todos os problemas anteriormente referidos, associados ao estado-da-arte atual, propondo como complemento um dispositivo de localização embebido, o qual se encontra totalmente embutido num invólucro especifico que é posteriormente integrado numa cavidade na sola do calçado, incluindo as respetivas antenas para localização e comunicação, não existindo assim a necessidade de extensões de sola para a colocação especifica de antenas, eliminando a necessidade de processos manuais para a passagem de cabos de ligação externos (conexão das antenas à eletrónica de controlo), otimizando assim o processo de industrialização e reduzindo também significativamente os custos de produção. Esta solução permite também que o dispositivo seja amovível e facilmente aplicável a outro calçado, sem grandes alterações à sua estrutura, desde que a sola desse calçado apresente uma cavidade que cumpra com as dimensões necessárias à integração do invólucro. Este invólucro é transversal às funcionalidades do sistema, e portanto, serve de base, como exemplo, para uma solução que contenha apenas aquecimento, como para uma solução que implemente a funcionalidade de localização. Para além desta situação o calçado dispõe ainda de um sensor inercial, permitindo que este emita alertas sempre que o calçado seja removido do pé, ao mesmo tempo que permite que o dispositivo eletrónico entre em modo de standby, reduzindo o consumo do sistema e por conseguinte aumentando a autonomia da bateria. É um dos objetivos da tecnologia agora divulgada fornecer uma solução para uma população idosa, com diferentes patologias, nomeadamente problemas ao nivel da circulação sanguínea, bastante comum em idosos, diabetes, doença de Alzheimer ou suor excessivo (hiperidrose). A tecnologia pode também ter aplicação em sapatos e/ou botas para desportos de inverno, sapatos de uso quotidiano no inverno, ou sapatos para localização de crianças. A presente divulgação descreve calçado "inteligente", ou seja, calçado com um sistema com eletrónica embebida, cujo fornecimento de energia é realizado por intermédio de pelo menos uma bateria recarregável ou primária integrada, dotado com capacidade de aquecimento autónomo na zona da planta do pé e também com a monitorização de um conjunto de parâmetros, nomeadamente: temperatura e/ou humidade à superfície do pé, preferencialmente na planta do pé. Como complemento, o calçado pode ainda incluir um módulo de navegação global por satélite através de GPS (sistema de posicionamento global- E.U.A.) e/ou GLONASS (sistema global de navegação por satélite - Rússia) e/ou Galileo (sistema de navegação por satélite - Europa) e/ou Beidou (sistema de navegação por satélite - China), para localização de pessoas. Ao longo da descrição considera-se por calçado qualquer artefacto para resguardar o pé do contacto do solo, como por exemplo sapatos, botas, chinelos, entre outros. Cada exemplo de calçado referido na presente divulgação é compreendido por dois elementos a que se dará o nome de unidade principal e unidade secundária. A unidade principal e secundária comunicam entre si através de uma unidade emissora e recetora por radiofrequência (RF), sendo toda a informação concentrada e processada por um dos elementos, por exemplo pelo calçado direito, unidade principal. A informação colecionada por ambos os elementos é ainda enviada para o exterior por intermédio de uma unidade emissora e recetora, podendo esta ser um módulo Bluetooth, por exemplo 2.1 ou 4.0, sistema global para comunicações móveis (GSM), serviço geral de pacotes por rádio (GPRS), velocidade de dados melhorada para GSM Evolution (EDGE - Enhanced Data Rates for GSM Evolution), acesso múltiplo por divisão de código (WCDMA), acesso a pacotes em alta velocidade (HSPA - High Speed PacketSUMMARY The present disclosure overcomes some or all of the aforementioned problems, associated with the current state of the art, proposing a footwear capable of monitoring different parameters, such as temperature and humidity in the foot, being able to autonomously manage thermal comfort, based in reference values associated with studies of comfort temperature in the foot (in N. Pan, P. Gibson, Thermal and moisture transport in fibrous materials, First Wookhead Publishing in Textiles, 2006), guaranteeing the comfort temperature in the foot without any type on the basis of closed-loop temperature control via heating bands and temperature sensor + humidity integrated in the insole, and integrated inertial sensor in the sole. The integrated humidity measurement also allows the issuance of alerts by the prolonged existence of humidity in the foot, thus providing information pertinent to the possible diagnosis of Hyperhidrosis (excessive sweating). Another important aspect is related to the fact that the most critical components in terms of negative impact on comfort, such as batteries or control units (electronics), are located on the sole of the footwear, integrated in a specific housing, being in the insole only the sensors and heating elements. The elements present in the insole are connected to the electronics (present in the housing) by means of connecting pins. The present disclosure further overcomes some or all of the aforementioned problems associated with the current state of the art by proposing as a complement an embedded locating device which is fully embedded in a specific housing which is subsequently integrated into a cavity in the sole of the footwear , including their antennas for localization and communication, so there is no need for extension of soles for the specific placement of antennas, eliminating the need for manual processes for the passage of external connecting cables (connection of antennas to the control electronics), thus optimizing the industrialization process and also significantly reducing production costs. This solution also allows the device to be removable and easily applicable to other footwear without major changes to its structure, provided that the sole of such footwear has a cavity that fulfills the dimensions necessary for the integration of the casing. This housing is transverse to the functionalities of the system, and therefore serves as the basis, for example, for a solution that contains only heating, as for a solution that implements the localization functionality. In addition to this, the footwear also has an inertial sensor, allowing it to emit alerts whenever footwear is removed from the foot, while allowing the electronic device to enter standby mode, reducing the consumption of the system and therefore increasing battery life. It is one of the goals of the technology now disclosed to provide a solution for an elderly population with different pathologies, namely blood circulation problems, quite common in the elderly, diabetes, Alzheimer's disease or excessive sweating (hyperhidrosis). The technology can also be applied in shoes and / or winter sports boots, winter shoes, or children's shoes. The present disclosure describes "smart" footwear, ie footwear with an embedded electronic system, the power supply of which is carried out by means of at least one integrated rechargeable or primary battery, provided with autonomous heating capacity in the sole of the foot and also by monitoring a set of parameters, namely: temperature and / or humidity on the foot surface, preferably on the sole of the foot. In addition, footwear may also include a Global Navigation Satellite Module (GPS) (Global Positioning System - US) and / or GLONASS (Global Satellite Navigation System - Russia) and / or Galileo - Europe) and / or Beidou (satellite navigation system - China) for locating people. Throughout the description, footwear is considered to be any device to protect the foot from contact with the ground, such as shoes, boots, slippers, among others. Each example of footwear referred to in the present disclosure is comprised of two elements which will be given the name of main unit and secondary unit. The main and secondary units communicate with each other via a radio frequency (RF) transmitting and receiving unit, all information being concentrated and processed by one of the elements, for example the right footwear, main unit. The information collected by both elements is also sent abroad by means of an issuing and receiving unit, which may be a Bluetooth module, for example 2.1 or 4.0, global system for mobile communications (GSM), general radio packet service (GPRS), enhanced data rate for GSM Evolution (EDGE), code division multiple access (WCDMA), high speed packet access (HSPA)

Access), acesso evoluído a pacotes em alta velocidade (HSPA+ - Evolved High Speed Packet Access), ZigBee, rádio frequência (RF) ou rede sem-fios de acesso aberto multicanais, em particular para sensores (ANT+ - open access multicast wireless network, in particular for sensors)ou Wi-Fi. 0 conceito geral do calçado desenvolvido foi idealizado como sendo modular, podendo, deste modo, compreender vários subprodutos, a título de exemplo: um sistema apenas com a funcionalidade de aquecimento autónomo, sem qualquer comunicação com o exterior, ou simplesmente um sistema com capacidade de localização via GPS e/ou GLONASS com comunicação para o exterior via GPRS ou HSPA para localização de idosos.Access), high-speed packet access (HSPA +), ZigBee, radio frequency (RF) or multi-channel open access wireless network, in particular for sensors (ANT + - open access multicast wireless network, in particular for sensors) or Wi-Fi. The general concept of the footwear developed was conceived as being modular and could thus comprise several by-products, for example: a system with autonomous heating functionality only, without any communication with the exterior, or simply a system with location capability via GPS and / or GLONASS with communication to the outside via GPRS or HSPA for the location of the elderly.

As soluções apresentadas na presente divulgação baseiam-se, nomeadamente, no facto de: a ativação e/ou desativação do sistema ser automática, por via de um sensor inercial; a monitorização de temperatura e de humidade no pé e de temperatura exterior ser integrada; o aquecimento com bandas integradas na palmilha ser autónomo, garantindo a temperatura considerada de conforto no pé, por ex. compreendida entre os 32,2°C e os 33,3°C; a palmilha ser amovível e lavável, uma vez que quer as bandas de aquecimento quer o sensor integrado na palmilha se encontram devidamente protegidos com materiais encapsulantes, como por exemplo silicone RTV ou epoxy, ou seja silicone vulcanizado à temperatura ambiente, no caso do sensor, ou fio condutor encapsulado no caso das bandas; permitir de forma integrada a localização de pessoas, por intermédio de dispositivo de navegação via satélite integrado (módulo GPS/GLONASS/GALILEO); permitir a comunicação entre a unidade principal e a unidade secundária através da utilização de módulo de comunicação sem fios via radiofrequência, presente em ambos; haver flexibilidade na comunicação com o exterior, nomeadamente com a utilização de tecnologia bluetooth 2.1 ou 4.0, EDGE, entre outras, dependendo da aplicação; poder utilizar pelo menos uma bateria que pode ser recarregável via conexão USB; a eletrónica estar integrada de forma impercetível; externamente aparentar ser um calçado comum; disponibilizar um kit de desenvolvimento de software (SDK) , para desenvolvimento de aplicações compatíveis; detetar automaticamente a remoção do calçado do pé, através de algoritmo de deteção de ausência de movimento com base em sensor inercial, e emitir um alerta; detetar automaticamente um nível baixo na carga da bateria e emitir um alerta; a eletrónica, as antenas e a(s) bateria(s) estar(em) integrada(s) na sola por intermédio de uma estrutura de suporte, o que facilita todo o processo de integração na fase de industrialização, já que as conexões são todas realizadas de forma integrada na respetiva placa de circuito impresso e portanto todo o sistema fica embutido nessa estrutura de suporte, por exemplo em material polimérico, preferencialmente em polímero ABS, evitando qualquer tipo de passagem de cablagem, como por exemplo da antena GSM/GPRS e GPS, para o exterior dessa estrutura. Para além disso, e como proteção adicional à humidade e vibração, os componentes eletrónicos e elétricos (exceto a bateria, a qual é amovível) são protegidos com materiais encapsulantes (como por exemplo silicone RTV ou epoxy).The solutions presented in the present disclosure are based in particular on the fact that: the activation and / or deactivation of the system is automatic, via an inertial sensor; foot and outdoor temperature and humidity monitoring are integrated; the heating with bands integrated in the insole is autonomous, guaranteeing the temperature considered of comfort in the foot, for ex. between 32.2 ° C and 33.3 ° C; the insole is removable and washable since both the heating bands and the sensor integrated in the insole are properly protected with encapsulating materials such as RTV or epoxy silicone, ie room temperature vulcanized silicone in the case of the sensor, or conductive wire encapsulated in the case of bands; to enable the location of people in an integrated way by means of an integrated satellite navigation device (GPS / GLONASS / GALILEO module); enable communication between the main unit and the secondary unit through the use of wireless communication module via radiofrequency, present in both; flexibility in communication with the outside world, namely with the use of bluetooth technology 2.1 or 4.0, EDGE, among others, depending on the application; be able to use at least one battery that can be recharged via USB connection; the electronics are imperceptibly integrated; externally appear to be a common footwear; to provide a software development kit (SDK) for the development of compatible applications; automatically detect the removal of footwear, through inertial sensor based motion detection algorithm, and issue an alert; automatically detect a low level on the battery charge and send an alert; the electronics, the antennas and the battery (s) are integrated in the sole by means of a support structure, which facilitates the entire integration process in the industrialization phase, since the connections are all made in an integrated manner on the respective printed circuit board and therefore the entire system is embedded in this support structure, for example in polymer material, preferably in ABS polymer, avoiding any type of wiring passage, for example of the GSM / GPRS antenna and GPS, to the outside of this structure. In addition, as additional protection against moisture and vibration, the electronic and electrical components (except the battery, which is removable) are protected with encapsulating materials (such as RTV silicone or epoxy).

Descrição das FigurasDescription of Figures

Para uma melhor compreensão da tecnologia juntam-se em anexo as figuras, as quais, representam formas de realização alternativas que, contudo, não pretendem limitar o objeto do presente pedido.For a better understanding of the technology, the figures are attached, which represent alternative embodiments which, however, are not intended to limit the object of the present application.

Figura 1: Representação esquemática do circuito das bandas de aquecimento.Figure 1: Schematic representation of the heating band circuit.

Figura 2: Representação em diagrama do método de operação (algoritmo) da eletrónica de controlo.Figure 2: Diagrammatic representation of the operating method (algorithm) of the control electronics.

Figura 3: Representação de sapato com sistema de aquecimento autónomo integrado, sistema de sensorização e sistema de localização.Figure 3: Representation of shoe with integrated autonomous heating system, sensing system and location system.

Figura 4: Representação da disposição (na estrutura de suporte) dos diferentes componentes do sistema de controlo e/ou localização e comunicação, conector de carregamento da bateria, assim como o material encapsulante de proteção dos componentes eletrónicos e o posicionamento da bateria.Figure 4: Representation of the arrangement (in the support structure) of the different components of the control and / or localization and communication system, battery charging connector, as well as the encapsulating material protecting the electronic components and the positioning of the battery.

Figura 5: Representação do sistema de interconexão entre a estrutura de suporte do sensor (temperatura e/ou humidade) e a unidade de controlo.Figure 5: Representation of the interconnection system between the sensor support structure (temperature and / or humidity) and the control unit.

Descrição detalhada A descrição da tecnologia é feita com recurso a formas de realização ilustradas pelas figuras e a elementos nelas contidos de forma a tornar simples a sua descrição, interpretação do seu funcionamento e âmbito da sua aplicação. No entanto esta descrição é simplesmente representativa de uma das composições, dimensões e disposição possíveis de componentes integrados no sistema. Efetivamente, a composição, dimensão e disposição destes elementos será adaptado às necessidades específicas qualitativas e quantitativas do calçado produzido.Detailed description The description of the technology is made by means of embodiments illustrated by the figures and the elements contained therein so as to simplify their description, interpretation of their operation and scope of application. However, this description is simply representative of one of the possible compositions, dimensions and arrangement of components integrated into the system. Effectively, the composition, size and layout of these elements will be tailored to the specific qualitative and quantitative needs of the footwear produced.

As expressões e designações usadas no texto descritivo correspondem às mais usuais na indústria e tecnologia de calçado, sensores e comunicação.The terms and descriptions used in the descriptive text correspond to the most usual in the industry and technology of footwear, sensors and communication.

Esta descrição não ficará limitada por considerações teóricas, relacionadas com os diferentes campos científicos e tecnológicos relacionados com a matéria divulgada. A Figura 1 ilustra uma forma de realização do circuito das bandas de aquecimento, em especial da sua geometria, onde (1) representa os sensores de temperatura e/ou humidade, (2) representa as bandas de aquecimento e (3) representa as extremidades de fio das bandas de aquecimento, para conexão ao circuito de controlo.This description will not be limited by theoretical considerations related to the different scientific and technological fields related to the disclosed material. Figure 1 shows an embodiment of the heating strip circuit, in particular its geometry, wherein (1) represents the temperature and / or humidity sensors, (2) represents the heating bands and (3) represents the ends of the heating bands for connection to the control circuit.

Na Figura 1 é ainda ilustrado o circuito das bandas de aquecimento (2), bem como a zona onde estão posicionados os sensores de temperatura e/ou humidade (1) . As bandas de aquecimento (2) são baseadas num fio condutor encapsulado, o qual é bordado numa estrutura têxtil, preferencialmente uma malha 3D, ficando as extremidades do fio (3) no topo da palmilha, nomeadamente, na zona do calcanhar. A Figura 2 representa um diagrama do método de operação da eletrónica de controlo, em que o sistema permanece em estado de repouso (standby) quando não deteta movimento continuado. Quando o sistema deteta movimento continuado, é iniciado o seu funcionamento, em que os módulos de comunicação são ativados e é verificada a temperatura e/ou a humidade. 0 sistema atua no circuito de aquecimento, se necessário, e verifica o sinal para posicionamento via satélite. A fiqura 3 mostra uma forma de realização do calçado com sistema de aquecimento autónomo integrado e sistema de localização onde (4) representa uma estrutura de suporte à unidade de controlo, preferencialmente um invólucro baseado em material polimérico, preferencialmente em polímero ABS contendo toda a eletrónica, bateria (s) e antenas, (5) representa o sensor de temperatura e/ou humidade presentes na palmilha. A figura 4 mostra o interior da estrutura de suporte a integrar numa cavidade da sola do calçado, na qual, numa forma de realização do calçado, são ilustrados os diferentes componentes, preferencialmente necessários, à implementação da funcionalidade de localização e comunicação via rede de comunicações móveis. Em que (6) representa a antena para posicionamento global via satélite, a qual é integrada em ângulo, compreendido entre 0o e 90°, preferencialmente de 45°, com o plano vertical da estrutura, (7) representa o conetor para carregamento da(s) bateria(s) integrada(s), o qual pode ser do tipo micro-USB, (8) representa uma antena de GSM, a qual deverá estar posicionada na vertical ou na horizontal, consoante a polarização dessa antena, e de preferência numa extremidade da estrutura, (9) representa o conector para o cartão de comunicação SIM (Subscriber Identity Module) da respetiva operadora, o qual poderá estar localizado no topo na estrutura ou na lateral, (10) representa o micro-switch para seleção entre 2 modos de temperatura de conforto disponíveis, garantindo assim um ajuste extra a realizar pelo utilizador, este micro-switch é opcional e está presente apenas numa implementação da funcionalidade de aquecimento, (11) representa a unidade de fornecimento de energia, que deverá ser preferencialmente uma bateria plana do tipo Li-Ρο ou Li-Ion. Poderá ser usada mais do que uma bateria, com o intuito de aumentar a autonomia do sistema. Esta bateria é preferencialmente amovível e portanto encontra-se ligada à unidade de controlo por via de um conector standard de baterias de lítio (como exemplo, o conector presente em smartphones), (12) representa o material encapsulante, protetor de todos os componentes elétricos e eletrónicos, incluindo as antenas de comunicação, expeto da unidade de fornecimento de energia, a qual é protegida pela estrutura de suporte (4), (13) representa o encaixe opcional, e apenas necessário numa implementação da funcionalidade de aquecimento, o qual serve de conexão aos pinos de ligação que estarão na palmilha de aquecimento e sensorização. A figura 5 mostra uma forma de realização para colocação do sensor de temperatura e/ou humidade, bem como de toda a restante estrutura para aquecimento autónomo integrado na palmilha, onde (14) representa a estrutura com acabamento de palmilha, (15) representa a estrutura de suporte, preferencialmente em malha 3D, das bandas de aquecimento, à qual são bordados fios condutores, (18) representa a estrutura semirrígida que contém os pinos de ligação, responsáveis pela ligação do sensor e do fio de aquecimento à unidade de controlo principal, integrada em invólucro na zona do calcanhar, (17) representa a interconexão em PCB de substrato flexível entre a estrutura que suporta os sensores (16) e a estrutura que tem os pinos de conexão ao invólucro (18), e (16) representa a placa de circuito impresso semirrígida para assemblagem do sensor de temperatura e/ou humidade, (19) representa a unidade de controlo, responsável pela interoperabilidade entre as unidades de controlo principal e secundária, interface com sensores, processamento, controlo do sistema de aquecimento, comunicação com o exterior (apenas numa das unidades) e localização via satélite (apenas numa das unidades) e (2) representa as bandas de aquecimento integradas. A presente realização não é, naturalmente, de modo algum restrita às realizações descritas neste documento e uma pessoa com conhecimentos médios da área poderá prever muitas possibilidades de modificação da mesma sem se afastar da ideia geral, tal como definido nas reivindicações.Also shown in Figure 1 is the circuit of the heating strips 2, as well as the zone where the temperature and / or humidity sensors 1 are positioned. The heating strips 2 are based on an encapsulated conductive wire, which is embroidered on a textile structure, preferably a 3D mesh, the ends of the wire 3 being at the top of the insole, in particular in the heel zone. Figure 2 shows a diagram of the operating method of the control electronics, wherein the system remains in the standby state when no continuous movement is detected. When the system detects continuous movement, its operation is initiated, where the communication modules are activated and the temperature and / or humidity is checked. The system acts on the heating circuit, if necessary, and verifies the signal for satellite positioning. Figure 3 shows an embodiment of the footwear with integrated stand-alone heating system and locating system where (4) represents a support structure for the control unit, preferably a housing based on polymeric material, preferably in ABS polymer containing all of the electronics , battery (s) and antennas, (5) represents the temperature and / or humidity sensor present in the insole. Figure 4 shows the inside of the support structure to be integrated into a shoe sole cavity, in which, in one embodiment of the shoe, the different components, preferably required, are shown for the implementation of the locating and communication functionality via the communication network furniture. In which (6) the antenna for global satellite positioning, which is integrated at an angle, comprised between 0 ° and 90 °, preferably of 45 °, with the vertical plane of the structure, (7) represents the connector for charging the s), which may be of the micro-USB type, (8) represents a GSM antenna, which should be positioned vertically or horizontally, depending on the polarization of that antenna, and preferably at one end of the structure, 9 represents the connector for the SIM (Subscriber Identity Module) communication card of the respective operator, which may be located at the top in the frame or on the side, (10) represents the micro-switch for selection between 2 comfort temperature modes are available, thus ensuring an extra user adjustment, this micro-switch is optional and is present only in one implementation of the heating functionality, (11) represents the power supply unit, which should preferably be a Li-Ρο or Li-Ion flat battery. More than one battery can be used to increase system autonomy. This battery is preferably removable and therefore is connected to the control unit via a standard lithium battery connector (for example, the connector on smartphones), (12) represents the encapsulating material, which protects all electrical components and electronic devices, including the communication antennas, the power supply unit, which is protected by the support structure (4), (13) represents the optional engagement, and is only necessary in an implementation of the heating functionality, which serves connection pins on the heating and sensing insole. Figure 5 shows an embodiment for positioning the temperature and / or humidity sensor, as well as all the remaining self-contained heating structure integrated in the insole, wherein (14) represents the insole trim structure, (15) represents the (18) is the semi-rigid structure which contains the connecting pins, which are responsible for connecting the sensor and the heating wire to the main control unit (17) represents the interconnection in flexible substrate PCB between the structure supporting the sensors (16) and the structure having the pins of connection to the housing (18), and (16) represents the semi-rigid printed circuit board for temperature and / or humidity sensor assembly, (19) represents the control unit, responsible for interoperability between the control units (only in one of the units) and satellite location (only one of the units) and (2) represents the integrated heating bands. The present embodiment is of course not in any way restricted to the embodiments described herein and a person of ordinary skill in the art may foresee many possibilities of modifying the same without departing from the general idea as defined in the claims.

Todas as realizações acima descritas são obviamente combináveis entre si. As reivindicações definem adicionalmente realizações preferenciais. A forma como a presente divulgação supera os problemas anteriormente indicados ao estado-da-arte atual é aqui descrita em detalhe, no entanto, alguns detalhes, nomeadamente relacionados com o fabrico de calçado ou associados ao desenvolvimento e assemblagem de componentes eletrónicos serão propositadamente omitidos, uma vez que são já bem conhecidos. 0 sistema de aquecimento compreende quatro elementos fundamentais: eletrónica de controlo, limitador de corrente, sensores e bandas de aquecimento (figura 1). A eletrónica de controlo é responsável pela leitura do sensor de temperatura + humidade e respetivo processamento de dados, com vista a ativar ou desativar as bandas de aquecimento, consoante os valores lidos se encontrem dentro ou fora dos valores limite, tornando assim o seu funcionamento automático e garantindo a temperatura de conforto no pé.All the above-described embodiments are obviously combinable with each other. The claims further define preferred embodiments. The manner in which the present disclosure overcomes the problems previously set forth in the current state of the art is here described in detail, however, some details, namely relating to the manufacture of footwear or associated with the development and assembly of electronic components, will be purposely omitted, since they are already well known. The heating system comprises four fundamental elements: control electronics, current limiter, sensors and heating bands (figure 1). The control electronics are responsible for reading the temperature + humidity sensor and respective data processing, in order to activate or deactivate the heating bands, depending on whether the read values are inside or outside the limit values, thus making them automatic and ensuring comfort temperature in the foot.

As bandas de aquecimento são baseadas em fios condutores encapsulados, os quais são bordados numa malha têxtil 3D, com uma determinada configuração de maneira a abranger a maior área de aquecimento da planta do pé, preferencialmente como ilustrado na figura 1. Os fios condutores usados apresentam uma resistência elétrica compreendida entre 1 ohm/m e os 6 ohm/m, preferencialmente deverão ser utilizados fios condutores comerciais Bekinox do fabricante Bekaert, devido às suas caracteristicas especificas para aquecimento, nomeadamente mecânicas e ao seu material de encapsulamento. 0 circuito de limitação de corrente pode funcionar de forma independente do circuito de controlo, sendo neste caso controlado apenas por hardware (dispositivos eletrónicos) e não através de um algoritmo via firmware (software embutido no microcontrolador de controlo), como acontece no caso do controlo das bandas de aquecimento, o que lhe confere uma maior eficácia e, por conseguinte, segurança, atendendo à necessidade do carácter preventivo desta funcionalidade. 0 sistema garante uma temperatura média por ex. de 32,2°C à superfície do pé. Mediante a comutação do micro-switch (10) é possível alterar este valor para por ex. 33°C, conferindo assim um ajuste personalizável pelo utilizador.The heating strips are based on encapsulated lead wires, which are embroidered in a 3D textile fabric, in a certain configuration so as to encompass the largest foot sole heating area, preferably as shown in Figure 1. The used lead wires present an electrical resistance of between 1 ohm / m and 6 ohm / m, Bekinox commercial conductive wires of the manufacturer Bekaert should preferably be used, due to their specific heating characteristics, namely mechanical and their encapsulation material. The current limiting circuit may operate independently of the control circuit, in this case being controlled only by hardware (electronic devices) and not by an algorithm via firmware (software embedded in the control microcontroller), as in the case of the control of the heating bands, which gives it greater efficiency and therefore safety, given the need for the preventive nature of this functionality. The system ensures an average temperature eg. of 32.2 ° C to the foot surface. By switching the micro-switch (10) it is possible to change this value for eg. 33 ° C, thus providing a customizable adjustment by the user.

Numa realização, os sensores internos aplicados, para medição de temperatura e/ou humidade, são preferencialmente do tipo digital, com um interface I2C (circuito interintegrado). Preferencialmente pode ser usado o sensor SHT15 da Senslrion, não só devido ao facto de medir tanto humidade como temperatura mas também devido à possibilidade de lhe ser acoplado um filtro de partículas (SFl Filter Cap), garantindo assim uma eficácia na medição mais duradoura, atendendo a que está posicionado na palmilha e portanto mais suscetível a poeiras e outros contaminantes. Os sensores estão integrados na zona central da palmilha. Os sensores são assemblados numa PCB de suporte (16) e o seu sinal é transmitido à unidade de controlo por intermédio de uma interconexão flexível (17) e posteriormente a conexão é realizada através de pinos, presentes numa PCB localizada, preferencialmente na zona do calcanhar (18). Este método foi selecionado com vista a permitir uma integração mais simples na palmilha, otimizando a industrialização, assim sendo, o conjunto (16), (17) e (18), denominado de estrutura rigid-flex, é uma camada intermédia colocada entre as estruturas (14) e (15) e fixa por intermédio de um adesivo, geralmente utilizado na fixação das várias camadas de uma palmilha, comum na indústria do calçado. As pontas dos fios de aquecimento (3) são fixas à estrutura (18) por intermédio de um processo de soldadura convencional com estanho, realizando assim a conexão aos pinos de conexão respetivos e posteriormente, por meio de fixação mecânica (13), ao circuito eletrónico de controlo (19).In one embodiment, the internal sensors used for temperature and / or humidity measurement are preferably of the digital type, with an I2C (inter-circuit) interface. The Senslrion SHT15 sensor is preferably used, not only because it measures both humidity and temperature, but also due to the possibility of attaching it to a filter cap (SFl Filter Cap), thus guaranteeing a longer lasting measurement efficiency, which is positioned in the insole and therefore more susceptible to dust and other contaminants. The sensors are integrated in the central area of the insole. The sensors are assembled on a support PCB (16) and its signal is transmitted to the control unit via a flexible interconnect (17) and subsequently the connection is made through pins, present in a localized PCB, preferably in the heel zone (18). This method was selected in order to allow a simpler integration in the insole, optimizing the industrialization, thus, the assembly (16), (17) and (18), called the rigid-flex structure, is an intermediate layer placed between the (14) and (15) and fixed by means of an adhesive, generally used in the attachment of the various layers of an insole, common in the footwear industry. The ends of the heating wires (3) are fixed to the structure (18) by means of a conventional tin welding process, thus making the connection to the respective connecting pins and subsequently, by means of mechanical fastening (13), to the circuit electronic control system (19).

Numa forma de realização, o calçado adquire os dados de sensorização e monitorização da bateria, de forma independente, existindo deste modo a necessidade de interoperabilidade na comunicação entre as duas unidades, unidade principal e unidade secundária, de forma a colecionar e centralizar a informação obtida pelos sensores do sistema. Preferencialmente, o funcionamento é baseado numa estrutura que compreende uma tipologia do tipo "master-slave", isto é, a existência de um dos calçados, esquerdo ou direito, como unidade principal (master) e o outro como unidade secundária (slave).In one embodiment, the footwear independently acquires the sensorization and monitoring data of the battery, thus existing the need for interoperability in the communication between the two units, main unit and secondary unit, in order to collect and centralize the obtained information system sensors. Preferably, the operation is based on a structure comprising a master-slave type, i.e. the existence of one of the left or right shoes as the master and the other as a slave.

Numa forma de realização, o circuito eletrónico presente no calçado da unidade secundária implementa a aquisição dos dados de temperatura e/ou humidade no pé, o controlo automático da banda de aquecimento e respetiva proteção, bem como o controlo do nivel da bateria e envio desses dados para o calçado que está desenhado como unidade principal. A informação geral colecionada pelo sistema está centralizada e codificada no circuito presente na unidade principal. De modo a que exista uma interoperabilidade entre a unidade principal e a unidade secundária e portanto para que a informação seja enviada para a unidade principal da presente divulgação, recorre-se à comunicação por rádio frequência (RF), nomeadamente por intermédio de uma unidade emissora e recetora RF, preferencialmente o RFM70, da HOPERF Electronic, presente em cada uma das unidades, devido ao seu custo reduzido e bom compromisso entre consumo energético e alcance.In one embodiment, the electronic circuit present in the footwear of the secondary unit implements the acquisition of the temperature and / or humidity data in the foot, the automatic control of the heating band and its protection, as well as the control of the battery level and sending of those data for footwear which is designed as the main unit. The general information collected by the system is centralized and encoded in the circuit present in the main unit. In order that there is interoperability between the main unit and the secondary unit and therefore for the information to be sent to the main unit of the present disclosure, use is made of radio frequency (RF) communication, in particular via a transmitting unit and RF receiver, preferably RFM70, from HOPERF Electronic, present in each of the units, due to its low cost and good compromise between energy consumption and reach.

Numa forma de realização, o circuito eletrónico presente na unidade principal implementa a aquisição dos dados de temperatura e/ou humidade no pé, o controlo automático da banda de aquecimento e respetiva proteção, o controlo do nivel da bateria, a comunicação com a unidade secundária, por exemplo para pedidos de informação, a comunicação com o exterior e também a localização via satélite. 0 circuito presente nesta unidade principal é assim responsável pelo tratamento e envio dos dados adquiridos para uma infraestrutura externa, podendo esta ser, nomeadamente, uma plataforma móvel, local (computador de secretária, tablet, telefone inteligente (smartphone) ou computador portátil), ou remota (na cloud) , desde que interprete a especificação de dados enviada e possua o interface de comunicação compatível. 0 sistema comunica com o exterior por intermédio de uma das unidades, por exemplo a unidade que está subjacente ao calçado do lado direito. 0 módulo de comunicação está integrado conjuntamente com o restante circuito eletrónico, podendo este módulo ser de diferentes tipos, nomeadamente, módulo bluetooth 2.1/4.0, sistema global para comunicações móveis (GSM), serviço geral de pacotes por rádio (GPRS), velocidade de dados melhorada para GSM Evolution (EDGE - Enhanced Data Rates for GSM Evolution) , acesso múltiplo por divisão de código (WCDMA), acesso a pacotes em alta velocidade (HSPA - High Speed Packet Access, acesso evoluído a pacotes em alta velocidade HSPA+ (HSPA+ - Evolved High Speed Packet Access), ZigBee, rádio frequência (RF) ou rede sem-fios de acesso aberto multicanais, em particular para sensores (ANT+ - open access multicast wireless network, in particular for sensors). De forma preferencial, o interface é bluetooth 4.0 para uma solução que interaja com dispositivos móveis ou EDGE para uma solução que interaja com a cloud. Este sistema pode comunicar com qualquer dispositivo, desde que o interface seja compatível e que esse dispositivo consiga interpretar a especificação de dados definida para a comunicação. Esta especificação é fornecida na forma de SDK, com vista a que qualquer agente de desenvolvimento possa desenvolver uma aplicação para interação com o calçado.In one embodiment, the electronic circuit present in the main unit implements acquisition of temperature and / or humidity data in the foot, automatic control of the heating band and its protection, control of the battery level, communication with the secondary unit , for example for requests for information, communication with the outside and also the location via satellite. The circuit present in this main unit is thus responsible for processing and sending the acquired data to an external infrastructure, which may be, in particular, a local mobile platform (desktop computer, tablet, smart phone or portable computer), or remote (in the cloud) as long as it interprets the data specification sent and has the compatible communication interface. The system communicates with the outside via one of the units, for example the unit that underlies the right-hand footwear. The communication module is integrated with the rest of the electronic circuits. This module can be of different types, namely, 2.1 / 4.0 Bluetooth module, Global System for Mobile Communications (GSM), General Packet Radio Service (GPRS), improved data for GSM Evolution (EDGE), code division multiple access (WCDMA), high speed packet access (HSPA + HSPA + (RFID) or multi-channel open access wireless network, in particular for sensors (ANT + - open access multicast wireless network, in particular for sensors) Preferably, the interface is bluetooth 4.0 for a solution that interacts with mobile devices or EDGE for a solution that interacts with the cloud. This system can communicate with any device as long as the interface is compatible and that the device is able to interpret the data specification defined for communication. This specification is provided in the form of SDK, in order that any development agent can develop an application for interaction with the footwear.

Todos os componentes eletrónicos e elétricos, exceto a unidade de fornecimento de energia (bateria (s)), o conetor para cartão SIM, o micro-switch e o conector para carregamento da bateria, estão completamente encapsulados por via de um material encapsulante e com boa condução térmica (para dissipação de calor), como exemplo um silicone RTV ou uma epoxy. 0 fornecimento de energia em ambas as unidades é feito, numa forma de realização, por intermédio de pelo menos uma bateria recarregável, integrada num invólucro com a restante eletrónica associada. A(s) bateria (s) pode(m) ser do tipo Li-Ρο (bateria de polímeros de lítio) ou Li-Ion (bateria de iões de lítio), devido à sua capacidade, peso reduzido e integração. Em uma forma de realização, podem ser utilizadas baterias de Li-Ρο de uma ou mais células, cuja capacidade mínima por bateria deverá ser entre 1400-2000 mAh. Poderão, embora não sendo uma situação preferencial, ser usadas baterias primárias, obrigando à sua substituição regular. Relativamente ao circuito de carga, este é por exemplo baseado no integrado MAX1811 da Maxim Integrated, o qual permite a gestão de carga da bateria, possibilitando ainda o carregamento via conexão USB. O carregamento pode ser feito através de um conetor, por exemplo do tipo micro-USB, integrado com a restante eletrónica (7), e acessível no topo da sola. 0 sistema entra em funcionamento assim que for detetado um movimento continuo por parte do utilizador, sem que seja necessário uma atuação por parte do mesmo. A única ação que o utilizador deve fazer é calçar-se. A deteção de movimento é feita através do uso de um sensor inercial, nomeadamente um acelerómetro, incluído juntamente com os restantes componentes eletrónicos constituintes do sistema. Cada unidade tem o seu sensor inercial. A desativação do sistema é também automática, com base também na utilização do sensor inercial e respetivo processamento. Como forma de realização alternativa, a deteção de movimento pode ser realizada com recurso à utilização de um sensor piezorestivo e/ou óptico e/ou capacitivo, o qual/os quais estará integrado/estarão integrados conjuntamente com a restante eletrónica. A localização é realizada por intermédio de um módulo de GPS (sistema de posicionamento global) e/ou GLONASS (sistema mundial de navegação por satélite) e/ou Galileo, localizado e integrado em conjunto com os restantes componentes eletrónicos do sistema. A antena para captação do sinal dos satélites, para localização, está por sua vez preferencialmente localizada na zona limite da estrutura de suporte (preferencialmente no topo posterior), posicionada com um ângulo de cerca de 45° com o plano da sola. Esta antena pode ser ativa ou passiva e deverá ter um ganho elevado, nomeadamente superior a 4dBic. Numa forma de realização pode ser usada uma antena ativa e o mais planar possível, para facilitar a integração na estrutura. Relativamente à antena para comunicações via rede móvel, como exemplo GSM/GPRS, essa estará igualmente colocada no interior da estrutura de suporte, neste caso, poderá ser utilizada uma antena miniatura (PCB - Printed Circuit BoardAll electrical and electronic components, except the power supply unit (battery (s)), the SIM card connector, the micro-switch and the battery charging connector, are fully enclosed by an encapsulating material and good thermal conduction (for heat dissipation), such as an RTV silicone or an epoxy. The power supply in both units is, in one embodiment, made by means of at least one rechargeable battery, integrated in a housing with the associated electronic remainder. The battery (s) can be Li-Ρο (lithium-polymer battery) or Li-ion (lithium-ion battery), due to its capacity, reduced weight and integration. In one embodiment, Li-Ρο batteries of one or more cells, whose minimum battery capacity should be between 1400-2000 mAh, may be used. They may, although not being a preferred situation, be used primary batteries, forcing them to be replaced regularly. Regarding the charging circuit, this is for example based on the built-in MAX1811 from Maxim Integrated, which allows the management of battery charge, and also allows charging via USB connection. The charging can be done through a connector, for example of the micro-USB type, integrated with the remaining electronics (7), and accessible at the top of the sole. The system comes into operation as soon as a continuous movement is detected by the user, without the need for an actuation by the user. The only action that the user must do is put on the shoes. Motion detection is done through the use of an inertial sensor, namely an accelerometer, which is included along with the other electronic constituents of the system. Each unit has its inertial sensor. The deactivation of the system is also automatic, also based on the use of the inertial sensor and its processing. As an alternative embodiment, the motion detection may be performed using a piezoresive and / or optical and / or capacitive sensor, which will / will be integrated with the rest of the electronics. The location is carried out by means of a Global Positioning System (GPS) and / or GLONASS (Global Satellite Navigation System) and / or Galileo module, located and integrated with the other electronic components of the system. The satellite signal acquisition antenna, for location, is in turn preferably located in the limiting region of the support structure (preferably at the top rear), positioned at an angle of about 45 ° to the plane of the sole. This antenna can be active or passive and should have a high gain, namely higher than 4dBic. In one embodiment an active antenna and as flat as possible can be used to facilitate integration into the structure. For the antenna for communication via the mobile network, as an example GSM / GPRS, this one will also be placed inside the support structure, in which case a miniature antenna (PCB - Printed Circuit Board

Antenna), preferencialmente do fabricante RF Solutions, atendendo ao seu bom compromisso entre performance e dimensão. Esta antena poderá, preferencialmente, estar colocada na lateral da estrutura. A conexão de ambas as antenas ao respetivo dispositivo eletrónico, presente no circuito eletrónico do sistema, é feita através de um cabo padrão de 50 ohm de impedância para conexão a antenas de GNSS e de comunicação móvel, preferencialmente deverá ser utilizado o conector u.FL. Esta conexão é realizada internamente à estrutura de suporte (4) e fica igualmente encapsulada pelo material encapsulante (12).Antenna), preferably from the manufacturer RF Solutions, given its good compromise between performance and size. This antenna may preferably be placed on the side of the frame. The connection of both antennas to the respective electronic device, present in the electronic circuit of the system, is made through a standard 50 ohm impedance cable for connection to GNSS antennas and mobile communication, preferably the u.FL connector . This connection is carried out internally to the support structure (4) and is also encapsulated by the encapsulating material (12).

Claims

Footwear characterized in that it comprises a main unit and a secondary unit, which in turn comprise the following elements: at least one integrated rechargeable battery; wireless communication module; inertial sensor; integrated heating system in the insole; battery charging connector; support structure; and temperature and humidity monitoring sensors.

Footwear according to the preceding claim, characterized in that it comprises an element emitting warnings via wireless communication in the case of shoes removed from the foot.

Footwear according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a satellite navigation module and wireless communication, the necessary elements of which are fully integrated in a removable support structure.

Footwear according to the preceding claim, characterized in that the satellite navigation module comprises an antenna located in the limit zone of the support structure and positioned at an angle of about 45ø with the vertical plane of that support structure.

Footwear according to the preceding claim, characterized in that the antenna of the satellite navigation module and the wireless communication antenna are encapsulated with RTV or epoxy silicone, together with the other electrical and electronic devices of the system.

Footwear according to any one of the preceding claims, characterized by having a rigid-flexible or flexible structure, for assembling sensors in an insole and connecting pins for physical connection to the outside, located in the heel zone.

Footwear according to the preceding claim, characterized in that the encapsulating material of the heating strips is encapsulated conductive wire and the encapsulating material of the temperature sensor is RTV or epoxy silicone.

Footwear according to any one of the preceding claims, characterized in that the battery charging connector is located in a vertical position inside the support structure and is accessible by the top of said structure.

Footwear according to any one of the preceding claims, characterized in that it is shoes, boots, slippers, or sneakers.