Sistema de gestión de luminarias en entornos urbanos, que comprende,

en cada luminaria (1):

- balasto electrónico (2) para controlar la intensidad lumínica;

- módulo de comunicaciones inalámbrico (4);

- placa de sensores (5) conectada a sensores (7);

- medios de procesamiento de datos (6).

Las luminarias (1) forman una red de nodos inalámbrica comprendiendo:

- nodo gateway (9) para comunicar la red con un elemento de control externo;

- nodos coordinadores (11) encargados de generar una subred (13) y controlar las luminarias (1) de dicha subred (13);

- nodos finales (12), cada uno englobado en una subred (13) y subordinado al nodo coordinador (11) correspondiente.

El sistema comprende un servidor (8) configurado para controlar y acceder a los distintos nodos de la red de nodos a través del nodo gateway (9). Los nodos finales pueden estar formados también por otros mobiliarios urbanos para la creación de ciudades inteligentes.

Sistema de gestión de luminarias en entornos urbanos

Campo de la invención La presente invención se engloba dentro del campo de ciudades inteligentes y, más concretamente, en el control remoto de luminarias en entornos urbanos.

Antecedentes de la invención En la actualidad existen dos sistemas de control de luminarias:

- Sistema utilizado por Philips, donde el control es realizado a través del cable de la luz (PLC) . Este sistema a priori parece más sencillo de instalar ya que no hay que dotar de una infraestructura nueva, al ser realizado el control a través del propio cable que alimenta la farola, pero la realidad es otra bien distinta ya que las instalaciones (cableado de las ciudades) actuales son en su mayoría muy antiguas, por lo que el PLC no puede actuar por la cantidad de parásitos (perturbaciones que tiene dicho cableado, venidas de una mala distribución y de no tener en cuenta que el cableado eléctrico se pude utilizar para comunicaciones, al ser instalaciones que en algunos casos llegan a los 50 años y esta aplicación no se pensaba) .

- Sistema de radio frecuencia punto a punto en la frecuencia de 433 Hz. Dicho sistema utiliza siempre la línea de vista para realizar sus tareas, es decir que para actualizar los nodos de comunicaciones el coordinador y gateway (padre) debe de ver a los nodos (hijos) para cambiar simplemente el horario o para recibir información yen el momento que perdemos la comunicación con él, toda la sección que controla se pierde y no reporta.

Los dos sistemas tienen como premisa actuar en la farola para ahorrar energía, ninguno está pensado para dotar a una ciudad de inteligencia y que sus nodos no sólo sean las farolas, también puede ser una persona, un semáforo, un coche en movimiento o cualquier otro dispositivo del que nos interese extraer información.

Descripción de la invención El sistema de gestión de luminarias objeto de la presente invención tiene por objetivo ofrecer un servicio de gestión de luminarias, de tal forma que es posible controlar la intensidad de las mismas de forma individual, en forma conjunta, o atendiendo a distintos perfiles de iluminación previamente establecidos, todo ello desde una ubicación remota y ubicua, aumentando el control y facilitando las tareas de mantenimiento de las luminarias. Para la comunicación entre farolas se emplea la tecnología ZigBee mediante la topología mallada, con la cual es posible formar una red inalámbrica de luminarias accesible desde un servidor. Para ello, se instalan un conjunto de dispositivos en cada una de las luminarias a gestionar.

Al regular el flujo de iluminación se consigue un ahorro energético desde hasta el 80%, e indirectamente se disminuye tanto la contaminación luminosa como las emisiones de CO, consiguiendo hacer eficiencia energética al 100%.

Breve descripción de los dibujos A continuación se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de ésta.

La Figura 1 muestra los componentes de las luminarias. La Figura 2 muestra, en un esquema funcional, los componentes de las luminarias. La Figura 3 representa un ejemplo de topología de red establecida entre las luminarias. La Figura 4 muestra la arquitectura software por capas del sistema de gestión de luminarias. La Figura 5 muestra un diagrama de flujo funcionamiento del sistema.

Descripción detallada de la invención El sistema de gestión de luminarias que la presente invención propone está compuesto por una red inalámbrica de luminarias, que constituyen los nodos del sistema, accesible desde un servidor encargado de controlar el sistema de forma remota. Toda la información se visualiza y controla a través del software de gestión del servidor, que constituye un SCADA (Supervisión, Control y Adquisición de Datos) desarrollado explícitamente para esta aplicación y que es totalmente configurable para cada una de las necesidades particulares.

En la Figura 1 se representa los componentes de cada luminaria 1. Cada luminaria 1 dispone de un balasto electrónico 2 y un módulo de control 3. A su vez, el módulo de control 3 comprende un módulo de comunicaciones inalámbrico 4 con tecnología Zigbee, una placa de sensores 5 y medios de procesamiento de datos 6 con software de gestión. Los medios de procesamiento de datos 6 (por ejemplo, un microcontrolador) se comunican con la placa de sensores 5 donde se encuentran conectados los diferentes dispositivos o sensores 7, tales como un sensor de intensidad lumínica. Los medios de procesamiento de datos 6 controlan el balasto electrónico 2 para ajustar el flujo lumínico (mediante la señal de control continua del balasto electrónico) , según la información recibida por el módulo de comunicaciones 4 y opcionalmente teniendo en cuenta el estado del sensor o sensores 7 conectados a la placa de sensores 5.

El balastro electrónico 2 es un balasto electrónico dimeable de 0-10V. En la Tabla 1 se muestra a modo de ejemplo una tabla de características posible para un modo de realización preferido:

Tabla 1: Características del balastro electrónico En cuanto a las características del módulo de comunicaciones 4, se muestra a modo de ejemplo en la Tabla 2 una tabla de características posible para un modo de realización preferido.

Tabla 2: Características del módulo de comunicaciones del nodo Zigbee Si la distancia entre nodos fuera mayor de lo habitual o alguno quedara aislado 10 del resto, existe la posibilidad de incorporar módulos amplificadores para garantizar la comunicación entre todos ellos.

Cada uno de los nodos tiene incluido una placa de sensores 5. Esta placa posee diferentes interfaces para sensores 12C, SPI y EIA-232/EIA-485, además de un autómata programable para poder controlarlos. En la Tabla 3 se presenta, a modo de ejemplo para un modo de realización, una tabla resumen de las características de la placa de sensores:

Sensores por placa Número Máximo de sensores

Tabla 3: Características de la placa de sensores En la Figura 2 se muestra un esquema funcional de los componentes de la luminaria similar a la Figura 1. Según este esquema la luminaria 1 comprende un 5 sistema de gestión de luminarias que a su vez engloba un subsistema de control de luminaria y un subsistema ZigBee.

El subsistema de control de luminaria (básicamente equivalente a los medios de procesamiento de datos 6 de la Figura 1) es responsable de las siguientes 10 funcionalidades:

• Alimentación al sistema de gestión de luminarias y al subsistema ZigBee a través de una batería recargable.

• Control de la intensidad de la luminaria a través de un balastro electrónico.

• Medición de ciertas magnitudes a través de un conjunto de sensores 15 preinstalados.

• Comunicación con el subsistema ZigBee.

Por su parte, el subsistema ZigBee (básicamente equivalente al módulo de comunicaciones 4 con tecnología Zigbee y la placa de sensores 5)...

1. Sistema de gestión de luminarias en entornos urbanos, caracterizado por que comprende, en cada luminaria (1) gestionada por el sistema:

- un balasto electrónico (2) para el control de la intensidad lumínica de la luminaria (1) ;

- un módulo de comunicaciones inalámbrico (4) ;

- una placa de sensores (5) encargados de recibir la señal de al menos un sensor (7) ;

- medios de procesamiento de datos (6) encargados de:

• recibir la información proveniente de la placa de sensores (5) ;

• comunicarse con el módulo de comunicaciones inalámbrico (4) para, al menos, recibir órdenes de control del balasto electrónico;

• controlar el balasto electrónico (2) en función, al menos, de las órdenes de control recibidas; por que las distintas luminarias (1) del sistema forman una red de nodos inalámbrica accesibles mediante su módulo de comunicaciones inalámbrico (4) , comprendiendo dicha red de nodos:

- un nodo gateway (9) encargado de comunicar la red de nodos inalámbrica con un elemento de control externo a la red;

- al menos un nodo coordinador (11) , cada uno encargado de generar una subred (13) y controlar las luminarias (1) que componen dicha subred (13) ;

- una pluralidad de nodos finales (12) , estando cada uno englobado en una subred (13) y subordinado al nodo coordinador (11) correspondiente; y por que adicionalmente el sistema comprende un servidor (8) configurado para controlar y acceder a los distintos nodos de la red de nodos a través del nodo gateway (9) .

2. Sistema de gestión de luminarias en entornos urbanos según la reivindicación 1, donde el módulo de comunicaciones inalámbrico (4) de cada luminaria (1) es un módulo Zigbee, siendo la red de nodos inalámbrica una red ZigBee.

3. Sistema de gestión de luminarias en entornos urbanos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde cada luminaria (1) dispone de un sensor de intensidad lumínica (7) conectado a la placa de sensores (5) .

4. Sistema de gestión de luminarias en entornos urbanos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la red de nodos comprende adicionalmente al 5 menos un nodo router (10) encargado de redireccionar mensajes hacia otros nodos de la red.

5. Sistema de gestión de luminarias en entornos urbanos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la red de nodos inalámbrica comprende adicionalmente al menos un nodo final (12) , englobado en una subred (13) , que está instalado en otro tipo de mobiliario urbano diferente a las luminarias (1) Y que dispone de un módulo de comunicaciones inalámbrico.