Sistema de localización espacial inalámbrico para la numeración,

control y gestión remota de inventario de objetos, con, al menos, un elemento localizador o esclavo (1) situado sobre el objeto; un elemento controlador o maestro (13) que se comunica con el esclavo (1) a través de un primer enlace (15); un módulo móvil o mando (14) que se comunica con el esclavo (1) a través de un segundo enlace (15); y un conjunto de balizas (16) que se comunican con el esclavo (1) a través de un tercer enlace (15); y métodos tanto para la localización espacial inalámbrica como para la numeración, control y gestión remota de inventario, susceptibles de cambiar de ubicación, basado en radio frecuencia y ultrasonidos, en el que el controlador, recibe la señal de los diferentes localizadores instalados en los objetos y es capaz de ubicarlos , reconfigurarlos, inventariarlos y enviarles mensajes para que se muestren en los displays de las unidades

Sistema de localización espacial inalámbrico y método para la numeración, control y gestión remota de inventario de objetos, con funcionalidades añadidas de mensajería, identificación y renumeración.

Sector de la técnica

La invención se refiere a un sistema de localización espacial automática, gestión de ubicación, numeración e inventario de objetos susceptibles de cambiar de ubicación, basado en radiofrecuencia y ultrasonidos, en el que el controlador o unidad remota, recibe la señal de los diferentes localizadores instalados en los objetos y es capaz de ubicarlos, reconfigurarlos, inventariarlos y enviarles mensajes para que se muestren en los displays de las unidades (localizadores).

Estado de la técnica

La labor de inventario y de stockage de objetos móviles en zonas de gran amplitud, estaciones, recintos, aeropuertos, museos, etc. supone una difícil tarea y un gasto de recursos importante. Ya que por ejemplo, a la hora de preparar nuevas convenciones, charlas, etc. el mobiliario es movido de un sitio a otro sin tener ningún control automatizado ni información de su localización exacta. También en la preparación de salas donde el mobiliario, por ejemplo los asientos, ya no son un elemento fijo, variando su numero en función del numero de asistentes. Resulta una necesidad en estos casos el poder ordenar los asientos en filas asignándoles un numero e incluso personalizándolos de forma que los asistentes puedan de una manera sencilla localizar su asiento. En el caso de un aeropuerto, los elementos móviles se multiplican y son dispositivos a gestionar de lo más variado.

La aparición de nuevas tecnologías de la información y comunicación ha permitido que el inventario, localización y numeración de dichos elementos pueda concebirse como una acción remota y automatizada, con la consiguiente reducción de pérdida de material, riesgo de error en el proceso de almacenaje, y tiempo total de gestión de activos.

Este sistema de gestión remota de dispositivos o elementos ha sido concebido con el objetivo de que sea adaptable a los ya existentes, para reducir así la inversión económica necesaria, teniendo en cuenta tamaños finales y duración del dispositivo.

En esta línea se conoce el documento US 2002-0167500-A1 que describe un sistema y un método basado en etiquetas electrónicas con display basadas en comunicaciones inalámbricas para la presentación de información en dicho display. Dicho sistema comprende por una parte un dispositivo o módulo de gestión de comunicaciones, relacionado con elemento externo denominado módulo externo activador, y que entrega la información recibida del anterior al módulo de gestión de presentación de información en el display.

El diseño ofrecido por US 2002-0167500-A1, comparte los aspectos

.- De comunicaciones por radio, basándose en comunicaciones RFID y utilizando estas para cargar sus baterías y a su vez para la gestión de la alimentación del display.

.- De presentación de Datos en un display.

Aunque ambos sistemas compartan base tecnológica la finalidad para la que se ha desarrollado este sistema es distinta. Ya que por una parte, el sistema descrito por US 2002-0167500-A1 no contempla la localización espacial de los módulos. En dicho diseño no se prevé que el funcionamiento del esclavo, descrito más adelante, pueda variarse o actualizarse, por lo cual se entiende que el sistema descrito por US 2002-0167500-A1 presenta una forma de funcionamiento única desde el momento en que termina su fabricación. Por ello, si durante la vida útil del sistema de la invención se genera la necesidad de modificar el funcionamiento el sistema por cualquier motivo, resulta obligada la sustitución física del sistema por otro apropiado.

Por otra parte, para poder funcionar estos dispositivos sin batería, utilizan instalaciones cableadas y fijas que emiten cerca de estos para que puedan cargar sus baterías recargables (si disponen de ellas) y a su vez utilizan este tendido de infraestructura para comunicarse con dichos elementos y actualizar la información presentada en los displays, de forma remota y no tener que utilizar un dispositivo de mano para interactuar una por una.

Por otra parte, el módulo procesador de US 2002-0167500-A1 se basa únicamente en la presentación de información, no haciendo uso de las capacidades wireless para interactuar de manera autónoma con los sistemas centrales para realización de tareas como la localización u ubicación de estos aparatos, que en caso de ser reubicados o darse otra circunstancia pueden salir del alcance de las antenas instaladas.

Es un objetivo de la invención conseguir un sistema automático de localización espacial, gestión de ubicación, numeración e inventario que sea universal y reconfigurable, es decir, que sea adaptable a cualquier objeto. En este sentido, es también un objetivo de la invención que dicho sistema de gestión automática garantice la posibilidad de cambio o actualización de los algoritmos del sistema, o en general que la aparición de cualquier condición que exija una modificación en el funcionamiento del sistema no implique que dicho sistema haya de ser sustituido o trasladado, o que deba desplazarse personal cualificado para realizar dicha modificación.

Es otro objetivo de la invención conseguir un sistema de localización espacial y de gestión automática de objetos que minimice el costo y el tiempo de las operaciones de almacenaje, ubicación y posicionamiento.

Descripción detallada de la invención

Para la consecución de los objetivos anteriores, la invención define un sistema de localización espacial inalámbrico para la gestión de ubicación, numeración e inventario de objetos con funcionalidades añadidas de mensajería, identificación y renumeración. Además se caracteriza por ser reconfigurable remotamente. Esto lo convierte en universal o apto para todo tipo de necesidades, y adaptable a todo tipo de variaciones en las condiciones de instalación o entorno de funcionamiento del propio sistema.

El sistema esta compuesto por los siguientes elementos:

El sistema según la invención está basado en un modelo maestro-esclavo, para lo cual comprende un elemento esclavo, instalado en el objeto o elemento y capaz de realizar diferentes tareas en función de las ordenes recibidas del maestro o del mando. El maestro esta conectado a un ordenador o a un dispositivo móvil. Realiza las tareas de configuración de los diferentes esclavos que hay en su radio de acción, siendo la comunicación entre maestro y esclavo inalámbrica a través de una conexión ad-hoc o una conexión privada estándar. Sin embargo, se contemplan diferentes modos de realización de la arquitectura esclavo-maestro-unidad central remota, como son por ejemplo que la unidad central remota realice las funciones de maestro y se comunique con los esclavos a través de una red pública de datos. También esta contemplado el uso de repetidores para conseguir multiplicar las distancias con las que poderse comunicar con los dispositivos y centralizar en un solo ordenador en un recinto de más de 1000 m².

El esclavo comprende un módulo de radiofrecuencia o módulo de RF para la comunicación con el maestro y desde donde envía la información requerida por el maestro o recibe las órdenes y/o mensajes del maestro. Un módulo de alimentación para la alimentación eléctrica del esclavo. Un módulo de proceso cuya tarea principal, entre otras es, en función de las ordenes recibidas por el maestro, hacer que el sistema completo cambie de estados o modos de funcionamiento. Un módulo de gestión de visualización que presenta la información, recibida del módulo de proceso en un display. Un módulo de gestión de teclado, que en el modo denominado votación, podrá recibir las pulsaciones realizadas por el usuario y enviarlas al maestro. Un módulo temporizador que junto al módulo control gestiona apagados periódicos del esclavo con el fin de reducir el consumo eléctrico del mismo. El esclavo lleva asociado y almacenado en memoria no volátil un código de identificación o ID con el fin...

1. Sistema de localización espacial inalámbrico para la numeración, control y gestión remota de inventario de objetos, con funcionalidades añadidas de mensajería, identificación y renumeración; caracterizado porque:

a) comprende, al menos, un elemento localizador o esclavo (1) situado sobre el objeto; un elemento controlador o maestro (13) que se comunica con el esclavo (1) a través de un primer enlace (15); un módulo móvil o mando (14) que se comunica con el esclavo (1) a través de un segundo enlace (15); y un conjunto de balizas (16) que se comunican con el esclavo (1) a través de un tercer enlace (15)

b) el esclavo (1) comprende un módulo de localización espacial (10) capaz de obtener la localización espacial del objeto por baliza o mando portátil; un módulo de proceso (6) capaz de procesar la información de localización y mostrarla en un módulo de visualización (2); un módulo de radiofrecuencia (11); un módulo de gestión de alimentación eléctrica (12); y un módulo gestión de teclado (5)

c) el esclavo (1) almacena y gestiona unos parámetros configurables que configuran su funcionamiento, y que pueden ser modificados o consultados por el elemento maestro (13) a través del citado primer enlace (15).

2. Sistema de localización espacial inalámbrico para la numeración, control y gestión remota de inventario de objetos, con funcionalidades añadidas de mensajería, identificación y renumeración, según reivindicación 1; caracterizado porque el módulo de visualización (2) comprende, al menos un elemento electrónico de visualización de información o display (3) encargado de mostrar la información de localización espacial del esclavo (1) y un dispositivo de iluminación (4) regulable o configurable según unos parámetros de iluminación configurables almacenados en el esclavo (1).

3. Sistema de localización espacial inalámbrico para la numeración, control y gestión remota de inventario de objetos, con funcionalidades añadidas de mensajería, identificación y renumeración, según reivindicación 1; que se caracteriza porque el módulo de proceso (6) comprende al menos un dispositivo programable (8), al menos una memoria de configuración (7) y al menos un módulo temporizador (9).

4. Sistema de localización espacial inalámbrico para la numeración, control y gestión remota de inventario de objetos, con funcionalidades añadidas de mensajería, identificación y renumeración, según reivindicación 3; que se caracteriza porque el dispositivo programable (8) es un procesador y la memoria de configuración (7) es una memoria no volátil que almacena las instrucciones para ser ejecutadas por el procesador, los parámetros configurables que rigen el funcionamiento del esclavo (1).

5. Sistema de localización espacial inalámbrico para la numeración, control y gestión remota de inventario de objetos, con funcionalidades añadidas de mensajería, identificación y renumeración, según reivindicación 3; que se caracteriza porque el dispositivo programable (8) es un dispositivo de lógica reconfigurable y la memoria de configuración (7) es una memoria no volátil donde se almacena los parámetros configurables que rigen el funcionamiento del esclavo (1) y al menos una configuración completa o representación de la arquitectura y funcionalidad comprendida en el dispositivo programable.

6. Sistema de localización espacial inalámbrico para la numeración, control y gestión remota de inventario de objetos, con funcionalidades añadidas de mensajería, identificación y renumeración, según reivindicación 1; que se caracteriza porque el enlace (15) es una conexión inalámbrica.

7. Sistema de localización espacial inalámbrico para la numeración, control y gestión remota de inventario de objetos, con funcionalidades añadidas de mensajería, identificación y renumeración, según reivindicación 1; que se caracteriza porque el enlace (15) es una conexión inalámbrica pública de tipo celular.

8. Sistema de localización espacial inalámbrico para la numeración, control y gestión remota de inventario de objetos, con funcionalidades añadidas de mensajería, identificación y renumeración, según reivindicación 1; que se caracteriza porque el esclavo (1) se comunica mediante el enlace inalámbrico (15) con el módulo maestro (13) utilizando un protocolo de comunicaciones convencional.

9. Sistema de localización espacial inalámbrico para la numeración, control y gestión remota de inventario de objetos, con funcionalidades añadidas de mensajería, identificación y renumeración, según reivindicación 1; que se caracteriza porque el módulo de localización espacial (10) es un módulo de recepción/transmisión por ultrasonidos.

10. Sistema de localización espacial inalámbrico para la numeración, control y gestión remota de inventario de objetos, con funcionalidades añadidas de mensajería, identificación y renumeración, según reivindicación 1; que se caracteriza porque el módulo de localización espacial (10) es un módulo de recepción/transmisión por radiofrecuencia.

11. Sistema de localización espacial inalámbrico para la numeración, control y gestión remota de inventario de objetos, con funcionalidades añadidas de mensajería, identificación y renumeración, según reivindicación 1; que se caracteriza porque el módulo de localización espacial (19) es un módulo de recepción/transmisión por radiación luminosa.

12. Sistema de localización espacial inalámbrico para la numeración, control y gestión remota de inventario de objetos, con funcionalidades añadidas de mensajería, identificación y renumeración, según reivindicación 1; que se caracteriza porque los parámetros configurables que configuran el funcionamiento del esclavo (1) comprenden al menos alguno de los parámetros del conjunto formado por al menos un código de identificación de esclavo (1) o ID, al menos un parámetro relacionado con el módulo de alimentación temporizador (9) y parámetros de iluminación del módulo de visualización (2).

13. Sistema de localización espacial inalámbrico para la numeración, control y gestión remota de inventario de objetos, con funcionalidades añadidas de mensajería, identificación y renumeración, según la reivindicación 3; que se caracteriza por que el dispositivo programable (8) presenta una configuración por defecto de su funcionamiento según la cual la arquitectura del dispositivo programable (8) comprende un módulo de aplicación (27) y un módulo (19), que gestionan la correcta transmisión de los datos de la reconfiguración y la correcta reconfiguración; un módulo (22), que gestiona el funcionamiento del dispositivo display (3); un módulo (24), que gestiona el dispositivo de iluminación (4); un módulo (18), que gestiona el acceso a la memoria de configuración (7); un módulo (23), que gestiona el funcionamiento del dispositivo teclado (5); un módulo (21), que comprende al menos una cola (28, 29, 30, 31) de almacenamiento de datos del esclavo (1); un módulo (20), que gestiona el funcionamiento del módulo temporizador (9) y la temporización de apagados y encendidos del esclavo (1) a partir de una instrucción; un módulo (25) de transmisión de datos y un módulo (17) de control de radio, que implementan el protocolo bidireccional de comunicación maestro-esclavo y gestionan el funcionamiento del módulo de radiofrecuencia (11); un módulo (26), que gestiona la información y configuración del módulo de localización espacial (10).

14. Sistema de localización espacial inalámbrico para la numeración, control y gestión remota de inventario de objetos, con funcionalidades añadidas de mensajería, identificación y renumeración, según reivindicación 1; que se caracteriza porque la baliza (16) es un elemento con posibilidades de comunicación inalámbrica.

15. Sistema de localización espacial inalámbrico para la numeración, control y gestión remota de inventario de objetos, con funcionalidades añadidas de mensajería, identificación y renumeración, según reivindicación 1; que se caracteriza porque la baliza (16) es un esclavo (1).

16. Método de localización espacial inalámbrico para la numeración, control y gestión remota de inventario de objetos; caracterizado porque:

a) en dicho método intervienen un esclavo (1) próximo al objeto, un módulo mando (14) o, al menos una baliza (16) y un módulo maestro (13) que se comunican con el esclavo (1), donde el esclavo (1) comprende un módulo de localización espacial (26), un módulo de aplicación (27), un módulo de transmisión de datos (25), un módulo de control de temporización (20), una memoria de configuración (7), un módulo de visualización (2);

b) la condición que inicia el método es:

b₁) bien una orden externa procedente del módulo mando (14), o bien una orden interna procedente del módulo de control de temporización (20) del esclavo (1) y generada en una determinada fecha y hora o intervalo de tiempo, de manera que, cuando el módulo de aplicación (27) detecta la presencia de dicha condición tienen lugar los pasos propiamente dichos del método: el módulo de aplicación (27) envía el código de identificación o ID almacenado en la memoria de configuración (7) al módulo de transmisión de datos (25) para su transmisión al módulo mando (14); el módulo mando(14) procesa los datos del esclavo (1) y envía la información de ubicación espacial al esclavo(1) por el enlace (15); el esclavo (1) recoge la información ubicación espacial del módulo de transmisión de datos (25), la envía al módulo de control de locación espacial (26) para su procesado; el resultado del procesado se envía al módulo de visualización (2);

b₂) o bien una orden externa procedente del módulo maestro (13), de manera que cuando el módulo de aplicación (27) detecta la presencia de dicha condición tienen lugar los pasos propiamente dichos del método: el módulo de control de localización espacial (26) genera la información de distancia relativa a la baliza (16) y la envía al módulo aplicación (27), el módulo de aplicación (27) envía dicha información junto con su código de identificación o ID almacenado en la memoria de configuración (7) al módulo de transmisión de datos (25) para su transmisión al módulo maestro (13), el módulo maestro (13) procesa todos los datos de todos los esclavos (1) en su radio de alcance y envía por el enlace inalámbrico (15) la ubicación espacial real a cada esclavo (1), el esclavo (1) recoge la información ubicación espacial del módulo de transmisión de datos (25), la envía al módulo de control de locación espacial (26) para su procesado; el resultado del procesado se envía al módulo de visualización (2).

c) en dicho método intervienen al menos un esclavo (1) próximo a su objetó y un módulo maestro (13) que se comunica con el esclavo (1), donde el esclavo (1) comprende un módulo de aplicación (27), un módulo de transmisión de datos (25), un módulo de control de temporización (20), una memoria de configuración (7);

d) la condición que inicia el método es una orden interna procedente del módulo de control de temporización (20) del esclavo (1) y generada en una determinada fecha y hora o intervalo de tiempo, de manera que, cuando el módulo de aplicación (27) detecta la presencia de dicha condición tienen lugar los pasos propiamente dichos del método: el módulo de aplicación (27) envía el código de identificación o ID almacenado en la memoria de configuración (7) al módulo de transmisión de datos (25) para su transmisión al módulo maestro (13), el módulo maestro (13) procesa el dato y actualiza el inventario.

17. Método de localización espacial inalámbrico para la numeración, control y gestión remota de inventario de objetos, según reivindicación 16, que se caracteriza porque el cálculo de la distancia relativa del esclavo (1) a al menos una baliza (16) se realiza por ultrasonidos, analizando las diferencias de tiempo entre las llegadas de las señales ultrasónicas respecto a una señal de referencia.

18. Método de localización espacial inalámbrico para la numeración, control y gestión remota de inventario de objetos, según reivindicación 16, que se caracteriza porque el cálculo de la distancia relativa del esclavo (1) a al menos una baliza (16) se realiza por radiofrecuencia, analizando las intensidad de la señal de radiofrecuencia respecto a una señal de referencia.

19. Método de localización espacial inalámbrico para la numeración, control y gestión remota de inventario de objetos, según reivindicación 16, que se caracteriza porque el cálculo de la distancia relativa del esclavo (1) a al menos una baliza (16) se realiza por radiación luminosa, analizando las intensidad de la señal de radiación luminosa.

20. Método de localización espacial inalámbrico para la numeración, control y gestión remota de inventario de objetos, según reivindicación 16 con la funcionalidad añadida de gestión de mensajería, caracterizado porque, para la gestión de mensajería:

a) en dicho método intervienen al menos un esclavo (1) próximo a su objeto y un módulo maestro (13) que se comunica con el esclavo (1), donde el esclavo (1) comprende un módulo de aplicación (27), un módulo de transmisión de datos (25), un módulo de control de temporización (20), una memoria de configuración (7), un módulo de visualización (2) y un módulo de control de teclado (23);

b) la condición que inicia el método es:

b₁) bien una orden externa de mostrar información personalizada procedente del módulo maestro (13) en la cual se incluyen unos datos de personalización, de manera que cuando el módulo de aplicación (27) detecta la presencia de dicha condición solicita al módulo de transmisión de datos (25) los datos de personalización de la orden recibida y el módulo de aplicación (27) procesa dichos datos y los envía al módulo de visualización (2);

b₂) o bien una orden externa de obtener información personalizada procedente del módulo maestro (13), de manera que cuando el módulo de aplicación (27) detecta la presencia de dicha condición solicita al módulo de control de teclado (23) la información recogida por el teclado, el módulo de aplicación (27) procesa dicha información y la envía al módulo de transmisión de datos (25) para su transmisión al módulo maestro (13).

21. Método de localización espacial inalámbrico para la numeración, control y gestión remota de inventario de objetos, según reivindicación 16 con la funcionalidad añadida de reconfiguración remota del sistema, caracterizado porque, para la reconfiguración remota del sistema:

a) en dicho método intervienen al menos un esclavo (1) próximo a su objeto, un módulo maestro (13) que se comunica con el esclavo (1), donde el esclavo (1) comprende un módulo de aplicación (27), un módulo de reconfiguración (19), un módulo de transmisión de datos (25), una memoria de configuración (7);

b) la condición que inicia el método es una orden externa procedente del módulo maestro (13) en la cual se incluyen unos datos de reconfiguración convencional, de manera que cuando el módulo de aplicación (27) detecta la presencia de dicha condición tienen lugar los pasos propiamente dichos del método: el módulo de aplicación (27) extrae los datos de reconfiguración de la orden externa y los almacena en la memoria de configuración (7), y donde una vez se han terminado de almacenar los datos de reconfiguración en la memoria de configuración (7), el esclavo (1) procede a reconfigurarse de modo convencional.

22. Método de localización espacial inalámbrico para la numeración, control y gestión remota de inventario de objetos, según reivindicación 16 con la funcionalidad añadida de activación y desactivación de un esclavo; caracterizado porque, para la activación y desactivación de un esclavo (1):

a) en dicho método intervienen al menos un esclavo (1) próximo a su objeto, donde el esclavo (1) comprende un módulo de aplicación (27), un módulo de módulo de temporizador (9) permanentemente alimentado y un dispositivo programable (8) generalmente no alimentado;

b) la condición que inicia el método es una orden interna procedente del módulo temporizador (9), generada en fechas, horas o intervalos de tiempo configurables desde el maestro (13) de manera que, cuando el esclavo (1) detecta la presencia de dicha condición, el módulo temporizador (9) activa el módulo de aplicación (27) y le informa de dicha orden interna, el módulo de aplicación (27) realiza dicha orden interna y, al finalizar, ordena el apagado del esclavo (1).

23. Método de localización espacial inalámbrico para la numeración, control y gestión remota de inventario de objetos, según reivindicación 22 con la funcionalidad añadida de activación y desactivación de un esclavo; caracterizado porque dicha orden interna es una orden interna de paso a modo escucha o modo en el que el esclavo permanece encendido y en reposo durante un tiempo configurable, a la espera de una comunicación proveniente del maestro (13).

24. Método de localización espacial inalámbrico para la numeración, control y gestión remota de inventario de objetos, según reivindicación 22 con la funcionalidad añadida de activación y desactivación de un esclavo; caracterizado porque dicha orden interna es una orden interna de paso a modo inventario o modo en el que el esclavo (1) permanece encendido y el módulo de aplicación (27) envía el código de identificación o ID almacenado en la memoria de configuración (7) al módulo de transmisión de datos (25) para su transmisión al módulo maestro (13), el módulo maestro (13) procesa el dato y actualiza el inventario.