Método, dispositivos y sistema para gestionar ambientes digitales.

Método, dispositivos y sistema para gestionar ambientes digitales.

Sistema constituido por uno o varios dispositivos (3), (25), por un algoritmo inteligente (19) y diferentes bases de datos (20) que se constituya en un ambiente digital que se gestione de forma automática o mediante la intervención del usuario (24) y varios dispositivos (2).

Pasarela (1) que consiste en un dispositivo físico dotado de una serie de componentes hardware y software que dotan de una novedosa conectividad e inteligencia social, capaz de recopilar información a través de:

1. Una variedad de sensores (que pueden ser dispositivos físicos independientes que estén en el ambiente digital del hogar (2) y/o sensores ubicados en el propio dispositivo móvil y/o Tablet (5)).

2. Algoritmos de aprendizaje instalados en la pasarela (19).

3. Las redes sociales, los calendarios electrónicos e información disponible en internet (6), (7), (8).

MÉTODO, DISPOSITIVOS Y SISTEMA PARA GESTIONAR AMBIENTES DIGITALES

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La invención se enmarca en el campo de la gestión de ambientes digitales (energía, seguridad, confort, salud), y en su integración con las redes sociales, servicios en la nube e Internet.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Y ESTADO ANTERIOR DE LA TÉCNICA

Durante los últimos años se está llevando a cabo un importante esfuerzo por impulsar el uso de energías limpias. En Europa existen iniciativas que pretenden promover estos desarrollos dentro de programas como el Inteligent Energy Europe (IEE) o el FP7 SmartCities. En España también se impulsan las aplicaciones de gestión medioambiental que permitan a través de soluciones TIC conseguir una mayor eficiencia y ahorro energético. La energía, aunque puede ser el más importante desde un punto de vista económico, no es el único aspecto que ha de gestionarse de manera inteligente en una Smart City, otros aspectos son la movilidad de las personas, su salud, comunicaciones, etc.

Por otro lado, cada vez es mayor el número de personas que se conectan a internet a través de un dispositivo móvil y/o tabletas. En Europa un 10% de la población accede diariamente a internet a través de su móvil y/o tableta, lo que supone aproximadamente 55 millones de personas.

El acceso a internet en cualquier lugar y momento gracias a las tecnologías de acceso móvil permiten el acceso a las redes sociales. Los dispositivos móviles (teléfonos inteligentes y tabletas) resultan más sencillos para acceder a servicios como el correo electrónico, internet, videollamadas y las redes sociales, por lo que la previsión es que su uso se incremente también en otros sectores de la población, como el de la personas mayores, relegando al PC a un uso más profesional.

Todo parece indicar que cada vez va a haber un mayor número de personas permanentemente conectadas a través de un dispositivo móvil. Esto sin duda va a potenciar un "ambiente digital", esto es un entorno en el que un dispositivo, llamado pasarela almacena información de las rutinas y preferencias de los usuarios a través de una red de sensores, y gestiona de manera autónoma los actuadores necesarios. El usuario puede utilizar como interfaz su dispositivo móvil, que está conectado a una o varias pasarelas. De esta forma la gestión energética, la seguridad y el confort del hogar y segundas residencias, o incluso el hogar de familiares de avanzada edad, se centralizan en un único dispositivo.

Los sensores y actuadores inalámbricos van a permitir ampliar el concepto de domótica hacia un nuevo concepto de casa u hogar inteligente, ofreciendo grandes posibilidades de mejora significativas en la calidad de vida del público general. Estos beneficios incluyen, una mayor seguridad, grado de confort y eficiencia energética, todos ellos centralizados y gestionados por un único sistema con acceso remoto. La tendencia es que estos sistemas se controlen a través del teléfono móvil y que su coste se vea amortizado

por la mejora en el grado de eficiencia energética. También suponen una alternativa para las personas mayores que quieren vivir de forma independiente y con mayor seguridad.

Existen varias patentes sobre el control de sensores y actuadores a través de protocolos inalámbricos. La empresa NEST LABS cuenta con varias solicitudes para un termostato inalámbrico, auto configurable y que se puede controlar desde un dispositivo móvil (Solicitud N°13/034,678). Otro ejemplo de control sobre actuador es el descrito en la invención PCT/US2008/088599 de la empresa Schlage Lock Company, que describe como utilizando máscaras de redes de RF y una pasarela que hace de enlace, se puede actuar sobre una cerradura remotamente. Las patentes US 8,319,627 B2 y US 8,269,622 B2 de la empresa Jetlun Corporation describen métodos para monitorizar y gestionar la energía a través de sensores y una pasarela residencial. La patente US 8,214,494 B1 de la empresa Alarm.com describe técnicas para gestionar redes de dispositivos a través de dispositivos móviles, incluyendo las aplicaciones que permiten realizar desde el dispositivo móvil operaciones como añadir/quitar sensores, cambiar la red o modificar su configuración.

Existen también varias patentes sobre pasarelas residenciales que permiten gestionar dispositivos (sensores y actuadores) y aplicaciones multiservicio de manera remota, como describe la patente US 8,369,326 B2 de Prodea Systems.

Por otro lado las redes sociales y la comunicación en la web es otra de las tendencias emergentes en los últimos seis o siete años. Ambos pueden proporcionar una visión de la comunicación y patrones de comportamiento entre las personas. La población, especialmente la más joven, está cada vez más habituada a estar permanentemente conectada en busca no solo de información, sino además compartiendo en mayor o menor medida sus experiencias, conocimientos, sentimientos etc, a través de las redes sociales e internet. Una de las principales razones por las que las personas eligen el móvil para acceder a internet son precisamente las redes sociales.

Aprovechando esta interacción se puede permitir nuevos avances en las comunicaciones, así como la transformación de la Web utilizando las WSN y las infraestructuras relacionadas con las redes sociales. En la invención se indican métodos que ayudan, gestionan y automatizan esta interacción.

Mediante la combinación de Red Social y sensores, las aplicaciones pueden proporcionar una extensión de las actividades sociales a través de sensores. Pero la actividad del usuario no está modelada y la entrada del usuario y sus datos es voluntaria, aunque puede ser generado automáticamente por aplicaciones que residen en la red y en los sensores. La integración de las redes de sensores con las redes sociales lleva a aplicaciones que pueden detectar el contexto y comportamiento de un usuario de mejor manera y por lo tanto proporciona soluciones más personalizadas y detalladas. Las aplicaciones estarán más integradas en la vida cotidiana y el contexto de sensibilización a través de la red social y los datos de redes de sensores se convierte en un factor clave para estos servicios emergentes. Obviamente, no está claro cómo se realizarán los mecanismos de comunicación ni como se gestionarán. En esta invención se propone un método para facilitar esta comunicación de forma inteligente y automática.

Entre las realizaciones existentes relacionadas con la invención se encuentran:

Senseface: Los dispositivos sensores pueden capturar y procesar los fenómenos físicos y transmitir datos sensoriales a lugares remotos sin ninguna intervención humana. Senseface se ocupa de transmitir eventos de redes de sensores relacionadas con el cuerpo (BSN). Los datos físicos capturados pueden ser muy importantes y deben llegar a las entidades o personas interesadas, si se considera necesario. Esto requiere un marco para entregar los datos de sensores captados a su comunidad de intereses (COI), que también puede ser considerado como uno de la red social. La red social abarca los miembros de una familia, amigos, compañeros de trabajo o de negocios, el gobierno y todos los que una persona se comunica con, ya sea para un período de tiempo corto o largo. Senseface propone un marco para crear un paso de comunicación segura entre los datos sensoriales y los usuarios que pertenecen al mismo COI. SenseFace es adecuado para la captura de los datos sensoriales de BSN de un usuario, el procesamiento y el almacenamiento de los datos sensoriales en su / su puerta de enlace personal, que es un dispositivo móvil, el envío de los datos a una puerta de enlace de Internet remoto y, finalmente, la difusión de los datos sensoriales a una lista de su / sus redes sociales.

Otras alternativas pueden ser: NASA / JPL Sensor Webs Proyecto, 52 ° Norte, SANY IP, la Agencia Espacial Europea, etc que utilizan estas especificaciones (SensorML, Mesurement Observation Scheme, etc) en la creación de aplicaciones, plataformas y productos relacionados con la Web y con dispositivos conectados, tales como medidores de inundación, monitores de contaminación del aire, medidores de tensión en puentes, monitores cardíacos móviles, webcams y robots, etc. Las especificaciones basadas en XML Sensor Web fueron creadas teniendo en cuenta la tecnología de Web Semántica.

En el experimento NoiseTube una pequeña aplicación que proporciona lecturas de nivel de ruido de los teléfonos móviles estándar, así como puntuaciones proporcionadas por los usuarios. Los teléfonos inteligentes se pueden aprovechar con el fin de identificar los espacios adecuados. Cada teléfono dentro de un área determinada periódicamente podría tener su micrófono escaneando...

1. Un método que permite a un usuario gestionar un ambiente digital en una vivienda del usuario y compartir información relativa al ambiente digital con otros usuarios a través de redes sociales, mediante una pasarela ubicada en la vivienda del usuario, sensores y actuadores inalámbricos ubicados en la vivienda del usuario, uno o varios terminales de usuario con sensores integrados y redes sociales, servicios en la nube e internet, caracterizado porque el método comprende las siguientes etapas:

a) La pasarela integra los sensores y actuadores inalámbricos en una red local de radiofrecuencia

b) La pasarela reconoce el estado de cada sensor inalámbrico y de los sensores integrados en el terminal de usuario por comunicación bidireccional de mensajes de estado

c) La pasarela recopila los valores de los sensores y actuadores en una base de datos local

d) La pasarela compara dichos valores de los sensores y actuadores con valores almacenados en bases de datos de reglas previamente definidas, de históricos de valores y de valores recopilados de diferentes usuarios a través de las redes sociales con las que la pasarela tiene comunicación bidireccional y basándose en dicha comparación determina si existe alguna anomalía en dichos valores recopilados de sensores y actuadores

e) Si existe alguna anomalía, la pasarela se comunica con el actuador correspondiente para realizar una determinada acción y envía un mensaje avisando de la anomalía al uno o varios terminales de usuario a través de servicios de notificaciones móviles a través de SMS y/o a través de correo electrónico.

2. Un método según la reivindicación 1 que además comprende que la pasarela se comunica con pasarelas de otros usuarios para compartir información relativa a sus ambientes digitales.

3. Un método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde un sensor o actuador envía un mensaje de estado a la pasarela cuando detecta un determinado evento, dicho mensaje de estado incluye información sobre el evento que la pasarela registra en la base de datos.

4. Un método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde la pasarela periódicamente, solicita el estado a los diferentes sensores o actuadores.

5. Un método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde las reglas han sido previamente definidas por el usuario y/o extraídas de comportamientos temporales de otros usuarios o de otros servicios de información local.

6. Un método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde cuando se produce una anomalía, la pasarela publica uno o varios mensajes informando de la anomalía en diferentes redes sociales.

7. Una pasarela para permitir a un usuario gestionar un ambiente digital en una vivienda del usuario y compartir información con otros usuarios a través de redes sociales, la pasarela está

situada en la vivienda del usuario y gestiona una o varias redes de sensores y actuadores inalámbricos, la pasarela comprende:

i) Una primera interfaz de comunicación con los diferentes sensores y actuadores inalámbricos que incluye un módulo de comunicación que permite la comunicación bidireccional entre la pasarela y los sensores y actuadores

ii) Una segunda interfaz de comunicación con terminales de usuario y redes sociales, implementada mediante una entrada de conexión Ethernet o a través de un módulo WIFI;

estando la pasarela caracterizada porque además comprende:

iii) Una unidad procesadora con diferentes interfaces hardware que almacena diferentes bases de datos y que contiene instrucciones que al ejecutarse llevan a cabo las siguientes acciones:

a. Comunicarse mediante la utilización del módulo de comunicación de la primera interfaz, con los diferentes dispositivos inalámbricos y recopilar y almacenar en una base de datos, los valores de estado de los sensores y actuadores inalámbricos recibidos en dichas comunicaciones

b. Comunicarse mediante la segunda interfaz con los sensores situados en los terminales de usuario y recopilar y almacenar en la base de datos de histórico de valores, valores de estado de los sensores recibidos en dichas comunicaciones bidireccionales

c. Recabar información de otros usuarios y almacenar dicha información en una base de datos local de valores de la comunidad

d. Comparar los valores actuales de los diferentes sensores y actuadores con los valores recopilados en las bases de datos de histórico de valores, de valores de la comunidad y en una base de datos de de reglas previamente definidas, tanto por el usuario, como extraídas de comportamientos temporales en la comunidad o de otros servicios de información local y, si como resultado de dicha comparación, se detecta que hay una anomalía en los valores actuales, la pasarela se comunica con el usuario informándole de la anomalía y se comunica con el actuador correspondiente a través del módulo de comunicación para realizar una determinada acción

e. Recopilar información local relacionada con el ambiente digital del usuario, analizar dicha información y actualizar la base de datos de reglas para realizar determinadas acciones sobre los sensores y actuadores del ambiente digital en caso de que haya algún acontecimiento que afecte al ambiente digital del usuario

f. Analizar los mensajes publicados por otros usuarios en las redes sociales, recopilar valores de otros usuarios y realizar una comparación con los valores del ambiente digital del usuario y, como resultado de esta comparación y del análisis temporal de acontecimientos y de valores proporcionados por el ambiente digital del usuario, actualizar la base de datos de reglas

g. Analizar el histórico de valores de los diferentes sensores y actuadores del ambiente digital del usuario a lo largo del tiempo, realizar un análisis estadístico de los valores de la base de datos de histórico de valores y en función de los resultados y de los valores actuales de los sensores y actuadores, actualizar la base de datos de reglas

h. A través de la interfaz de comunicación con internet, explorar automáticamente y sin intervención del usuario los diferentes eventos programados por el usuario en diversos servicios en la nube y, cuando el algoritmo detecta, mediante un análisis semántico, que el usuario ha creado un evento en relación a su ambiente digital, la plataforma ejecutará una serie de acciones sobre los sensores y actuadores inalámbricos de la red local en relación a este evento.

8. Una pasarela como la descrita en la reivindicación 7, que además comprende una o más baterías de alimentación externa recargable y un circuito de comprobación de alimentación y carga de baterías, dicho circuito comprueba continuamente la alimentación procedente de la red eléctrica general y cuando se produce un problema en dicha alimentación, el circuito conmuta la alimentación, pasando a alimentar la pasarela mediante el empleo de la una o más baterías y, dicho circuito cuando la alimentación procedente de la red eléctrica general está presente, carga la una o más baterías.

9. Una pasarela según la reivindicación 8, donde si se produce un corte en la alimentación de la red general, la pasarela envía un mensaje indicando el problema al usuario.

10. Una pasarela según cualquiera de las reivindicaciones 7-9, que además comprende un modem 3G para la conectividad a internet.

11. Una pasarela según cualquiera de las reivindicaciones 7-10 donde la pasarela conoce en todo momento el estado de su conectividad a internet y, si se produce un corte en la conexión a internet, la pasarela envía un mensaje indicando el problema al usuario.

12. Una pasarela según la reivindicación 7 a la que se le añade un modem para la conexión a internet a través del cable RJ-11 o RJ-45 y dicho modem se comunica con un proveedor de infraestructura de red para poder dotar a la pasarela de una conexión a internet cableada.

13. Una pasarela según cualquiera de las reivindicaciones 7-12 donde el módulo de comunicación es un módulo de comunicación ZWAVE o un módulo de comunicación ZIGBEE o un módulo de cualquier otra tecnología de WSN de corto alcance.

14. Una pasarela según cualquiera de las reivindicaciones 7-13, donde para recabar la información de otros usuarios, la pasarela explora los mensajes publicados en las redes sociales por otros usuarios.

15. Una pasarela según cualquiera de las reivindicaciones 7-13, donde para recabar la información de otros usuarios, la pasarela se comunica con un servidor externo que recopila está información comunicándose con pasarelas de otros usuarios mediante el envío de mensajes a dichos usuarios a través de notificaciones móviles o correos electrónicos o SMS o mensajes en las redes sociales.

16. Un sistema para permitir a un usuario gestionar un ambiente digital en una vivienda del usuario, comprendiendo dicho sistema:

- Sensores y actuadores ubicados en la vivienda del usuario

- Uno o más terminales de usuario con sensores integrados en los mismos

donde el sistema está caracterizado porque comprende además una pasarela de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 7-15.

17. Un terminal de usuario para permitir a un usuario gestionar un ambiente digital en una vivienda del usuario que consta de una pasarela ubicada en la vivienda del usuario y sensores y actuadores inalámbricos ubicados en la vivienda del usuario, el terminal de usuario consta de sensores integrados en el terminal del usuario y comprende una unidad de procesado que contiene instrucciones que al ejecutarse llevan a cabo las siguientes acciones:

- Recibir una petición del usuario para modificar el estado de los diferentes actuadores y comunicarse con la pasarela para realizar dicha modificación

- Recibir una petición del usuario para consultar los valores de los sensores y comunicarse con la pasarela para realizar dicha consulta

- Recibir una petición del usuario para modificar una regla que activa el envío de alarmas y comunicarse con la pasarela para modificar una base de datos de reglas

- Comprobar si se produce alguna notificación por parte de la pasarela y en caso de producirse, emitir una alarma sonora y/o vibración

estando el terminal de usuario caracterizado porque la unidad de procesado también contiene instrucciones que al ejecutarse llevan a cabo la acción de:

- Comprobar periódicamente el estado de los sensores que están presentes en los terminales de usuario y enviar los valores de estado de los sensores a la pasarela a través de internet.