Módulo sensor Autónomo.

1. Módulo sensor autónomo, formada por un conjunto de sensores y electrónica de procesado,

control y comunicaciones caracterizado porque el único aporte de energía eléctrica proviene del aprovechamiento de las energías residuales del medio y dispone de un sistema de almacenamiento de energía eléctrica basado en supercondensadores.

2. Módulo sensor autónomo, según reivindicación 1 en el que al menos dos módulos conforman una red autoconfigurable y su funcionamiento es transparente para el usuario.

3. Modulo sensor autónomo, formada por un conjunto de sensores y electrónica de procesado, control y comunicaciones según reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque los sensores y la electrónica de control permiten detectar y analizar el nivel de estrés en personas.

4. Módulo sensor autónomo, formada por un conjunto de sensores y electrónica de procesado, control y comunicaciones según reivindicaciones 1, 2 y 3, caracterizado porque es un dispositivo portable, integrado en la vestimenta o en los complementos de la indumentaria.

5. Modulo sensor autónomo, según reivindicación 1, caracterizada por estar fabricada sobre substratos flexibles y que el mismo substrato es el elemento de aprovechamiento de la energía del medio; fotovoltaica, piezoeléctrica o por gradiente térmico.

6. Modulo sensor autónomo, según reivindicación 5, caracterizada porque el elemento de almacenamiento de energía es el propio substrato sobre el que está fabricada.

D E S C R I P C I Ó N

Modulo sensor autónomo

SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención se refiere a un dispositivo formado por un circuito electrónico con capacidad de procesado, un conjunto de sensores y un sistema de aprovechamiento de las energías residuales del medio, conectados de tal forma que el 10 conjunto forma un modulo sensor autónomo con capacidad de comunicación con las redes existentes que forman el Internet de las cosas (IoT) . Es decir, contempla una interacción ubicua entre dispositivos, de forma autónoma y transparente para el usuario, creando contextos que mejoren la calidad de vida de las personas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Dada la rápida evolución de Internet, este ha dejado de ser una simple fuente de información y de comunicación entre personas dando paso a un contexto más inteligente, de nodos entrelazados en un conjunto de redes. El aumento de 20 dispositivos conectados a la red y la posibilidad de intercambio de información entre ellos han hecho necesario replantearse las diferentes formas de comunicación, sus fuentes de información y cómo actualmente las percibimos. Estas condiciones de desarrollo han posibilitado la aparición del concepto "Internet of Things" (IoT) , es la evolución de un primer Internet más centrado en las personas y cuyo potencial reside 25 en la capacidad de combinar datos con personas, procesos y objetos, a partir de sensores, redes avanzadas de comunicaciones y procesos analíticos basados en el "big data" se están poniendo en marcha aplicaciones que mejoran la vida cuotidiana de las personas mediante dispositivos fácilmente integrables en hogares, industrias y lugares públicos, proporcionando servicios y aplicaciones inteligentes. Este concepto 30 fue inicialmente propuesto por Kevin Ashton en el Massachusetts Institute of Technology (MIT) en 1999. Finalmente, la convergencia de distintos avances tecnológicos como las tecnologías inalámbricas, el internet y los sistemas microelectronicos, han sido los factores que han hecho prosperar el paradigma IoT.

Para que el IoT sea posible se requiere, en un primer lugar, de conexión a Internet y, sobre todo, de sensores. Un sensor se puede definir como un dispositivo que responde a un estímulo físico, mide la cantidad del estímulo y lo convierte en una señal eléctrica, que puede ser leída por un observador o por un instrumento.

Para obtener un modulo autónomo, es necesario proporcionar una fuente de energía 5 que esté presente en el lugar y en el momento necesario. La fuente de energía debe estar presente en el medio. Actualmente se conocen diferentes tecnologías que permiten la implementación de recolectores de energías residuales del medio, difiriendo cada uno de ellos por el tipo de energía que es capaz de convertir. Dado que en esencia el IoT se basa en sensores, en redes de comunicaciones y en una 10 inteligencia que maneja todo el proceso y los datos que se generan. Rapidez, comodidad e inalámbrico son las principales características de los nuevos inventos, que intentan sobrepasar la «inteligencia» de los móviles actuales hacia un conjunto de productos que hablen entre ellos mismos.. Las redes de sensores inalámbricas posibilitan la comunicación en tiempo real de lugares muy dispares, mediante la 15 información suministrada por pequeños sensores. Estas redes son un concepto relativamente nuevo de adquisición y tratamiento de datos y cuentan con múltiples aplicaciones en distintos campos, tales como entornos industriales, domótica, entornos militares, detección de incendios forestales, el control de las crecidas de los ríos o hasta para la monitorización de los niveles de polución en las ciudades. Las redes de 20 sensores inalámbricas comúnmente conocidas como "Wireless Sensor Networks" (WSN) están formadas por una serie de pequeños dispositivos electrónicos que tienen acceso al mundo exterior por medio de sensores y pueden estar compuestas por decenas, cientos o incluso miles de pequeños sensores que operan con baterías y que son distribuidos a lo largo de un ambiente de interés particular. 25

.EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención tiene el cometido de presentar un dispositivo autónomo con capacidad para detectar y medir diferentes variables del entorno, comunicación 5 inalámbrica, la novedad radica en que no necesita fuente de alimentación eléctrica, pilas o baterías para su funcionamiento, el programa o software del dispositivo permite la gestión automática de su funcionamiento y la energía necesaria se obtiene del medio.

En una realización, el modulo que engloba a los sensores y electrónica de procesado y comunicación, dispone de un sistema para el aprovechamiento de las energías residuales del medio, de tal forma que no necesita ningún aporte de energía eléctrica ni dispositivos como pilas o baterías, este sistema está formado por un conjunto de célula fotovoltaica y elementos piezoeléctricos que aprovecharan la energía solar 15 fotovoltaica y las vibraciones y tensiones mecánicas sobre el elemento piezoeléctrico para convertir esta energía en eléctrica para alimentar el modulo, esta energía se almacena en un supercondensador diseñado según el modelo de utilidad ES1138484 (U) .

En otra realización, se ha diseñado un conjunto de módulos con sensores que 20 permiten dar a conocer a un sistema informático, pequeños cambios, en sistemas dinámicos que están en constante variación, de forma inmediata, tales como temperatura, humedad, presión, nivel de sonido, luz, movimiento, fuerza y otras variables de interés en un determinado entorno. Por lo tanto su finalidad es captar las señales analógicas que existen en el mundo y digitalizarlas de forma que puedan ser 25 integradas y accedidas por una red de comunicación inalámbrica formada por múltiples módulos. Estas redes se caracterizan por su facilidad de despliegue, por ser autoconfigurables y por su gestión eficiente de la energía, que le permite obtener una autonomía completa. La estructura modular permite la creación de redes autónomas que se configuran de forma automática, las comunicaciones entre los nodos se realizar 30 bajo protocolos de comunicación estándar, en una primera aproximación se han diseñado en base a la tecnología Zigbee. Por otra parte para comunicaciones de muy corta distancia (<5 cm) se usará el protocolo NFC o similar. En esta realización la red de sensores esta especialmente diseñada para la monitorización de variables medioambientales que permiten una identificación temprana de desastres naturales, 35

proporcionando información al alcance de los teléfonos móviles que estén en el radio de alcance de la red inalámbrica.

En otra realización, los módulos disponen de dispositivos sensores fabricados con materiales textiles para la monitorización de la actividad cardiorespiratoria y medición de la respuesta galvánica de la piel, la aplicación principal de estos módulos es la 5 detección de estados de estrés en enfermos con dificultad para comunicarse con sus cuidadores, como ejemplo, en estados avanzados de la enfermedad de Alzheimer.

En otra realización, los módulos autónomos son aplicables a animales domésticos, para determinar su localización. En aplicaciones ganaderas extensivas permiten 10 disponer de información del estado del animal así como de su localización aplicando algoritmos de procesado de red.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dos dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: 20

Figura 1. Muestra en diagrama de bloques del ejemplo de realización preferente:

En esta figura se pueden distinguir los bloques formados por:

1- Unidad de aprovechamiento energético de la energía residual del medio, compuesta por al menos un elemento de captación, electrónica de 25 conmutación y sistema de almacenamiento eléctrico formado por un supecondensador de doble capa (EDLC) realizado por depósito directo, en este caso, sobre el polímero piezoeléctrico, o sobre substrato flexible que soporta la celda fotovoltaica (tecnología CIGS flexible) o sobre el elemento termoeléctrico. 30

2- Microprocesador

3- Unidad de comunicación inalámbrica, en esta realización se usa tecnología NFC, formada por un conjunto de espiras impresas sobre el mismo substrato.

4- Los números 4, 5, 6 son los diferentes sensores que dispone este ejemplo 35

de realización preferente.

Figura 2. Muestra una vista de cómo se...

1. Módulo sensor autónomo, formada por un conjunto de sensores y electrónica de procesado, control y comunicaciones caracterizado porque el único aporte de energía eléctrica proviene del aprovechamiento de las energías residuales del medio y dispone de un sistema de almacenamiento de energía eléctrica basado en supercondensadores.

2. Módulo sensor autónomo, según reivindicación 1 en el que al menos dos módulos conforman una red autoconfigurable y su funcionamiento es transparente para el usuario.

3. Modulo sensor autónomo, formada por un conjunto de sensores y electrónica de procesado, control y comunicaciones según reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque los sensores y la electrónica de control permiten detectar y analizar el nivel de estrés en personas.

4. Módulo sensor autónomo, formada por un conjunto de sensores y electrónica de procesado, control y comunicaciones según reivindicaciones 1, 2 y 3, caracterizado porque es un dispositivo portable, integrado en la vestimenta o en los complementos de la indumentaria.

5. Modulo sensor autónomo, según reivindicación 1, caracterizada por estar fabricada sobre substratos flexibles y que el mismo substrato es el elemento de aprovechamiento de la energía del medio; fotovoltaica, piezoeléctrica o por gradiente térmico.

6. Modulo sensor autónomo, según reivindicación 5, caracterizada porque el elemento de almacenamiento de energía es el propio substrato sobre el que está fabricada.