PROCEDIMIENTO DE TRANSFERENCIA DE DATOS ENTRE AL MENOS UNA BOYA LAGRANGIANA DE MEDICIÓN DE CORRIENTES PARA ENTORNOS OCEÁNICOS Y COSTEROS Y UNA ESTACIÓN BASE, Y BOYA LAGRANGIANA DE MEDICIÓN DE CORRIENTES PARA ENTORNOS OCEÁNICOS Y COSTEROS.

Procedimiento de transferencia de datos entre al menos una boya lagrangiana de medición de corrientes para entornos oceánicos y costeros y una estación base,

y boya lagranciana de medición de corrientes para entornos oceánicos y costeros.

Procedimiento de transferencia de datos entre al menos una boya lagrangiana de medición de corrientes para entornos oceánicos y costeros y una estación base, que comprende capturar datos por parte de la boya mediante los sensores de medición de parámetros y el receptor GPS y almacenarlos un primer fichero que es segmentado en paquetes de una longitud máxima definida por el protocolo Iridium SBD para su posterior envío a la estación base. Otro objeto de la invención es la boya lagrangiana de medición de corrientes para entornos oceánicos y costeros empleada en el procedimiento.

Procedimiento de transferencia de datos entre al menos una boya lagrangiana de medición de corrientes para entornos oceánicos y costeros y una estación base, y boya lagrangiana de medición de corrientes para entornos oceánicos y costeros

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención, tal y como se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva se refiere por un lado a un procedimiento de transferencia de datos entre boyas lagrangianas de medición de corrientes para entornos oceánicos y costeros y una estación base y por otro lado se refiere además a las propias boyas lagrangianas (drifters) de medición de corrientes para entornos oceánicos y costeros empleadas. El principal campo de aplicación de la presente invención es el de la instrumentación oceanográfica para la medición de corrientes y de otros parámetros físico-químicos. Su utilización se puede enmarcar dentro de la monitorización e investigación oceanográfica, así como para operaciones de seguimiento de vertidos (oil-spill tracking) y de operaciones de salvamento marítimo (Search-And-Rescue) .

El novedoso diseño de la boya objeto de la presente invención reduce los riesgos asociados a su uso en entornos costeros donde existe un elevado tráfico marítimo. Este aumento de seguridad lo obtiene minimizando su tamaño y peso, reduciendo así el posible efecto que pueda ocasionar en una colisión con tráfico marítimo. Para poder obtener esta reducción de sus características mecánicas hace uso de dispositivos electrónicos de bajo consumo, de un sistema bi-direccional de comunicaciones satélite, y de técnicas de almacenamiento, compresión y transferencia de datos. El uso de éstas técnicas permite a su vez reducir los costes asociados a las comunicaciones y aumentar el tiempo de vida de la boya. El usuario final puede modificar el funcionamiento de la boya (p.e. periodos de muestreo de sus sensores) transfiriendo configuraciones mediante el sistema satelital bidireccional. Este instrumento tiene además la capacidad de ejecutar ficheros (códigos de programa) transferidos mediante el sistema de comunicaciones satélite, pudiendo así conectar múltiples sensores y ejecutar funciones dinámicamente. Un sistema de activación por tiempo de configuraciones permite asegurar el tiempo de transmisión de mensajes y la configuración de modos de funcionamiento automáticos para facilitar su recuperación.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Las boyas lagrangianas (o drifters) más estándares en la industria son los drifters SVP y CODE. Estos instrumentos transmiten su posición de forma periódica para calcular su deriva a lo largo del tiempo (drift) utilizando sistemas de comunicaciones vía satélite.

Los drifters SVP (Surface Velocity Program) , desarrollados en el marco de los experimentos TOGA (Tropical Ocean Global Atmosphere) y WOCE (World Ocean Circulation Experiment) , han sido diseñados para la medición de corrientes típicamente a 15 metros de profundidad y presentan tiempos de vida como máximo de 2 años aunque su tiempo medio de funcionamiento es de unos 15 meses aproximadamente.

Los drifters CODE (Coastal Ocean Dymanics Experiment) , son por el contrario capaces de medir la corriente de la capa superficial hasta un metro de profundidad, e incorporan un conjunto de baterías para un tiempo de vida de aproximadamente 9 meses.

El elevado tiempo de vida de los drifters estándar se obtiene mediante la utilización de un gran número de baterías, obteniendo así un peso y tamaños elevados. Los drifters SVP estándar tienen un diseño esférico de 40cm de diámetro y un peso total de 40kgr. La versión reducida del modelo SVP (mini-SVP) tiene un diámetro de 32cm y un peso de 15kgr. Los drifters CODE tienen un diseño tubular de 1 metro de largo y un peso total de 8.4kgr.

Habitualmente las boyas lagrangianas utilizaban el sistema de comunicaciones satelital ‘Argos’. Este sistema de comunicaciones permite la transferencia de mensajes cortos mono-direccionales desde la boya a una estación de recepción en tierra, obteniendo además datos de posicionamiento utilizando el efecto Doppler sobre la señal transmitida al satélite. Una nueva versión de este sistema satélite llamada ‘Argos-3’ permite la transferencia bi-direccional de mensajes, pudiendo así reducir la cantidad de mensajes redundantes transmitidos y por lo tanto reducir el consumo de energía.

Aunque existen múltiples sistemas de comunicaciones vía satélite utilizados en drifters comerciales (Orbcomm, Inmarsat, etc.) , el sistema ‘Iridium’ es el único proveedor de comunicaciones vía satélite de voz y datos globales y continuas, con cobertura en toda la superficie de la Tierra. El sistema de transferencia de mensajes cortos de Iridium, llamado SBD (Short Burst Data) , está siendo utilizado en la actualidad por las diferentes compañías que manufacturan drifters para minimizar los costes y consumos de sus boyas y proveer de enlaces bi-direccionales a dichos instrumentos.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Para lograr los objetivos y evitar los inconvenientes indicados anteriormente, la invención consiste por un lado en un procedimiento de transferencia de datos entre boyas lagrangianas de medición de corrientes para entornos oceánicos y costeros y una estación base y por otro lado las propias boyas lagrangianas (drifters) empleadas en el procedimiento de transferencia.

La presente invención tiene como objetivo reducir el tamaño y peso de las boyas lagrangianas estándar con el fin de minimizar los efectos que pudiera generar en el caso de colisión con tráfico marítimo, haciéndola segura cuando las corrientes derivan la boya a zonas costeras. Esta minimización se obtiene reduciendo el número y tamaño de las baterías utilizadas, logrando a su vez mantener el tiempo de vida proporcionado por los drifters comerciales existentes.

La utilización del sistema Iridium SBD y de sistemas de almacenamiento y compresión de datos utilizados en la presente invención reducen los costes de comunicación asociados a las transferencias satelitales. La utilización del enlace bi-direccional de comunicaciones Iridium SBD permite reducir el consumo y configurar la boya a distancia. A su vez el sistema de comunicación bi-direccional permite transferir ficheros de código a la boya, pudiendo modificar en tiempo real el comportamiento para añadir nuevos sensores e instrumentos o ejecutar dinámicamente nuevas funciones. Un sistema de activación de configuraciones por tiempo permite asegurar el tiempo de transmisión de mensajes y la configuración de modos de funcionamiento automáticos para facilitar la recuperación.

Así pues, el procedimiento de transferencia de datos entre al menos una boya lagrangiana de medición de corrientes para entornos oceánicos y costeros y una estación base descrito en la presente solicitud comprende el uso de al menos una boya que incorpore al menos una antena Iridium y al menos una antena GPS, un receptor GPS, unos sensores de medición de parámetros, un modem de comunicaciones Iridium SBD y una memoria extraíble externa. Dicho procedimiento se caracteriza porque comprende seleccionar como fase previa un modo de transferencia de datos entre un modo convencional y un modo que comprende las siguientes fases:

i) configurar por parte de un usuario un periodo de captura de datos por parte de los sensores de medición de parámetros y del receptor GPS y un periodo de transferencia de datos desde la boya hasta la estación base;

ii) capturar datos por parte de la boya mediante los sensores de medición de parámetros y el receptor GPS en los momentos correspondientes al periodo de captura de datos establecido en la fase i) ;

iii) almacenar los datos capturados durante el periodo de transferencia de datos establecido en la fase i) en al menos un primer fichero de la memoria externa extraíble y seleccionarlo;

iv) segmentar el fichero seleccionado en paquetes de una longitud máxima definida por el modem de comunicaciones Iridium SBD cuando ha expirado el periodo de transferencia de datos;

v) enviar los paquetes desde la boya hasta la estación base mediante el protocolo Iridium SBD;

vi) comprobar, por parte de la boya, la recepción de unos mensajes cortos y unos paquetes procedentes de la estación base y;

vii) reordenar y verificar por parte de la estación base los datos contenidos en los mensajes Iridium SBD recibidos.

En una realización de la invención, como etapas previas a la segmentación de la fase iv) , el procedimiento comprende:

• comprimir, cuando ha expirado el periodo de transferencia de datos, el al menos un primer fichero; y,

• comparar los tamaños del primer...

1. Procedimiento de transferencia de datos entre al menos una boya lagrangiana de medición de corrientes para entornos oceánicos y costeros y una estación base, que comprende que la al menos una boya incorpore al menos una antena Iridium y al menos una antena GPS, un receptor GPS, unos sensores de medición de parámetros, un modem de comunicaciones Iridium SBD y una memoria extraíble externa, que hace uso de un sistema de comunicaciones vía satélite mediante protocolo Iridium SBD, caracterizado porque comprende seleccionar un modo de transferencia de datos entre un modo convencional y un modo que comprende las siguientes fases:

i) configurar por parte de un usuario un periodo de captura de datos por parte de los sensores de medición de parámetros y del receptor GPS y un periodo de transferencia de datos desde la boya hasta la estación base;

ii) capturar datos por parte de la boya mediante los sensores de medición de parámetros y el receptor GPS en los momentos correspondientes al periodo de captura de datos establecido en la fase i) ;

iii) almacenar los datos capturados durante el periodo de transferencia de datos establecido en la fase i) en al menos un primer fichero de la memoria externa extraíble y seleccionarlo;

iv) segmentar el fichero seleccionado en paquetes de una longitud máxima definida por el modem de comunicaciones Iridium SBD cuando ha expirado el periodo de transferencia de datos;

v) enviar los paquetes desde la boya hasta la estación base mediante el protocolo Iridium SBD;

vi) comprobar, por parte de la boya, la recepción de unos mensajes cortos y unos paquetes procedentes de la estación base y;

vii) reordenar y verificar por parte de la estación base los datos contenidos en los mensajes Iridium SBD recibidos.

2. Procedimiento de transferencia de datos, según la reivindicación 1, caracterizado porque como etapas previas a la segmentación de la fase iv) , comprende:

• comprimir, cuando ha expirado el periodo de transferencia de datos, el al menos un primer fichero; y,

• comparar los tamaños del primer fichero original y el primer fichero comprimido y seleccionar el de menor tamaño.

3. Procedimiento de transferencia de datos, según la reivindicación 1, caracterizado porque el modo convencional de transferencia de datos comprende el envío de datos entre la boya a la estación base mediante un protocolo DBCP SVP-B.

4. Procedimiento de transferencia de datos, según la reivindicación 2, caracterizado porque comprende comprimir el al menos un primer fichero mediante un algoritmo de compresión seleccionado entre GZIP y ZLIB.

5. Procedimiento de transferencia de datos, según la reivindicación 1, caracterizado porque la estación base envía mensajes cortos y ficheros mediante protocolo Iridium SBD a la al menos una boya.

6. Procedimiento de transferencia de datos, según la reivindicación 5, caracterizado porque previamente al envío de ficheros desde la estación base a la al menos una boya, la estación base comprende comprimir los datos contenidos en los ficheros mediante un algoritmo de compresión seleccionado entre GZIP y ZLIB.

7. Procedimiento de trasferencia de datos, según la reivindicación 6, caracterizado porque la información contenida en los ficheros comprimidos comprende ser descomprimida en la boya y posteriormente ejecutada.

8. Procedimiento de transferencia de datos, según la reivindicación 5, caracterizado porque los mensajes cortos enviados desde la estación base a la boya y cuya recepción se comprueba en la fase vi) comprenden una información seleccionada entre una nueva configuración de boya para ser activada en la boya, una petición de emisión de configuraciones para que la boya envíe a la estación base un registro de las últimas configuraciones activadas y unos comandos para ser ejecutados en la boya.

9. Procedimiento de transferencia de datos, según la reivindicación 8, caracterizado porque cuando los mensajes cortos recibidos comprenden una nueva configuración de boya, comprende las siguientes fases:

• activar la nueva configuración, una vez finalizadas unas tareas de la configuración anterior; y,

• enviar un mensaje corto desde la boya a la estación base con la nueva configuración recibida para confirmar el cambio de configuración realizado.

10. Procedimiento de transferencia de datos, según la reivindicación 8, caracterizado porque los mensajes cortos de nueva configuración de boya enviados por la estación base están seleccionados entre:

• mensajes cortos de tipo 1, que comprenden configurar parámetros de funcionamiento interno de la boya;

• mensajes cortos de tipo 2, que comprenden modificar la configuración de las capturas de datos del receptor GPS y de los sensores de medición de parámetros y seleccionar el algoritmo de compresión de la información;

• mensajes cortos de tipo 3, que comprenden modificar parámetros relativos a la transmisión de los datos mediante protocolo Iridium SBD;

• mensajes cortos de tipo 4, que comprenden comandos ejecutables seleccionados por el usuario para su ejecución en la boya;

• mensajes cortos de tipo 5, que comprenden configurar unos temporizadores que controlan el periodo de captura de datos por parte de los sensores de medición de parámetros y del receptor GPS, el periodo de transferencia de datos desde la boya hasta la estación base y el periodo de ejecución de comandos en la boya; y,

• mensajes cortos de tipo 6, que comprenden establecer una hora y fecha de activación de un temporizador en la boya para configurar los temporizadores que controlan el periodo de captura de datos por parte de los sensores de medición de parámetros y del receptor GPS, el periodo de transferencia de datos desde la boya hasta la estación base y el periodo de ejecución de comandos en la boya.

11. Procedimiento de transferencia de datos, según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende retransmitir automáticamente los paquetes enviados en la fase vi) en caso de fallo en la recepción.

12. Procedimiento de transferencia de datos, según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende configurar por parte del usuario un temporizador con un periodo determinado para que la boya verifique la existencia de mensajes cortos y paquetes pendientes de ser recibidos.

13. Procedimiento de transferencia de datos, según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende transferir desde la estación base a la boya, unos comandos ejecutables en la boya de un modo seleccionado entre de forma directa a través de un puerto serie y de forma remota mediante protocolo Iridium SBD.

14. Procedimiento de transferencia de datos, según la reivindicación 1, caracterizado porque tras la descarga de los mensajes recibidos en la fase vii) comprende exportar la información contenida en los mensajes a unos formatos XML y KML para la representación de la información mediante herramientas de visualización.

15. Boya lagrangiana de medición de corrientes para entornos oceánicos y costeros, que hace uso de procedimiento descrito en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque al menos comprende:

• un elemento cilíndrico con su base inferior abierta y que presenta un cajeado en la cara interna del extremo inferior del elemento cilíndrico;

• un elemento en forma de U que presenta un cajeado en la cara externa de la las ramas verticales, un orificio en su cara interior y una prominencia en la zona central de la rama horizontal que comprende un alojamiento para un vástago en forma de T;

• un junta tórica situada entre el elemento cilíndrico y el elemento en forma de U para sellar el interior del dispositivo.

• Un elemento de sellado seleccionado entre un conector y un pasamuros estanco, situado en el orificio del elemento en forma de U para colocar sensores de medición;

donde en el interior del cuerpo cilíndrico se dispone al menos una antena Iridium, al menos una antena GPS, un receptor GPS, unos sensores de medición de parámetros, un modem de comunicaciones Iridium SBD y una memoria extraíble externa.

16. Boya lagrangiana de medición de corrientes para entornos oceánicos y costeros, según la 5 reivindicación 15 caracterizado porque comprende una pluralidad de espumas de flotación y seguridad situadas en la cara externa del elemento cilíndrico y rodeándolo.

17. Boya lagrangiana de medición de corrientes para entornos oceánicos y costeros, según la reivindicación 15 caracterizado porque comprende medios de anclaje en la cara externa de la base del elemento en forma de U.

1.

18. Boya lagrangiana de medición de corrientes para entornos oceánicos y costeros, según la reivindicación 15 caracterizado porque el elemento cilíndrico junto con la espuma de flotación y seguridad presenta un diámetro exterior máximo de 140 mm, y una longitud máxima de 400 mm.