ES2311409A1 - Sistema de riego automatizado, remoto y centralizado. - Google Patents
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Abstract
Sistema de riego automatizado, remoto y centralizado. Sistema que permite la gestión remota y centralizada del riego de extensas zonas, tal como los parques y jardines de una ciudad, que comprende: - un ordenador servidor (1) de gestión de riegos, que presenta un dispositivo de conexión (11} a una red de comunicaciones (4) de acceso global para su gestión remota, un dispositivo de acceso a telefonía (13) móvil o fija y un dispositivo de servicio remoto (13); - una serie de concentradores (2) de comunicación, los cuales comprenden un dispositivo de acceso a telefonía (21) móvil o fija, un microprocesador (22) y memoria (23) de almacenamiento de programas de riego, un equipo de radiofrecuencia (24) para la comunicación con unos dispositivos de riego (3), y una fuente de alimentación (25) eléctrica; - una pluralidad de dispositivos de riego (3), con un módulo de comunicaciones (33) por radiofrecuencia para su activación, programación o consulta de estados a distancia desde un concentrador próximo y con una fuente de alimentación autónoma.
Description
Sistema de riego automatizado, remoto y
centralizado.
La presente invención se refiere a un sistema de
riego automatizado, remoto y centralizado del tipo de los que
comprenden una pluralidad de dispositivos de riego controlados a
distancia (remotamente) y desde un mismo punto (centralizadamente),
siendo este punto de control cualquier punto del mundo dotado de un
dispositivo capaz de navegar por internet.
De sobras es conocido el uso de distintos tipos
de dispositivos de riegos que permiten la realización automática o
semiautomática de riegos de parques, jardines y cultivos en
general.
El uso de estos dispositivos de riego se ha
extendido sobre todo en las ciudades, ya que permite reducir
considerablemente el personal dedicado al cuidado de zonas verdes,
especialmente en las tareas de riego. Estos dispositivos comprenden
principalmente una o varias electroválvulas y un mecanismo de
relojería, ya sea mecánico, eléctrico o digital, que permite
establecer el momento del inicio del riego abriendo las
electroválvulas, y el fin del riego mediante el cierre de las
válvulas hasta el inicio del ciclo nuevamente.
Antiguamente estos dispositivos programadores
solamente funcionaban mediante una conexión de alimentación a la
red eléctrica. La aparición de dispositivos programables con
funcionamiento a pilas o baterías, facilita considerablemente su
instalación, ya que no requieren de la extensión de redes de
alimentación eléctrica para su instalación, sino que se procede a
colocar las electroválvulas que controla el dispositivo
directamente en la tubería de suministro de agua de la zona a regar
y solo es necesario cambiar las pilas o baterías de forma
periódica.
Tal como se ha comentado, dado que es común que
la zona a regar sea un parque, zonas verdes y de ocio, un zoológico
u otros, el número de dispositivos de riego puede ser bastante
elevado y su reprogramación para adaptar los riegos a épocas de más
sequía o de más lluvia, es lenta y farragosa, por lo que han
aparecido dispositivos de riego manejables a distancia. Estos
dispositivos se pueden dividir en dos tipos, los controlados por
radiofrecuencia y los controlados por telefonía móvil.
Los dispositivos de riego controlados por
radiofrecuencia, comprenden un módulo de comunicaciones con un
equipo de radiofrecuencia que permite su control mediante una
consola a distancia, de forma que con una sola consola es posible
controlar varios dispositivos de riego en unos pocos metros a la
redonda, sin embargo estos medios de control no son útiles para
manejar todos los dispositivos de riego de una ciudad medianamente
grande. Además, existe el problema añadido de que los distintos
fabricantes, establecen protocolos y medios de comunicación por
radiofrecuencia que son propios, y por lo tanto incompatibles entres
sí.
A su vez, los dispositivos de riego controlados
por telefonía móvil comprenden un módulo o dispositivo de acceso a
telefonía móvil preferentemente, opcionalmente de telefonía fija,
conectado a una línea de comunicaciones, de forma que mediante
mensajes o llamadas codificadas por tonos permiten la introducción
de nuevos programas en memoria. Estos dispositivos de riego
presentan la ventaja de que su control se puede realizar desde
cualquier parte, solamente con la condición de que exista cobertura
de la compañía telefónica en la ubicación del dispositivo de riego.
Sin embargo, presenta el problema de que el mantenimiento de la
línea es costoso, y su precio se dispara al multiplicar el número
de dispositivos de riego que se tienen que manejar, porque se
multiplica el número de líneas a mantener. Además es necesario
realizar la programación de dichos dispositivos de riego, uno por
uno, mediante las respectivas llamadas telefónicas. Otro
inconveniente importante es que el módulo de acceso a la telefonía
tiene un consumo de energía importante, con lo que el sistema sólo
puede ser utilizado en zonas dotadas de una conexión a la red
eléctrica. La utilización de sistemas de alimentación eléctrica
alternativos como los basados en la energía solar, son inviables
económicamente para este tipo de sistemas, puesto que la gran
mayoría de los puntos dotados de programadores a pilas controlan
entre una o dos electroválvulas y por lo tanto, la repercusión del
coste sobre cada punto de riego es muy elevada.
La patente americana número 4.646.224 se refiere
únicamente a un programador de riegos local, capaz de determinar
los ciclos de riego y la duración de los mismos para cada una de
las zonas en función de los datos característicos del terreno,
tales como el tipo de substrato, el tipo de vegetación, el tipo de
aspersor, y datos temporales como los días de riego y la hora de
arranque de los riegos. Todos estos datos son introducidos
manualmente por un operario en el programador.
La patente americana 4.827.155 se refiere
únicamente a un programador de riegos local, desarrollado con
tecnología de estado sólido. Esta tecnología permite crear una
interfaz más amigable con el usuario, mediante la incorporación de
una pantalla alfanumérica y un teclado.
La patente americana 6.647.319 B1 se refiere
únicamente a un programador de riegos local, de estado sólido,
caracterizado porque precisa solamente de tres botones para
introducir los programas y un conjunto pequeño de LEDs para
informar al usuario del estado del mismo. Se trata de un diseño que
prima el coste y la simplicidad, reduciendo la interfaz con el
usuario a la mínima expresión.
La patente americana 5.602.728 se refiere
únicamente a un programador de riegos local, de estado sólido,
caracterizado por una simple interfaz con el usuario que puede
desconectarse del equipo controlador que se instala en la zona de
riego. Esta interfaz puede conectarse a un ordenador para la recarga
de programas y posteriormente descargarlos en los programadores
locales, pudiendo utilizar una misma interfaz para todos ellos.
La patente internacional WO 02/099543 A1 se
refiere únicamente a un dispositivo interruptor controlado de forma
remota, caracterizado porque la posición de reposo del interruptor
(normalmente abierta o normalmente cerrada) puede ser cambiada
mediante el envío remoto de comandos. En ningún caso el dispositivo
es capaz de modificar el programa de trabajo del controlador local,
sea de riegos o de iluminación (ejemplos mencionados en el
documento), ni reportar información del controlador hacia la
central, simplemente actúa como elemento habilitador o inhibidor,
ya sea cortando el común de alimentación del equipo controlador
local o aprovechando una posible entrada de inhibición de éste.
La patente internacional WO 99/48354 se refiere
únicamente a un sistema de control de riego local basado en el
cálculo teórico de la humedad de una zona, a partir de los datos
recogidos de una estación meteorológica situada en un punto de la
zona a controlar (sub-zona) y los datos recogidos de
un radar de lluvia. Los datos se guardan en una base de datos y con
ellos se calcula el contenido de humedad que estas condiciones
proporcionan. Para ello se utiliza una fórmula matemática que se
describe en la propia memoria de la patente. El sistema se
caracteriza por la presencia de un equipo computador, que es capaz
de comparar las necesidades de humedad requeridas (introducidas por
un operario) y las disponibles según el cálculo. En función del
resultado de la comparación se permite o no la activación del
controlador de riego asociado a la zona bajo control.
El sistema de riego automatizado, remoto y
centralizado, objeto de esta invención, presenta unas
particularidades técnicas destinadas a facilitar un control
integral del servicio de riego de una ciudad o de una zona extensa
con una gran cantidad de dispositivos de riego autónomos,
permitiendo una gestión rápida y eficaz, además de un control
remoto adecuado a mejorar su adaptabilidad y la resolución
inmediata de incidencias.
En efecto, el sistema comprende, además de los
dispositivos de riego, principalmente:
- un ordenador servidor de gestión de riegos,
que presenta un dispositivo de conexión a una red de comunicaciones
de acceso global, por ejemplo "Internet", un dispositivo de
acceso a telefonía móvil o fija y un dispositivo de servicio
remoto.
- una serie de concentradores de comunicación,
los cuales comprenden un dispositivo de acceso a telefonía móvil o
fija, un microprocesador y memoria de almacenamiento de programas
de riego, un equipo de radiofrecuencia para la comunicación con los
dispositivos de riego, y una fuente de alimentación eléctrica.
Con este sistema es posible realizar la
programación de los distintos dispositivos de riego, mediante un
aparato o punto de control que disponga de acceso a Internet para
conectar con el ordenador servidor de control de servicio, por
ejemplo mediante un ordenador de mesa, un ordenador portátil o un
asistente digital (PDA), usando simplemente un navegador web
incorporado. El ordenador servidor, comprende como dispositivo de
servicio remoto un servidor de páginas web con un interfaz de
control intuitivo, lo que habilita al usuario o usuarios el manejo
de los distintos dispositivos de riego de forma totalmente
transparente. El dispositivo de servicio remoto del ordenador
servidor de control puede presentar medidas de seguridad y
habilitación de privilegios para cada uno de los usuarios
autorizados.
Los concentradores permiten así una distribución
sectorial de los distintos dispositivos de riego que se necesitan
controlar, dominando cada concentrador sobre un área de influencia
determinada, en la que puede manipular un número prácticamente
ilimitado de dispositivos de riego mediante transmisiones de
radiofrecuencia, aunque los concentradores siguen siendo accesibles
desde el ordenador servidor de gestión central mediante la conexión
por telefonía móvil del propio concentrador. Esta distribución
permite reducir a unas pocas, el número de líneas de telefonía
móvil requeridas, manteniendo la total operatividad de los
dispositivos de riego.
El concentrador presenta la ventaja de que no es
necesario que esté instalado junto a los dispositivos de riego ni
en armarios especialmente próximos al efecto, ya que sus
comunicaciones en ambas direcciones son de forma inalámbrica.
El concentrador también puede presentar una
conexión, tal como un conversor analógico-digital,
a un detector exterior tal como un detector de lluvia, viento o
temperatura, entre otros y así determinar el estado de variables que
pueden afectar a las necesidades de riego.
En el caso de que se considere necesario que un
concentrador tenga una área de cobertura mayor, el sistema puede
comprender, al menos, un repetidor de señal de radiofrecuencia
entre los dispositivos concentradores y los dispositivos de
riego.
La fuente de alimentación eléctrica del
concentrador puede ser de distintos tipos, tal como un dispositivo
de batería eléctrica autónomo, o un dispositivo generador de
energía eléctrica a partir de energías renovables, tal como un
molino de viento o células fotovoltaicas. No obstante, debido a que
su dispositivo de acceso a telefonía móvil puede tener un consumo
no despreciable para este tipo de sistemas de alimentación, y
teniendo en cuenta que la ubicación del concentrador puede ser
cualquiera siempre que no se salga de la zona de influencia de sus
dispositivos de riego asociados, es más cómodo y económico
conectarlo directamente a la red eléctrica.
El dispositivo de riego puede comprender al
menos una conexión a accesorios, tal como un conversor analógico
digital, para el acoplamiento de un detector exterior de lluvia,
humedad en el suelo, o un medidor de caudal. Puede comprender al
menos un sistema de medición del estado de la batería y un medidor
del nivel de cobertura para la señal de radiofrecuencia. Todo ello
para poder comunicar dicha información a través del módulo de
comunicaciones al concentrador, y éste al ordenador servidor para
la toma de decisiones y su consulta desde los puntos de control.
El dispositivo de riego puede también desempeñar
la función de dispositivo interruptor remoto, más económico, con el
fin de poder aprovechar el parque de equipos programadores locales
de riego ya en funcionamiento, y poder gestionar de forma remota y
centralizada la habilitación y inhibición de los mismos. En este
modo de funcionamiento no se podrá en ningún caso modificar la
programación del equipo local ya existente.
El hecho de utilizar la radiofrecuencia para la
comunicación con el dispositivo de riego permite diseñar equipos de
muy bajo consumo, con lo que pueden instalarse en las mismas
ubicaciones de los equipos ya existentes sin necesidad de realizar
trabajos u obras adicionales. Por otro lado y también debido al
bajo consumo, los dispositivos de riego pueden alimentarse, con muy
bajo coste, a través de generadores de energía eléctrica a partir
de energías renovables.
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Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las
características de la invención, se acompaña a la presente memoria
descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo
y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
- La figura 1 muestra un esquema del
sistema.
- La figura 2 muestra un esquema de bloques del
ordenador servidor.
- La figura 3 muestra un esquema de bloques del
concentrador.
- La figura 4 muestra un esquema de bloques del
dispositivo de riego.
\vskip1.000000\baselineskip
Como se puede observar en las figuras
referenciadas, el sistema comprende un ordenador servidor (1) de
gestión de riegos, una pluralidad de concentradores (2) de
comunicación y una pluralidad de dispositivos de riego (3) para el
control del riego en parterres, parques, zonas verdes y
similares.
El ordenador servidor (1) de gestión de riegos
comprende un dispositivo de conexión (11) a una red de
comunicaciones (4) de acceso global desde cualquier dispositivo
remoto (5), en este caso ordenadores de mesa, ordenadores portátiles
y asistentes digitales (PDA), para el control remoto de los
dispositivos de riego (3), manejando un dispositivo de servicio
remoto (12), en este caso un servidor web. Asimismo, el ordenador
servidor (1) comprende un dispositivo de acceso a telefonía (13)
para la comunicación con los concentradores (2).
Cada concentrador (2) de comunicación comprende
un dispositivo de acceso a telefonía (21) móvil para la
comunicación con el ordenador servidor (1) de gestión, desde el que
se descargan los programas a ejecutar en los distintos dispositivos
de riego (3). Además, el concentrador (2) comprende un
microprocesador (22) y memoria (23) de almacenamiento de programas
de riego enviados desde el ordenador servidor (1). El concentrador
(2) también comprende un equipo de radiofrecuencia (24) para la
comunicación con los dispositivos de riego (3) y una fuente de
alimentación (25) eléctrica. El equipo de radiofrecuencia (24) para
la comunicación está constituido por uno módulo transmisor (26) y
un módulo receptor (28). El concentrador (2) presenta una conexión
(27) a un detector (6) de lluvia.
En una alternativa de realización, el sistema
puede comprender al menos un repetidor (7) de señal de
radiofrecuencia entre un concentrador (2) y los dispositivos de
riego (3), permitiendo que dicha transmisión de radiofrecuencia
pueda llegar más lejos.
En una alternativa de realización, un
dispositivo de riego (3) está constituido por un microcontrolador
(31), una batería (32), un módulo de comunicaciones (33) por
radiofrecuencia, un amplificador de potencia (34) para el manejo de
una electroválvula de forma programada, y un módulo de
monitorización de estados (36) del dispositivo como podrían ser el
nivel de batería y la cobertura de señal. Dicho dispositivo de
riego (3) comprende también una conexión (35) con un detector (8)
exterior para la monitorización de magnitudes ambientales y físicas
como el caudal.
Una vez descrita suficientemente la naturaleza
de la invención, así como un ejemplo de realización preferente, se
hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma,
tamaño y disposición de los elementos descritos podrán ser
modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las
características esenciales de la invención que se reivindican a
continuación.
Claims (4)
1. Sistema de riego automatizado, remoto y
centralizado, del tipo de los que comprende una pluralidad de
dispositivos de riego (3), con un módulo de comunicaciones (33) por
radiofrecuencia para su activación y/o programación a distancia
caracterizado porque comprende:
- un ordenador servidor (1) de gestión de
riegos, que presenta un dispositivo de conexión (11) a una red de
comunicaciones (4) de acceso global, un dispositivo de acceso a
telefonía (13) móvil o fija y un dispositivo de servicio remoto
(12);
- una serie de concentradores (2) de
comunicación, los cuales comprenden un dispositivo de acceso a
telefonía (21) móvil o fija, un microprocesador (22) y memoria (23)
de almacenamiento de programas de riego, un equipo de
radiofrecuencia (24) para la comunicación con los dispositivos de
riego (3), y una fuente de alimentación (25) eléctrica.
2. Sistema, según la reivindicación 1,
caracterizado porque comprende al menos un repetidor (7) de
señal de radiofrecuencia entre los concentradores (2) y los
dispositivos de riego (3).
3. Sistema, según la reivindicación 1,
caracterizado porque el concentrador (2) comprende, al
menos, una conexión (27) a un detector exterior (6).
4. Sistema, según la reivindicación 1,
caracterizado porque el dispositivo de riego (3) comprende
al menos una conexión (35) a un detector (8) exterior y/o interior
de magnitudes ambientales o condiciones de funcionamiento.
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