ES2682819T3 - Sistemas de generación automática de informes de datos de pronóstico procedentes de sensores inalámbricos conectados en malla en una nube informática - Google Patents

Sistemas de generación automática de informes de datos de pronóstico procedentes de sensores inalámbricos conectados en malla en una nube informática Download PDF

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ES2682819T3 ES16166748.0T ES16166748T ES2682819T3 ES 2682819 T3 ES2682819 T3 ES 2682819T3 ES 16166748 T ES16166748 T ES 16166748T ES 2682819 T3 ES2682819 T3 ES 2682819T3
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Asha Samaga
Vidhya Thawale
Malathy Rajkumar
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Abstract

Un aparato que comprende: un primer sensor inalámbrico (12, 14), en donde el primer sensor inalámbrico (12, 14) detecta amenazas dentro de una zona geográfica protegida (16); un segundo sensor inalámbrico, en donde el segundo sensor inalámbrico (12, 14) detecta las amenazas dentro de la zona geográfica protegida (16); un procesador (30, 32) de cada uno de los primero y segundo sensores inalámbricos (12, 14) que detecta las condiciones operativas internas del sensor (12, 14) e informa sobre las condiciones operativas internas; un procesador de panel de control (30, 32) que recibe y correlaciona las condiciones operativas internas de un sensor entre el primer sensor inalámbrico y el segundo sensor inalámbrico (12, 14) con un modo de fallo potencial, e informa del modo de fallo potencial a una aplicación en la nube informática (44); y un procesador en la nube informática (46) de la aplicación en la nube informática (44) que determina una localización del sensor (12, 14) e informa del modo de fallo potencial y la localización a una persona responsable del sensor (12, 14), en donde el primer sensor inalámbrico (12, 14) y el segundo sensor inalámbrico (12, 14) están dispuestos en una red de malla.

Description

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DESCRIPCION
Sistemas de generacion automatica de informes de datos de pronostico procedentes de sensores inalambricos conectados en malla en una nube informatica
CAMPO TECNICO
Esta solicitud de patente se refiere a sistemas de seguridad y, mas en particular, a sensores inalambricos utilizados dentro de dichos sistemas.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
Se conocen sistemas para proteger a personas y bienes dentro de zonas protegidas. Dichos sistemas se suelen basar en el uso de uno o mas sensores inalambricos que detectan amenazas a los bienes dentro de la zona protegida.
Las amenazas a personas y los bienes se pueden originar a partir de cualquier cantidad de fuentes diferentes. A modo de ejemplo, un incendio puede matar o lesionar a los ocupantes que quedaron atrapados por un incendio en una vivienda. Del mismo modo, el monoxido de carbono de un incendio puede matar a las personas mientras duermen.
De forma alternativa, un intruso no autorizado, tal como un ladron, puede representar una amenaza para los bienes dentro de la zona. Es conocido, ademas, que intrusos hieren o matan a personas que viven en la zona.
En el caso de intrusos, se pueden colocar sensores en diferentes zonas sobre la base de los usos respectivos de esas zonas. A modo de ejemplo, si las personas estan presentes durante algunas partes de un dfa normal, y no en otras ocasiones, los sensores se pueden colocar a lo largo de la periferia del espacio para proporcionar proteccion cuando el espacio esta ocupado, mientras que sensores adicionales se pueden colocar en el interior del espacio y se utilizan cuando el espacio no esta ocupado.
En la mayona de los casos, los detectores de amenazas estan conectados a un panel de control local. En el caso de que se detecte una amenaza a traves de uno de los sensores, el panel de control puede hacer sonar una alarma audible local. El panel de control puede, ademas, enviar una senal a una estacion central de supervision.
Aunque los sistemas de seguridad convencionales, que utilizan sensores inalambricos, funcionan bien, a veces estan sujetos a fallos no previstos. En consecuencia, existe la necesidad de mejores metodos y aparatos para diagnosticar dichos sistemas.
La Publicacion de Patente Europea n° EP2637147 A1 describe un metodo para probar un sistema de alarma, que incluye la desconexion automatica del enlace del sistema de alarma a su centro de control a distancia.
SUMARIO DE LA INVENCION
La presente invencion se define por las reivindicaciones adjuntas.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
La Figura 1 ilustra un diagrama de bloques de un sistema de seguridad de conformidad con el mismo.
DESCRIPCION DETALLADA
Aunque las formas de realizacion dadas a conocer pueden tomar numerosas formas diferentes, las formas de realizacion espedficas de las mismas se muestran en los dibujos y se describiran aqrn, en detalle, con el entendimiento de que la presente idea inventiva se debe considerar como una ejemplificacion de los principios de la misma, asf como su mejor forma de puesta en practica, y no pretende limitar la solicitud, o las reivindicaciones, a la forma de realizacion espedfica ilustrada.
La Figura 1 ilustra un sistema de seguridad 10 que se muestra, en general, de conformidad con una forma de realizacion ilustrada. Dentro del sistema de seguridad se puede incluir una cantidad de sensores 12, 14 utilizados para detectar amenazas dentro de una zona geografica protegida 16. Las amenazas se pueden originar a partir de cualquiera de varias fuentes distintas. A modo de ejemplo, un intruso puede representar una amenaza para personas y/o bienes dentro de una vivienda o negocio. De modo similar, una fuga de fuego o de gas puede amenazar la seguridad de esas mismas personas y/o bienes.
En consecuencia, los sensores pueden ponerse en practica en cualquiera de una serie de formas diferentes. A modo de ejemplo, al menos algunos de los sensores pueden ser interruptores colocados en las puertas y ventanas que
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proporcionan entrada y salida de la zona protegida. Otros sensores pueden ser sensores infrarrojos pasivos (PIR), situados dentro de la zona protegida con el fin de detectar intrusos que han podido eludir los sensores a lo largo de la periferia de la zona protegida. Otros sensores pueden ser, ademas, detectores de humo y/o fuego.
Dentro de la zona protegida se incluye, ademas, un panel de control o controlador 18. El panel de control puede estar situado dentro de la zona protegida, tal como se ilustra en la Figura 1, o situado de forma distante.
El panel de control puede controlar la activacion de los sensores. A la activacion de uno de los sensores, el panel de control puede generar un mensaje de alarma y enviarlo a una estacion de supervision central 20. La estacion de supervision central puede responder mediante la convocatoria de la ayuda adecuada (a modo de ejemplo, polida, departamento de bomberos, etc.).
El sistema de seguridad puede ser controlado por un usuario humano a traves de una interfaz de usuario 22. En la interfaz de usuario puede estar incluida una pantalla de visualizacion 24 y un teclado 26.
Situada dentro del panel de control, la interfaz de usuario, y cada uno de los sensores, puede ser uno o mas aparatos procesadores (procesadores) 30, 32, cada uno funcionando bajo el control de uno o mas programas informaticos 34, 36 cargados a partir de un soporte legible por ordenador no transitorio (memoria) 38. Tal como aqm se utiliza, la referencia a una etapa puesta en practica por un programa informatico se refiere, ademas, al procesador que ejecuto dicha etapa.
El sistema de seguridad puede activarse y desactivarse a traves de la interfaz de usuario. A este respecto, un usuario autorizado puede introducir un numero de identificacion personal (PIN) y una instruccion a traves del teclado. La instruccion puede ser una instruccion de activacion, de una activacion a distancia y/o una orden de desactivacion.
Un procesador de estado puede supervisar la interfaz de usuario para la entrada procedente del usuario humano. A la deteccion un PIN, el procesador de estado puede comparar el PIN introducido con los PINs de usuarios autorizados. Si el PIN introducido coincide con el PIN de un usuario autorizado, entonces el procesador de estado ejecuta la instruccion. En caso contrario, la entrada se puede ignorar, o se genera un mensaje de error.
En el estado de activacion, un procesador de alarma supervisa cada uno de los sensores para activacion. Al detectar la activacion de uno de los sensores, el procesador de alarma compone y envfa un mensaje de alarma a la estacion de supervision central. El mensaje de alarma puede incluir un identificador del sistema (p.ej., numero de cuenta, direccion postal, etc.), un identificador del sensor y el momento de activacion.
En general, los sensores de la Figura 1 son dispositivos inalambricos que se comunican con el panel de control en uno o mas canales de radiofrecuencia. Por consiguiente, un transceptor de radiofrecuencia respectivo 40, situado dentro del panel de control y cada uno de los sensores, se proporciona en soporte de dicha comunicacion inalambrica.
A modo de ejemplo, el panel de control puede incluir uno o mas procesadores de comunicacion que definen una super-trama para la comunicacion entre el panel de control y los sensores. La super-trama se puede definir, a su vez, por un numero de ranuras temporales de acceso multiple por division de tiempo (TDMA) que vuelven a producirse durante un penodo de tiempo predeterminado. Algunas de las ranuras se pueden reservar para ser utilizadas por los sensores bajo un protocolo 6LowPan/IPv6/IoT.
La super-trama puede incluir una ranura reservada para una baliza, y ranuras reservadas para el intercambio de mensajes entre los sensores y el panel de control bajo la norma IEEE 802.15.4 y/o el protocolo 6LowPAN. La baliza puede identificar un punto de inicio de la super-trama e incorpora una cantidad de campos de datos que definen, cada uno, aspectos respectivos de la super-trama.
Cada sensor del sistema de la Figura 1 puede tener una direccion corta y una direccion IPv6 (6LowPan) y un identificador MAC (MAC ID). El sistema de direccionamiento facilita el acceso de los sensores por cualquier otro dispositivo compatible con IPv6, tal como se describe en varias publicaciones de Internet of Things (loT). Lo que antecede permite que los sensores se organicen por respectivos procesadores en redes de estrella o arbol.
El estado operativo del panel de control (p.ej., activado, desactivado, con anomalfa operativa, etc.) se puede transmitir como parte de la carga util de la baliza. Si es necesario, se puede transmitir, ademas, un indicador detallado del estado del panel dentro de las respectivas ranuras bajo los protocolos 6LowPAN/802.15.4. Las ranuras de control de la baliza se pueden utilizar, ademas, para enviar mensajes de demanda a partir del panel de control a dispositivos finales (p.ej., sensores, etc.) sobre la base de las direcciones IEEE802.15.4 de los dispositivos finales.
En una forma de realizacion ilustrada, un procesador de supervision del panel de control supervisa una serie de aspectos operativos y ambientales internos de cada sensor para indicaciones de posibles fallos. Esto se puede conseguir mediante un sistema de informes dentro de cada uno de los sensores que recopila e informa, periodicamente, sobre una serie de indicadores de fiabilidad del sensor. Lo anterior se puede lograr a traves de un
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procesador de informes dentro del sensor que recopila de forma automatica y env^a periodicamente los indicadores al panel de control o el procesador de supervision del panel de control puede sondear, de forma periodica, a cada uno de los sensores para conocer los indicadores de confiabilidad.
Los indicadores de fiabilidad se pueden proporcionar a partir de cualquiera de varias fuentes diferentes dentro de cada sensor. A modo de ejemplo, una fuente puede ser un procesador de supervision de tension que vigila la tension de la batena del sensor. Otra fuente puede ser un procesador de intensidad de senal, que supervisa un nivel de energfa de paquetes transmitidos por el sensor al panel, ya sea directamente o a traves de otro de los sensores. Otra fuente puede ser, ademas, uno o mas procesadores de contador que cuentan la cantidad de paquetes que se transmiten y reciben por penodo de tiempo (p.ej., por hora, por dfa, etc.). En este sentido, un procesador de contador puede contabilizar la cantidad de paquetes que se originan dentro del sensor y que se intercambian con el panel de control. Otro procesador de contador puede contar la cantidad de paquetes que se intercambian con el panel de control en representacion de un sensor secundario de la red de malla.
Otra fuente puede ser un procesador de calidad de enlace que supervisa una calidad de enlace del canal de comunicacion entre el sensor y el panel. El procesador de calidad de enlace puede controlar el numero de errores durante un penodo de tiempo, como una medida de la calidad del enlace de comunicacion entre el sensor y el panel.
Otra fuente de informacion de fiabilidad se puede proporcionar, ademas, por un procesador de deteccion de temperatura dentro del sensor. En este caso, el procesador de deteccion de temperatura puede estar acoplado a un elemento de deteccion que detecta y mide una temperatura de los procesadores del sensor.
En la forma de realizacion ilustrada, el procesador de generacion de informes de cada sensor puede recoger dichos indicadores de fiabilidad (p.ej., temperatura, calidad de enlace, potencia de transmision, numero de paquetes transmitidos por penodo de tiempo, etc.) y transmitir estos valores al procesador de supervision del panel de control. Los indicadores informados de cada sensor se pueden guardar en un archivo respectivo 50, 52. El procesador de supervision, u otro procesador relacionado, puede comparar los indicadores de fiabilidad con una cantidad de criterios 54, 56, con el fin de identificar uno o mas modos de fallo potenciales para el informe del sensor a los indicadores.
Cuando se detecta un modo de fallo potencial, el procesador de supervision puede enviar una notificacion correspondiente 58, 60 asociada con los criterios a una aplicacion en la nube informatica 44, a traves de Internet 42. La aplicacion en la nube informatica, a su vez, puede informar del posible fallo a un dispositivo portatil 48 de una persona responsable del sensor.
A este respecto, la aplicacion en la nube informatica puede incluir uno o mas programas informaticos que se ejecutan en un aparato procesador (procesador) 46. De modo similar, el dispositivo portatil de la persona responsable puede ser un telefono inteligente.
La notificacion enviada a la persona responsable se puede determinar por el tipo de modo de fallo implicado. Se incluye con la notificacion un identificador del sensor por localizacion y tiempo. La identificacion del sensor puede basarse en una ubicacion geografica del sensor y/o sistema de seguridad (p.ej., una direccion del sistema de seguridad, localizacion de GPS, etc.). Como alternativa, o de forma adicional, a notificacion puede incluir un identificador separado y/o una localizacion de GPS del sensor dentro de la zona protegida.
Las notificaciones y los criterios estan formateados para el posible fallo implicado. A modo de ejemplo, una notificacion de un posible fallo puede ser una prediccion de fallo de la batena, o un nivel bajo de la batena en funcion de la cantidad de paquetes transmitidos y recibidos por el sensor. En este caso, los criterios pueden estar basados en un nivel umbral de paquetes que pueden transmitirse y recibirse por penodo de tiempo.
La situacion en la que un sensor transmite y recibe demasiados paquetes durante un penodo de tiempo puede ser causada por cualquiera de una serie de factores diferentes. A modo de ejemplo, un sensor en una red de malla puede estar situado en una localizacion central en donde varios sensores secundarios deben confiar en el sensor situado en el centro para comunicarse con el panel de control. Sin embargo, lo anterior puede dar lugar a un fallo prematuro de batena del sensor situado en una posicion central que esta desproporcionado con los sensores circundantes.
Para abordar este modo de fallo potencial particular, uno de los criterios puede comparar el numero de paquetes intercambiados en nombre de un nodo secundario con un valor umbral de nodo secundario. Si un sensor supera el valor umbral, en este caso se puede enviar una notificacion adecuada a la persona responsable. La notificacion puede incluir un aviso de que el sensor esta en peligro de fallo de la batena debido a la excesiva actividad del paquete de nodo secundario y la sugerencia de que los sensores en la zona deben re-situarse de modo que se reduzca la actividad del nodo secundario por intermedio del sensor.
Otro criterio puede estar basado en el nivel de potencia de la senal transmitida de cada sensor. A modo de ejemplo, el panel puede detectar una disminucion pronunciada y constante en la intensidad de la senal y etiquetarse para una
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notificacion de baja intensidad de senal. En este caso, una indicacion de baja intensidad de senal es de mayor valor que un bajo nivel de tension de la batena puesto que es una indicacion mucho mas prematura del fallo inminente de la batena.
Otros criterios pueden estar basados en una temperatura del sensor medida o detectada. En este caso, un aumento pronunciado y continuo de la temperatura puede ser un indicador de que el sensor esta demasiado cerca de una fuente de calor externa, o de que el procesador sensor no funciona bien debido a un fallo del software o al fallo del hardware. La alta temperatura es una indicacion probable de un fallo inminente del sensor. En este caso, la notificacion enviada puede ser una advertencia de alta temperatura para el sensor.
Otro criterio puede basarse en el nivel de calidad del enlace de radiofrecuencia entre el sensor y el panel de control. En este caso, los criterios pueden ser simplemente un valor umbral de calidad de enlace. En este caso, la baja calidad del enlace puede deberse a una localizacion deficiente del sensor y a una incompatibilidad del sensor con su ubicacion. A modo de ejemplo, el sensor puede estar situado detras de un poste de metal u otra estructura conductora. La notificacion, en este caso, puede incluir la sugerencia de que el sensor debe moverse a una posicion mejor.
Cada una de las condiciones de fallo potencial se puede comunicar por el panel a la nube informatica. La nube informatica recibe una notificacion del posible fallo junto con la ubicacion GPS del panel y puede notificarlo a los instaladores que pueden estar trabajando cerca de las instalaciones del panel para su atencion inmediata. La aplicacion en la nube informatica puede enviar notificaciones a un usuario autorizado, distribuidor del sensor u otra persona responsable, incluyendo una indicacion del motivo del fallo del sensor, o posible fallo o condicion de drenaje de la batena, o problemas ambientales, o mal funcionamiento, junto con la gravedad de la situacion. Si la persona responsable es un distribuidor, el distribuidor puede llamar a los usuarios finales y advertir al usuario final de la actividad de mantenimiento necesaria para evitar penalizaciones por falsas alarmas que, de otro modo, se producinan debido a un sensor defectuoso.
A partir de lo que antecede, ha de observarse que se pueden realizar numerosas variaciones y modificaciones sin desviarse del alcance de la misma. Debe entenderse que no se pretende o debe inferirse ninguna limitacion con respecto al aparato espedfico ilustrado en este documento. Por supuesto, las reivindicaciones adjuntas estan previstas para cubrir todas las modificaciones que caigan dentro del alcance de las reivindicaciones. Ademas, los flujos logicos ilustrados en las figuras no requieren el orden particular mostrado, o el orden secuencial, para lograr resultados deseables. Se pueden proporcionar otras etapas, o se pueden eliminar etapas, a partir de los flujos descritos, y se pueden anadir otros componentes, o eliminarlos de las formas de realizacion descritas.

Claims (14)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un aparato que comprende:
    un primer sensor inalambrico (12, 14), en donde el primer sensor inalambrico (12, 14) detecta amenazas dentro de una zona geografica protegida (16);
    un segundo sensor inalambrico, en donde el segundo sensor inalambrico (12, 14) detecta las amenazas dentro de la zona geografica protegida (16);
    un procesador (30, 32) de cada uno de los primero y segundo sensores inalambricos (12, 14) que detecta las condiciones operativas internas del sensor (12, 14) e informa sobre las condiciones operativas internas;
    un procesador de panel de control (30, 32) que recibe y correlaciona las condiciones operativas internas de un sensor entre el primer sensor inalambrico y el segundo sensor inalambrico (12, 14) con un modo de fallo potencial, e informa del modo de fallo potencial a una aplicacion en la nube informatica (44); y
    un procesador en la nube informatica (46) de la aplicacion en la nube informatica (44) que determina una localizacion del sensor (12, 14) e informa del modo de fallo potencial y la localizacion a una persona responsable del sensor (12, 14),
    en donde el primer sensor inalambrico (12, 14) y el segundo sensor inalambrico (12, 14) estan dispuestos en una red de malla.
  2. 2. El aparato segun la reivindicacion 1, en donde el procesador del panel de control (30, 32) es parte de un panel de control (18) que supervisa una pluralidad de sensores (12, 14), que incluye el primer sensor inalambrico (12, 14) y el segundo sensor inalambrico (12, 14).
  3. 3. El aparato segun la reivindicacion 2, en donde el procesador del panel de control (30, 32) sondea a cada uno de la pluralidad de sensores (12, 14) para obtener datos.
  4. 4. El aparato segun la reivindicacion 2, en donde la pluralidad de sensores (12, 14) comprende uno o mas detectores de humo, detectores de monoxido de carbono y detectores de intrusion.
  5. 5. El aparato segun la reivindicacion 1 que comprende, ademas, un contador dentro de al menos el primer sensor inalambrico (12, 14), que determina la cantidad de veces en que el primer sensor inalambrico (12, 14) ha transmitido datos.
  6. 6. El aparato segun la reivindicacion 2 que comprende, ademas, un contador dentro de al menos el primer sensor inalambrico (12, 14) que determina una cantidad de veces en que el primer sensor inalambrico (12, 14) ha retransmitido datos a partir de otros de entre la pluralidad de sensores (12, 14).
  7. 7. El aparato segun la reivindicacion 1, en donde el procesador (30, 32) de al menos el primer sensor inalambrico (12, 14) determina e informa de una temperatura del primer sensor inalambrico (12, 14).
  8. 8. El aparato segun la reivindicacion 1, en donde el procesador (30, 32) de al menos el primer sensor inalambrico (12, 14) determina e informa de una potencia de transmision del primer sensor inalambrico (12, 14).
  9. 9. El aparato segun la reivindicacion 2, en donde el procesador (30, 32) de cada uno de entre el primero y segundo sensores inalambricos (12, 14) comunica las condiciones operativas internas al panel de control (18).
  10. 10. El aparato segun la reivindicacion 9, en donde las condiciones operativas internas comunicadas al panel de control (18) comprenden, ademas, una o mas de una cantidad de veces que el sensor (12, 14) ha transmitido datos al panel de control (18), una cantidad de veces que el sensor (12, 14) ha retransmitido los datos a partir de otros de entre la pluralidad de sensores (12, 14) al panel de control (18), una tension de la batena, una temperatura del sensor (12, 14), y una potencia de transmision.
  11. 11. El aparato segun la reivindicacion 10, en donde el procesador del panel de control (30, 32) correlaciona la temperatura del sensor (12, 14) con el modo de fallo potencial.
  12. 12. El aparato segun la reivindicacion 11, en donde el procesador del panel de control (30, 32) correlaciona una tasa de elevacion de la temperatura del sensor (12, 14) con el modo de fallo potencial.
  13. 13. El aparato segun la reivindicacion 10, en donde el procesador del panel de control (30, 32) correlaciona el numero de veces que el sensor (12, 14) ha transmitido los datos al panel de control (18) con el modo de fallo potencial.
  14. 14. El aparato segun la reivindicacion 10, en donde el procesador del panel de control (30, 32) correlaciona la potencia de transmision con el modo de fallo potencial.
    5 15. El aparato segun la reivindicacion 14, en donde el procesador del panel de control (30, 32) correlaciona una
    tasa de disminucion en la potencia de transmision con el modo de fallo potencial.
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ES16166748.0T 2015-05-12 2016-04-22 Sistemas de generación automática de informes de datos de pronóstico procedentes de sensores inalámbricos conectados en malla en una nube informática Active ES2682819T3 (es)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US201514709552 2015-05-12
US14/709,552 US9609399B2 (en) 2015-05-12 2015-05-12 Automatic reporting of prognosis data from wireless mesh sensors to cloud

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