| JP51128300 | FOREIGN MATTER DETECTOR |
| WO/2002/089084 | DOOR MOUNTABLE ALARM SYSTEM |
| JP2005063271 | STRUCTURE PROTECTING DEVICE |
ROMEU ROBERT, Jordi (Universitat Politècnica de Catalunya, Jordi Girona 1-3 Edifici D, desp. 106 Barcelona, E-08034, ES)
BREY RODRÍGUEZ, Antoni (Parc de Belloch, Ctra. C-251 Km., 6 La Roca del Vallès, E-08430, ES)
ROMEU ROBERT, Jordi (Universitat Politècnica de Catalunya, Jordi Girona 1-3 Edifici D, desp. 106 Barcelona, E-08034, ES)
| REIVINDICACIONES 1 .- Sistema de suelo para detectar la ocupación de una superficie (46) de uso colectivo que comprende un recubrimiento y una pluralidad de sensores (1 ) de ocupación previstos bajo dicha superficie (46) recubierta, comprendiendo cada sensor (1 ) [a] un detector (2) de ocupación, [b] unos medios de transmisión (4) y [c] unos medios de control (6) aptos para recibir una primera señal de ocupación de dicho detector (2) y transmitir dicha primera señal (20) a través de dichos medios de transmisión (4), caracterizado porque dicho sistema de suelo (1 ) además comprende [d] por lo menos una fuente externa (14) de alimentación mediante energía electromagnética, y porque [e] dicho sensor (1 ) comprende unos medios de captación (8) de energía aptos para captar la energía electromagnética de dicha fuente externa (14) y alimentar eléctricamente dicho sensor (1 ). 2.- Sistema de suelo según la reivindicación 1 , caracterizado porque dicho sensor (1 ) comprende un acumulador (12) de la energía proveniente de dicha fuente externa (14) que almacena la energía captada por dichos medios de captación (8). 3.- Sistema de suelo según la reivindicación 2, caracterizado porque dicho acumulador (12) comprende un condensador (C2) con corrientes de fuga menores que 5 μΑ, siendo dicho sensor (1 ) alimentado de forma intermitente por parte de dicho acumulador (12) cada vez que dicho condensador (C2) está cargado. 4.- Sistema de suelo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque dicha fuente externa (14) es una antena de radiofrecuencia y dichos medios de captación (8) de energía electromagnética comprenden una antena de captación de ondas de radiofrecuencia de frecuencia comprendida entre 600 y 1500 MHz. 5.- Sistema de suelo según la reivindicación 4, caracterizado porque dicha antena de captación es simultáneamente dichos medios de transmisión (4). 6.- Sistema de suelo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque dicha fuente externa (14) es una espira (32) principal alimentada por corriente que rodea dicha pluralidad de sensores (1 ) y porque dichos medios de captación (8) de energía electromagnética de cada sensor (1 ) comprenden una bobina apta para recibir una corriente inducida por dicha espira (32) principal. 7. - Sistema de suelo según la reivindicación 6, caracterizado porque dicha corriente inducida por dicha espira (32) tiene una frecuencia de entre 100 y 300 kHz. 8. - Sistema de suelo según la reivindicación 7, caracterizado porque dicha corriente inducida por dicha espira (32) tiene una frecuencia menor de 125 kHz. 9. - Sistema de suelo según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8, caracterizado porque dichos medios de control (6) modifican el estado de dicho sensor (1 ) entre un modo receptor en el que dicho sensor (1 ) acumula dicha energía electromagnética en dicho acumulador (12) y un modo emisor en el que dicho acumulador alimenta eléctricamente dicho sensor (1 ) y dicho sensor (1 ) emite dicha primera señal (20) de ocupación a través de dichos medios de transmisión (4). 10. - Sistema de suelo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque dicho detector (2) de ocupación es capacitivo. 1 1. - Sistema de suelo según la reivindicación 10, caracterizado porque dicho detector (2) de ocupación está formado por un primer y un segundo electrodos (40a, 40b) laminares planos dispuestos con su cara plana orientada sustancialmente paralela al suelo (46) y alimentados por una corriente alterna de frecuencia de excitación de 1 a 100 MHz y preferentemente de 10 a 40 MHz que genera un campo eléctrico entre dichos primer y segundo electrodos (40a, 40b), detectándose el estado de ocupación de dicho sistema de suelo como la variación de capacidad equivalente entre dichos primer y segundo electrodos (40a, 40b) de dicho detector (2). 12. - Sistema de suelo según la reivindicación 1 1 , caracterizado porque dicho detector (2) de ocupación comprende unos planos de masa (52) que recubren dichos primer y segundo electrodos y que están previstos interiormente a dicho primer y segundo electrodos (40a, 40b). 13. - Sistema de suelo según la reivindicación 12, caracterizado porque un único plano de masa (52) recubre dichos primer y segundo electrodos (40a, 40b). 14. - Sistema de suelo según la reivindicación 1 1 , caracterizado porque dicho detector (2) de ocupación comprende un plano de masa (52) previsto entre dichos primer y segundo electrodos (40a, 40b). 15. - Sistema de suelo según cualquiera de las reivindicaciones 1 1 a 14, caracterizado porque dichos primer y segundo electrodos (40a, 40b) están dispuestos de forma concéntrica. 16.- Sistema de suelo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque además comprende unos medios receptores (18) aptos para recibir de dichos medios de transmisión (4) dicha primera señal (20) de ocupación y una segunda señal (22) de identificación de cada uno de dichos sensores (1 ) y unos medios de procesado (24) conectados con dichos medios receptores (18) aptos para determinar una densidad de ocupación de dicho sistema de suelo a partir de dichas primera y segunda señales (20, 22). 17. - Sistema de suelo según la reivindicación 16, caracterizado porque además comprende unos medios de representación (26) asociados a dichos medios de procesado (24), aptos para representar dicha densidad de ocupación. 18. - Sistema de suelo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17 caracterizado porque comprende entre 2 y 8 sensores (1 ) por metro cuadrado de suelo. 19.- Baldosa sensitiva con una cara vista (50) apta para ser pisada y una cara oculta opuesta a dicha cara vista (50), que comprende por lo menos un sensor (1 ) de ocupación previsto por debajo de dicha cara vista (50), comprendiendo cada sensor (1 ) [a] un detector (2) de ocupación, [b] unos medios de transmisión (4) y [c] unos medios de control (6) aptos para recibir una primera señal de ocupación de dicho detector (2) y transmitir dicha primera señal (20) a través de dichos medios de transmisión (4), caracterizada porque [d] dicho sensor (1 ) comprende unos medios de captación (8) de energía aptos para captar la energía electromagnética de una fuente externa (14) y alimentar eléctricamente dicho sensor (1 ). 20.- Baldosa sensitiva según la reivindicación 19, caracterizada porque dicho sensor (1 ) comprende un acumulador (12) de la energía proveniente de dicha fuente externa (14) que almacena la energía captada por dichos medios de captación (8). 21.- Baldosa sensitiva según la reivindicación 20, caracterizado porque dicho acumulador (12) comprende un condensador (C2) con corrientes de fuga menores que 5 μΑ, siendo dicho sensor (1 ) alimentado de forma intermitente por parte de dicho acumulador (12) cada vez que dicho condensador (C2) está cargado. 22.- Baldosa sensitiva según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 21 , caracterizada porque es de un material paramagnético. 23.- Baldosa sensitiva según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 22, caracterizada porque dicha baldosa comprende una cavidad (48) en dicha cara oculta y porque dicho sensor (1 ) está empotrado en dicha cavidad (48) mediante una resina (44) protectora de relleno. 24. - Baldosa según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 23, caracterizada porque dicho sensor (1 ) está dispuesto por debajo de dicha baldosa (42) adyacente a dicha cara oculta, estando dicho sensor (1 ) revestido de una resina (44) protectora. 25. - Procedimiento de gestión de la ocupación de una superficie (46) de uso colectivo, caracterizado porque dicha densidad de ocupación se encuentra sobre un sistema de suelo (16) que comprende [a] por lo menos una fuente externa (14) de alimentación mediante energía electromagnética, y [b] una pluralidad de sensores (1 ) que comprenden unos medios de captación (8) de energía aptos para captar la energía electromagnética de dicha fuente externa (14) y alimentar eléctricamente dicho sensor (1 ), siendo cada uno de dichos sensores (1 ) apto para transmitir una primera señal (20) de ocupación y una segunda señal (22) de identificación y [c] unos medios de procesado (24) de dichas primeras y segundas señales (20, 22), comprendiendo dicho procedimiento las etapas de: [d] captar dichas primera y dicha segunda señales (20, 22) de cada uno de dichos sensores (1 ), en un primer instante temporal, determinando en tiempo real una primera densidad de ocupación de dicho sistema de suelo (16) en dicho primer instante (Ti), [e] captar dichas primera y dicha segunda señales (20, 22) de cada uno de dichos sensores (1 ), en un segundo instante temporal, determinando en tiempo real una segunda densidad de ocupación de dicho sistema de suelo (16) en dicho segundo instante (Ti+1 ), [f] comparar dichas primera y segunda densidades de ocupación, [g] ejecutar una acción de gestión en función de dicha comparación [f]. 26.- Procedimiento según la reivindicación 25, caracterizado porque dicha densidad de ocupación se obtiene como un porcentaje de sensores (1 ) ocupados de dicho sistema de suelo (16). 27.- Procedimiento según la reivindicación 25, caracterizado porque dicha densidad de ocupación se obtiene como un área instantánea de ocupación de dicho sistema de suelo (16). 28.- Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 25 a 27, caracterizado porque cada uno de dichos sensores (1 ) está geoposicionado en dicho sistema de suelo (16). 29.- Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 25 a 28, caracterizado porque dicha acción consiste en determinar el tiempo de espera en una cola. |
UNA SUPERFICIE DE USO COLECTIVO, BALDOSA SENSITIVA Y
PROCEDIMIENTO DE GESTIÓN DE DICHO SUELO
DESCRIPCION
Campo de la invención
La invención se refiere al campo del control y gestión del nivel de ocupación de un espacio de uso colectivo.
Más particularmente la invención se refiere a un sistema de suelo para detectar la ocupación de una superficie de uso colectivo que comprende un recubrimiento y una pluralidad de sensores de ocupación previstos bajo dicha superficie recubierta, comprendiendo cada sensor: un detector de ocupación, unos medios de transmisión y unos medios de control aptos para recibir una primera señal de ocupación de dicho detector y transmitir dicha primera señal a través de dichos medios de transmisión.
Asimismo la invención se refiere a una baldosa sensitiva que tiene una cara vista apta para ser pisada y una cara oculta opuesta a dicha cara vista, que comprende por lo menos un sensor de ocupación previsto por debajo de dicha cara vista, comprendiendo cada sensor un detector de ocupación, unos medios de transmisión y unos medios de control aptos para recibir una primera señal de ocupación de dicho detector y transmitir dicha primera señal a través de dichos medios de transmisión. Finalmente la invención se refiere a un procedimiento de gestión de la densidad de ocupación del sistema de suelo según la invención. Estado de la técnica
La detección del paso de personas u objetos sobre un elemento de suelo es conocida en el estado de la técnica. En particular, a partir del documento FR 2534697 A1 es conocido dispositivo modular para la detección de paso de personas que comprende un cable piezoeléctrico cuyas señales emitidas son procesadas por un dispositivo de control. Para evitar vibraciones que pudiesen falsear la detección de paso, el elemento de suelo está aislado del suelo sobre el que se monta mediante un material antivibratorio que recubre su cara inferior, así como todos sus lados. El elemento de suelo es alimentado mediante una línea eléctrica. Este elemento de suelo es complicado de instalar y por otra parte no es flexible a ampliaciones del suelo recubierto por estos elementos de suelo.
Sumario de la invención
La invención tiene por objeto principal proponer sistema de suelo que permita detectar la ocupación de una superficie de uso colectivo, que pueda ser aplicado de forma simple y con un coste de servicio, mantenimiento y ampliación reducidos. Esta finalidad se consigue mediante sistema de suelo del tipo indicado al principio, caracterizado porque sistema de suelo además comprende por lo menos una fuente externa de alimentación mediante energía electromagnética, y porque dicho sensor comprende unos medios de captación de energía aptos para captar la energía electromagnética de dicha fuente externa y alimentar eléctricamente dicho sensor.
A través de los medios de captación de energía electromagnética, cada sensor es autónomo y puede ser montado sobre cualquier superficie sin ningún tipo de instalación eléctrica previa, ni cableado de unión a una fuente de alimentación. Por otra parte, el poder prescindir de una fuente de alimentación independiente para cada sensor facilita enormemente la ampliación o reducción de la superficie cuya ocupación se pretende monitorizar y gestionar. En su concepto más amplio, el suelo puede ser de varios tipos, como por ejemplo una superficie alquitranada, recubierta con baldosas o parqué. Otra ventaja importante consiste en que el reemplazo de sensores defectuosos es bastante simple ya que no precisa de empalmes complicados que en caso de estar mal ejecutados pueden afectar al comportamiento de todo el sistema. Además, la invención abarca una serie de características preferentes que son objeto de las reivindicaciones dependientes y cuya utilidad se pondrá de relieve más adelante en la descripción detallada de unas formas de realización de la invención. Preferentemente dicho sensor comprende un acumulador de la energía proveniente de dicha fuente externa que almacena la energía captada por dichos medios de captación. Gracias a ello, no es imprescindible alimentar a niveles altos de energía de forma constante para garantizar el funcionamiento continuo del sensor. La energía se acumula paulatinamente en el acumulador y el sensor se alimenta únicamente cuando sea necesario captar la ocupación del suelo y transmitir la información correspondiente hacia un sistema de procesado de datos. Por ello, preferentemente el acumulador comprende un condensador con corrientes de fuga menores que 5 μΑ (microamperios), siendo dicho sensor alimentado de forma intermitente por parte de dicho acumulador cada vez que dicho condensador está cargado. La alimentación intermitente reduce el consumo global del sistema. Por otra parte, con el acumulador el sistema es capaz de funcionar de forma autónoma durante un cierto tiempo a pesar de que se produzcan cortes en la alimentación remota. Preferentemente dicha fuente externa es una antena de radiofrecuencia y dichos medios de captación de energía electromagnética comprenden una antena de captación de ondas de radiofrecuencia de frecuencia comprendida entre 600 y 1500 MHz para obtener una antena eficiente y omnidireccional apta para este tipo de aplicación y que además garantice la seguridad de las personas durante su servicio.
Alternativamente en el sistema de suelo la fuente externa es una espira principal alimentada por corriente que rodea dicha pluralidad de sensores y los medios de captación de energía electromagnética de cada sensor comprenden una bobina apta para recibir una corriente inducida por la espira principal. De esta forma se simplifica la instalación del sistema en aquellos casos en que no se dispone de elementos preinstalados que puedan realizar la función de antena o que no estén lo suficientemente próximos al sistema para garantizar su correcta alimentación. Con una única espira que rodee de forma adecuada los sensores del sistema se logra inducir la corriente necesaria de baja intensidad en todos los sensores. Otra ventaja importante es la robustez del sistema, ya que ningún componente importante está expuesto hacia el exterior, lo cual reduce la posibilidad de que el sistema sea dañado, por ejemplo, por actos vandálicos.
Preferentemente, cuando el sistema se alimenta por espira dicha corriente inducida por dicha espira tiene una frecuencia de entre 100 y 300 kHz, lo cual permite lograr una transmisión energética eficiente. De forma especialmente preferente la corriente inducida por la espira tiene una frecuencia menor de 125 kHz para incrementar la seguridad de uso del sistema.
Preferentemente los medios de control modifican el estado del sensor entre un modo receptor en el que dicho sensor acumula dicha energía electromagnética en dicho acumulador y un modo emisor en el que dicho acumulador alimenta eléctricamente dicho sensor y dicho sensor emite dicha primera señal de ocupación a través de dichos medios de transmisión. Esto reduce el consumo global del sensor, ya que durante la fase de carga en modo receptor no está consumiendo energía.
Preferentemente el detector de ocupación es capacitivo lo cual permite detectar la presencia de un cuerpo humano de forma sencilla y fiable comportándose la persona u objeto detectados como un elemento conductor entre los electrodos. De forma preferente el detector de ocupación está formado por un primer y un segundo electrodos laminares planos dispuestos con su cara plana orientada sustancialmente paralela al suelo y alimentados por una corriente alterna de frecuencia de excitación de 1 a 100 MHz y preferentemente de 10 a 40 MHz que genera un campo eléctrico entre dichos primer y segundo electrodos, detectándose el estado de ocupación del sistema de suelo como la variación de capacidad equivalente entre el primer y segundo electrodos del detector. La disposición de electrodos logra una detección fiable independientemente del material de recubrimiento. También es una ventaja importante el hecho de que gracias a los dos electrodos la intensidad puede ser muy reducida, con lo cual se mejora la seguridad de uso del sistema.
En una forma de realización el detector de ocupación comprende unos planos de masa que recubren dichos primer y segundo electrodos y que están previstos inferiormente a dicho primer y segundo electrodos. Bajo plano de masa se entiende que el material que recubre inferiormente los electrodos, es un material conductor y está al mismo potencial eléctrico que el propio suelo. Así, se reducen las pérdidas de campo eléctrico por la parte inferior del sensor, orientada hacia tierra, incrementando de esta forma la sensibilidad por la parte superior del sensor, orientada hacia el objeto que se desea detectar, ya que se aprecia un mayor incremento de la capacidad detectada.
Preferentemente en el sistema un único plano de masa recubre dichos primer y segundo electrodos, de forma que se reducen todavía más las pérdidas por la parte inferior del sensor.
Alternativamente dicho detector de ocupación comprende un plano de masa previsto entre dichos primer y segundo electrodos. En una forma de realización preferente el primer y segundo electrodos están dispuestos de forma concéntrica, para con ello incrementar el área monitorizada y por lo tanto la sensibilidad del sistema.
De forma especialmente preferente el sistema también comprende unos medios receptores aptos para recibir de dichos medios de transmisión dicha primera señal de ocupación y una segunda señal de identificación de cada uno de dichos sensores y unos medios de procesado conectados con dichos medios receptores aptos para determinar una densidad de ocupación de dicho sistema de suelo a partir de dichas primera y segunda señales. Con ello, no sólo se puede conocer la densidad de ocupación, sino que también se puede trabajar sobre una base de datos que facilite la toma de decisiones por comparación con densidades de ocupación de otros instantes temporales.
Preferentemente el sistema comprende unos medios de representación asociados a dichos medios de procesado, aptos para representar la densidad de ocupación del suelo. Con ello, la información obtenida puede ser comunicada a usuarios afectados por la ocupación del suelo monitorizado. Esto permite, por ejemplo, gestionar colas de espera en espectáculos, museos o supermercados, informando a los usuarios sobre el tiempo estimado para ser atendidos.
El sistema persigue también optimizar el número de sensores necesarios para obtener información fiable. Así preferentemente el sistema comprende entre 2 y 8 sensores por metro cuadrado de suelo monitorizado.
La invención se plantea también el problema de proponer una baldosa sensitiva y prefabricada que sea apta para recubrir el sistema de suelo según la invención. En la invención una baldosa se entiende como un elemento modular. Múltiples elementos modulares de este tipo, dispuestos adyacentes entre sí sirven para recubrir el sistema de suelo según la invención. Cabe destacar que dentro del alcance de la invención la baldosa sensitiva según la invención puede presentar diversos tipos de materiales y formas muy diversas. Preferentemente en la baldosa sensitiva según la invención el sensor comprende unos medios de captación de energía aptos para captar la energía electromagnética de una fuente externa y alimentar eléctricamente dicho sensor. Esta baldosa facilita el montaje del sistema de suelo ya que se parte de elementos modulares que a su vez, debido a su geometría permiten distribuir de forma óptima los sensores de detección. Preferentemente el sensor de la baldosa comprende un acumulador de la energía proveniente de dicha fuente externa que almacena la energía captada por dichos medios de captación. Preferentemente el acumulador comprende un condensador con corrientes de fuga menores que 5 μΑ (microamperios), siendo el sensor alimentado de forma intermitente por parte de dicho acumulador cada vez que dicho condensador está cargado. Preferentemente la baldosa es de un material paramagnético. La permeabilidad cercana a la del vacío del material paramagnético de la baldosa mejora la transmisión energética entre la fuente de alimentación y el sensor y por consiguiente la sensibilidad del sensor una vez dispuesto bajo la superficie de la baldosa. De forma especialmente preferente, el material paramagnético es hormigón lo cual mejora la durabilidad del suelo revestido.
Preferentemente dicha baldosa comprende una cavidad en dicha cara oculta y porque dicho sensor está empotrado en dicha cavidad mediante una resina protectora de relleno. Una baldosa de este tipo facilita la instalación del sistema de suelo, ya que la propia geometría de las baldosas dispone los sensores a distancias regulares. Por otra parte, la resina protectora protege el circuito del sensor y mejora su durabilidad.
Alternativamente el sensor está dispuesto por debajo de dicha baldosa adyacente a dicha cara oculta, estando el sensor revestido de una resina protectora, lo cual facilita la fabricación de la baldosa, ya que el sensor únicamente debe ser adherido a su cara inferior oculta.
Opcionalmente el sensor comprende además unos medios de identificación a modo de dispositivo RFID (Radio Frequency Idendification), acrónimo inglés de un dispositivo de identificación por radiofrecuencia. El dispositivo permite identificar y posicionar de forma unívoca cada uno de los sensores del sistema, lo cual facilita la determinación de la distribución de objetos o personas sobre el sistema de suelo. Además, en caso de que la electrónica de los sensores se desprogramase, por ejemplo, por falta de alimentación eléctrica, se necesitaría reprogramar cada elemento de suelo individualmente, mientras que con el dispositivo RFID, esto no es necesario. Este dispositivo RFID permite geoposicionar los sensores del sistema de una forma sencilla.
La invención también propone un procedimiento de gestión de la densidad de ocupación de una superficie de uso colectivo. En el procedimiento dicha densidad de ocupación se encuentra sobre un sistema de suelo que comprende por lo menos una fuente externa de alimentación mediante energía electromagnética, y una pluralidad de sensores que comprenden unos medios de captación de energía aptos para captar la energía electromagnética de dicha fuente externa y alimentar eléctricamente dicho sensor, siendo cada uno de dichos sensores apto para transmitir una primera señal de ocupación y una segunda señal de identificación y unos medios de procesado de dichas primeras y segundas señales. El procedimiento comprende las etapas de captar dichas primera y dicha segunda señales de cada uno de dichos sensores, en un primer instante temporal, determinando en tiempo real una primera densidad de ocupación de dicho sistema de suelo en dicho primer instante, captar dichas primera y dicha segunda señales de cada uno de dichos sensores, en un segundo instante temporal, determinando en tiempo real una segunda densidad de ocupación de dicho sistema de suelo en dicho segundo instante, comparar dichas primera y segunda densidades de ocupación, ejecutar una acción de gestión en función de dicha comparación. En una forma de realización del procedimiento dicha densidad de ocupación se obtiene como un porcentaje de sensores ocupados de dicho sistema de suelo. Alternativamente la densidad de ocupación se obtiene como un área instantánea de ocupación de dicho sistema de suelo. Preferentemente los sensores del sistema de suelo están geoposicionados, lo cual permite obtener una visión realista de la distribución de ocupación sobre el sistema de suelo.
De forma especialmente preferente la acción consiste en determinar el tiempo de espera en una cola. Asimismo, la invención también abarca otras características de detalle ilustradas en la descripción detallada de una forma de realización de la invención y en las figuras que la acompañan.
Breve descripción de los dibujos
Otras ventajas y características de la invención se aprecian a partir de la siguiente descripción, en la que, sin ningún carácter limitativo, se relata una forma preferente de realización de la invención, haciendo mención de los dibujos que se acompañan. Las figuras muestran:
Fig. 1 , una vista esquemática de una primera forma de realización de un sistema de suelo según la invención.
Fig. 2, una vista esquemática de una segunda forma de realización de un sistema de suelo según la invención.
Fig. 3, una realización del circuito del sensor del sistema de suelo según la invención.
Fig. 4, una vista cortada esquemática de una primera disposición de sensores en el sistema de suelo según la invención.
Fig. 5, una vista cortada esquemática de una segunda disposición de sensores en el sistema de suelo según la invención.
Fig. 6, una vista cortada esquemática de la parte de un sensor según la invención correspondiente a los electrodos de detección de ocupación.
Fig. 7, una vista cortada esquemática de la parte de un sensor según la invención correspondiente a los electrodos de detección de ocupación, aplicando un plano de masa inferior.
Fig. 8, una vista cortada esquemática de la parte de un sensor según la invención correspondiente a los electrodos de detección de ocupación, aplicando un plano de masa inferior para cada electrodo.
Fig. 9 una vista cortada esquemática de la parte de un sensor según la invención correspondiente a los electrodos de detección de ocupación, aplicando un plano de masa entre electrodos. Figs. 10, 1 1 vistas esquemáticas en planta superior posibles realizaciones de los electrodos del sensor según la invención.
Fig. 12, una vista esquemática de la estructura de un sistema de suelo para determinar tiempos de espera en una cola según la invención.
Fig. 13, una vista esquemática de una pluralidad de sistemas de suelo interconectados entre sí.
Fig. 14, un diagrama esquemático del procedimiento según la invención. Descripción detallada de una forma de realización de la invención
El sistema de suelo según la invención está destinado a detectar y gestionar la ocupación de una superficie recubierta de uso colectivo. En la invención se entiende como superficie de uso colectivo, por ejemplo, un tramo de vía pública, la cola de un supermercado, un andén de tren o metro o bien el acceso a un recinto, tal como un museo cuya densidad de ocupación se desea monitorizar. Uno de los objetos preferentes de la invención es la gestión de la ocupación un suelo de uso colectivo ocupado por un grupo de personas, al objeto de utilizar esta información para fines tales como gestionar colas de espera o aglomeraciones de gente u otros.
El sistema de suelo comprende una pluralidad de sensores 1 de ocupación destinados a monitorizar e informar al sistema del estado de ocupación de la superficie. Los sensores 1 están previstos bajo el recubrimiento de la superficie, como por ejemplo, por debajo de un pavimento de baldosas o bien integrados en el propio recubrimiento.
Cada sensor 1 comprende un detector 2 de ocupación, unos medios de transmisión 4 y unos medios de control 6, tales como un microprocesador, que reciben una primera señal del detector 2 informando sobre su estado de ocupación. Esta primera señal, ya sea de ocupación o no, puede ser transmitida al sistema a través de los medios de transmisión 4 que son, por ejemplo, una antena emisora. El detector 2 es preferentemente un detector capacitivo formado por dos electrodos 40a, 40b o placas planas separadas entre sí y dispuestas con su cara plana paralela a la superficie revestida, de modo que la ocupación se mide como la variación de la capacidad equivalente medida entre los electrodos 40a, 40b.
Uno de los objetos de la invención es garantizar una correcta y sencilla alimentación del sistema. Para ello, el sistema comprende también una fuente 14 externa de alimentación a través de energía electromagnética de baja potencia, y compatibles con el uso humano. Normalmente, estos rangos de potencia vienen determinados por normativa. Esta energía es captada por los medios de captación 8 para alimentar el sensor 1 . Esto ofrece una ventaja destacable con respecto a otros sistemas del estado de la técnica ya que elimina cualquier tipo de cableado eléctrico entre sensores 1 . En una primera forma de realización del sistema, la fuente 14 es una antena de radiofrecuencia. Esta antena emite ondas de radiofrecuencia de baja potencia en una banda ICM ("Industrial, Científica y Médica") reservadas para el uso no comercial de radiofrecuencias en las áreas industrial, científica y médica. De forma preferente la antena de la fuente 14 emite a una frecuencia comprendida entre 600 y 1500 MHz. Al objeto de proponer una antena de alimentación eficiente y omnidireccional que alimentase a los sensores desde unos 4 m de distancia, se partió de un sensor 1 formado por un circuito impreso de unos 15x15 cm. Así, se observó que para lograr una antena eficiente y omnidireccional, era apropiado emitir desde la fuente 14 con una longitud de onda de entre 0,2m y 0,5 m. Una vez detectada una banda de frecuencias óptima para alimentar el sistema de suelo se utilizó una frecuencia de unos 868 MHz, por ser ésta una frecuencia libre dentro de la banda ICM. No obstante, otras frecuencias dentro del rango citado también podrían ser utilizadas en la aplicación. Por otra parte, la antena transmisora de potencia tiene unos 2W de potencia, lo cual garantiza la seguridad de uso del sistema en un entorno público.
El sensor 1 representado en la figura 1 comprende también un acumulador 12 de la energía captada por los medios de captación 8 y se encarga de almacenarla hasta lograr un voltaje apropiado de alimentación, de manera que el sensor 1 pueda informar al sistema de su estado de ocupación a través de la antena de los medios de transmisión 4. Preferentemente el acumulador 12 está hecho a partir de un condensador de bajas pérdidas. Por otra parte, como se aprecia en la figura 1 , los medios de captación 8 del sensor de la figura 1 son una antena receptora. Esta antena receptora es un dipolo sintonizado a 868 MHz.
En la figura 2, se aprecia una realización alternativa del sistema. En este caso se trata de un sistema más robusto ya que está todo recubierto por el revestimiento de la superficie. En particular, los sensores 1 del sistema, que sustancialmente son iguales que los explicados anteriormente, están rodeados por una fuente 14 de energía consistente de una fuente de corriente 30 que alimenta una espira 32 principal. La espira 32 está dispuesta de forma que rodea a los sensores 1 . Los sensores 1 presentan los medios de captación 8 que en este caso son una bobina arrollada alrededor del perímetro del sensor. La corriente inducida por dicha espira 32 tiene una frecuencia de entre 100 y 300 kHz. Por ejemplo, en el caso de monitorizar una superficie cuadrada de 10x10 metros se observó que convenía irradiar los sensores 1 con una longitud de onda entre 100 y 300 veces superior a las dimensiones de la espira, es decir de longitud de onda comprendida entre 1000 y 3000 metros. Una vez detectada una banda de frecuencias óptima para alimentar el sistema de suelo se utilizó una frecuencia 125 kHz, por ser ésta una frecuencia libre dentro de la banda ICM. No obstante, otras frecuencias dentro del rango citado también podrían ser utilizadas en la aplicación. En la figura 3 se aprecia en detalle una posible forma de realización del circuito del sensor 1 según la invención. En la parte inferior de la figura 3 se aprecian los medios de captación 8 consistentes en una bobina L1 montada en paralelo con un condensador C1 destinado a sintonizar la señal recibida de la fuente 14. A continuación, representado de forma esquemática se observa un circuito rectificador D1 encargado de transformar la intensidad en corriente continua. El circuito rectificador puede ser cualquiera de los utilizados habitualmente en el estado de la técnica, como, por ejemplo, un puente de diodos. El siguiente módulo corresponde a acumulador 12. El acumulador 12 consiste en dos condensadores C2, C3 de bajas pérdidas, es decir con corrientes de fuga menores que 5 μΑ (microamperios), y que están diseñados para cargarse hasta un máximo de 4V. Hasta aquí se han descrito los elementos encargados de adquirir la energía de la fuente 14 y posteriormente almacenarla para alimentar el sensor 1.
A la salida del acumulador 12 está previsto un elemento regulador 34 consistente en un transformador conocido por el experto en la materia y encargado de transformar la tensión de 4 V a 2,5 V. El regulador 34 alimenta, por un lado, los medios de control 6, que pueden ser un microprocesador, la antena de los medios de transmisión 4 y el detector 2.
El detector 2 recibe una corriente continua de 2,5 V que nuevamente es convertida mediante el excitador 36 a corriente alterna para alimentar los electrodos 40a, 40b planos. Ante la presencia de un cuerpo sobre el sensor 1 , y cuando se alimenta el circuito de detección, el dispositivo de medición 38 detecta una variación de capacidad entre los electrodos 40a, 40b y esta variación se comunica a los medios de control 6.
El sensor 1 explicado tiene dos modos de funcionamiento: un modo receptor de energía y un modo emisor de datos. A modo de ejemplo no limitativo, los medios de control 6 se encargan de alternar ambos estados de la siguiente forma: durante un minuto, se produce la carga del acumulador 12, mientras que el resto del circuito a partir de este punto se encuentra inactivo, es decir que el sensor 1 no envía datos al sistema, sino que se limita a acumular energía. Cuando se han alcanzado los 4V, el acumulador descarga instantáneamente en 5 ms (milisegundos) la energía acumulada. El excitador 36 transforma la corriente continua en alterna y excita los electrodos 40a, 40b. En este periodo de tiempo se realiza la medición de variación de capacidad entre los electrodos 40a, 40b. A continuación el microprocesador procesa una primera señal de ocupación y la envía, a través de la antena, junto con una segunda señal de identificación del sensor 1 correspondiente. Opcionalmente, en el circuito de la figura 3 la bobina L1 de captación y la antena de los medios de transmisión 4, en una forma preferente pueden ser un mismo elemento. En las figuras 4 y 5, se aprecia una baldosa 42a sensitiva para recubrir el sistema de suelo. La baldosa 42a tiene una cara vista 50 apta para ser pisada y una cara oculta y comprende un sensor 1 de ocupación previsto por debajo de dicha cara vista 50 como los descritos en las figuras 1 a 3. De forma especialmente preferente las baldosas 42a sensitivas están fabricadas en hormigón. En el desarrollo de la invención se ha comprobado que con una frecuencia de excitación por parte del detector 2 de 1 a 100 MHz y preferentemente de 10 a 40 MHz se obtienen resultados satisfactorios para la medición de ocupación a través de baldosas 42a de hormigón. Debido a que el sensor 1 , en el caso de baldosas de hormigón, está recubierto por una capa relativamente gruesa se comprobó que a frecuencias superiores a 100 MHz el hormigón tenía un comportamiento inductivo, mientras que a frecuencias inferiores a 1 MHz, el comportamiento era resistivo. En cambio en el rango de frecuencias indicado el comportamiento del hormigón era capacitivo.
Como se aprecia en las figuras, 4 y 5, en la invención no es imprescindible que el sistema de suelo esté recubierto únicamente con baldosas 42a sensitivas, sino que algunas de las baldosas del sistema pueden ser baldosas 42b convencionales. Así, de forma preferente los sensores 1 están distribuidos a razón de entre 2 y 8 sensores por metro cuadrado de suelo. En la forma de realización de la figura 4, se aprecian tres baldosas adyacentes 42a, 42b, de las cuales únicamente la baldosa 42a central comprende un sensor 1 por debajo con las características que se han explicado en las figuras 1 a 3. Por otra parte, en esta primera forma de realización la baldosa 42a sensitiva presenta una cavidad 48 por debajo de la cara vista 50 que permite la introducción del sensor 1. Esta cavidad 48 se puede realizar de distintas formas, por ejemplo, directamente de molde o mecanizada posteriormente. Luego, el sensor 1 se solidariza con la baldosa 42a de hormigón mediante una resina 44 protectora de relleno. La resina 44 tiene en este caso dos efectos: en primer lugar protege el sensor 1 frente al entorno agresivo del suelo 46, y en segundo lugar permite crear un elemento modular fácilmente montable sobre la superficie a monitorizar.
Alternativamente, el sistema se puede realizar según el ejemplo de la figura 5. En este caso, el sensor 1 no está empotrado en la baldosa 42a sensitiva, sino que está dispuesto por debajo de dicha baldosa 42a adyacente y adherido a la cara oculta. En este caso el sensor 1 también está protegido mediante una resina 44 de recubrimiento. En las figura 6 se muestra una posible forma de realización del detector 2 capacitivo del sensor 1 . En este caso, el sensor 1 está dispuesto como en la figura 5 por debajo de una baldosa 42a sensitiva recubierto por la resina 44. Como se aprecia de forma esquemática, el sensor 1 en forma una placa de circuito impreso de 15x15 cm comprende los dos electrodos 40a, 40b laminares planos dispuestos con su cara de mayor superficie paralela a la cara externa de la baldosa 42. Cuando el excitador 36 alimenta ambos electrodos 40a, 40b se forma un campo eléctrico desde las caras superior 54a e inferior 56a del electrodo 40a positivo hasta las respectivas caras 54b, 56b del electrodo 40b negativo. Como ya es sabido por el experto en la materia, las líneas de campo entre ambos electrodos 40a, 40b son infinitas y no siguen exactamente la trayectoria de las líneas esquemáticas representada en la figura, las cuales se han trazado simplemente a modo de ejemplo ilustrativo y no limitativo. Cuando una persona u objeto se acerca a la baldosa 42a interponiéndose entre las líneas del campo eléctrico, la persona varía el campo eléctrico entre las caras superiores 54a, 54b y por consiguiente modificando temporalmente la capacidad equivalente del condensador. Esta variación de capacidad es detectada por los medios de detección 38 y procesado por los medios de control 6 para enviar este nuevo estado de ocupación a través de la correspondiente antena ya descrita. En una forma de realización preferente mostrada en la figura 7, el sensor 1 además de presentar la misma configuración explicada en la figura 6, presenta también un plano de masa 52 que recubre inferiormente toda la superficie del sensor 1. Gracias al plano de masa 52, se dificulta o prácticamente se elimina el campo eléctrico entre las caras inferiores 56a, 56b de los electrodos 40a, 40b. Como consecuencia se incrementa el campo eléctrico que pasa entre las caras superiores 54a, 54b y con ello también la sensibilidad del sensor 1. Con ello, al interponer un objeto en el campo eléctrico entre electrodos 40a, 40b, la variación de capacidad equivalente medida es todavía mayor y más fácilmente detectable.
En la forma de realización según la figura 8, cada electrodo 40a, 40b tiene su propio plano de masa 52. Finalmente, en la figura 9 se muestra otra posible configuración del detector 2, en la que el plano de masa 52 se encuentra entre el primer y segundo electrodos 40a, 40b.
En las figuras 10 y 1 1 , se muestra de forma muy esquemática una vista en planta superior del sensor 1 . Como ya entenderá el experto en la materia, los sensores 1 comprenden las otras partes del circuito ya descritas, pero que por simplicidad éstas no se han representado en estas dos figuras. En el sensor 1 de la figura 10, los electrodos 40a, 40b son dos cuadrados concéntricos, mientras que en la figura 1 1 son dos círculos concéntricos. Ambas realizaciones permiten mejorar la detección de personas cercanas al sensor 1 ya que las líneas de campo eléctrico entre electrodos 40a, 40b son omnidireccionales.
De forma especialmente preferente cualquiera de las formas de realización de los sensores 1 descritos es susceptible de incorporar unos medios de identificación 10 a modo de dispositivo RFID. La ventaja en este caso se obtiene del hecho de que es un elemento pasivo que no consume energía durante la fase de carga ni se desprograma, reduciéndose con ello el consumo del sensor 1 , pero además permite geoposicionar los sensores 1 de forma muy simple. En la figura 12, se aprecia una forma de realización esquemática de un sistema de suelo según la invención a partir del cual se puede llevar a cabo un procedimiento de gestión de la densidad de ocupación de una superficie de uso colectivo y más particularmente la gestión de una cola de espera. En particular, el sistema de suelo comprende una pluralidad de baldosas 42a sensitivas adyacentes que recubren una superficie y que incorporan sensores 1 como los descritos anteriormente. Como ya se ha comentado, a pesar de que en este caso se representa con un sensor 1 por baldosa 42a, no es imprescindible que cada baldosa tenga un sensor 1 . Por otra parte, el sistema de suelo comprende unos medios de procesado 24 provistos de unos medios receptores 18 a modo de antena que reciben la información de los medios de transmisión 4, es decir la primera y segunda señales 20, 22. Unos medios de representación 26, tales como una pantalla, están conectados a los medios de procesado 24 para facilitar la información a las personas que están esperando en la cola. Alternativamente, los medios de representación 26 también pueden estar comunicados con los medios de procesado 24 por ondas de radiofrecuencia o sistemas inalámbricos de transmisión de datos conocidos por el experto en la materia.
En servicio, la ocupación de un sensor 1 es detectada por los detectores 2 de ocupación, lo cual en la figura 12 está representado esquemáticamente por baldosas sombreadas. Los medios de control 6, a través de los medios de transmisión 4, transmiten a los medios de recepción 18 del sistema una primera señal 20 de ocupación proveniente de los detectores 2 de ocupación y una segunda señal 22 de identificación del sensor 1 correspondiente proveniente de los medios de identificación 10. Estas señales se envían a intervalos de tiempo constantes para poder tener una evolución realista de la ocupación del sistema de suelo.
Por simplicidad, en la figura 12 se ha esquematizado el envío de las señales mediante una única flecha para cada señal de un único sensor 1 , no obstante, cada sensor 1 ocupado envía su propias señales correspondientes de forma individualizada. También cabe comentar que todos los sensores 1 envían sus señales correspondientes, tanto si están ocupados, como si no lo están en el momento en que cada sensor 1 es alimentado instantáneamente. De esta forma, si un determinado sensor 1 , no está emitiendo su estado de ocupación, el sistema puede detectar si el sensor 1 está averiado. En el procedimiento según la invención esquematizado en la figura 14, en un primer instante, los sensores S1 , S2, etc. se encuentran en modo receptor, es decir acumulando energía proveniente de la fuente externa 14. Los sensores S1 , S2... también están geoposicionados, es decir que en todo momento el sistema sabe en que posición relativa del sistema se encuentra un sensor Si determinado. Una vez cargados, los medios de control 6 pasan a cada sensor 1 de modo receptor a modo emisor, es decir que la energía acumulada en el acumulador 12 es suministrada hacia el resto del circuito. Así, en un primer instante temporal Ti se realiza la captación de ocupación de cada uno de los sensores S1 , S2, etc. y los medios de control 6 envían la primera y segunda señales 20, 22 (ocupación y identidad de sensor) hacia los medios receptores 18. Así, en el siguiente paso, el sistema determina en tiempo real una primera densidad de ocupación en de este primer instante Ti mediante una aproximación estadística. Luego los sensores S1 , S2, etc. pasan nuevamente a modo receptor y a continuación una vez cargados pasan de nuevo a modo emisor en un segundo instante de tiempo Ti+1 . Así, se captan nuevamente la primera y segunda señales 20, 22 de cada sensor y se determina en tiempo real una segunda densidad de ocupación también mediante una aproximación estadística. Finalmente, los medios de procesado 24 comparan las densidades de ocupación medidas en Ti y Ti+1 y se ejecuta una acción de gestión. Como se aprecia en la figura 14, el proceso se repite continuamente, de manera que en la siguiente etapa el estado inicial se corresponde con los datos obtenidos en el instante Ti+1 , mientras que el sistema procede a una nueva captación de ocupación y determinación de identidad de cada sensor S1 , S2, etc. en el instante Ti+2.
De modo preferente la densidad instantánea de ocupación se puede obtener como un porcentaje de ocupación del sistema de suelo. Alternativamente, el sistema puede comparar directamente de forma gráfica por comparación de superficies ocupadas entre el primer y segundo instantes.
Para el ejemplo de realización de gestión de colas, los medios de procesado 24 transfieren esta información a los medios de representación 26 de forma que las personas que están realizando la cola obtienen información en tiempo real de la espera aproximada en la cola.
Opcionalmente, tal y como se aprecia en la figura 13, la invención prevé también que una pluralidad de sistemas de suelo montados en distintos lugares puedan estar intercomunicados entre sí a través de los medios de procesado 24 centrales. En este caso cada uno de los lugares dotados de sistemas de suelo de acceso al recinto está provisto de unos medios de representación 26. De esta forma, por ejemplo, en una ciudad con varios monumentos de interés cuyo acceso presente el sistema de suelo según la invención, se puede informar en tiempo real a los visitantes sobre los tiempos de espera de cada uno de los monumentos a visitar. Esto presenta la ventaja de que los usuarios puedan desplazarse a aquellos monumentos con menores tiempos de espera. Con ello, los turistas se reparten entre los distintos monumentos de forma más óptima y por lo tanto se pueden visitar los monumentos reduciendo los tiempos de espera globales en el conjunto de recintos a acceder.
Next Patent: METHOD FOR OBTAINING DEALCOHOLISED WINE, DEALCOHOLISED WINE OBTAINED AND BEVERAGES INCLUDING SAME