SISTEMA Y MéTODO DE GESTIóN DE FLOTAS

D E S C R I P C I ó N

OBJETO DE LA INVENCIóN

La presente invención se aplica, en general, para Ia localización, seguimiento y control de vehículos, terrestres, marítimos o aéreos, que conforman una flota, permitiendo una supervisión remota de ciertos parámetros asociados a tales vehículos, tanto para Ia obtención de estadísticas e informes en diferido como para realizar diagnósticos y pronósticos sobre el estado de cada vehículo o de toda Ia flota en tiempo real. Más particularmente, Ia invención que se describe tiene su aplicación, dentro del área de control y automatización industrial, en Ia gestión de flotas de vehículos industriales pesados.

Un objeto de Ia invención es proporcionar los parámetros de cada vehículo actualizados y tratados de modo preciso para gestionar toda Ia flota, permitiendo una monitorización remota de toda Ia información y asistiendo al usuario en el mantenimiento de su flota al ayudar a diagnosticar averías sin necesidad de desplazarse a Ia ubicación del vehículo. Asimismo es objeto de Ia invención garantizar Ia seguridad en el acceso a los datos sin merma de facilitar al usuario final dicho acceso de una manera inmediata desde cualquier terminal remoto con conexión a Internet. Un último objeto de Ia invención es resultar transparente en su implantación en los vehículos y ser escalable para adaptarse a cualquier necesidad de información que requiere el usuario para el control de Ia flota completa.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIóN

En Ia necesidad de tener controlado toda una flota de vehículos o un parque de maquinaria móvil, son conocidos los sistemas para Ia

localización, el seguimiento y Ia gestión de un grupo de vehículos vía GPS. Cabe citar como ejemplo Ia Patente de Invención Española ES 2049178, que describe una plataforma capaz de representar en un mapa Ia posición de todos los vehículos que componen una flota terrestre, marina o aérea, utilizando receptores GPS y GPS diferencial para calcular las posiciones con precisión, disponiendo de información complementaria acerca de cada vehículo gracias a varios sensores instalados en el mismo.

Por otro lado, actualmente para extraer datos experimentales de Ia amplia gama de parámetros que pueden medirse en un vehículo, se sabe que puede instalarse en el mismo una red CAN-Bus "Controller área Network" a través de Ia que circula Ia información necesaria para Ia medida de los parámetros de interés a partir de niveles de tensión o corriente a los que se traducen las magnitudes reales captadas por sensores, termopares, adaptadores de señal, registradores digitales, etc., que dan e intercambian valores de presión, temperatura,..., mediante Ia red CAN-Bus. Dicha red, como su nombre indica, es un bus de datos en el que se multiplexa Ia información, por el que se envían o reciben mensajes con un protocolo definido y estandarizado.

También se conoce el estándar FMS "Fleet Management System" basado en el protocolo J 1939 de Ia Sociedad de Ingenieros de Automoción

(SAE) y que normaliza aspectos tales como las velocidades de transmisión y los mensajes involucrados en cómo opera eléctricamente una red CAN-Bus, proporcionando interfaces que permiten el acceso a los datos circulantes por Ia red con protección y Ia compatibilidad entre cualquier instalación de CAN-Bus, como se divulga en el enlace www.fms-standard.com. El FMS se utiliza principalmente para flotas de camiones.

Para vehículos de menor carga, tales como automóviles y camiones ligeros, habitualmente se emplean otros estándares: los del llamado Sistema de Diagnóstico a Bordo (OBD: "On-Board Diagnostic), OBD I y II, aprobado por primera vez en California en 1985. Desde entonces, los sistemas OBD se encuentran en Ia mayor parte del parque automovilístico

mundial para controlar funciones del motor y diagnosticar problemas, a partir de un complejo electrónico que conforma Ia Unidad de Control Electrónico (UCE) del vehículo. Particularmente, el OBD-II es un estándar más sofisticado e introducido a mediados de los 90, que aporta un control casi completo del motor, también monitoriza partes del chasis y otros dispositivos del vehículo, constituyendo el centro de control de diagnostico del coche.

En Ia aplicación de los estándares ODB, OBD-II y otros que han aparecido a Io largo del tiempo (EOBD, etc.), se utilizan protocolos de comunicación, algunos son implementaciones propietarias de algunos fabricantes y otros han sido definidos por Ia ISO o SAE, tales como las normas ISO9141 , ISO9141-2, ISO14230 (KWP2000), SAEJ1850, SAEJ 1979, VAN-Bus y CAN-Bus, entre otros.

DESCRIPCIóN DE LA INVENCIóN

La invención que aquí se describe viene a resolver Ia problemática anteriormente expuesta, permitiendo.

Un aspecto de Ia invención es un sistema para Ia gestión de flotas de vehículos, marítimos, aéreos o terrestres, especialmente vehículos industriales pesados, que en esencia comprende los siguientes medios constitutivos de Ia arquitectura física básica de una plataforma tecnológica capaz de adaptarse a cualquier necesidad de información para Ia gestión de flotas según se propone el objeto de Ia invención:

- Unos medios de adquisición de datos conectados, a través de una red CAN-Bus, con al menos un gestor de dispositivos que, a su vez, está conectado, a través de un puerto de comunicación serie asincrona, con al menos un dispositivo de transmisión de datos que cuenta con conexión a una red de comunicaciones móviles, tal como GSM/GPRS o UMTS. Los medios de adquisición de datos se componen de una pluralidad de receptores de señales, que pueden ser tanto analógicas como digitales, procedentes de unos dispositivos previstos en los distintos vehículos de Ia

flota para Ia medida o captura directa de unos parámetros de operación que caracterizan cada vehículo. Tales dispositivos pueden ser sensores o actuadores del propio vehículo, conectados al correspondiente receptor de señal y que comunica sus medidas de los parámetros de operación a Ia red CAN-Bus. Si el vehículo dispone de una red de comunicaciones interna que se basa en dicha red CAN-Bus, tal como las estándares FMS, OBD, etc., los medios de adquisición también puede extraer los datos de los componentes electrónicos que reúne Ia red de comunicaciones interna del vehículo. También, dichos medios de adquisición pueden comprender múltiples receptores GPS con sus respectivas antenas para Ia comunicación con el conocido sistema de satélites y adaptados para, por otro lado, comunicar con dicha red CAN-Bus.

- Al menos un nodo servidor de comunicaciones conectado a Ia red de comunicaciones móviles, GSM/GPRS o UMTS u otros estándares, capacitado para recibir los datos enviados por el dispositivo de transmisión de datos instalado en al menos uno de los vehículos de Ia flota. El nodo servidor de comunicaciones retransmite los datos recibidos de Ia red GSM/GPRS o UMTS hacia al menos un Módulo de tratamiento de datos implementado en un sistema de procesamiento informático con el que está comunicado dicho nodo servidor de comunicaciones. El Módulo de tratamiento de datos, que procesa Ia información en tiempo real o en diferido dependiendo del tipo de datos que maneja, comprende un servidor Web. éste reside físicamente en único equipo informático, o bien, en un cluster o grupo de ordenadores unidos por una red de alta velocidad, al que se puede acceder a través de Ia red Internet, por medio de Ia implementación de un portal de acceso seguro que conecta el servidor Web con al menos un cliente Web. Desde el cliente Web y por medio de un terminal remoto en el que se implementa, por ejemplo, un ordenador portátil, se conecta de modo seguro un usuario u operador al Módulo de tratamiento de datos. - Unos medios de almacenamiento de los datos, es decir, los parámetros de operación del vehículo capturados por los primeramente

mencionados medios de adquisición de datos, que consisten básicamente en una base central de datos, relacional y estructurada en función del tipo de parámetros, pudiendo incluir una base de datos cartográfica específica para los parámetros procedentes de los receptores GPS. Los medios de almacenamiento están conectados directa o indirectamente al nodo servidor de comunicaciones.

En resumen, Ia plataforma del sistema para gestión de flotas propuesta comprende tres grandes bloques: i) una red inteligente y modular que auna los elementos para Ia captura y transmisión de todos los datos requeridos para gestionar cada vehículo de Ia flota, integrando componentes con un nivel de protección suficientemente elevado para garantizar una larga vida útil en el entorno de operación del vehículo, a Ia vez que Ia concepción de modularidad permite su adaptación y cualquier ampliación exigidas por los propios requisitos de Ia flota de vehículos a Ia que se aplica;

¡i) una infraestructura integral de telecomunicaciones y equipos informáticos que asegura el intercambio de datos entre los vehículos y los usuarios del sistema de un modo completamente fiable y seguro, proporcionando un acceso de dichos usuarios a través de Internet con Ia máxima velocidad y protección posibles, mediante potentes sistemas informáticos y una alta escalabilidad; üi) un portal de acceso a Ia información involucrada en el sistema y que ofrece una amigable herramienta Web desarrollada de forma compatible con las extendidas aplicaciones de navegación por Internet conocidas, simplificando el manejo del sistema, a Ia par que permite reducir los recursos informáticos que se precisan y aumentar las posibilidades de parametrización para ajustarlo a los requerimientos más exclusivos de los usuarios.

A través del citado portal, el usuario u operario del sistema accede de manera segura desde su terminal remoto por medio de una interfaz Web a, al menos un, Módulo de tratamiento de datos que permite Ia explotación y

análisis de toda Ia información recogida por el sistema. Esta información son parámetros de operación de cada vehículo de Ia flota, que pueden contener datos cartográficos, medidas de rendimiento del vehículo y medidas de estado del mismo vehículo en cada momento. En el sistema para gestión de flotas que aquí se describe, se pueden distinguir al menos tres clases de Módulos de tratamiento de datos, siendo escalable a otros que, por ejemplo, ejecuten funciones de facturación, etc.

Así, un posible Módulo de tratamiento de datos consta de un servidor GIS convencional que lleva a cabo el tratamiento de los datos cartográficos capturados por los receptores GPS de cada uno de los vehículos de Ia flota y los representa en un mapa mediante medios de visualización (pantallas, impresoras,...) asociados a este Módulo de tratamiento de datos. Para Ia actualización del mapa, el servidor GIS está conectado a Ia base de datos de cartografía y, a través de un dispositivo sincronizador, al nodo servidor de comunicaciones. El sincronizador indica al servidor GIS cuándo un vehículo ha cambiado de posición GPS y el nodo servidor de comunicaciones Ie hace llegar los nuevos datos (coordenadas GPS) de posición. Otra posibilidad de realización del Módulo de tratamiento de datos es como un servidor de supervisión remota conectado a Ia base de datos central con Ia que se comunica al recibir una petición de un cliente Web, que recupera de dicha base de datos los parámetros solicitados por un usuario por medio del cliente Web de acceso. El servidor de supervisión remota permite disponer de información estadística a partir de los datos capturados en el sistema, que puede resultar relevante en Ia toma de decisiones sobre Ia operativa global de cualquier flota o parque de vehículos. Este Módulo de tratamiento de datos comprende medios de generación de informes que permiten, en forma de listados o gráficas analíticas presentadas en unos medios de visualización adecuados, interpretar y estudiar fácilmente las medidas de rendimiento de cada vehículo del parque.

Una última implementación del Módulo de tratamiento de datos propuesto es Ia de un servidor de monitorización remota con conexión directa al nodo servidor de comunicaciones, que Ie entrega directamente los parámetros de operación del vehículo en tiempo real al cliente Web que los solicita y con el que accede un usuario, disponiendo de unos visores de sucesos con Ia situación instantánea de dichos parámetros, en forma de listado de las medidas de estado o incidencias del vehículo en el instante de acceso. Además, opcionalmente, el Módulo de tratamiento de datos prevé unos medios de comunicación entre el servidor de monitorización remota y un dispositivo generador de alarmas, por ejemplo un móvil o un ordenador que, en caso de avería detectada según Ia información proporcionada por este Módulo de tratamiento de datos, recibe un mensaje de alarma del mismo, pudiéndose transmitir Ia alarma por SMS, correo electrónico, ... El Módulo de tratamiento de datos con servidor de monitorización remota permite al operario o usuario técnico cualificado hacer un diagnóstico inmediato de primer nivel sobre cualquier avería en el vehículo, pudiendo asistir remotamente a su resolución sin necesidad de desplazarse al lugar de

Ia avería y con el consecuente ahorro de un tiempo crítico en su resolución.

Otro aspecto de Ia invención es un método de gestión de flotas, como el que se desarrolla en el sistema descrito, que sustancialmente comprende las siguientes fases:

- extraer los parámetros de operación de al menos un vehículo de Ia flota a partir de unas señales capturadas en el propio vehículo y donde se prevé conexión (GSM/GPRS o UMTS) a Ia red de comunicaciones móviles existente o implantada,

- transmitir periódicamente los parámetros de operación siguiendo un protocolo estándar de mensajes en Ia red CAN-Bus,

- retransmitir los mensajes de Ia red CAN-Bus a Ia red de comunicaciones móviles, - almacenar al menos determinados parámetros de operación en al menos una base de datos central,

- acceder de manera segura a todos los parámetros de operación a través de al menos un servidor Web.

Los parámetros de operación que se refieren a medidas de rendimiento, con los cuales el Módulo de tratamiento de datos es capaz de generar informes estadísticos, se almacenan siempre en Ia base de datos central. Los referidos a datos de cartografía se pueden almacenar además en una base de datos cartográfica comunicada con Ia base de datos central por medio de una red de alta velocidad, por ejemplo, una red TCP. Las medidas de estado del vehículo se retransmiten inmediatamente, sin pasar por un almacenamiento previo de tales parámetros en Ia base de datos central, en cuanto el Módulo de tratamiento de datos recibe Ia petición oportuna de un cliente Web.

Adicionalmente y si las condiciones de conexión a Ia red de comunicaciones móviles Io permiten en el momento, se retransmiten los parámetros de operación del vehículo desde Ia red CAN-Bus al Módulo de tratamiento de datos correspondiente. En caso de las medidas de rendimiento y datos cartográficos, tal retransmisión se inicia cada vez que se extraen parámetros actualizados, intentando periódicamente el envío de los nuevos mensajes de Ia red CAN-Bus a través de Ia red de comunicaciones móviles; mientras que las medidas de estado se retransmiten en cuanto así

Io pide el cliente Web, permitiendo al usuario acceder a dichas medidas en tiempo real.

El acceso a toda Ia información extraída del vehículo que dispone el usuario desde su terminal remoto conectado al Servidor Web es seguro porque incluye procesos de autenticación del usuario, encriptado de los datos, utilización de dominios Web seguros, bloqueos del acceso por tiempo de inactividad o número de intentos máximos, etc. Dicha seguridad en el acceso se complementa con Ia visualización simplificada de Ia información, Ia generación de informes con los datos almacenados, Ia diagnosis y asistencia técnica remota a partir de Ia generación de alarmas,..., entre Ia infinidad de procesos de tratamiento de los parámetros de operación del

vehículo que un experto en Ia materia podría realizar para Ia gestión de cualquier flota a partir de los datos accesibles según el método y/o con el sistema propuestos.

Un último aspecto de Ia invención es un programa de ordenador distribuido, que se almacena en al menos un soporte legible por un ordenador y que comprende medios de código adaptados para ejecutar el método descrito, cuando dicho programa se ejecuta en una red informática de ordenadores.

DESCRIPCIóN DE LOS DIBUJOS

Para complementar Ia descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de figuras en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1.- Muestra un esquema de bloques sobre los componentes físicos, incluyendo en cada bloque hardware y software o firmware asociado, de Ia plataforma que constituye el sistema objeto de Ia invención, según una realización preferida.

La figura 2.- Muestra un diagrama de bloques sobre el funcionamiento de los receptores de señales analógicas que actúan como medios de adquisición de datos del sistema. La figura 3.- Muestra un diagrama de bloques sobre el funcionamiento de los receptores de señales digitales que también actúan como medios de adquisición de datos.

La figura 4.- Muestra un diagrama de bloques sobre el funcionamiento de los receptores de señales del chasis que actúan como medios de adquisición de datos en algunos vehículos de Ia flota.

La figura 5.- Muestra un diagrama de bloques sobre el

funcionamiento de los receptores GPS que completan Ia actuación de los medios de adquisición de datos, conforme a Ia realización preferida de Ia invención.

La figura 6.- Muestra un diagrama de bloques sobre el funcionamiento del gestor de dispositivos que recibe Ia información capturada por los anteriormente mostrados medios de adquisición de datos y Ia envía a un dispositivo de transmisión de datos.

La figura 7.- Muestra un esquema de bloques sobre los componentes hardware del dispositivo de transmisión de datos.

REALIZACIóN PREFERENTE DE LA INVENCIóN

A Ia vista de Ia Figura 1 reseñada, puede describirse como una de las posibles realizaciones de Ia invención, un sistema para Ia gestión de flotas, aplicable en concreto para un parque de autobombas de hormigón, cuya arquitectura física se compone esencialmente de los medios siguientes:

- medios de adquisición de datos (1 , 2, 3, 4) conectados, a través de una red CAN-Bus, con al menos un gestor de dispositivos (7) conectado, a través de un puerto de comunicación serie asincrona, con al menos un dispositivo de transmisión de datos (8) conectado a una red de comunicaciones móviles (9);

- al menos un nodo servidor de comunicaciones (10) conectado a Ia red de comunicaciones móviles (9) capacitado para recibir los datos enviados por el dispositivo de transmisión de datos (8) y retransmitirlos al menos a un Módulo de tratamiento de datos (14, 15, 16) a los que se accede a través de Ia red Internet (17) por medio de un portal de acceso seguro (18); y

- medios de almacenamiento de los datos capturados por los medios de adquisición de datos (1 , 2, 3, 4). La red CAN Bus del sistema utiliza Ia Implementación física definida por el protocolo estandarizado J 1939, compatibilizado con un

protocolo propio para Ia confección de los mensajes que finalmente circulan por dicha red CAN Bus. Además, en este ejemplo de aplicación en vehículos de autobomba de hormigón, Ia red CAN Bus es empleada por una red estándar FMS "Fleet Management System", que también usa el protocolo estandarizado J1939, prevista normalmente en los vehículos menos antiguos de Ia flota. El estándar FMS, acordado por los fabricantes de vehículos industriales pesados, proporciona una interfaz de comunicación conocida entre Ia electrónica de los vehículos y sus ordenadores de a bordo, concebida originariamente para el control de camiones de elevada carga y que aquí se aplica para las autobombas de hormigón.

Físicamente Ia red CAN-Bus se implementa mediante un par de hilos que transmiten Ia información del bus y que debe estar cerrado por ambos lados con una resistencia de 120 ohmios interpuesta entre estos dos hilos de señal. Existe otro par de hilos que permite Ia alimentación de todo el conjunto, generalmente a 24 voltios. Por Io tanto, todas las conexiones se realizan mediante mangueras de 4 conductores equipados con clavijas termoselladas y seriando todos los elementos del bus como es habitual.

Según se observa en el primer bloque (A1 ) de Ia Figura 1 , que engloba toda Ia red inteligente desplegada para Ia captura de datos de cada vehículo autobomba sin interferir en el funcionamiento propio de Ia bomba de hormigón, se distinguen los siguientes componentes constitutivos de los medios de adquisición de datos (1 , 2, 3, 4):

Una pluralidad de receptores de señales analógicas (1 ) conectados a unos sensores (5) de presión y temperatura. Los sensores (5) de presión cuentan con cuatro conexiones de las cuales se usan dos: por una de ellas se alimentan a 12 voltios y por Ia otra conexión se establece el sensado de Ia presión mediante medición de Ia variación de corriente, variando en un rango desde 4 a 20 mA. Dichos sensores (5) pueden medir las diversas presiones del circuito hidráulico de Ia máquina de bombeo y temperaturas hidráulicas y/o del líquido de refrigeración. En el caso de Ia obtención de las presiones hidráulicas, se

montan en Ia máquina unos sensores (5) de presión robustos, capaces de extraer valores de hasta 400 bares de presión hidráulica máxima.

Los receptores de señales analógicas (1 ) constituyen Ia ¡nterfase entre Ia parte física a medir en Ia máquina y Ia red CAN Bus. Mediante programación se fija tanto Ia tensión de alimentación como el tipo de sensores (5) o Ia magnitud a medir, tensión o corriente y su rango, entre otros parámetros. En Ia Figura 2 se indican los pasos que se siguen en Ia operación de dichos receptores de señales analógicas (1 ): Primeramente se lleva a cabo el acondicionado de sensores, con Ia inicialización de Ia asignación de pines en el conector de sensores de los receptores de señales analógicas (1), asignando el conexionado de las señales que entran y salen así como el tipo de magnitud que se sensa. En Ia lectura de sensores analógicos se captura constantemente en forma de datos Ia señal analógica de entrada, por ejemplo de corriente, que procede de los sensores. A continuación, dichos datos son linealizados mediante un proceso interno al mismo tiempo que se obtiene Ia equivalencia en Ia magnitud de interés, bares de presión o grados de temperatura, dando dos puntos en Ia magnitud de entrada, generalmente mínimo y máximo, a los que se les hace corresponder con otros dos puntos de salida. Por último, los receptores de señales analógicas (1) proceden cada cierto tiempo al envío hacia el gestor de dispositivos (7) de un mensaje según un protocolo estándar de Ia red CAN-Bus, como mensaje del tipo J1939, que lleva insertado el valor de Ia medición, conteniendo cada mensaje J1939 dos campos, correspondientes a los dos sensores (5) que admite cada receptor (1 ) de dos bytes cada uno, más una cabecera que identifica de qué receptor (1) provienen los datos mandados.

Una pluralidad de receptores de señales digitales (2) conectados a unos actuadores (6), tales como electroválvulas y relé de bombeo, accesibles desde el cuadro eléctrico de control de Ia autobomba, para complementar Ia adquisición de datos, recogiendo todas las señales de tipo digital que están disponibles en el vehículo y son útiles para su gestión.

Algunos ejemplos de estas señales digitales pueden ser Ia actuación de Ia pluma de Ia máquina, Ia puesta en marcha del bombeo de dicha máquina, Ia toma de fuerza del vehículo, etc. Mediante programación de los receptores de señales digitales (2), se fija el nivel lógico al que se debe poner cada señal proveniente de los actuadores (6)y los umbrales de tensión a los que pasa de un nivel lógico a otro.

En Ia Figura 3 se indican los pasos que se siguen en Ia operación de dichos receptores de señales digitales (2): En primer lugar, al igual que se ha comentado anteriormente, se deben inicializar las patillas de los conectores de estos receptores de señales digitales (2), seleccionando un conductor común como tierra y elegiendo el tipo de entrada junto con los umbrales de actuación de las señales. Seguidamente, se realiza un volcado permanente del valor de las entradas a variables internas de los receptores de señales digitales (2), teniendo en cuenta los umbrales antes establecidos a Ia hora de convertir Ia tensión de una señal de un actuador (6) no proporcional, como las electroválvulas hidráulicas, a un valor digital. Toda Ia información recogida es enviada periódicamente por dichos receptores de señales digitales (2) en un mensaje CAN Bus de tipo J1939 al gestor de dispositivos (J), identificándose en Ia cabecera el receptor (2) que Io emite, tras Ia cual se mandan cuatro campos de 1 byte, correspondientes a las 4 entradas de cada receptor (2) por mensaje, cada uno con los valores digitales a mandar.

Opcionalmente, los medios de adquisición de datos se completan con una pluralidad de receptores de señales del chasis (3) conectados a una red de comunicación interna (30) con un ordenador de abordo previsto en al menos un vehículo de Ia flota, como Ia implementada bajo el protocolo estándar FMS ya comentado. Para otro tipo de vehículos, Ia red de comunicación interna (30) puede adaptarse a otros estándares, tañes como el ODB I y II, etc. Mediante los receptores de señales del chasis (3) se accede a Ia centralita de Ia red CAN Bus que integra Ia red de comunicación interna (30)

FMS del vehículo, gracias a Io cual y sin necesidad de montar más sensores en el vehículo, es posible extraer datos tales como Ia velocidad y las revoluciones instantáneas, el consumo de combustible total e instantáneo, el nivel del depósito de combustible, parámetros sobre el mantenimiento del vehículo, distancia total recorrida, etc., dependiendo del FMS desarrollado por el fabricante y adoptado en el sistema.

La función de los receptores de señales del chasis (3) es Ia de acondicionar el FMS del vehículo a Ia red CAN-Bus montada en el vehículo, permitiendo traspasar los mensajes de CAN Bus de una red propiamente del vehículo a Ia adicional que se monta después y aislándolas para prohibir un acceso a Ia centralita del vehículo mediante mensajes CAN Bus, siguiendo el procedimiento ilustrado en Ia Figura 4:

Dichos receptores de señales del chasis (3) primero capturan de Ia red de comunicación interna (30) continuamente los mensajes del FMS implementado en Ia centralita CAN Bus del vehículo y los vuelcan en variables internas al receptor (3). Los mensajes, compuestos de una cabecera y unos campos de datos, son entonces divididos campo a campo, que se almacenan en variables independientes del receptor (3). Sobre estas variables internas se realizarán los cálculos y ajustes oportunos, para obtener otros campos más útiles que se puedan montar en nuevos mensajes de salida, generados con cabeceras del protocolo FMS y que se envían continuamente hacia el gestor de dispositivos (7) en formato J 1939 de Ia red CAN-Bus. La mayoría de estos mensajes conservan el orden de los campos y las cabeceras del FMS estándar, mientras que otros están procesados consiguiendo un acoplamiento entre Ia red CAN-Bus propia del vehículo y Ia montada complementariamente con el protocolo J 1939.

- Adicionalmente, los medios de adquisición de datos pueden incluir una pluralidad de receptores GPS (4) que se comunican con Ia red de satélites GPS a través de una antena, que puede ser activa o pasiva, tratando de mantener constantemente Ia cobertura de Ia señal GPS.

Gracias a receptores GPS (4) se obtiene Ia posición en latitud,

longitud y en grados, Ia fecha y Ia hora en GMT, pudiendo también servir, en vehículos antiguos donde no se ha implementado el FMS anterior, para medir Ia velocidad y Ia distancia total recorrida mediante previa programación de los receptores GPS (4). Según se expone en Ia Figura 5, dichos receptores GPS (4) tratan toda esta información como variables internas y las pasan a mensajes de tipo CAN-Bus para su posterior tratamiento por el gestor de dispositivos (7) similarmente al resto de mensajes ya descritos. Con Ia latitud y Ia longitud se genera un mensaje J1939, otro con Ia fecha y otro más para Ia hora, incluyendo una cabecera identificativa del contenido y los campos que contienen los valores de tales variables. El valor de Ia velocidad se manda en otro mensaje aparte con Ia misma cabecera y en el mismo lugar que el mensaje correspondiente en un FMS estándar. Además, contando ei tiempo en el que el vehículo se mueve, mediante un algoritmo de cálculo de Ia velocidad media, el receptor (4) da Ia distancia recorrida durante el movimiento del vehículo y Ia transmite en un mensaje idéntico al correspondiente en un FMS estándar.

Todos los distintos mensajes generados por los diversos medios de adquisición de datos (1 , 2, 3, 4) propuestos se centralizan en el gestor de dispositivos (7), que es el dispositivo programable más potente de todos los empleados en Ia red de captura de datos en cuanto a hardware se refiere. De entre todos los mensajes que recibe, el gestor de dispositivos (7) diferencia entre datos para el muestreo y envío en tiempo real, para el análisis en diferido de los datos y los utilizados para una representación cartográfica ulterior, generando finalmente unos mensajes completos según un protocolo con Ia información necesaria en cada caso. El protocolo de envío ya no es el de Ia red Can-Bus, porque los mensajes CAN Bus no permiten llegar a Ia longitud de datos requerida, sino Ia norma del puerto de comunicación serie asincrona previsto, normalmente el RS-232, estando el gestor de dispositivos (7) dotado de un conector DB-9 al puerto serie. Es por este puerto por el que se Ie pasan todos los mensajes ya debidamente

formateados al dispositivo de transmisión de datos (8) con los contenidos procesados según el protocolo de comunicaciones para que los retransmita vía GPRS o UMTS por Ia red de comunicaciones móviles (9).

De acuerdo a Ia Figura 6, el gestor de dispositivos (7) realiza diferentes funciones para establecer el camino de comunicación en ambos sentidos con el dispositivo de transmisión de datos (8), distinguiéndose tres bloques principales e independientes y concurrentes entre si en cuanto a funcionamiento interno se refiere, correspondiendo cada uno a un tipo de mensajes tratados. Esto es, cada bloque se encarga de un tipo de los parámetros de operación del vehículo adquiridos para Ia gestión, pudiendo diferenciar: datos cartográficos para Ia representación GPS, medidas de rendimiento del vehículo para el análisis estadístico y medidas de estado del vehículo para su muestreo y envío en tiempo real a petición de al menos un usuario (U). Esta diferenciación es Ia misma en todo el protocolo de comunicaciones del sistema desde este punto.

El bloque (A6) de Ia Figura 6 ilustra el funcionamiento del gestor de dispositivos (7) para los datos cartográficos GPS, comenzando por chequear constantemente, dentro de los mensajes recibidos con datos cartográficos, el valor de Ia velocidad del vehículo para posteriormente decidir Ia cadencia de envío de mensajes GPS para actualizar el valor de Ia posición del vehículo. Cada vez que haya que enviar una posición, porque así se ha temporizado en el gestor de dispositivos (J), éste construye el mensaje completo con cabecera y campos según el protocolo de comunicaciones, almacenándolo después en un buffer de datos GPS. En ese preciso instante el gestor de dispositivos ⁽ J) Ie comunica al dispositivo de transmisión de datos (8) mediante un mensaje RS-232 que en su buffer hay al menos un mensaje con datos GPS y, si dicho dispositivo de transmisión de datos (8) no responde pasado un tiempo, vuelve a mandar el mismo mensaje GPS. Cuando el dispositivo de transmisión de datos (8) puede atender el mensaje que ha recibido del gestor de dispositivos (7), Ie hace Ia oportuna petición de envío del buffer mediante un nuevo mensaje

RS-232, con Io que el gestor de dispositivos (7) manda todos los mensajes que existan en el buffer al dispositivo de transmisión de datos (8) para que los retransmita a Ia red de comunicaciones inalámbricas (9). Una vez completada Ia retrasmisión correctamente, el gestor de dispositivos (7) recibe Ia petición de borrado del buffer por el dispositivo de transmisión de datos (8) y Io vacía, tras Io cual no vuelve a enviar un mensaje RS-232 hasta que no tiene al menos otro mensaje almacenado en el mismo buffer.

El bloque (B6) de Ia Figura 6 es otro que ejecuta el gestor de dispositivos (7) de una manera parecida al bloque (A6) del GPS, añadiendo Ia creación de unos registros de estado que se actualizan continuamente para comprobar periódicamente las medidas del rendimiento que rigen el vehículo y Ia máquina de bombeo. Según sea el valor de las variables almacenadas en registros de estado, que inicialmente guardan variables como Ia hora y fecha, se generan unos mensajes u otros, habiendo realizado los cálculos pertinentes para obtener todos los campos del mensaje en cuestión y completarlo de acuerdo al protocolo de comunicaciones con el dispositivo de transmisión de datos (8).

En el bloque (C6) de Ia Figura 6 se gestionan los mensajes con los valores instantáneos de ciertas magnitudes de Ia máquina y el vehículo, es decir, las medidas de estado, estando el gestor de dispositivos (7) siempre a Ia escucha de una petición cliente, del usuario (U) final, desde el dispositivo de transmisión de datos (8). Según se pidan datos de Ia bomba o del chasis del vehículo se monta un mensaje u otro y se manda al dispositivo de transmisión de datos (8) para que Io retransmita instantáneamente. El último bloque funcional (D6) del gestor de dispositivos (7) representado en Ia Figura 6 permite configurar ciertos parámetros a distancia que relacionan los datos capturados. Por ejemplo, para obtener Ia magnitud de los metros cúbicos de hormigón bombeado, aquí se multiplica el número de emboladas medido por los valores de diámetro y carrera que presenta Ia máquina de bombeo. Los valores que intervienen en los cálculos se ajustan mediante unos mensajes de calibración que puede enviar el dispositivo de

transmisión de datos (8). El Gestor de Dispositivos permanece siempre a Ia escucha de algún mensaje de calibración y si Io recibe, desmonta los campos del mensaje de calibración para introducirlos en unos registros no volátiles, para que, desde ese momento, se puedan utilizar los nuevos valores con los que generar nuevos mensajes con parámetros de operación según Io calibrado.

Todos los mensajes intercambiados entre el gestor de dispositivos (7) y el dispositivo de transmisión de datos (8), representados como flechas entrantes y salientes de los correspondientes bloques, siguen el protocolo RS-232 del puerto de comunicación serie asincrona a través del que se conectan.

Como se aprecia en Ia Figura 7, dicho dispositivo de transmisión de datos (8) comprende al menos un microcontrolador (21), un módem de comunicaciones inalámbricas (22) conectado a una antena de radiofrecuencia y a una tarjeta inteligente para telefonía móvil, un transceptor

(23) adaptado al puerto de comunicación serie asincrona, un circuito de alimentación (24) y al menos un dispositivo de memoria no volátil (20), estando dicho circuito de alimentación (24), el módem de comunicaciones inalámbricas (22), el transceptor (23) y el, al menos un, dispositivo de memoria no volátil (20) conectados al microcontrolador (21).

Dicho microcontrolador (21 ) es el encargado de gobernar todos los elementos restantes que integran el dispositivo de transmisión de datos (8), atendiendo a los diferentes elementos y generando las señales para su apropiado funcionamiento, así como controlando el trasiego de información entre ellos. Junto con este control de los elementos periféricos, el microcontrolador (21) contribuye a Ia función final que es retransmitir los datos de Ia red Can-Bus al nodo servidor de comunicaciones (10) a través de Ia red de comunicaciones móviles (9) y que finalmente lleva a cabo el módem de comunicaciones inalámbricas (22). Para ello, el microcontrolador (21) almacena en el dispositivo de memoria no volátil (20) los parámetros de operación capturados y generados en Ia red Can-Bus, al menos los relativos

a datos cartográficos y medidas de rendimiento del vehículo. Las medidas de estado del vehículo las pasa directamente al módem de comunicaciones inalámbricas (22), sin almacenamiento previo, después de que una solicitud llega a dicho módem (22) para hacer Ia misma petición al gestor de dispositivos (7) que entrega directamente, como se explica en el bloque (C6) de Ia Figura 6, tales parámetros al dispositivo de transmisión de datos (8). Todos los tipos de parámetros de operación entregados por el gestor de dispositivos (7), para que el dispositivo de transmisión de datos (8) efectúe su almacenamiento y posterior difusión o Ia retransmisión instantánea, llegan al microcontrolador (21) a través del transceptor (23) que implementa Ia comunicación serie asincrona de conexión entre ambos conforme al protocolo RS-232.

El módem de comunicaciones inalámbricas (22) monitorea constantemente Ia cobertura GSM/GPRS y/o UMTS, para establecer Ia conexión GSM/GPRS, o UMTS si es posible, sólo cuando el nivel de cobertura es el adecuado. Asimismo, dicho módem de comunicaciones inalámbricas (22) efectúa el establecimiento de conexión con el nodo servidor de comunicaciones (10) a través de una comunicación TCP/IP en Ia que cada vehículo de Ia flota tiene asignado una dirección IP, a partir de Ia que se produce Ia retransmisión periódica o en tiempo real de los parámetros que hace llegar Ia red de captura de datos (A1 ).

Para Ia conexión con Ia red de comunicaciones móviles (9), se incorpora al módem de comunicaciones inalámbricas (22) una tarjeta de registro (28) para Ia identificación del subscriptor a Ia red (9), SIM para uso en redes con cobertura GSM/GPRS o USIM para cobertura UMTS. Si no se encuentra cobertura UMTS pero sí GPRS, el módem de comunicaciones inalámbricas (22) procede al establecimiento de conexión GSM/GPRS. Un transductor lógico (29) compatibiliza las distintas lógicas de comunicación presentes en el dispositivo de transmisión de datos (8). El dispositivo de memoria no volátil (20) puede ser extraíble del dispositivo de transmisión de datos (8) para que, en caso de no existir una

conexión estable a Ia red (9) por falta de cobertura, puedan ser los datos almacenados, de cartografía y medidas de rendimiento, volcados directamente en los medios de almacenamiento del sistema, sirviendo como elemento de copia de seguridad. Además, dicho dispositivo de memoria no volátil (20) guarda temporalmente cada mensaje del protocolo generado hasta que es insertado correctamente en tales medios de almacenamiento y que se describen más adelante.

El circuito de alimentación (24) consta de un convertidor DC/DC, que a partir de una tensión continua de una batería (25), Ia del propio vehículo en el que está instalado el dispositivo de transmisión de datos (8), suministra una tensión continua de salida estabilizada y regulada. Como opción adicional, el dispositivo de transmisión de datos (8) puede tener medios de señalización visual (27), como diodos LED, para indicar su operativa en el vehículo donde está instalado. Los medios de almacenamiento comprenden una base de datos central (11 ) conectada al nodo servidor de comunicaciones (10) y capacitada para estructurar en tablas de información al menos determinados datos de los capturados por los medios de adquisición de datos (1 , 2, 3, 4). En particular, para los datos cartográficos adquiridos mediante los receptores GPS (4) se añade como medio de almacenamiento otra base de datos específica, una base de datos de cartografía (13). Tanto Ia base de datos central (11) como Ia de cartografía (13) pueden ser de tipo relacional, por ejemplo, Oracle 10g.

Un módulo software implementado en un nodo servidor que soporta Ia base de datos central (11 ), por ejemplo, un procesador con sistema operativo W2003Server, gobierna toda Ia estructura de almacenamiento y coherencia de las datos del sistema. La estructura de almacenamiento está constituida por tablas de datos, basadas en el modelo entidad-relación, asociando cada vehículo con los diferentes datos, de cartografía, de rendimiento y aquellos parámetros de operación de los que se necesite copia permanente, capturados en relación al mismo. De esta

estructura de tablas de almacenamiento se derivan unas reglas de coherencia de datos e integridad y, por tanto, este módulo de control de Ia base de datos central (11 ) impone una serie de restricciones y secuencias en el almacenamiento. Las secuencias o los procedimientos que se encargan de adecuar los datos de los distintos orígenes a Ia estructura de almacenamiento son utilizados por el nodo servidor de comunicaciones (10) al que está conectada dicha base de datos central (11) y que los requiere para almacenar Ia información que fluye en el sistema. Se usan al menos dos clases de procedimientos, uno destinado a insertar en Ia estructura tabular de Ia base de datos central (11) los datos cartográficos y otro encargado de los referidos a las medidas de rendimiento de los vehículos, que realizan un filtrado y acondicionado de Ia información para adecuarla a Ia estructura de almacenamiento y siguiendo las reglas de coherencia.

El nodo servidor de comunicaciones (10), que en este ejemplo es un procesador con sistema operativo Linux, tiene como misión introducir en

Ia base de datos central (11 ) los datos que recibe a través de Ia red de comunicaciones móviles (9) del dispositivo de transmisión de datos (8). Para ello, primero dicho procesador del nodo servidor de comunicaciones (10), mediante un proceso maestro, acepta las peticiones de conexión desde cada dispositivo de transmisión de datos (8) presente en Ia red de captura de datos (A1 ) para gestión de Ia flota. Por otro lado, el nodo servidor de comunicaciones (10) también acepta las conexiones que, desde el portal de acceso seguro (8), hacen los usuarios (U) mediante correspondientes clientes web y que piden información en tiempo real. Con las peticiones del dispositivo de transmisión de datos (8), el nodo servidor de comunicaciones

(10) crea un proceso que se encarga de recibir los datos y distribuirlos de manera correcta dependiendo de su destino; con Ia conexión de un cliente Web, da lugar a dos acciones, Ia primera indica al dispositivo de transmisión de datos (8) que tiene que enviar datos y Ia segunda suministrar esos datos a un proceso recolector.

Se ejecutan al menos tres procesos de recolección de datos en el

nodo servidor de comunicaciones (10): recoger los datos generados por los procesos individuales asignados a cada dispositivo de transmisión de datos (8) y mandarlos a un sincronizador (12) que actualiza las posiciones GPS de los vehículos; recoger los datos, que previa petición del cliente Web, Ie envía el dispositivo de transmisión de datos (8) y mandarlos directamente a los diferentes clientes Web; recoger los datos generados por cada dispositivo de transmisión de datos (8) y almacenarlos en Ia base de datos central(11). Otro proceso interno del nodo servidor de comunicaciones (10) es el que encauza, aceptada una conexión con un dispositivo de transmisión de datos (8), los datos a sus distintos destinos: el sincronizador (12) conectado a un servidor GIS (14) para el tratamiento de Ia información cartográfica, Ia base de datos central (11 ) al menos para los datos de cartografía y los de medidas del rendimiento, o los clientes Web que solicitan medidas de estado del vehículo en tiempo real. El sincronizador (12) recibe constantemente posiciones GPS de cada vehículo que está en comunicación, a través de su correspondiente dispositivo de transmisión de datos (8), con el nodo servidor de comunicaciones (10). Tales posiciones son comparadas entre sí y Ia más reciente es transmitida al servidor GIS (14) para que repinte el mapa con Ia posición más actualizada del vehículo representado en los apropiados medios de visualización.

Toda Ia información que se ha obtenido en Ia red inteligente de captura de datos (A1 ) y adecuadamente distribuida para su procesamiento en los equipos englobados dentro del bloque (B1 ) de Ia Figura 1 , es accesible de modo seguro y amigable por el usuario (U), en el bloque (C1 ) que representa Ia parte remota del sistema y opuesta a Ia distribución de los vehículos de Ia flota.

El acceso del usuario (U) final se realiza estableciendo en el sistema una conexión de cliente Web con un servidor Web utilizando Ia red Internet. Para ello, el portal de acceso seguro (18) llama al Módulo de

Tratamiento de datos (14, 15, 16) que corresponde según Ia conexión del

usuario (U). Aparte de ese enlace con el Módulo de Tratamiento de datos (14, 15, 16) requerido, dicho portal de acceso seguro (18) introduce los mecanismos de seguridad necesarios para que el acceso al sistema se haga de forma segura, confiriendo al usuario (U) Ia certeza de que solo él puede acceder y ver los datos de su flota en el sistema, garantizando que el trasiego de información entre el Servidor y el Cliente Web de su terminal de acceso remoto es fiable y nadie más puede ver esa información si no Ie está permitido. Para lograr estos dos niveles de seguridad se aplican diversos mecanismos conocidos: utilización de identificador de usuario "login" y contraseña, Ia encriptación de Ia información que fluye entre los Clientes y el servidor web, utilización de dominios seguros, exclusión por sobrepaso de tiempo de inactividad, bloqueo por intento de acceso un número máximo de veces,...

En esta realización preferente del sistema, se definen tres clases de Módulo de Tratamiento de datos (14, 15, 16), pero Ia interfaz Web que ofrece el portal de acceso seguro (18) permitiría a un experto en Ia materia configurar otros módulos útiles en Ia gestión de los datos recabados sobre Ia flota, por Io que el sistema es muy potente y altamente escalable en sus funciones. Una posible realización del Módulo de tratamiento de datos consiste en un servidor GIS (14) conectado al nodo servidor de comunicaciones (10) a través del sincronizador (12), permitiendo al usuario (U) visualizar en un mapa Ia posición GPS de cada vehículo en cada instante, las trayectorias de uno o más vehículos en un intervalo de tiempo dado, informes de rutas y parámetros de desplazamiento del vehículo, tales como velocidad, tiempos de parada, tiempos en ruta,...

Otra realización del Módulo de tratamiento de datos es un servidor de supervisión remota (15) conectado a Ia base de datos central (11), comprendiendo medios de generación de informes estadísticos. El usuario (U) hace una petición vía web, que es tratada, validada y consecuentemente aceptada, con Io cual Ia base de datos central (11) devuelve un conjunto de

datos extraídos de sus tablas respondiendo a Ia petición, los cuales son formateados para su presentación final, de forma gráfica o analítica. Primeramente, el usuario (U) final escoge el parámetro a consultar: gasoil, desplazamientos, histórico de actividad del vehículos, etc. y acotar su consulta por fechas y por vehículos, escogiendo el periodo de tiempo para el cual quiere hacer Ia consulta, incluso eligiendo un vehículo en concreto. Una vez que se ha parametrizado Ia consulta que se va hacer a Ia base de datos central (11 ), el servidor de supervisión remota (15) envía toda esta paremetrización a Ia base de datos central (11 ), usando el lenguaje de consulta propio de las bases de datos relaciónales. Como última fase de su operación, el servidor de supervisión remota (15) recoge los resultados de las consultas y los interpreta, seleccionando los datos y devolviéndolos al cliente Web que los solicitó. Los parámetros de operación que maneja el servidor de supervisión remota (15) son por Io general magnitudes medibles en un vehículo y que dan idea de su rendimiento: consumo instantáneo de gasoil, nivel del depósito, temperatura del refrigerante, metros cúbicos de hormigón, reportes en cuanto a tiempos de Ia bomba o del vehículo, tiempos en espera, tiempos de trabajo, tiempos de desplazamiento, distancia recorrida total y parcial, inicio y fin de jornada,... Un tercer tipo de Módulo de tratamiento de datos consiste en un servidor de monitorización remota (16) conectado directamente al nodo servidor de comunicaciones (10), comprendiendo medios de visualización de los datos en tiempo real. El servidor de monitorización remota (16) realiza peticiones al nodo servidor de comunicaciones (10) que identifica el tipo de petición y Ia dirige al dispositivo de transmisión de datos (8) del que se trata.

Una vez que los datos fluyen directamente de los componentes instalados en el vehículo y por Ia red de captura (A1 ) hasta el dispositivo de transmisión de datos (8), que se los retransmite por Ia red de comunicaciones móviles (9) al nodo servidor de comunicaciones (10), éste sirve estos datos inmediatamente al cliente web que los pidió. Los parámetros de operación que envía el servidor de monitorización remota (16) son de estado del

vehículo o de Ia propia máquina de bombeo asociada al mismo: revoluciones del motor, velocidad, nivel de combustible, aceite hidráulico, estado de las electroválvulas de Ia bomba, presiones hidráulicas, etc., todas las medidas en tiempo real, es decir justo cuando el vehículo está realizando un trabajo parado o bien se está desplazando. Los medios de visualización también pueden dar un listado de las incidencias en el vehículo y, en caso de avería, dicho servidor de monitorización remota (16) se comunica con un dispositivo generador de alarmas que puede enviar un mensaje SMS a un móvil o un correo electrónico al portátil del usuario (U) técnico, quien puede prestar una asistencia técnica remota. Esta información permite al operario experto diagnosticar un buen número de averías, sin necesidad de estar a pie de obra y, en averías graves, al menos reducir el tiempo de inactividad de Ia autobomba de hormigón al servir de estimación al técnico de cuál puede ser Ia solución a Ia incidencia. Cada una de las tres implementaciones del Módulo de tratamiento de datos (14, 15, 16) puede residir físicamente en una máquina distinta, un procesador con sistema operativo W2003Server que materializa el Servidor Web en cada caso, conectado con el procesador del nodo servidor de comunicaciones y Ia base de datos central (11) por una misma subred TCP que incluso puede unir todas las máquinas de procesamiento informático del bloque (B1 ) en un mismo punto, o bien, estar distribuidas en distintos puntos remotos.

Algunas realizaciones preferibles de Ia invención se describen en las reivindicaciones dependientes que se incluyen seguidamente.