BR112021009997A2 - sistema de monitoramento de nível de compartimento - Google Patents

Abstract

SISTEMA DE MONITORAMENTO DE NËVEL DE COMPARTIMENTO. Trata-se de um sistema de monitoramento de nível de compartimento sistema de monitoramento de nível de compartimento que compreende um sensor óptico para detectar um nível de alimento dentro de um compartimento de alimento, uma placa de circuito conectada do modo comunicativo a um sensor para receber um sinal de nível do sensor e para processar o sinal de nível para gerar dados de nível de compartimento, uma bateria para gerar energia para a placa de circuito e sensor, um invólucro para envolver a placa de circuito e um transmissor de rádio para transmitir os dados de nível de compartimento. O sensor pode ser um sensor LIDAR ou um sensor de tempo de voo (ToF).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para “SISTEMA DE MONITORAMENTO DE NÍVEL DE COMPARTIMENTO” Campo da Técnica

[001] A presente revelação se refere de maneira geral a compartimentos de alimento agrícola e mais particularmente a sistemas de monitoramento para tais compartimentos.

Fundamentos

[002] Convencionalmente, a indústria de alimento depende dos agricultores para monitorar e relatar seus níveis de alimento para um moinho fornecedor de alimento a fim de garantir que um moinho tenha tempo de espera adequado para fabricar uma mistura de particular de alimento do agricultor e para entregar antes que o agricultor fique sem alimento.

O monitoramento de compartimentos de alimento é uma tarefa que exige diligência constante e, portanto, níveis baixos no compartimento podem, comumente, passar despercebidos até que seja tarde demais e os compartimentos de alimento estejam quase vazios. Uma solicitação urgente de um agricultor em extrema necessidade de alimento exige que um moinho de alimento reorganize seus cronogramas de produção planejados cuidadosamente (colocando outros agricultores diligentes em risco de receberem seu alimento atrasado) e altere suas rotas de entrega eficientemente mapeadas para acomodar os agricultores que falharam em dar aviso prévio, desse modo, acabando com quaisquer esperanças de alcançar o pico de eficiência em suas operações complexas.

[003] Um sistema de monitoramento de nível de compartimento para monitorar níveis de alimento dentro de compartimentos e para relatar esses níveis de alimento seria desse modo altamente desejável.

Sumário

[004] O que se segue apresenta um resumo simplificado de alguns aspectos ou modalidades da invenção a fim de fornecer uma compreensão básica da invenção. Esse resumo não é uma visão global extensiva da invenção. Não tem a intenção de identificar elementos-chave ou críticos da invenção ou para delinear o escopo da invenção. Seu único propósito é de apresentar algumas modalidades da invenção de uma forma simplificada como um prelúdio para a descrição melhor detalhada que será apresentada posteriormente.

[005] O presente relatório descritivo revela um sistema de monitoramento de nível de compartimento e método relacionado para medição de um nível de alimento dentro de um compartimento.

[006] Consequentemente, um aspecto inventivo da revelação é um sistema de monitoramento de nível de compartimento que compreende um sensor óptico para detectar um nível de alimento dentro de um compartimento de alimento, uma placa de circuito conectada de modo comunicativo ao sensor para receber um sinal de nível do sensor e para processar o sinal de nível para gerar dados de nível de compartimento, uma bateria para gerar energia para a placa de circuito e sensor, um invólucro para envolver a placa de circuito e um transmissor de rádio para transmitir os dados de nível de compartimento. O sensor pode ser um sensor LIDAR ou um sensor de tempo de voo (ToF).

[007] Outro aspecto inventivo da revelação é um método de monitoramento de um nível de compartimento, sendo que o método compreende detectar de modo óptico um nível de alimento dentro de um compartimento de alimento, um sinal de nível pela detecção de modo óptico do nível de alimento, processar o sinal de nível para gera dados de nível de compartimento e transmitir os dados de nível de compartimento.

[008] Outros aspectos inventivos da revelação podem se tornar aparentes para os especialistas no assunto da técnica.

Breve Descrição dos Desenhos

[009] Esses e outros recursos da revelação serão mais aparentes pela descrição na qual é feita referência aos desenhos que seguem em anexo.

[0010] Os desenhos em anexo, que são incorporados e formam uma parte deste relatório descritivo, ilustram diversas modalidades da presente invenção e, junto com a descrição, servem para explicar os princípios da invenção.

Os desenhos têm apenas o propósito de ilustrar uma modalidade preferencial da invenção e não devem ser interpretados como limitadores da invenção.

[0011] A Figura 1 é uma vista isométrica de um sistema de monitoramento de nível de compartimento de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0012] A Figura 2 representa um sistema de monitoramento de nível de compartimento que tem um sensor LIDAR.

[0013] A Figura 2a é uma vista ampliada do sensor LIDAR da Figura 2.

[0014] A Figura 3 representa um sistema de monitoramento de nível de compartimento que tem um sensor de tempo de voo (ToF).

[0015] A Figura 3a é uma vista ampliada do sensor de ToF da Figura 3.

[0016] A Figura 3b representa um mapa de pontos de superfície, de uma primeira perspectiva lateral, que define a topologia da superfície do topo do alimento do compartimento.

[0017] A Figura 3c representa outro mapa de pontos de superfície, de uma segunda perspectiva superior, que define a topologia da superfície do topo do alimento no compartimento.

[0018] A Figura 4a é uma vista isométrica que representa um sensor LIDAR.

[0019] A Figura 4b é uma vista posterior que representa o sensor LIDAR da Figura 4a.

[0020] A Figura 4c é uma vista lateral que representa o sensor LIDAR da Figura 4a.

[0021] A Figura 4d é uma vista frontal que representa o sensor LIDAR da Figura 4a.

[0022] A Figura 4e é uma vista superior que representa o sensor LIDAR da Figura 4a.

[0023] A Figura 4f é uma vista inferior que representa o sensor LIDAR da Figura 4a.

[0024] A Figura 4g é uma vista em corte isométrico que representa o sensor LIDAR da Figura 4a.

[0025] A Figura 4h é uma vista em corto superior que representa o sensor LIDAR da Figura 4a.

[0026] A Figura 5A é uma vista isométrica que representa um sensor de tempo de voo (ToF).

[0027] A Figura 5B é uma vista em corte isométrico que representa o sensor de ToF da Figura 5A.

[0028] A Figura 5C é uma vista lateral que representa o sensor de ToF da Figura 5A.

[0029] A Figura 5D é uma vista frontal que representa o sensor de ToF da Figura 5A.

[0030] A Figura 5E é uma vista posterior que representa o sensor de ToF da Figura 5A.

[0031] A Figura 5F é uma vista inferior que representa o sensor de ToF da Figura 5A.

[0032] A Figura 5G é uma vista superior que representa o sensor de ToF da Figura 5A.

[0033] A Figura 5H é uma vista em corte frontal que representa o sensor de ToF da Figura 5A.

[0034] A Figura 5I é uma outra vista isométrica que representa o sensor de ToF da Figura 5A.

[0035] A Figura 6A é uma vista isométrica que representa uma placa de circuito.

[0036] A Figura 6B é uma vista frontal da placa de circuito da Figura 6A.

[0037] A Figura 6C é uma vista lateral da placa de circuito da Figura 6A.

[0038] A Figura 6D é uma vista superior da placa de circuito da Figura 6A.

[0039] A Figura 6E é uma vista inferior da placa de circuito da Figura 6A.

[0040] A Figura 7 é uma vista plana ampliada da placa de circuito da Figura 6A.

[0041] A Figura 8A é uma vista isométrica superior de um invólucro para a placa de circuito.

[0042] A Figura 8B é uma vista isométrica inferior do invólucro da Figura 8A.

[0043] A Figura 8C é uma vista frontal do invólucro da Figura 8A.

[0044] A Figura 8D é uma vista lateral do invólucro da Figura 8A.

[0045] A Figura 8E é uma vista posterior do invólucro da Figura 8A.

[0046] A Figura 8F é uma vista superior do invólucro da Figura 8A.

[0047] A Figura 8G é uma vista inferior do invólucro da Figura 8A.

[0048] A Figura 8H é uma vista isométrica de uma base para o invólucro da Figura 8A.

[0049] A Figura 8I é uma vista frontal da base da Figura 8H.

[0050] A Figura 8J é uma vista posterior da base da Figura 8H.

[0051] A Figura 8K é uma vista lateral da base da Figura 8H.

[0052] A Figura 8L é uma vista superior da base da Figura 8H.

[0053] A Figura 8M é uma vista inferior da base da Figura 8H.

[0054] A Figura 8N é uma vista isométrica superior de uma outra placa de base para uso com o invólucro.

[0055] A Figura 8O é uma vista isométrica inferior da placa de base da Figura 8N.

[0056] A Figura 8P é uma primeira vista lateral da placa de base da Figura 8N.

[0057] A Figura 8Q é uma segunda vista lateral da placa de base da Figura 8N.

[0058] A Figura 8R é uma vista frontal da placa de base da Figura 8N.

[0059] A Figura 8S é uma vista superior da placa de base da Figura 8N.

[0060] A Figura 8T é uma vista inferior da placa de base da Figura 8N.

[0061] A Figura 9A é uma vista isométrica de um suporte de sensor de montagem.

[0062] A Figura 9B é uma outra vista isométrica do suporte de sensor de montagem.

[0063] A Figura 9C é uma vista lateral do lado direito do suporte de sensor de montagem.

[0064] A Figura 9D é uma vista frontal do suporte de sensor de montagem.

[0065] A Figura 9E é uma vista lateral do lado esquerdo do suporte de sensor de montagem.

[0066] A Figura 9F é uma vista posterior do suporte de sensor de montagem.

[0067] A Figura 9G é uma vista superior do suporte de sensor de montagem.

[0068] A Figura 9H é uma vista inferior do suporte de sensor de montagem.

Descrição Detalhada das Modalidades

[0069] A descrição detalhada a seguir contém, para propósitos de explicação, modalidades numerosas específicas, implementações, exemplos e detalhes a fim de fornecer uma compreensão completa da invenção. Deve ser aparente, contudo, que as modalidades podem ser praticadas sem esses detalhes específicos ou com um arranjo equivalente. Em outros casos, algumas estruturas bem conhecidas e dispositivos são mostrados em forma de diagrama de blocos a fim de evitar obscurecimento desnecessário das modalidades da invenção. A descrição não deve, de forma alguma, ser limitada às implementações ilustrativas, desenhos, e técnicas ilustradas abaixo, incluindo projetos exemplificativos e implementações ilustradas e descritas no presente documento, mas pode ser modificada dentro do escopo das reivindicações em anexo junto com o escopo total de seus equivalentes.

[0070] É revelado no presente documento e ilustrado nas Figuras um sistema de monitoramento de compartimento inovador. Esse sistema de monitoramento de compartimento inovador fornece uma solução inovadora para enfrentar um desafio de gerenciamento de fornecimento de longa data na indústria de alimento: a precisão, monitoramento com custo- benefício de quantidade de produtos em recipientes de alimento remotamente localizados.

[0071] Na modalidade representada na Figura 1, o sistema de monitoramento de compartimento 10 compreende uma placa de circuito e invólucro juntos denotados pela referência numérica 100, um suporte de sensor de montagem 200 e um sensor óptico 300. O sensor óptico 300 em uma modalidade é um sensor LIDAR. O sensor óptico 300 em uma segunda modalidade é um sensor de visão de máquina de tempo de voo (ToF).

[0072] A Figura 2 representa um sistema de monitoramento de nível de compartimento 10 no qual o sensor 300 é um sensor LIDAR. A Figura 2a é uma vista ampliada do sensor LIDAR 300. O sensor LIDAR é suspenso pelo suporte de sensor de montagem 200 dentro do compartimento 20 pelo telhado ou teto 22, 24 ou qualquer elemento estrutural superior adequado como um feixe, treliça, quadro, etc. A Figura 2 representa o feixe do sensor LIDAR 310 que é emitido para baixo para refletir no alimento 30 (ou outro produto a granel) dentro do compartimento 20. Nessa implementação específica, a placa de circuito e invólucro 100 são montados sobre uma porção inclinada 22 do teto ao passo que o suporte de sensor de montagem 200 é conectado a um elemento estrutural vertical 25 abaixo de uma porção plana 24 do teto.

Deve-se notar que o suporte de sensor de montagem pode ser modificado para ter uma geometria diferente para ser montado para outro elemento do compartimento enquanto posiciona o sensor para mirar para baixo.

[0073] A Figura 3 representa uma outra modalidade do sistema de monitoramento de nível de compartimento no qual o sensor 300 é um sensor de tempo de voo (ToF). A Figura 3a é uma vista ampliada do sensor de ToF 300. Como na primeira modalidade, o sensor 300 é suspenso para mirar para baixo dentro do compartimento 20. O sensor de visão de máquina ToF captura imagens ou mapa de pontos de superfícies tridimensionais do formato do alimento 30 dentro do compartimento 20. O mapa de pontos de superfície define a topologia 31 da superfície do topo do alimento como mostrado a título de exemplo na Figura 3b e Figura 3c. Isso fornece uma estimação muito mais precisa da quantidade de alimento dentro do compartimento. Como ilustrado adicionalmente nas Figuras 3b e 3c, o mapa de superfície tridimensional 31 é constituído por um grande número de resultados de profundidade individuais (pontos) que se aproximam muito dos contornos e formato do alimento 30 no compartimento 20.

[0074] As Figuras 4A-4H representam um sensor LIDAR

300. O sensor LIDAR tem uma ou mais lentes de vidro de quartzo 315 e um limpador autolimpante 320. O limpador tem um braço de limpador e uma lâmina de limpador elastomérica 322 para limpar a uma ou mais lentes 315. O limpador pode ser rotacionado por um servomotor ou um outro tipo de motor elétrico. Um controlador pode ser fornecido para ativar periodicamente o servomotor para rotacionar o limpador para limpar a uma ou mais lentes. O controlador pode ser programado ou configurado para operar automaticamente.

Alternativamente, o controlador pode ser reprogramável ou reconfigurável pelo usuário. Em uma variante adicional, o controlador pode ser configurado para receber um sinal de controle para limpar a uma ou mais lentes. O sinal de controle pode ser recebido pela placa de circuito em resposta a detecção de que o sensor LIDAR não está funcionando de modo apropriado e requer limpeza.

[0075] As Figuras 5A-5I representam um sensor de visão de máquina de tempo de voo (ToF) 300. A Figura 5 mostra os componentes do sensor que incluem uma unidade de iluminação e ópticas que foca a luz refletida no sensor de imagem (matriz de plano focal). No sensor de imagem, cada pixel mede o tempo que a luz levou para viajar da unidade de iluminação até o ponto no alimento e retornar para a matriz de plano focal. O sensor inclui componentes eletrônicos de driver para controlar e sincronizar tanto a unidade de iluminação quanto o sensor de imagem.

[0076] As Figuras 6A-6E e Figura 7 representam a placa de circuito 110 que é parte do conjunto placa/invólucro

100. A placa de circuito pode ser uma placa de circuito impressa(PCB) como mostrado que tem um circuito integrado de rastreamento de ponto de energia máxima (MPPT)112, uma fenda de cartão SIM (módulo de identidade do assinante) 114 para receber um cartão SIM para o transceptor de celular de RF, e uma placa de a bateria 120 para receber uma bateria. A placa de circuito pode também ter os seguintes componentes adicionais: um conector de carga solar, cabeçalhos de UART (transmissor/receptor assíncrono universal), cabeçalhos de I/O, cabeçalhos de expansão de modem XBee®, conectores Grove, e um módulo de Bluetooth®. Outros componentes podem estar presentes. Da mesma maneira, nem todas as modalidades têm todos esses componentes. O layout dos eletrônicos na placa de circuito é meramente um exemplo e deve-se notar que os eletrônicos podem ser dispostos na placa de circuito em qualquer outro layout adequado.

[0077] As Figuras 8A-8T representam um invólucro 130 para a placa de circuito 110. O invólucro 130 tem uma cobertura superior 132 e uma base ou placa de montagem 134.

A placa de montagem tem soquetes 136 para ímãs. Na modalidade específica mostrada na Figura 8A-8T, a placa de montagem tem três soquetes para ímãs para fixar o invólucro em um teto do compartimento. Os ímãs podem ser ímãs de terras raras em uma modalidade específica. Embora o invólucro seja mostrado como sendo geralmente quadrado uma superfície superior plana, deve-se notar que o formato do invólucro pode ser variado em outras modalidades, por exemplo, para cobrir uma placa de circuito de formato diferenciado.

[0078] As Figuras 9A-9H representam um suporte de sensor de montagem 200. O suporte 200 nesse exemplo ilustrado tem uma porção de gancho superior em formato de “U” 210 com um buraco oblongo 215, uma porção vertical 220, uma porção angulada 230 com um outro buraco oblongo 235 e uma porção horizontal 240. Essa geometria particular permite a montagem para um elemento vertical e posicionamento do sensor para mirar para baixo na direção do alimento na parte inferior do compartimento. O suporte pode ter outras geometrias para acomodar diferentes estruturas de teto de compartimento e/ou diferentes tipos de montagem de sensores. As dimensões são claramente apenas meros exemplos. Deve-se notar que as dimensões ou proporções podem ser variadas.

[0079] O sistema de monitoramento de compartimento descrito acima permite medição precisa ou estimação de um nível de compartimento, ou seja, um nível de alimento no compartimento. Por nível de alimento, deve-se compreender que esse sistema determina a quantidade (massa ou volume) de alimento dentro do compartimento. O sistema fornece uma maneira de monitorar níveis de alimento com custo-benefício e de notificar um moinho de alimento que é necessário mais alimento.

[0080] Em uma modalidade específica, o sistema utiliza uma placa de circuito impressa(PCB) de internet das coisas(IoT) para colher dados de sensor e relatar de modo sem fio os dados para um ou mais servidores remotamente localizados (ou outros dispositivos de computação) em que os dados são processados e exibidos, por exemplo, em um painel de controle ou outra interface de usuário informando para o usuário o status de preenchimento do compartimento de alimento.

Esse sistema fornece percepções valiosas,

notificações com base nos parâmetros de usuários especificados e sugere áreas para melhoria operacional conforme determinado pelos algoritmos e aprendizado de máquina que refina seus modelos ao longo do tempo conforme analisa mais dados.

O sistema nessa implementação específica é alimentado pela energia solar e equipado com tecnologias de comunicação para garantir que o sistema transmita de modo confiável dados em distâncias extremamente longas enquanto consome muito pouca energia, permitindo que o sistema opere potencialmente livre de serviço por vários anos sem interrupção.

Nessa implementação específica, o sistema inclui um módulo de comunicação de rádio.

Como descrito acima, o sistema inclui uma placa de circuito que utiliza múltiplas tecnologias de radiofrequência (RF)para comunicar com servidores remotamente localizados.

O método primário de comunicação empregado pela placa de circuito nessa implementação específica é celular, por exemplo, LTE de

Categoria M1 que está habilitado para operar por anos com uma única bateria devido aos LTE’s de Categoria-M1 terem um projeto de extrema eficiência de energia.

O sistema é, desse modo, capaz de comunicar com um ou mais torres de celulares em distâncias de mais de 25km e utiliza uma infraestrutura de celular que já existe a fim de minimizar as exigências e complexidade de implantação. Nessa implementação específica, a placa de circuito também inclui um rádio integrado Bluetooth® de baixa energia(BLE) para auxiliar a configuração sem fio pelos instaladores de sensor e também para fornecer um método alternativo de comunicação de rede mesh para implantação futura em cenários de distâncias próximas. A placa de circuito auxilia a adição do módulo de comunicação de rádio alternativo através dos cabeçalhos de expansão integrados XBee que fornecem compatibilidade com uma grande variedade de tecnologias de comunicação de RF (ZigBee, SigFox, WiFi, etc.) sem exigirem que o hardware seja revisado ou redesenhado, tornando-a altamente versátil.

[0081] Nessa implementação específica, a PCB incorporou um número de opções de conexão para prova futura e para garantir compatibilidade com uma variedade de sensores e fontes de saída. Interfaces UART fornecem o método de comunicação primário com sensores externos, contudo existe um número de outras opções disponíveis para fornecer capacidades de prototipagens rápidas. Dois conectores Grove integrados permitem que a placa seja compatível com uma variedade imensa de sensores preexistentes utilizando o padrão de comunicação/energia "Grove". Entradas e Saídas conectadas no processador integrado também fornecem a habilidade de ler e afetar o estado de outros dispositivos conectados.

[0082] Nessa implementação específica, a placa de circuito opera puramente com energia e bateria e tem uma vida útil projetada de cinco anos ou mais operando de modo completamente autossuficiente. A placa de circuito não exige cabeamento a uma fonte de energia ou plugue em uma saída elétrica. A habilidade que o sistema tem de ser instalado em um compartimento sem ter que cabear a uma fonte de energia externa torna o sistema rápido e fácil de ser instalado por trabalhadores não especialistas no assunto.

[0083] Nessa implementação específica, o sistema de energia utiliza um chip ou circuito integrado (IC) de Rastreamento de Pontos de Energia Máximos (MPPT) integrado, projetado para rastrear e ajustar o circuito de carregamento solar para garantir que o carregamento sempre ocorra em eficiência máxima com base nas condições climáticas. Esse chip MPPT, pareado com uma bateria capaz de executar por 55 ou mais das sem luz solar, garante operação a longo prazo.

A placa de circuito foi projetada com capacidades de diagnóstico para fornecer aviso prévio para condições de energia que podem exigir atenção adicional por uma equipe de serviço. A placa de circuito pode transmitir de modo sem fio um relatório diagnóstico para um servidor ou dispositivo de computação remoto.

[0084] Como notado acima, em uma modalidade, o sensor é um sensor LIDAR. O sensor LIDAR é capaz de operar por vários sem exigir manutenção ou serviço apesar da poeira, variação de temperatura e outras condições adversas dentro de um compartimento de alimento. O sensor é totalmente envolvido por uma ou mais lentes de vidro de quartzo. Como descrito e ilustrado, o sensor inclui um limpador autolimpante para limpar as lentes de vidro de quartzo do sensor em intervalos regulares. Como descrito e ilustrado, o sensor é montado em um compartimento usando um suporte de sensor de montagem. O suporte de sensor de montagem permite que o sensor seja montado para qualquer formato ou tamanho de compartimento de alimento. O suporte de sensor de montagem inclui a colar que circunda a abertura de tampa do compartimento de alimento. O sensor de suporte se pendura nesse colar e se fixa usando força composta criada pelo aperto de um parafuso especializado, apertado contra a face de dentro face da tampa do colar. Dentro do compartimento, o suporte se estende para fora da abertura para garantir que o próprio sensor seja protegido durante o reenchimento do compartimento. Esse suporte permite rápida instalação. O fio de sensor é roteado abaixo da tampa para a saída do compartimento onde se conecta com a PCB e invólucro. Como descrito acima, em uma segunda modalidade, o sensor é um sensor de visão de máquina de tempo de voo (ToF) ou câmera de ToF. O sensor de ToF utiliza um método de alcance e perfilamento altamente avançado. O sensor de ToF demonstrou uma capacidade sem precedentes de modelar a superfície do produto dentro de um recipiente de alimento. Usando 57,000 pontos de profundidade únicos o sensor é capaz de reconstruir um perfil de superfície 3D altamente preciso do qual um cálculo preciso do volume de compartimento pode ser determinado. O número de pontos de profundidade pode, é claro, ser variado em outras variantes dependendo da resolução da câmera de ToF em particular a ser usada. Essa abordagem única para o monitoramento do nível de alimento permite que o sistema identifique de modo preciso anomalias como "formação de arcos coesivos de alimento " e "buracos de rato", prevenindo leituras erradas ou falsas. Tecnologia de visão de máquina irá permitir que uma tecnologia completamente autossustentável e não-intrusiva colete leituras de nível de compartimento precisas com uma fração do custo das tecnologias concorrentes.

[0085] Nessa implementação específica, o invólucro de sistema inclui um painel solar embutido para fornecer carregamento lento para o invólucro bateria, mesmo em situações de pouca luz. O invólucro foi também projetado para evitar que tenha que modificar um compartimento de alimento. O suporte de montagem utiliza três ímãs de terras raras esféricos orientados para formar um tripé de baixo perfil. Essa orientação em tripé torna o suporte compatível com todos os formatos e tamanhos de compartimentos de alimento independentemente do raio ou inclinação do teto. Em uma implementação específica, os ímãs geram juntos 27,21 kg (60 lb) de força de retenção, permitindo que o sistema inteiro seja instalado rapidamente ou removido sem que tenha que modificar permanentemente o compartimento de alimento.

[0086] Outro aspecto inventivo da revelação é um método de monitoramento de um nível de compartimento. O método compreende etapas, ações ou operações de detecção óptica de um nível de alimento dentro de um compartimento de alimento de um sinal de nível ao detectar de modo óptico o nível de alimento, processar o sinal de nível para gerar dados de nível de compartimento e transmitir os dados de nível de compartimento. As etapas do método, ações, ou operações podem ser executados sequencialmente ou concorrentemente, ou seja, se sobrepondo no tempo.

[0087] Em uma implementação do método, a etapa de detectar de modo óptico o nível de alimento é executada por um sensor LIDAR. Em uma outra implementação do método, a etapa de detectar de modo óptico o nível de alimento é executada por um sensor de visão de máquina de tempo de voo (ToF).

[0088] Em uma implementação, o método inclui adicionalmente uma etapa de limpar uma lente de vidro do sensor LIDAR usando um limpador autolimpante.

[0089] Em uma implementação, o método inclui adicionalmente uma etapa de carregar uma bateria conectada à placa de circuito usando um painel solar em um invólucro da placa de circuito.

[0090] Em uma implementação, o método inclui adicionalmente uma etapa de receber dados de nível de compartimento em um servidor, cluster de servidor, armazenamento com base na nuvem ou outro dispositivo de computação.

[0091] Em uma implementação, o método inclui adicionalmente etapas de gerar e transmitir de uma mensagem de encomenda pelo servidor para encomendar mais alimento. A mensagem de encomenda pode ser qualquer tipo de mensagem de datagrama adequada transmitida eletronicamente do servidor para um computador ou dispositivo de computação associado a um moinho de alimento. A mensagem pode indicar opcionalmente o quanto de alimento ainda resta no compartimento e/ou os dados que projetam que o alimento irá acabar. O servidor pode também ser configurado para receber dados de múltiplos compartimentos e para compilar os dados para fornecer uma avaliação agregada do quanto de alimento está disponível em uma fazenda particular e/ou para prever quando o alimento irá acabar na fazenda.

[0092] Deve-se compreender que as formas singulares “um”, “uma, “o” e “a” incluem os plurais referentes a menos que o contexto indique claramente outra coisa. Desse modo, por exemplo, referência a “um dispositivo” inclui referência a um ou mais dentre os tais dispositivos, ou seja, que existe pelo menos um dispositivo. Os termos “que compreende”, “que tem”, “que inclui”, “que implica” e “que contém”, ou variações de tempos verbais dos mesmos, devem ser interpretados como termos abertos (ou seja, significam que “que inclui, porém sem limitação a,”) a menos que notado de outra forma. Todos os métodos descritos no presente documento podem ser executados em qualquer ordem adequada a menos que indicado de outra maneira no presente documento ou claramente contradito pelo contexto. O uso de exemplos ou linguagem exemplificativa (por exemplo, “tal como”) tem a intenção de meramente ilustrar melhor ou descrever modalidades da invenção e não tem a intenção de limitar o escopo da invenção a menos que reivindicada de outra maneira.

[0093] Embora diversas modalidades tenham sido fornecidas da presente revelação, deve-se compreender que os sistemas e métodos revelados podem ser incorporados em várias outras formas específicas sem se afastar do escopo da presente revelação. Os exemplos presentes devem ser considerados como ilustrativos e não restritivos, e a intenção é de não serem limitados pelos detalhes fornecidos no presente documento. Por exemplo, os vários elementos ou componentes podem ser combinados ou integrados em um outro sistema ou certos recursos podem ser omitidos, ou não implementados.

[0094] Em adição, técnicas, sistemas, subsistemas, e métodos descritos e ilustrados nas várias modalidades coo discretos ou separados podem ser combinados ou integrados com outros sistemas, módulos, técnicas, ou métodos sem se afastar do escopo da presente revelação. Outros itens mostrados ou discutidos como acoplados ou diretamente ou comunicativamente acoplados uns com os outros podem ser indiretamente ou comunicativamente acoplados através de alguma interface, dispositivo, ou componente intermediário seja eletronicamente, mecanicamente, ou de outra maneira.

Outros exemplos de mudanças, substituições, e alterações são verificáveis por um especialista no assunto da técnica e podem ser feitas sem se afastar do conceito inventivo (ou conceitos inventivos) revelados no presente documento.

Claims (24)

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema de monitoramento de nível de compartimento caracterizado pelo fato de que compreende: um sensor para detectar um nível de alimento dentro de um compartimento de alimento que tem um teto que inclui uma porção inclinada, em que o sensor é um sensor de nível volumétrico; uma placa de circuito conectada de modo comunicativo ao sensor para receber um sinal de nível do sensor e para processar o sinal de nível para gerar dados de nível de compartimento; um invólucro para envolver a placa de circuito e em que o invólucro é montado na porção inclinada do teto; um transmissor de rádio para transmitir os dados de nível de compartimento; e um suporte de montagem de sensor para montar o sensor dentro do compartimento, sendo que o suporte inclui: uma porção de gancho superior que se encaixa sobre um elemento estrutural vertical do teto, sendo que a porção de gancho compreende um buraco para receber um prendedor para prender o gancho no elemento estrutural vertical uma porção vertical que se estende para baixo do gancho uma porção angulada que se estende de modo oblíquo para a porção vertical e abaixo do gancho; e uma porção horizontal que se estende da porção angulada e que tem uma face inferior para a qual o sensor é montado.

2. Sistema de monitoramento de nível de compartimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma bateria conectada eletronicamente a um soquete da placa de circuito para gerar energia para placa de circuito.

3. Sistema de monitoramento de nível de compartimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende um servidor para receber os dados de nível de compartimento.

4. Sistema de monitoramento de nível de compartimento, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o servidor gera automaticamente uma mensagem de encomenda para que mais alimento seja entregue.

5. Sistema de monitoramento de nível de compartimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o invólucro compreende adicionalmente um painel solar para carregar a bateria.

6. Sistema de monitoramento de nível de compartimento, de acordo com a reivindicação 1, sendo que o sensor é caracterizado pelo fato de ser um sensor de LIDAR.

7. Sistema de monitoramento de nível de compartimento, de acordo com a reivindicação 1, sendo que o sensor é caracterizado pelo fato de ser um sensor de visão de máquina de tempo de voo (ToF).

8. Sistema de monitoramento de nível de compartimento, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o sensor de LIDAR compreende uma lente de vidro e um limpador autolimpante para limpar a lente de vidro.

9. Sistema de monitoramento de nível de compartimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o transmissor de rádio é um transceptor de celular.

10. Sistema de monitoramento de nível de compartimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o transmissor de rádio é um transceptor de Bluetooth®.

11. Sistema de monitoramento de nível de compartimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a placa de circuito compreende um circuito integrado de Rastreamento de Pontos de Energia Máximos (MPPT).

12. Sistema de monitoramento de nível de compartimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o invólucro compreende uma placa de montagem de invólucro que tem ímãs para fixar o invólucro de sensor na porção inclinada do teto do compartimento.

13. Sistema de monitoramento de nível de compartimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a placa de circuito compreende uma fenda de cartão SIM.

14. Sistema de monitoramento de nível de compartimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a porção de gancho é uma porção de gancho e forma de U .

15. Sistema de monitoramento de nível de compartimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o suporte compreende uma abertura através da qual um fio de sensor se estende para conectar o sensor à placa de circuito

16. Método de monitoramento de um nível de compartimento de um compartimento que tem um teto, sendo que o método é caracterizado pelo fato de que compreende: montar um sensor de nível volumétrico no compartimento usando um suporte de montagem de sensor ao encaixar uma porção de gancho superior do suporte sobre um elemento estrutural vertical do teto e ao fixar a porção de gancho ao elemento estrutural vertical ao inserir e fixar através de um buraco na porção de gancho, em que o suporte inclui uma porção vertical que se estende para baixo da porção de gancho, uma porção angulada que se estende de modo oblíquo da porção vertical e abaixo da porção de gancho e uma porção horizontal que se estende da porção angulada e que tem uma face inferior na qual o sensor é montado; montar um invólucro que circunscreve uma placa de circuito para a porção inclinada do teto;

detectar um nível de alimento dentro de um compartimento de alimento usando o sensor; receber um sinal de nível ao detectar o nível de alimento; processar o sinal de nível para gerar dados de nível de compartimento; transmitir os dados de nível de compartimento.

17. Método, de acordo com a reivindicação16, sendo que o método é caracterizado pelo fato de que detectar o nível de alimento é executado usando um sensor de LIDAR

18. Método, de acordo com a reivindicação16, sendo que o método é caracterizado pelo fato de que detectar o nível de alimento é executado usando um sensor de visão de máquina de tempo de voo (ToF)

19. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente limpar uma lente de vidro do sensor de LIDAR usando um limpador autolimpante.

20. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente carregar uma bateria conectada à placa de circuito usando um painel solar em um invólucro da placa de circuito.

21. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente receber os dados de nível de compartimento em um servidor.

22. Método, de acordo com a reivindicação 16,

caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente gerar e transmitir uma mensagem de encomenda pelo servidor para encomendar mais alimento.

23. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a porção de gancho é uma por o de gancho de formato em U .

24. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que compreende estender um fio de sensor através de uma abertura no suporte para conectar o sensor à placa de circuito.