MX2009011781A - Dispositivo de monitoreo remoto en tiempo real de posicion y nivel de combustuble de un vehiculo. - Google Patents

Abstract

Un dispositivo de monitoreo remoto de nivel de combustible que consta de un tanque de combustible con un sensor de nivel del mismo, se utilizan sensores ultrasónicos de alta resolución o flotadores electromecánicos los cuales proporcionan una menor resolución, dichos sensores se instalan en la parte superior de cada tanque de combustible del vehículo, las lecturas recolectadas se envían a un dispositivo electrónico a través de interfases análogas, los voltajes son convertidos a un bus de datos digitales que se transmiten a través de un puerto RS232 hacia el equipo GPS, dichos datos son enviados a los servidores por medio de un módem GSM, de esta manera el usuario del dispositivo puede tener acceso a la información recolectada en tiempo real, por el dispositivo de monitoreo remoto de posición y nivel de combustible, a través de la red Internet.

Description

DISPOSITIVO DE MONITOREO REMOTO EN TIEMPO REAL DE POSICION Y NIVEL DE COMBUSTIBLE DE UN VEHÍCULO.

CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a dispositivo electrónico de monitoreo en tiempo real de la posición global y nivel de combustible de un vehículo por medio de telemetría utilizando detectores o sensores ultrasónicos adicional al uso del sistema GPS y de tecnología de comunicación GSM/GPRS.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En el estado de la técnica existen dispositivos que almacenan en memoria el nivel de combustible en los tanques de un vehículo en intervalos de tiempo predefinidos, en intervalos de minutos, se almacena con la información adicional de la posición global y alguna anomalía como el aumento de nivel, disminución de nivel deliberados, retiro de tapón del tanque de combustible; toda la colección de datos no es enviada en tiempo real y la mayoría de los dispositivos no utilizan sensores ultrasónicos de alta resolución para detectar cambios de nivel mínimos.

La patente del Reino Unido GB 2,433,999, otorgada el 11 de julio de 2007 para Alien Mathew Emerson, describe y protege un dispositivo electrónico que almacena en una memoria el nivel de combustible en el tanque de un vehículo en intervalos de tiempo predefinidos, se almacena con la ubicación de su posición global en caso de que se detecte alguna anomalía como aumento o disminución de nivel cuando el interruptor está apagado o cuando el vehículo está detenido, no cuenta con la capacidad de determinar cuantos litros o volumen aumentó o disminuyó el combustible; en el caso de emitir una alarma no menciona el tipo de comunicación usada en la transmisión de dicha señal, tampoco explica como obtiene los datos de indicación de nivel de combustible ni la disposición de cada uno de. los elementos de medición y transmisión y su relación con el dispositivo de memoria.

Las patentes de los Estados Unidos de América No. 7,072,801, otorgada el 4 de julio de 2006, para Bellsouth Intellectual Property Corp y cuyo inventor es C. Pat James, dicha patente describe y protege un sistema de monitoreo remoto de combustible para un generador de energía, el sistema consta de una inferíase gráfica y lógica de usuario y sus conexiones, la interfase proporciona al usuario datos actualizados periódicos asociados con el tanque de combustible del generador. La interfase se conecta a un servidor vía una red de comunicación.

La patente de los estados Unidos de América No. 6,714, 857, otorgada el 30 de marzo de 2004, para NNT, Inc. y cuyo inventor es Michael Kapolka y colaboradores, describe y protege un sistema de monitoreo que determina la posición del vehículo y el consumo de combustible en una jurisdicción determinada, así como el cruce de las fronteras de dicha jurisdicción; el sistema incluye un vehículo con un tanque de combustible, un sistema de posicionamiento y un dispositivo de monitoreo dentro de dicho tanque. El monitoreo genera información como el nivel de combustible, la posición del vehículo, el procesador de la información se encuentra en una posición remota respecto al vehículo que sólo posee los dispositivos de recolección de datos.

La solicitud de patente Internacional WO 2004/007344, publicada el 22 de enero de 2004, cuyo inventor es Potgieter Johannes Hermanus, describe un sistema que incluye medios de temporizadores para capturar controlar y grabar el nivel de combustible a determinados intervalos de tiempo. Un controlador que arregla, calcula el promedio de nivel de combustible en periodos de tiempo sucesivos, sólo el nivel y tiempos son almacenados y de esta manera se pueden investigar cambios de nivel indebidos.

Por lo anterior descrito, existe la necesidad de un dispositivo que pueda detectar y medir diferencias de cargas o descargas de combustible en litros con exactitud y precisión incrementada con respecto al estado de la técnica, con información de lugar y hora de cada evento, calcula el rendimiento del vehículo en Km/1 en relación a la distancia recorrida y el volumen del combustible consumido, al detectar los parámetros antes mencionados envíe alarmas, e-mails o mensajes SMS en caso de eventos deliberados no permitidos. Cada una de los eventos se transmite al sistema de monitorea a través de la red GSM/GPRS junto con la información de su posición global GPS en una sola señal.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Es un objeto de la presente invención, proporcionar un dispositivo de monitoreo de posición global y nivel de combustible del vehículo con la capacidad de enviar en tiempo real y en un solo evento hacia un servidor remoto la posición, hora, velocidad y nivel de combustible contendido en cada tanque del vehículo en intervalos de seis minutos.

Es además otro objeto de la presente invención, proporcionar un dispositivo de monitoreo de posición global y nivel de combustible del vehículo en el que se utiliza un equipo GPS con módem GSM/GPRS para la transmisión de datos hacia un servidor remoto.

Es aún otro objeto de la presente invención, proporcionar un dispositivo de monitoreo de posición global y nivel de combustible del vehículo con una pila de respaldo para cuando falla el suministro eléctrico de la batería de dicho vehículo.

Es también otro objeto de la presente invención, proporcionar un dispositivo de monitoreo de posición global y nivel de combustible del vehículo en que la transmisión de datos del convertidor analógico digital hacia el dispositivo GPS/GSM se hace a través de un puerto RS232.

Es todavía otro objeto de la presente invención, proporcionar un dispositivo de monitoreo de posición global y nivel de combustible del vehículo con un sensor ultrasónico de alta resolución y una guía de ondas dentro del tanque de combustible, utilizados como principal fuente de información para el monitoreo de combustible.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS.

La figura - 1, es una vista general del dispositivo de monitoreo remoto en tiempo real de posición global y nivel de combustible del vehículo.

La figura 2, es una vista en corte que muestra la posición del sensor, las ondas ultrasónicas emitidas y los voltajes generados correspondientes a los niveles de combustible .

La figura 3, es una vista en corte que muestra la posición del sensor, el doble viaje de reflexión de las ondas ultrasónicas emitidas y la guia de ondas que evita la dispersión de la radiación ultrasónica, cuyo objetivo es detectar la altura del espejo de combustible.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN El dispositivo se basa en la conformación de elementos en los que se involucra la instalación de sensores ultrasónicos de alta resolución o flotadores electromecánicos (baja resolución) en la parte superior de cada tanque de combustible del vehículo, los niveles de combustibles se detectan por medio del sensor y se convierten a unidades de voltaje que son enviadas a una interfase analógica que procesa las señales y las convierte a series de datos digitales que se transmiten a través de un puerto y cable RS232 al dispositivo de posición global GPS y por medio de un módem GSM/GPRS se envía la información digital a los servidores para que el usuario interesado tenga acceso al sistema de monitoreo de posición y combustible a través de INTERNET. Hasta antes del dispositivo de la presente invención no se enviaban los datos de los parámetros detectados en tiempo real a través de la red GSM/GPRS, los parámetros se envían junto con su posición global (GPS) , los datos se recolectan por medio del uso de sensores ultrasónicos de alta resolución dotados de alta precisión en las lecturas de nivel realizadas.

Sensor ultrasónico de alta resolución para medir niveles de combustible, proporciona un sensor de nivel de fluido dentro de un contenedor que comprende un transductor para generar ondas ultrasónicas y adicionalmente una guía de ondas con un primer extremo operacionalmente acoplado al transductor, un segundo extremo inmerso dentro del cuerpo del fluido combustible, dicho segundo extremo está separado del primero y define una distancia en la cual viajan las ondas ultrasónicas emitidas por el transductor, la guía de ondas obliga a que las mismas no disipen su energía en toda la superficie del espejo del combustible, de esta manera, se asegura una mayor precisión en las lecturas puesto que en las superficies de rodamiento inclinadas, la superficie de reflexión de las ondas sufre sólo una inclinación despreciable. Las ondas ultrasónicas viajan a través de la guía de ondas y es parcialmente reflejada por la superficie del extremo distante de la misma y que corresponde a la superficie de nivel del combustible, la onda reflejada viaja de regreso y es detectada por el transductor el cual genera una señal que se puede medir y enviar a una Terminal, en cada reflexión y dependiendo del nivel de combustible la onda tiene diferente tamaño de amplitud que se asocia con la altura del nivel de combustible dentro del tanque y por consiguiente detecta cambios de nivel, disminución o aumento, que se convierten en señales de voltaje .

Para llevará cabo la presente invención fue necesario empatar o hacer compatible los dispositivos de monitoreo de combustible del estado de la técnica y el equipo GPS, que se resuelve con un equipo GPS/GSM asociado a un puerto RS232 y que de esta manera se puedan recibir los datos del monitoreo del combustible; el equipo GPS/GSM debería permitir la posibilidad de enviar en un solo evento la información de la posición global (GPS) y el nivel de combustible, información que debe enviarse hacia los servidores remotos para que sea posible tener acceso a través de la Internet. Otro problema que se resuelve es la poca precisión de los lectores de flotador electromecánico, el cual se sustituye por un sensor ultrasónico de alta resolución, lo cual permite junto con la guía de ondas, tomar lecturas de niveles muy bajos de combustible; dicha guía de ondas es un tubo que se extiende hasta el fondo del tanque del combustible, también se adapta una pila de respaldo para que el dispositivo siga funcionando aún cuando se desconecta la batería del vehículo.

La presente invención se entenderá mejor a la luz de la descripción de las figuras acompañantes, La figura 1, representa una vista esquemática del dispositivo de monitoreo remoto de posición y nivel de combustible en tiempo real (1) de la presente invención, se presenta en primer lugar como elemento componente importante del dispositivo el tanque de combustible (3) que contiene en su interior el volumen de combustible (3 a) y que determinados niveles se representarán con las lecturas de voltaje XI, X2 y X3, dichos voltajes representan una altura del espejo de la superficie de combustible (3) generados por la reflexión de las ondas ultrasónicas generadas por el detector o sensor ultrasónico (2) de alta resolución el cual es capaz de detectar o medir el nivel de combustible y enviar la señal de voltaje de acuerdo con dicho nivel, se utiliza un sensor ultrasónico que es más preciso en las mediciones, también se puede utilizar un flotador electromagnético para tomar las lecturas de voltaje correspondientes con el nivel de combustible dentro del tanque; pero el flotador es un elemento con mucha menor precisión en sus lecturas y puede conducir a lecturas erróneas que se requieren a nivel de litros; el sensor ultrasónico envía una unidad de voltaje según el nivel de combustible a través de un arnés convencional. Una vez tomada la lectura de voltaje correspondiente al nivel de combustible medido, se envían dichas lecturas a través de un arnés conductor (4) hacia la interfase analógica-digital (5) que convierte la señal de voltaje analógica en digital, dicha interfase tiene asociado un puerto RS232 al cual se conecta su cable correspondiente (6) RS232. La interfase análoga que toma la señal o pulso de voltaje y lo convierte en una señal digital que corresponde al nivel de combustible (litros) , la interfase (5) envía la señal digital hacia un equipo (7) GPS/GSM, lo hace por medio del cable RS232 conectado al puerto correspondiente en la interfase analógica/digital; el equipo (7) GPS/GSM envía los datos correspondientes a nivel de combustible y posición global en tiempo real y en intervalos predeterminados y a través de la red celular GSM (8) conectada a su vez a los servidores (9) que hace posible utilizar el Internet (10) para obtener la información pertinente en las terminales (11), dispositivos gráficos o puntos remotos de acceso al usuario utilizando el sistema WEB para consultar los datos en tiempo real que se generan en el vehículo y dentro del tanque del combustible.

En el estado de la técnica, los equipos GPS/GSM utilizados envían a los servidores WEB en un evento la posición global y la hora, en otro evento, el nivel de combustible que implica utilizar el doble de recursos. El equipo GPS/GSM de la presente invención envía en un solo evento la posición global, la hora y el nivel de combustible .

El dispositivo de la presente invención se enciende con la alimentación del voltaje de la batería o acumulador del vehículo, para los casos en los que el acumulador o alimentación principal falla, se adaptaron reguladores en el circuito con pilas de litio recargables que proporcionan la energía para cuando el acumulador falla o es desconectado deliberadamente.

La figura 2, muestra un corte (20) del tanque de combustible (3) con el sensor (2) integrado que puede ser un ultrasónico de alta resolución o un flotador electromagnético, dicho sensor envía las ondas ultrasónicas (21) hacia la superficie o espejo de combustible, dichas ondas regresan al sensor y son procesadas para generar pulsos de voltaje correspondientes a la altura del nivel de combustible (3 a) dentro del tanque (3), a manera de ejemplo se toma el nivel (b) de 30 litros que corresponde con el voltaje X3, el nivel (c) que' corresponde con el voltaje X2 y el nivel (d) que corresponde con el nivel de voltaje XI producidos por el sensor y que son enviados vía un arnés convencional hacia la interfase analógica. Sin embargo, las ondas ultrasónicas (21) poseen poca energía de tal manera que al extenderse sobre toda la superficie del combustible pierden amplitud y se reflejan con energía disminuida hacia el sensor, situación que resulta en pérdida de resolución y precisión en las lecturas enviadas. Para resolver el problema existente en el estado de la técnica y antes mencionado se utiliza un tubo justo debajo del sensor ultrasónico que conduce en su interior las ondas ultrasónicas hasta el fondo del tanque, dicho tubo funciona como guía de ondas para la radiación ultrasónica emitida y recibida como reflexión por el sensor representada en la siguiente figura.

La figura 3, representa la mejora sustancial al integrar un tubo con el extremo inferior abierto o guía de ondas (32) dentro del tanque de combustible con sensor y guía de ondas integrada (30), el sensor ultrasónico (2) se ubica en la cara interna del extremo superior o tapa del tanque de combustible, justo debajo del sensor se coloca el tubo o guía de ondas (32) con el extremo abierto que llega hasta el fondo (3b) del tanque de combustible, el extremo inferior de dicho tubo es abierto (33) de la guía de ondas. La radiación ultrasónica (21) realiza un viaje completo de ida y vuelta (34) debido a la reflexión de las ondas en la superficie espejo (31) del combustible (3 a) , dicha radiación de reflexión es procesada por el transductor del sensor para convertir la diferencia detectada en pulsos de voltaje analógicos que serán enviados a una interfase análoga a través de un arnés convencional. El sensor (2) ultrasónico se ubica en la cara interna de la parte superior del tanque y envía radiación ultrasónica hacia la superficie del líquido o combustible, mide el tiempo que tarda en regresar la reflexión y con la diferencia determina una señal de voltaje correspondiente con la cual se determinará a la vez el nivel correspondiente de combustible, sin la guía cuando el nivel de combustible se encuentra demasiado abajo y por la dispersión, la onda reflejada no alcanza a regresar al sensor y la señal se pierde, con el tubo guía se resuelve el problema de la dispersión y se habilita al dispositivo de la presente invención para medir niveles muy bajos de combustible y con excelente precisión al nivel de litros.

Claims (9)

REIVINDICACIONES Habiendo descrito suficientemente la invención, se considera la misma como novedosa, con actividad inventiva y aplicación industrial, por lo tanto, se reclama como propiedad lo expresado y contenido en las siguientes cláusulas reivindicatorías.

1.- Un dispositivo de monitoreo remoto en tiempo real de posición y nivel de combustible de un vehículo que consta de: un tanque de combustible con un sensor ultrasónico ubicado en la cara interna de la tapa superior del tanque; un tubo anexo al sensor que presenta un extremo inferior abierto el cual cubre la profundidad del tanque y que funciona como guía de ondas para la radiación ultrasónica emitida por el sensor; un arnés convencional que conecta el sensor con un convertidor analógico-digital o interfase; un convertidor analógico-digital provisto ¦ con un puerto RS232, que convierte los voltajes del sensor en datos digitales para ser enviados a través del puerto; un cable RS232 que conecta el puerto del convertidor analógico-digital con un módulo de comunicación GSM/GPRS para enviar la información a la red celular en intervalos de tiempo real predeterminados; un módulo de comunicación GSM/GPRS provisto con un sensor de posición GPS y un módem GSM celular que envía la información de posición y nivel de combustible en un solo evento; Pilas recargables de litio junto con un regulador apropiado como respaldo para la alimentación del dispositivo en el evento de la desconexión accidental o deliberada de la batería del vehículo.

2. - El dispositivo de monitoreo remoto en tiempo real de posición y nivel de combustible de un vehículo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado además porque el sensor se ubica en la cara interna superior del tanque y envía radiación ultrasónica a través de la guía de ondas hacia el espejo de líquido o combustible y mide el tiempo de reflexión de dicha radiación para determinar el nivel combustible dentro del tanque, dicho sensor convierte el nivel de combustible en unidades de voltaje que se envían a través del arnés.

3. - El dispositivo de monitoreo remoto en tiempo real de posición y nivel de combustible de un vehículo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado además porque el arnés convencional porta o envía unidades de voltaje correspondientes con el nivel de combustible hacia la interfase que tiene un convertidor analógico-digital provisto con un puerto RS232.

4. - El dispositivo de monitoreo remoto en tiempo real de posición y nivel de combustible de un vehículo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado además porque el convertidor analógico-digital recibe una señal de voltaje que convierte en datos digitales que representan el nivel de combustible en litros, para enviar dichos datos a través de un puerto RS232 anexo al mismo para formar la interfase .

5. - El dispositivo de monitoreo remoto en tiempo real de posición y nivel de combustible de un vehículo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado además porque el cable RS232 porta los datos digitales correspondientes al nivel de combustible hacia el módulo GSM/GPRS que transmite dichos datos hacia una red celular GSM.

6. - El dispositivo de monitoreo remoto en tiempo real de posición y nivel de combustible de un vehículo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado además porque la guía de ondas o tubo se ubica justo debajo del sensor para que por su interior hueco viaje de ida y retorno la radiación ultrasónica emitida por el sensor que mide el tiempo de retorno.

7. - El dispositivo de monitoreo remoto en tiempo real de posición y nivel de combustible de un vehículo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado además porque el módulo GSM/GPRS envía la información en intervalos de 6 minutos de tiempo real predeterminados.

8. - El dispositivo de monitoreo remoto en tiempo real de posición y nivel de combustible de un vehículo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado además porque el módulo GSM/GPRS envía la posición global, la hora y el nivel de combustible en un solo evento.

9. - Un dispositivo de monitoreo remoto en tiempo real de posición y nivel de combustible de un vehículo que consta de: un tanque de combustible con un sensor ultrasónico ubicado dentro del tanque; un arnés convencional que conecta el sensor con un convertidor analógico-digital o interfase; un convertidor analógico-digital provisto con un puerto RS232, que convierte los voltajes del sensor en datos digitales para ser enviados a través del puerto; un cable RS232 que conecta el puerto del convertidor analógico-digital con un módulo de comunicación GSM/GPRS para enviar la información a la red celular en intervalos de tiempo real predeterminados; un módulo de comunicación GSM/GPRS provisto con un sensor de posición GPS y un módem GSM celular que envía la información de posición y nivel de combustible en un solo evento ; Pilas recargables de litio junto con un regulador apropiado como respaldo para la alimentación del dispositivo en el evento de la desconexión accidental o deliberada de la batería del vehículo.