Como sensor de llenado IoT, el equipo informa de forma autónoma del nivel y el volumen de contenedores, depósitos y silos.
El sistema combina medición tridimensional, procesamiento RISC-V, posicionamiento GPS/LBS, almacenamiento local de gran capacidad y comunicaciones NB-IoT, Wi-Fi y Bluetooth. Su arquitectura de ultra bajo consumo permite realizar instalaciones autónomas alimentadas mediante batería y mantener largos periodos de funcionamiento sin intervención.
La electrónica utiliza FreeRTOS como sistema operativo en tiempo real e incorpora mecanismos de planificación, almacenamiento y comunicaciones diseñados para que el dispositivo pueda permanecer la mayor parte del tiempo en estados de consumo extremadamente reducido.
Medición de volumen 3D mediante sensor ToF
El dispositivo incorpora tecnología ToF (Time of Flight) para realizar mediciones tridimensionales de distancia, nivel y volumen.
El principio de funcionamiento se basa en medir el tiempo empleado por la señal óptica en alcanzar el objeto y regresar al sensor. A partir de las diferentes distancias obtenidas es posible generar información espacial del área supervisada y determinar parámetros como el nivel de llenado, distancia a la superficie o volumen disponible.
Esta tecnología resulta especialmente adecuada para la monitorización remota de contenedores, depósitos, silos y otros espacios de almacenamiento, donde una medida puntual de distancia puede no ser suficiente para determinar correctamente el volumen ocupado.
Procesamiento mediante arquitectura RISC-V
El núcleo del sistema está basado en una arquitectura RISC-V, encargada de controlar los sensores, gestionar el almacenamiento, ejecutar los algoritmos de medida y coordinar las comunicaciones.
La utilización de FreeRTOS permite distribuir las distintas funcionalidades mediante tareas independientes y gestionar de forma determinista los procesos de adquisición, almacenamiento, comunicaciones y control energético.
La arquitectura está especialmente optimizada para aplicaciones IoT que requieren combinar procesamiento local y largos periodos de funcionamiento con batería.
Sistema de ultra bajo consumo
El dispositivo ha sido diseñado para permanecer durante largos periodos en estados de Ultra Sleep, manteniendo activos únicamente los recursos imprescindibles.
El sistema se activa automáticamente cuando debe realizar una medición, procesar un evento o establecer una comunicación con el servidor. Una vez finalizadas las operaciones programadas, vuelve al estado de mínimo consumo.
Esta estrategia permite reducir considerablemente el consumo energético y facilita la instalación del dispositivo en ubicaciones donde no existe alimentación eléctrica permanente.
Reloj en tiempo real y planificador de tareas
La electrónica incorpora un RTC (Real-Time Clock) que mantiene una referencia temporal precisa incluso mientras el procesador principal permanece en estado de bajo consumo.
Sobre este reloj se implementa un planificador de tareas autónomo que permite programar diferentes eventos de funcionamiento.
El dispositivo puede despertar automáticamente para realizar una medición volumétrica, comprobar sus sensores, registrar información, evaluar alarmas o establecer una comunicación periódica con el servidor.
Esto permite, por ejemplo, realizar mediciones frecuentes y transmitir los datos de forma agrupada en intervalos más largos, reduciendo significativamente el consumo asociado a las comunicaciones móviles.
Almacenamiento local y sistema de ficheros
El equipo incorpora un sistema de ficheros de gran capacidad destinado al almacenamiento persistente de información.
Permite conservar localmente configuraciones del dispositivo, históricos de mediciones, registros de funcionamiento, logs de comunicaciones, eventos y alarmas.
La información puede permanecer almacenada cuando no existe cobertura y ser transmitida posteriormente cuando se restablece la comunicación con la plataforma remota.
Esta arquitectura proporciona una mayor robustez frente a interrupciones temporales de la red móvil y evita la pérdida de información relevante.
Conectividad IoT mediante NB-IoT
La conectividad NB-IoT permite comunicar directamente el dispositivo con plataformas IoT y servidores remotos utilizando infraestructura de comunicaciones móviles.
El equipo puede transmitir periódicamente medidas de volumen, porcentaje de llenado, alarmas, posición, estado de batería, información de diagnóstico y registros históricos.
La comunicación bidireccional permite además recibir parámetros de configuración y modificar remotamente determinados parámetros de funcionamiento.
Wi-Fi y Bluetooth
Las comunicaciones Wi-Fi y Bluetooth complementan la conectividad móvil y permiten disponer de diferentes mecanismos de comunicación dependiendo del escenario de instalación.
Bluetooth puede utilizarse para tareas de puesta en marcha, configuración, mantenimiento y diagnóstico local, mientras que Wi-Fi permite integrar el dispositivo en instalaciones que dispongan de infraestructura de red.
Esta combinación proporciona flexibilidad para desarrollar diferentes estrategias de comunicación utilizando una misma plataforma electrónica.
Módulo de comunicaciones intercambiable NB-IoT / Itron
La arquitectura utiliza un módulo de comunicaciones intercambiable, permitiendo adaptar la conectividad del dispositivo a diferentes infraestructuras sin necesidad de rediseñar completamente la electrónica.
El sistema puede configurarse con comunicaciones NB-IoT o incorporar un módulo compatible con Itron, facilitando su integración en infraestructuras urbanas que ya dispongan de este tipo de red.
Esta característica permite utilizar la plataforma como parte de soluciones de Smart City, gestión inteligente de residuos y monitorización distribuida de infraestructuras urbanas.
Posicionamiento mediante GPS y LBS
El dispositivo dispone de mecanismos de geolocalización mediante GPS y LBS (Location Based Services).
El posicionamiento GPS permite obtener coordenadas geográficas cuando las condiciones de cobertura lo permiten, mientras que LBS proporciona un mecanismo alternativo de localización basado en la infraestructura de comunicaciones móviles.
La combinación de ambas tecnologías resulta especialmente útil para dispositivos instalados en activos distribuidos geográficamente.
La plataforma remota puede asociar de este modo cada medición con la posición del dispositivo, facilitando su representación sobre mapas, planificación de operaciones y gestión de grandes parques de equipos.
Detección de movimiento e inclinación
La electrónica incorpora detección de aceleración e inclinación, proporcionando información adicional sobre el estado físico del dispositivo.
Estos sensores pueden utilizarse para detectar movimientos, cambios de orientación, manipulaciones o desplazamientos inesperados.
Cuando se detecta una condición previamente configurada, el sensor puede generar una interrupción y despertar automáticamente el sistema desde el estado de ultra bajo consumo, permitiendo registrar el evento y transmitir una alarma al servidor.
Alimentación mediante batería
La optimización energética permite alimentar el sistema mediante batería, evitando la necesidad de disponer de conexión permanente a la red eléctrica.
La combinación de RTC, planificación de tareas, activación mediante interrupciones y comunicaciones programadas permite adaptar el perfil energético a los requisitos de autonomía de cada instalación.
Aplicaciones
La plataforma está especialmente indicada para medición volumétrica 3D, sensores de llenado IoT, contenedores inteligentes, gestión inteligente de residuos, depósitos, silos, logística, monitorización de activos, telemetría industrial y aplicaciones Smart City.
Su arquitectura modular permite utilizar la misma plataforma electrónica como base para diferentes productos que necesiten medición ToF, almacenamiento local, geolocalización y comunicaciones IoT autónomas.
Especificaciones técnicas
| Medición | ToF (Time of Flight) |
|---|---|
| Función | Medición 3D de distancia, nivel y volumen |
| Arquitectura | RISC-V |
| Sistema operativo | FreeRTOS |
| Comunicaciones móviles | NB-IoT |
| Comunicaciones alternativas | Itron |
| Comunicaciones locales | Wi-Fi / Bluetooth |
| Posicionamiento | GPS / LBS |
| Movimiento | Acelerómetro |
| Orientación | Detección de inclinación |
| Temporización | RTC |
| Programación | Planificador autónomo de tareas |
| Almacenamiento | Sistema de ficheros local |
| Datos almacenados | Configuración, históricos, logs y alarmas |
| Gestión energética | Ultra Sleep / ultra bajo consumo |
| Alimentación | Batería |
| Integración | Plataformas IoT / Smart City |
