Tagging System for Wide Area Networks (TagWAN)


Plataforma de localización y trazabilidad hardware y software de largo alcance y bajo consumo energético.

Estado de protección de la tecnología

Patente nacional P201630580. Fecha de solicitud: 04/05/2016. Fecha de concesión: 31/08/2018. Fecha de publicación ES2641296 A1: 08/11/2017.

Manuel Suárez Albela, Tiago Fernández Caramés e Paula Fraga Lamas. Procedimiento, sistema de control, nodo de transductores y producto de programa informático e instalación para hacer que uno o más transductores comprendidos en el nodo sean accesibles a una red de transductores a través de nodos de transductores inteligentes.

¿Qué buscamos?

Debido a la naturaleza del sistema, en el caso de Navantia se trata de una patente defensiva, ya que pretende explotar el sistema en un plazo corto. Además de este uso, se cree que el vehículo de comercialización más adecuado es otorgar licencias da patente a fabricantes o usuarios que requieran la localización de elementos de su cadena de suministración.

Las posibilidades de explotar la tecnología son crecientes según las previsiones de los estudios de mercado sobre la velocidad de implantación del paradigma de la Internet de las cosas en distintos sectores industriales (logística, seguridad, salud, servicios públicos, medio ambiente, energía, domótica, transporte…). Esta adopción comportará la existencia de nuevas aplicaciones y una mayor necesidad de trazabilidad.

Descripción

Se trata de un sistema de hardware y software de localización sin hilos cuyo principal objetivo es obtener la posición de cualquier elemento físico tanto en exteriores como en interiores. El sistema hace uso de tecnologías de comunicación sin hilos LPWAN (low-power wide area networks) y ofrece la posibilidad de consultar y explotar los datos históricos de posicionamiento de los elementos para garantizar su trazabilidad completa.

El sistema distingue dos tipos de escenarios según sus requerimientos operativos y técnicos, además de la tecnología de comunicación más apropiada:

  1. Entornos no controlados de largo alcance (distancia de decenas de quilómetros) e infraestructura ajena. En este escenario se puede localizar cualquier elemento de tamaño relevante en un ámbito industrial en un punto de su cadena de valor. En el caso de un astillero, se podría localizar un palé o un contenedor durante el traslado de material desde el proveedor hasta la llegada al puerto o astillero.
  2. Entornos limitados controlados de medio alcance (distancia entre 500 m e 2 km) e infraestructura propia. En este escenario se localizaría cualquier elemento relevante dentro de una infraestructura industrial (por ejemplo, un vehículo, un bloque o una maquinaria) dentro de las instalaciones y zonas de almacenaje de un astillero (gradas, talleres, etc.).

En este momento se cuenta con un demostrador totalmente operativo del sistema que incorpora las funcionalidades descritas. El sistema puede integrarse en otros sistemas empresariales. Sería posible consultar las informaciones en distintos dispositivos (PC, teléfonos inteligentes, tabletas, PDA). Por otro lado, el diseño modular permite adaptar la configuración a los requerimientos específicos del escenario final.

Debe destacarse que el sistema básico para registrar y almacenar la información de los diferentes nodos sensores y actuadores que pueden emplearse, configurarla y acceder a ella, el sistema trasero (back-end) de TagWAN, está basado en SCITS (self-configuring intelligent transducer system), previamente desarrollado por los investigadores Manuel Suárez Albela, Tiago Manuel Fernández Caramés y Paula Fraga Lamas. La invención está hoy protegida con una patente.

Esta plataforma está orientada a una creación y adición fácil de nuevos nodos a una red de sensores y actuadores. Para eso establece dos conceptos básicos:

  1. Intelligent transducer enablers (ITE), que son unas estructuras de datos autodescriptivas que definen los transductores presentes en un nodo y la forma de comunicarse e interpretar la información intercambiada con eses nodos.
  2. Intelligent transducer nodes (ITN), cada un dos dispositivos (nodos) individuales que forman la red.

SCTIS ha sido reorientado al sistema TagWAN. Una vez añadido un nuevo tipo de nodo, se podrá registrar de forma automática, acceder a sus sensores o guardar información de cada una de las diferentes peticiones realizadas sobre él. Ha sido necesario realizar configuraciones de software intermedias para que los nodos puedan enviar información a SCITS.

Esta tecnología se ha desarrollado en la ejecución de las actividades del Acuerdo de colaboración tecnológica para la creación y puesta en marcha de una unidad mixta de investigación (UMI) suscrito por la UDC y Navantia el 15 de junio de 2015. En aplicación de lo que este acuerdo regula en su cláusula 11.2 (derechos de propiedad industrial e intelectual sobre los resultados de la UMI), las entidades deben establecer la titularidad compartida de la tecnología, que no será superior al 26,92% para la UDC ni inferior al 73,08% para Navantia.

Valores añadidos

Sus principales ventajas respecto a otros sistemas son las siguientes:

  1. El sistema TagWAN considera dos escenarios distintos de medio e largo alcance optimizado para entornos de la industria pesada.
  2. Mayor precisión, menor consumo energético y alta escalabilidad gracias a la implementación de estándares internacionales LPWAN (específicamente tecnologías 2G/3G, Sigfox y LoRa). El sistema TagWAN elimina la necesidad de desplegar infraestructura adicional, mediante un desarrollo rápido y sencillo con un bajo coste de implantación y mantenimiento.
  3. Diseñado de acuerdo con el paradigma de la Internet de las cosas. Su arquitectura modular e interoperable permite integrarlo con múltiples nodos (sensores y actuadores), lo que lo convierte en una alternativa mucho más versátil que otros sistemas similares.

Pueden usarse varias tecnologías de comunicación, por lo que es posible escoger la solución más adecuada en cada instante. Por otro lado, permite añadir de forma sencilla tecnologías de mayor precisión (por ejemplo, BLE, UWB o Wi-Fi) para extender el sistema al posicionamiento en interiores.

  1. Interfaz de usuario intuitiva en que visualizar en todo momento la posición de los elementos móviles, para establecer la trazabilidad temporal y de ruta de cualquier elemento.
  2. Los datos de localización y sensorización son almacenados en una base de datos para después examinarlos y analizarlos.

Aplicaciones por sector

Todos los sectores (especialmente los industriales) que requieran la trazabilidad, el posicionamiento y una monitorización constante de los elementos de su proceso productivo o cadena de valor. Podría enfocarse a:

  1. control industrial,
  2. ciudades y campus inteligentes (smart cities, smart campus),
  3. control del tráfico,
  4. gestión eficiente y optimización de flotas o aglomeraciones de personas,
  5. optimización logística,
  6. control y localización de activos críticos o pertenecientes a infraestructuras críticas,
  7. automatización de procesos.

el sistema satisfaría las siguientes necesidades:

  1. Localización y monitorización en tiempo real de productos industriales (en particular los voluminosos).
  2. Consulta de la trazabilidad de los productos.
  3. Posibilidad de incluir un sistema de alertas.
  4. Generación y asignación de rutas optimizadas.
  5. Facilitación de la creación de informes de actividad, consumo o velocidad de todos los activos.
  6. Desarrollo de redes de monitorización con una mínima intervención humana.
  7. Automatización de los procesos de comunicación y actuación entre nodos, según la función o capacidad de estos.
  8. Tareas de gestión do inventario.

Navantia pretende poner en funcionamiento en su astillero de Ferrol esta tecnología para controlar varios procesos productivos. Por ejemplo, rastrear os elementos necesarios para construir un barco desde los proveedores hasta que estén disponibles en el astillero, en concreto en el taller en que se necesiten (tuberos, prearmamento, etc.); o controlar la localización de los elementos/bloques utilizados en la construcción en todo momento.


Construcción e ingeniería civil
Energía y desarrollo sostenible
Producción industrial
Sector naval
TIC

Grupo de investigación

    • Grupo de Tecnología Electrónica y Comunicaciones (GTEC)
    • Navantia SA

Responsable

  • Fernández Caramés, Tiago Manuel
  • Suárez Albela, Manuel
  • Fraga Lamas, Paula
  • Díaz Bouza, Manuel Ángel

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Última actualización

2021-12-13