ÁREA TÉCNICA

A presente divulgação enquadra-se na área dos sistemas de navegação para embarcações flutuantes, como barcos ou navios, em áreas costeiras.

ANTECEDENTES

A navegação em áreas costeiras tem particularidades que incluem, entre outras, a necessidade de identificar elementos como águas mais profundas, uma rota a seguir por uma embarcação ao entrar numa barra, um porto ou uma doca, ou a identificação de perigos isolados.

Para melhor reger a identificação destes elementos, existem sistemas como o Sistema de Balizagem Marítima da Associação Internacional de Sinalização Marítima, que define informações específicas em bóias sinalizadoras.

Este sistema inclui bóias sinalizadoras com diferentes cores e marcas, visíveis pela tripulação de uma embarcação. As bóias sinalizadoras podem igualmente ter elementos luminosos, para uma melhor visibilidade, por exemplo, em condições nocturnas.

Ao longo dos tempos, tem-se procurado melhor sinalizar com valências de diversas tecnologias, por exemplo através dos referidos elementos luminosos.

O pedido de patente americana US 4,071,845 A é um exemplo de um sistema melhorado para entrada num porto de abrigo, em que as bóias sinalizadoras são capazes de comunicar sem fios, emitindo um sinal detectável por uma embarcação que percorre uma rota de entrada no porto.

Este tipo de sistema pretende-se altamente robusto - ou seja, capaz de manter a própria operação - e duradouro, uma vez que, tipicamente, as bóias sinalizadoras dispostas numa região costeira são em elevado número e estão dispostas em zonas de difícil acesso.

Também tipicamente, as bóias sinalizadoras, contendo elementos como sinalização luminosa e/ou capacidade de comunicação por radiofrequência, necessitam de meios de alimentação, como baterias.

Assim, a capacidade de manutenção de uma autonomia energética tão longa quanto possível surgiu como um elemento relevante na robustez.

Como resposta, têm-se incluído elementos de captura energética em sistemas como bóias sinalizadoras que, associados a uma bateria e desde que garantindo um mínimo diário de exposição solar, virtualmente possibilitam uma operação contínua sem a preocupação de esgotamento da bateria.

Por outro lado, também estas soluções apresentam desvantagens no mesmo campo, uma vez que estão dependentes de um bom desempenho dos meios de captura energética. Tipicamente, esses meios de captura são painéis solares, que devem estar limpos para garantir uma boa taxa de conversão energética.

Adicionalmente, este tipo de sistemas requer igualmente um bom balanceamento entre a energia capturada e a energia consumida, o que pode ser difícil de obter quando estão associados a bóias sinalizadoras (mantendo o exemplo) mais componentes consumidores de energia, como é o caso de elementos de comunicações sem fios ou de geolocalização. No caso particular das comunicações sem fios, tipicamente as bóias sinalizadoras realizam a sua acção de sinalização através da emissão de mensagens detectáveis por navios ou barcos que passem nas suas proximidades, como é o caso do pedido de patente acima mencionado.

Tal leva a um consumo constante que pode ser reduzido com técnicas de gestão eficiente de energia, como a implementação de duty cycles de transmissão, mas que, ainda assim, leva tipicamente a um consumo geral elevado, considerando outros elementos como sistemas luminosos ou geolocalização.

A presente divulgação surge assim como uma solução eficiente e de reduzida complexidade para a gestão de energia nestes ambientes, mantendo todas as capacidades e fiabilidade de um sistema de sinalização adequado para elementos flutuantes como bóias sinalizadoras. Adicionalmente, a solução da presente divulgação garante uma comunicação eficiente e adequada em condições adversas à transmissão de sinais sem fios, incluindo distâncias elevadas entre dispositivos de comunicações.

É objecto da presente divulgação um método para gestão de consumo de energia em comunicações a partir de um elemento flutuante adequado para uma zona costeira.

Num modo de realização do método, este compreende os passos de: num elemento flutuante e através de meios de comunicação sem fios, receber um sinal sem fios de reconhecimento, o sinal sem fios de reconhecimento compreendendo uma identificação digital de uma embarcação flutuante, determinar, com base no sinal sem fios de reconhecimento recebido, um valor de proximidade ao elemento flutuante, o valor de proximidade estando associado ao sinal sem fios de reconhecimento, e com base no valor de proximidade, ajustar a potência de emissão dos meios de comunicação sem fios.

Tal possibilita que, ajustando ou adequando a potência de emissão à distância a um elemento emissor do sinal sem fios de reconhecimento, um dispositivo de comunicação, como um módulo de comunicação, associado ao elemento flutuante i) gira melhor o consumo de energia associado às comunicações sem fios, tipicamente altamente consumidoras de energia, de forma a que não seja utilizada uma potência mais alta ou substancialmente mais alta do que o necessário - à qual está associado um maior consumo energético - e ii) em caso de recepção de um sinal sem fios de reconhecimento para o qual é determinado um valor de proximidade considerado baixo, a potência de emissão possa ser ajustada de tal forma que garanta uma boa recepção de qualquer sinal sem fios a emitir a partir do elemento flutuante a uma distância associada ao valor de proximidade determinado.

É também objecto da presente divulgação um módulo de comunicação sem fios para gestão de consumo de energia em comunicações a partir de um elemento flutuante para uma zona costeira.

Num modo de realização, o módulo de comunicação sem fios do elemento flutuante compreende meios de acoplamento configurados para acoplamento a um elemento flutuante como uma bóia sinalizadora e também meios de comunicação sem fios e um controlador em ligação com o módulo de comunicação sem fios.

Num modo de realização, o módulo de comunicação sem fios está ainda configurado para implementar o método da presente divulgação, em qualquer um dos seus respectivos modos de realização.

É também objecto da presente divulgação um elemento flutuante adaptado para flutuar numa zona costeira. Num modo de realização, o elemento flutuante compreende um controlador, meios de comunicação sem fios e meios de alimentação de energia eléctrica, os meios de alimentação de energia eléctrica e o módulo de comunicação sem fios estando ligados de tal forma que os meios de alimentação de energia eléctrica alimentam os meios de comunicação sem fios, e o elemento flutuante estando configurado para implementar o método da presente divulgação, em qualquer um dos seus respectivos modos de realização.

Num modo de realização, o elemento flutuante compreende o módulo de comunicação sem fios da presente divulgação e meios de alimentação de energia eléctrica.

Num modo de realização, os meios de alimentação de energia eléctrica e os meios de comunicação sem fios estão ligados de tal forma que os meios de alimentação de energia eléctrica alimentam os meios de comunicação sem fios.

Num modo de realização, o elemento flutuante consiste numa bóia sinalizadora.

Num outro modo de realização, o elemento flutuante consiste numa embarcação miúda.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

Figura 1 - representação esquemática de um modo de realização do método da presente divulgação, em que uma embarcação flutuante (100) (que, neste exemplo, consiste num barco) emite um sinal sem fios de reconhecimento (310) através de meios de comunicação da embarcação flutuante (12), o sinal sem fios de reconhecimento (310) sendo recebido num elemento flutuante (10) (que, neste exemplo, consiste numa bóia sinalizadora). O sinal sem fios de reconhecimento (310) permite que o elemento flutuante/bóia sinalizadora (10) determine um valor de proximidade entre o elemento flutuante/bóia sinalizadora (10) e a embarcação flutuante/barco (100). O valor de proximidade pode consistir num parâmetro do sinal sem fios, como a força de sinal, ou numa distância entre os dois. É com base nesse valor de proximidade que a potência de emissão dos meios de comunicação sem fios (13) do elemento flutuante/bóia sinalizadora (10) é ajustada.

Figura 2 - representação esquemática de um modo de realização da solução da presente divulgação, correspondente a um momento anterior ou posterior ao representado no modo de realização da Figura 1. Assim, o elemento flutuante/bóia sinalizadora (10) ainda não recebeu ou já recebeu um sinal sem fios de reconhecimento (310) através de meios de comunicação (13), proveniente da embarcação flutuante/barco (100). Neste modo de realização, e através dos meios de comunicação sem fios (13), o elemento flutuante/bóia sinalizadora (10) emite um sinal sem fios de identificação (320), o sinal sem fios de identificação (320) compreendendo uma identificação digital do elemento flutuante/bóia sinalizadora (10) e sendo recebido pela embarcação flutuante/barco (100), nos meios de comunicação correspondentes (12).

São descritos de seguida vários modos de realização do método da presente divulgação.

De acordo com um modo de realização do método da presente divulgação, é emitido um sinal sem fios de identificação (320), sendo que este sinal compreende uma identificação digital de um elemento flutuante (10). O sinal é emitido por meios de comunicação sem fios (13) a partir de um elemento flutuante (10). O elemento flutuante (10) é adequado para flutuar numa região costeira, seja marítima ou fluvial, podendo encontrar-se em flutuação no mar, num rio ou num lago. A emissão de um sinal sem fios de identificação (320) conforme descrito permite que navios ou barcos que naveguem nas proximidades do elemento flutuante (10) recebam esse sinal e identifiquem que um elemento flutuante (10) e, em particular, o elemento flutuante (10) com aquela identificação digital, se encontra nas proximidades.

De acordo com um modo de realização do método da presente divulgação, que pode ocorrer subsequentemente ou anteriormente à referida emissão de um sinal sem fios de identificação (320), é recebido nos meios de comunicação um sinal sem fios de reconhecimento (310), o sinal sem fios de reconhecimento (310) compreendendo uma identificação digital de uma embarcação flutuante (100), como um navio ou um barco. No modo de realização em que é emitido um sinal sem fios de identificação (320), ao receber o sinal sem fios de identificação (320), uma embarcação flutuante (100) pode responder, enviando um sinal sem fios de reconhecimento (310). Num modo de realização, o sinal sem fios de reconhecimento (310) pode compreender um comando de controlo e/ou uma identificação digital da embarcação sem fios. Alternativamente, pode simplesmente compreender uma mensagem de confirmação de recepção, vulgo acknowledgement.

Com base nesse sinal sem fios de reconhecimento (310), o método envolve determinar, com base no sinal sem fios de reconhecimento (310) recebido, um valor de proximidade ao elemento flutuante (10), o valor de proximidade estando associado ao sinal sem fios de reconhecimento (310). Os meios de comunicação podem assim, com base no sinal sem fios de reconhecimento (310) - opcionalmente num parâmetro do sinal sem fios de resposta - determinar um valor de proximidade.

Com base no valor de proximidade, a potência de emissão dos meios de comunicação sem fios (13) é ajustada, assim garantindo que: i) se o valor de proximidade é traduzido numa distância considerada elevada (ou acima de um valor pré-definido), a potência possa ser aumentada, para garantir que qualquer sinal emitido é recebido na embarcação flutuante (100) e que a potência não é exageradamente aumentada e ii) se o valor de proximidade é traduzido numa distância considerada baixa (ou abaixo de um valor pré-definido), a potência possa ser reduzida, para garantir que não é consumida mais energia do que a necessária.

Tal possibilita que, adequando a potência de emissão à distância a que um elemento emissor do sinal sem fios de reconhecimento (310), um dispositivo de comunicação, como um módulo de comunicação, associado ao elemento flutuante (10) i) gira melhor o consumo de energia associado às comunicações sem fios, tipicamente altamente consumidoras de energia, de forma a que não seja utilizada uma potência mais alta ou substancialmente mais alta do que o necessário - à qual está associado um maior consumo energético - e ii) em caso de recepção de um sinal sem fios de reconhecimento (310) para o qual é determinado um valor de proximidade traduzido numa distância considerado baixa a potência de emissão possa ser ajustada de tal forma que garanta uma boa recepção de qualquer sinal sem fios a emitir a partir do elemento flutuante (10) a uma distância associada ao valor de proximidade determinado.

Num modo de realização, determinar um valor de proximidade do elemento flutuante (10) a uma embarcação flutuante (100) de onde seja proveniente um sinal sem fios de reconhecimento (310) compreende determinar uma distância física entre o elemento flutuante (10) e uma fonte do sinal sem fios de resposta. As referidas distâncias físicas podem, como acima referido, ser determinadas por qualquer método conhecido no estado da técnica para determinação da proximidade ou distância de um dispositivo a partir de um sinal recebido sem fios.

O valor de proximidade pode ser determinado por qualquer método conhecido no estado da técnica para determinação da proximidade ou distância de um dispositivo a partir de um sinal recebido sem fios como, por exemplo, com base no indicador de intensidade de sinal recebido (RSSI) associado ao sinal sem fios de reconhecimento (310) recebido.

É possível que diversas embarcações flutuantes se encontrem na proximidade dos meios de comunicação associados a um elemento flutuante (10).

Assim, num modo de realização, o método compreende, sob recepção de dois ou mais sinais sem fios de reconhecimento, cada um dos sinais sem fios de reconhecimento compreendendo um identificador digital distinto, determinar, com base em cada um dos sinais sem fios de reconhecimento recebidos, um valor de proximidade ao elemento flutuante (10), cada um dos valores de proximidade estando associado ao respectivo sinal sem fios de reconhecimento (310), e com base em cada um dos valores de proximidade, ajustar a potência de emissão dos meios de comunicação sem fios (13) e transmitir um sinal sem fios dirigido a cada um dos dois ou mais identificadores digitais distintos com a potência ajustada correspondente.

Num modo de realização, a presente divulgação compreende, previamente à recepção do sinal sem fios de reconhecimento (310), a partir do elemento flutuante (10) e através dos meios de comunicação sem fios (13), emitir um sinal sem fios de identificação (320), o sinal sem fios de identificação (320) compreendendo uma identificação digital do elemento flutuante (10).

É possível que simultânea ou quase-simultaneamente, diversas embarcações flutuantes emitam os respectivos sinais sem fios de reconhecimento. Quando é emitido um sinal sem fios de identificação (320), é também possível que diversas embarcações flutuantes recebam um mesmo sinal sem fios de identificação (320) e, como consequência, emitam os respectivos sinais sem fios de reconhecimento.

Nesse caso, os meios de comunicação do elemento flutuante (10) receberão dois ou mais sinais sem fios de reconhecimento, cada um com o respectivo identificador digital distinto, correspondente a cada uma das embarcações flutuantes.

Os meios de comunicação do elemento flutuante (10) transmitirão assim dois ou mais sinais sem fios, pelo menos um a cada um das duas ou mais embarcações flutuantes com os respectivos identificadores digitais distintos, sendo que cada um desses sinais sem fios é emitido com uma potência determinada correspondente ao valor de proximidade determinado com base no correspondente sinal sem fios de reconhecimento (310), assim garantindo que as vantagens do objecto da presente divulgação se mantêm mesmo numa situação de diversas embarcações flutuantes em simultâneo.

Num modo de realização, posteriormente ao ajuste da potência de emissão, o método compreende adicionalmente o passo de: no elemento flutuante (10), emitir um sinal sem fios de localização com a potência ajustada, o sinal sem fios de localização compreendendo informação digital sobre a localização geográfica do elemento flutuante (10).

Tal permitirá à embarcação flutuante (100) receptora do sinal sem fios de localização determinar a sua localização, mesmo que não tenha capacidade de a determinar por outra via. Alternativa ou cumulativamente, permitirá igualmente confirmar a sua localização, mesmo que tenha a capacidade de a determinar por outra via. Tal é cumprido mantendo os preceitos de gestão de energia da presente divulgação, ao manter a emissão com a potência ajustada.

Num outro modo de realização, posteriormente ao ajuste da potência de emissão, o método compreende adicionalmente o passo de: no elemento flutuante (10), emitir um sinal sem fios de identificação (320) detalhada com a potência ajustada, o sinal sem fios de identificação (320) detalhada compreendendo um conjunto de informação digital, incluindo informação de registo do elemento flutuante (10), incluindo o nome do proprietário do elemento flutuante (10) e/ou o tipo de elemento flutuante (10).

Tal permitirá à embarcação flutuante (100) receptora do sinal sem fios de identificação (320) detalhada determinar informações específicas do elemento flutuante (10), como o seu proprietário, o que poderá ser particularmente útil para embarcações flutuantes como barcos de autoridades marítimas. Cumulativamente, o método poderá envolver a confirmação em base de dados digital local ou remota do proprietário do elemento flutuante (10). Alternativa ou cumulativamente, permite a identificação do tipo de elemento flutuante (10), podendo indicar que se trata de uma bóia sinalizadora ou uma embarcação miúda, como um bote. Tal é cumprido mantendo os preceitos de gestão de energia da presente divulgação, ao manter a emissão com a potência ajustada. Num modo de realização, o sinal sem fios emitido pelos meios de comunicação é emissível com uma potência tal que proporcione um alcance máximo de 50 a 200 m, opcionalmente de 100 a 200 m.

Num modo de realização, o sinal sem fios de identificação (320) é emitido em broadcast. Tal permite que, mesmo que não tenha sido ainda estabelecida uma ligação entre os meios de comunicação e qualquer outro dispositivo de comunicações em recepção, qualquer dispositivo de comunicações em recepção numa mesma gama de frequência possa detectar e receber o sinal sem fios de identificação (320).

Num modo de realização, o sinal sem fios de reconhecimento (310) é dirigido ao elemento flutuante (10), compreendendo a identificação digital da respectiva embarcação flutuante (100).

Num modo de realização, o sinal sem fios de reconhecimento (310) é emitido em broadcast.

Num modo de realização, a potência de emissão dos meios de comunicação sem fios do elemento flutuante (13) é ajustada de forma directa ao valor de proximidade determinado. Tal permite adequar a potência e, portanto, a energia consumida, à proximidade a que um elemento receptor como uma embarcação flutuante (100) possa estar, subindo a potência quando o valor de proximidade é traduzido numa distância considerada elevada e descendo a potência quando o valor de proximidade é baixo.

Num modo de realização do método da presente divulgação, os meios de comunicação sem fios (12, 13) podem estar de acordo com qualquer protocolo de comunicações sem fios adequado para a referida comunicação.

Exemplos possíveis são protocolos de comunicações sem fios de rede local, numa frequência das gamas de radiofrequência Industriais, Científicas e Médicas (ISM). Num modo de realização do método da presente divulgação, os meios de comunicação sem fios (12, 13) estão configurados para comunicar numa frequência na gama entre 433.05 MHz e 434.79 MHz, na gama entre 902 MHz e 928 MHz ou na gama entre 2.4 GHz e 2.5 GHz.

Num modo de realização do método da presente divulgação, o elemento flutuante (10) consiste numa bóia sinalizadora disposta numa zona costeira. Adicionalmente, o sinal sem fios de resposta é emitido por uma embarcação flutuante (100) que, opcionalmente, consiste num barco ou navio em navegação na mesma zona costeira.

Num modo de realização alternativo do método da presente divulgação, o elemento flutuante (10) consiste numa embarcação miúda disposta numa zona costeira. Adicionalmente, o sinal sem fios de resposta é emitido por uma embarcação flutuante (100) que, opcionalmente, consiste num barco ou navio em navegação na mesma zona costeira.

Num modo de realização, o sinal sem fios de identificação (320) compreende um identificador digital único dos meios de comunicação sem fios (13) e/ou do elemento flutuante (10). Tal permite identificar inequivocamente o elemento flutuante (10).

Num modo de realização, o método pode compreender, sob recepção de um sinal sem fios de reconhecimento (310), o accionamento de meios luminosos associados ao elemento flutuante (10).

Num modo de realização, o accionamento de meios luminosos é realizado após a determinação de um valor de proximidade ao elemento flutuante (10) e o accionamento de meios luminosos compreende, com base no valor de proximidade, o ajuste da intensidade de luz emitida pelos meios luminosos. Como referido, é também objecto da presente divulgação um módulo de comunicação sem fios para gestão de consumo de energia em comunicações a partir de um elemento flutuante (10) para uma zona costeira.

Num modo de realização, o módulo compreende adicionalmente meios luminosos. Num modo de realização, o controlador do módulo está configurado para, sob recepção de um sinal sem fios de reconhecimento (310), accionar de meios luminosos associados ao elemento flutuante (10). Num modo de realização o módulo está adicionalmente configurado para o accionamento de meios luminosos ser realizado após a determinação de um valor de proximidade ao elemento flutuante (10) e o accionamento de meios luminosos compreender, com base no valor de proximidade, o ajuste da intensidade de luz emitida pelos meios luminosos.

É ainda objecto da presente divulgação a utilização do módulo de comunicação sem fios da presente divulgação, em qualquer um dos seus modos de realização, o módulo encontrando-se acoplado a um elemento flutuante (10) adaptado para flutuar numa zona costeira.

São descritos de seguida vários modos de realização do elemento flutuante (10) da presente divulgação.

Num modo de realização, o elemento flutuante (10) consiste numa embarcação miúda disposta numa zona costeira, e o sinal sem fios de resposta é emitido por uma embarcação flutuante (100). Num modo de realização, a embarcação flutuante (100) consiste num barco ou navio em navegação na mesma zona costeira.

Num modo de realização, o elemento flutuante (10) consiste numa bóia sinalizadora.

Num modo de realização alternativo, o elemento flutuante (10) consiste numa embarcação miúda. Num modo de realização, a embarcação miúda tem um comprimento total igual ou inferior a 6 m, opcionalmente consistindo num bote.

Num modo de realização, a embarcação flutuante (100) consiste num barco ou num navio.

O elemento flutuante (10) e/ou uma embarcação flutuante (100) podem compreender meios de comunicações sem fios configurados para emitir sinais sem fios. Num modo de realização, cada um dos meios de comunicações sem fios compreende um controlador de comunicações sem fios.

Em diversos modos de realização, o método, o módulo, o elemento flutuante e / ou seus elementos incluem componentes para executar pelo menos alguns dos exemplos de recursos e recursos dos métodos descritos, seja por meio de componentes de hardware (como memória e / ou processador), software ou qualquer combinação dos mesmos.

Em diversos modos de realização, o controlador do dispositivo ou controladores dos meios de comunicações podem consistir em ou compreender um microcontrolador, com a capacidade de receber dados externos por meio de entradas e fornecer acionamento de saídas, com base em regras configuradas e / ou programação predefinidas.

Um artigo para uso com o método, o módulo e/ou o elemento flutuante, como um dispositivo de armazenamento pré-gravado ou outro meio legível por computador semelhante, incluindo instruções de programa gravadas nele, ou um sinal de dados de computador carregando instruções de programa legíveis por computador pode direcionar um dispositivo para facilitar a implementação dos métodos aqui descritos. Entende-se que tais aparelhos, artigos de fabricação e sinais de dados de computador também estão dentro do âmbito da presente divulgação. Um "meio legível por computador" significa qualquer meio que pode armazenar instruções para uso ou execução por um computador ou outro dispositivo de computação, incluindo memória somente leitura (ROM), memória somente leitura programável apagável (EPROM) ou memória flash, acesso aleatório memória (RAM), um disquete portátil, um disco rígido (HDD), um dispositivo de armazenamento de estado sólido (por exemplo, flash NAND ou RAM dinâmica síncrona (SDRAM)) e / ou um disco óptico, como um Compact Disc (CD), Digital Versatile Disc (DVD) ou Blu-Ray ™ Disc.

Como será evidente a um perito na especialidade, a presente divulgação não deverá estar limitada aos modos de realização descritos no presente documento, sendo possíveis diversas alterações que se mantêm no âmbito da presente divulgação.

Evidentemente, os modos preferenciais acima apresentados são combináveis, nas diferentes formas possíveis, evitando-se aqui a repetição de todas essas combinações.