k 19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 k Número de publicación: 2 1 801 21 k Número de solicitud: 0099036 1 k Int. Cl. 7 : A01G 2/16 H04Q 9/00 H04M 11/00 k 12 SOLICITUD DE PATENTE A1 22 kfecha de presentación: 14.09.1999 71 k Solicitante/s: JARDINES DIRECT, S.L. Valle de Enmedio, 9 2803 Madrid, ES k 43 Fecha de publicación de la solicitud: 16.0.01 k 43 Fecha de publicación del folleto de la solicitud: 16.0.01 k 72 Inventor/es: Navas Gracia, Luis Manuel; Crespo Rodríguez, Cándido y Durán Altisent, José María k 74 Agente: Ungría López, Javier k 4 Título: Sistema de control y programación de riego mediante controladores teledirigidos. ES 2 1 801 A1 k 7 Resumen: Sistema de control y programación de riego en superficies ajardinadas, agricolas y forestales mediante controladores teledirigidos. Se propone un sistema de telecontrol de superficies ajardinadas, agrícolas y forestales, manejado por una aplicación de gestión integral residente en un ordenador servidor, caracterizado por el establecimiento automático de las frecuencias y dosis de riego óptimas, y por un servicio de teleasistencia técnica de las zonas ajardinadas y agrícolas, que permite la transferencia de alarmas y mensajes desde los controladores distribuidos en campo y la comunicación desde el ordenador servidor de mensajes de información técnica relacionada con las labores propias de los cultivos. El sistema de gestión integral remoto también permitirá transferir a los controladores programas de acción domótica. La aplicación de este sistema de gestión del riego se extiende a jardines públicos y privados, y a parcelas agrícolas y forestales. Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, 1 28036 Madrid
1 ES 2 1 801 A1 2 DESCRIPCION Sistema de control y programación de riego mediante controladores teledirigidos. Sector técnico al que se refiere la invención Electrónica de control y telecontrol del riego, Integración software, Seguridad doméstica remota, y Control domótico. Estado de la técnica anterior En la actualidad el control de pequeñas superficies ajardinadas, agrícolas y forestales se realiza normalmente mediante controladores que son programados manualmente de forma local por los usuarios propietarios de dichas superficies. Las características generales de dichos controladores son: Programación local manual de la frecuencia y dosis de riego. Programas de riego determinados por los usuarios. Información local de alarmas y fallos de los controladores. Las propiedades de estos controladores hacen que sean empleados sólo para el control del riego, no incluyendo en ningún caso el servicio de teleasistencia relacionada con el asesoramiento técnico al usuario sobre las labores culturales a realizar para el correcto manejo de la superficie ajardinada o agrícola, ni servicios interactivos de comunicación de mensajes desde los usuarios, ni servicios adicionales de telecontrol domótico. La situación cambia cuando se contemplan los sistemas de control del riego de grandes superficies ajardinadas, campos de golf o grandes extensiones de regadío agrícola o forestal Para estos casos ya existen sistemas automáticos que, aunque con distintas configuraciones, se pueden caracterizar por los siguientes aspectos: 2 Determinación automática de la frecuencia y dosis de riego, aunque es frecuente que exista la posibilidad de la programación manual del riego. Sistemas de control distribuido, constituidos de dos formas posibles: - Sólo por controladores remotos, en los que reside la aplicación que permite generar los programas de control. - Por una unidad central de control, encargada de generar los programas de riego, y unas unidades remotas, cuya misión es sólo ejecutar dichos programas. Cuando el sistema de control se constituye mediante una unidad central y controladores remotos, la transferencia de la programación de riegos generada por la unidad central a los controladores remotos puede realizarse mediante radioenlace, soporte físico de cable o a través de módulos auxiliares de memoria transportables. 1 2 3 4 0 6 La determinación de los programas de riego se puede realizar utilizando modelos de evapotranspiración potencial del cultivo (medida de parámetros ambientales) o por medida directa del estado hídrico del suelo. En estos casos el sistema se sigue empleando sólo para el control del riego, no incluyendo tampoco en ningún caso el servicio de teleasistencia desde el servidor central relacionada con el asesoramiento técnico al usuario sobre las labores culturales a realizar para el correcto manejo de la superficie ajardinada o agrícola, ni servicios interactivos de comunicación de mensajes desde los usuarios al servidor central, ni servicios adicionales de telecontrol domótico. Explicación de la invención La Invención consiste en el desarrollo de un sistema de gestión integral remoto de controladores de riego para zonas ajardinadas, agrícolas y forestales, caracterizado básicamente por estos aspectos: Programación remota, automática y optimizada de la frecuencia y dosis de riego de cada jardín o parcela, en función de parámetros agrometeorológicos y de sus propiedades características concretas. Esta programación remota es complementada con la posibilidad de programación local por parte del usuario, y con la opción de manejo manual, remoto o local, de los controladores de riego. Gestión remota de alarmas y fallos del sistema de riego. Servicio de teleasistencia desde el servidor central, para el manejo óptimo de las zonas ajardinadas, agrícolas y forestales. Servicio interactivo de mensajes, desde los usuarios a la estación central de control integral, para la transmisión de notificaciones relativas al manejo del jardín y al control de labores culturales. Posibilidad de introducir cuando se desee aplicaciones domóticas de control. El sistema se compone de dos partes fundamentales: 1. Controladores remotos teleprogramados. 2. Ordenador servidor central encargado de la gestión completa del sistema. Respecto a los controladores remotos, se podrá utilizar cualquier controlador comercial actualmente existente que admita la transferencia de los programas y mensajes establecidos por el sistema objeto de la Invención. El ordenador servidor central será en donde se encuentre radicada la aplicación de gestión integral del riego. Dicha aplicación se compone de tres módulos fundamentales: Módulo de gestión de clientes, módulo de control de estaciones meteorológicas y módulo de control del riego. El
3 ES 2 1 801 A1 4 módulo de gestión de clientes se encarga de gestionar la información del cliente y sus parcelas, el módulo de control de estaciones meteorológicas se encarga de manejar la información de las estaciones y calcular la evapotranspiración potencial; yelmódulo de control del riego, de la definición automática de la frecuencia y dosis de riego. La transferencia bidireccional de programas, alarmas y mensajes, transferencia establecida entre el ordenador servidor y los controladores remotos, se realizará haciendo uso de servicios de transmisión telefónica. El módulo de gestión de clientes se constituye mediante una base de datos de los usuarios de jardines y parcelas agrícolas y forestales englobados en el sistema. Dicha base de datos gestiona la información necesaria del cliente y de su jardín o parcela para poder realizar el control del mismo. Datos del cliente. Del cliente es necesario conocer sus datos personales, para proceder a su identificación y a la facturación de los servicios prestados. Así mismo es preciso conocer los datos relativos al controlador de riego adquirido (modelo, número de serie y teléfono de comunicación), para el control y mantenimiento del mismo. Datos de parcelas. Para controlar el jardín o parcela de un usuario es necesario un estudio inicial de los sectores de riego que lo constituyen. Los datos necesarios son el tipo de cultivo, el tipo de instalación para el suministro del agua de riego, el tipo de implantación de las plantas en el terreno y la localización física de las plantas en el jardín o parcela. La determinación de los programas de riego se realiza mediante cálculo de la evapotranspiración potencial, lo cual implica conocer el estado de determinadas variables agrometeorológicas. Para conocer dicho estado se dispondrán estaciones meteorológicas situadas en distintos puntos geográficos, que proporcionarán datos representativos del comportamiento agroambiental de la zona donde se ubican un conjunto de jardines o parcelas agrícolas. El módulo de control de estaciones meteorológicas, que forma parte de la aplicación de gestión integral del riego, se encarga de manejar la información y las comunicaciones con dichas estaciones. La transferencia de información desde las estaciones meteorológicas se realiza mediante radioenlace o transmisión telefónica. Se podrá utilizar cualquier estación meteorológica comercial actualmente existente que cuente como mínimo con los siguientes sensores: Temperatura y humedad relativa ambientales, radiación solar, velocidad y dirección del viento, y precipitación. La estación meteorológica realizarámedidas continuas de los sensores instalados, almacenando el valor medio de los parámetro cada 1 min, excepto en el caso de la precipitación, para la que se almacena su valor acumulado. Dependiendo del tipo de conexión entre la estación meteorológica y el ordenador servidor, los valores almacenados son recogidos por la aplicación de gestión integral cada 1 min (unión mediante radioenlace) o 1 2 3 4 0 6 al finalizar cada día (unión mediante enlace telefónico). Una vez transmitidos los datos desde las estaciones meteorológicas al ordenador servidor, la aplicación de gestión integral del riego los almacena en una base de datos histórica que sirve para alimentar los cálculos de evapotranspiración y poder así determinar los programas de riego. La programación local habitual de los actuales controladores de riego hace que el comportamiento de los sistemas de riego no sea el más adecuado y que el derroche de agua sea excesivo. Por ello un objetivo de esta Invención es la programación remota de los controladores de riego, basándose en un control programado horario, con la definición automática de la frecuencia y dosis de riego, la cual es realizada por el módulo de control del riego constituyente de la aplicación de gestión integral. Dicho módulo efectúa la determinación de las necesidades de agua de cada sector de riego en función de: Cálculo de la evapotranspiración potencial, por los métodos de Blaney y Criddle, Thornthwaite y Penman, según los valores alcanzados por las variables meteorológicas de cada localización (temperatura y humedad ambiental, radiación solar, velocidad y dirección del viento, y precipitación), la ubicación geográfica de cada jardín o parcela de riego y el período del año. Para la determinación de las necesidades de riego reales de cada sector, se realiza un balance hídrico del agua disponible en el suelo, teniendo en cuenta los cálculos de evapotranspiración potencial y la precipitación caída durante las últimas 24 h. Tipo de planta (coeficiente de consumo hídrico de los cultivos). Tipo de instalación para el suministro de agua de riego (rendimiento de los distintos sistemas de riego existentes). Tipo de implantación de las plantas en el terreno (cultivo directamente sobre suelo o en contenedores). Localización física de las plantas en el jardín o en la parcela agrícola y forestal (orientación geográfica y proyección de sombras). La aplicación de esta metodología permite conseguir ahorros medios mensuales de agua de riego de aproximadamente 0 L/m 2. Los programas de riego así generados por el ordenador servidor se codifican en formato ASCII para ser enviados telefónicamente a los controladores remotos. El código de los programas se constituye de la siguiente forma: Número de programa. Número de sector. Días de riego o actuación. Hora de inicio del riego o actuación. 3
ES 2 1 801 A1 6 Duración del riego o actuación. Tiempo de fertilización,enelcasodeque exista sistema de fertirrigación en el jardín o parcela agrícola o forestal. Medida de caudal del agua aplicada en el riego. Alarmas. Bajo esta misma configuración de los programas (control programado horario), se puede utilizar el sistema de control objeto de la Invención para introducir las actuaciones de control domótico que desee el usuario. Por otro lado, la inexistencia actual de un servicio de asesoramiento técnico continuado en las superficies ajardinadas, agrícolas o forestales, hace que los daños ocasionados por manejos inadecuados de los mismos o ataques imprevistos de plagas y enfermedades sean muy importantes. Por ello, otro objetivo de esta Invención es la definición de un servicio interactivo de teleasistencia técnica de zonas ajardinadas o agrícolas, con la transmisión de mensajes entre el ordenador servidor y los controladores, referidos a los siguientes aspectos: Mensajes desde los controladores remotos al ordenador servidor: - Manejo local y manual por parte del usuario del sistema de riego. Cada vez que el usuario pase de programación remota a local o viceversa, y cada vez que efectúe un manejo manual del sistema de riego, los controladores lo notificarán al ordenador servidor para que la aplicación de gestión tenga constancia del período de tiempo en que el control del sistema ha sido local o manual. - Alarmas y fallos del sistema de riego (anomalías del suministro eléctrico, no entrada de programas, aportaciones de agua inferiores o superiores a las programadas, fugas de agua y presencia de lluvia). - Mensajes de los usuarios relativos al comportamiento observado de las su- 1 2 3 4 0 perficies ajardinadas, agrícolas o forestales, o al control de las labores culturales realizadas en dichas superficies. Mensajes desde el ordenador servidor a los controladores remotos: - Actuaciones sobre el sistema de riego en caso de alarmas y fallos. - Servicio de teleasistencia técnica de las zonas ajardinadas, agrícolas o forestales, mediante un sistema interactivo de transmisión/recepción de mensajes que permita la transferencia de información técnica (calendarios, tratamientos y formas de operación) relacionada con las labores propias de los cultivos (siembra/plantación, abonado, tratamientos fitosanitarios, podas y otras labores culturales). Exposición de un modo de realización de la invención Sistema constituido por controladores remotos de riego Agronic 00, configurados de tal manera que admitan la transferencia de programas de riego y de mensajes de teleasistencia y manejo, tal y como se define en la Invención, y que serán programados de forma remota mediante la aplicación de gestión integral global de riego especificada en la Invención, la cual es desarrollada mediante las aplicaciones informáticas Access y LabVIEW, y que residirá en un ordenador personal con sistema operativo Windows NT. Las estaciones meteorológicas de Adcon Telemetry comunican los datos agroambientales al ordenador servidor mediante radioenlace y la comunicación entre el ordenador servidor y los controladores remotos se realiza haciendo uso del servicio de mensajes cortos (SMS) de la telefonía GSM, mediante modems Wavecom. Aplicación industrial La aplicación industrial del sistema de gestión objeto de la Invención se extiende a empresas de instalación y mantenimiento de jardines públicos y privados, empresas de instalación y mantenimiento de riegos agrícolas y forestales, propietarios de jardines, agricultores y empresarios agrícolas y forestales, comunidades de regantes e instituciones de la administración pública. 6 4
7 ES 2 1 801 A1 8 REIVINDICACIONES 1. Sistema de control y programación de riego mediante controladores teledirigidos, caracterizado por estar compuesto de varios controladores teleprogramados en función de la evapotranspiración potencial, el tipo de planta, el tipo de instalación para el suministro del agua, el tipo de implantación de las plantas en el terreno y la localización física de las plantas, y de un ordenador servidor central encargado de la gestión integral global del sistema, que incluye la programación del control del riego y el servicio de teleasistencia técnica. 2. Sistema de control y programación de riego 1, caracterizado porque incluye un servicio continuado de teleasistencia técnica de las zonas ajardinadas, agrícolas y forestales, mediante un sistema interactivo y bidireccional de transmisión/recepción de mensajes que permite la transferencia de alarmas y notificaciones desde los controladores remotos y la comunicación de información técnica (calendarios, tratamientos y formas de operación) relacionada con las labores propias de los cultivos (siembra/plantación, abonado, tratamientos fitosanitarios podas y otras la- 1 2 bores culturales). 3. Sistema de control y programación de riego 1 y 2, caracterizado porque la aplicación de la gestión integral del riego consta de 3 módulos: módulo de gestión de clientes, encargado de gestionar la información del cliente y su parcela, módulo de control de estaciones meteorológicas, encargado de manejar la información de las estaciones y calcular la evapotranspiración potencial; y módulo de control del riego, encargado de la definición automática de la frecuencia y dosis de riego. 4. Sistema de control y programación de riego 1 a 3, caracterizado porque la transferencia bidireccional de programas, alarmas y mensajes de teleasistencia entre ordenador-servidor y controladores remotos se realiza por transmisión telefónica.. Sistema de control y programación de riego 1 a 4, caracterizado por incorporar opcionalmente aplicaciones o actuaciones domóticas de control. 3 4 0 6
OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA k 11 ES 2 1 801 k 21 N. solicitud: 0099036 k 22 Fecha de presentación de la solicitud: 14.09.1999 k 32 Fecha de prioridad: INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA k 1 Int. Cl. 7 : A01G 2/16, H04Q 9/00, H04M 11/00 DOCUMENTOS RELEVANTES Categoría Documentos citados Reivindicaciones afectadas X WO 922799 A (WATERLINK SYSTEMS INC) 24.08.199, 1-4 todo el documento. X WO 870427 A (AUDITEL SYSTEMS PTY LTD) 16.07.1987, 1-4 todo el documento. X WO 9727733 A (MICROMET PTY LTD) 07.08.1997, todo el documento. 1-4 X US 7038 A (HERGERT) 14.04.1998, todo el documento. 1-4 A US 4626984 A (UNRUH et al.) 02.12.1986, columna 4, líneas 1-; 1,4 figuras 1-3. A FR 2680629 A (SOCIETE D ETUDES ET DE TRABAUX D AUTOMATISME) 1,4 0.03.1993, página 2, línea 28 - página, línea 33; figuras 1,2. A US 88 A (MARIAN) 04.0.1993, columna 3, 1 línea - columna, línea 26. A ES 2133118 A (FABRICA ELECTROTECNICA JOSA S.A.) 16.08.1999, columna 6, línea 7 - columna 7, línea 11; figura 1. Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud El presente informe ha sido realizado para todas las reivindicaciones para las reivindicaciones n : Fecha de realización del informe Examinador Página 31..00 P. Pérez Fernández 1/1