Датчик определения местоположения объекта

Датчик определения местоположения объекта

Реферат

Изобретение относится к области систем наблюдения и контроля за перемещающимися объектами с использованием средств пеленгации и может быть использовано для контроля за перемещением объектов, в частности людей, с осуществлением при необходимости аварийной сигнализации, в том числе и для людей, подвергаемых ограничению в свободе передвижения.

Разработанное устройство относится к системам определения географического местоположения, предназначенным для определения местонахождения объекта в любом месте в зоне действия сети DECT, где бы он ни был.

Системы определения географического местоположения основаны на различных принципах, среди которых наиболее современный и эффективный состоит из комбинации ССП (системы спутникового позиционирования) и ГСМС (глобальной системы мобильной связи) (цифровой системы телефонии с сотовой структурой), которая дает возможность точного определения географических координат объекта, передаваемых затем в центр управления, где координаты могут переноситься на электронную карту для немедленного отображения.

Такие системы, которые при первичном анализе могут казаться окончательным решением проблемы, в действительности являются чрезвычайно уязвимыми из-за зоны обслуживания спутника связи, которая может быть легко экранирована на открытом воздухе и отсутствовать внутри помещений; кроме того, связь ГСМС ненадежна. Все выше изложенное ограничивает область применения подобных решений.

Более предпочтительным является использование определения местоположения объекта с использованием системы ССП, а для передачи данных относительно местоположения использовать технологию ГСМС.

Известна (US, патент 5396227) система наблюдения и дистанционной аварийной сигнализации для людей, подвергаемых ограничению в свободе передвижения. Согласно известной системе неподвижный модуль помещают в область, в которой может перемещаться подвергаемый наблюдению человек. К человеку крепят личный элемент браслета, выполненный с возможностью установления электромагнитной связи с неподвижным модулем, а также для установления связи через телефонную линию неподвижного модуля с операционным центром. Неподвижный модуль дополнительно оборудуют ЦП (центральным процессором) блока управления для взаимодействия с радиопередающим устройством, которое встроено в личный элемент браслета. Кроме того, в неподвижном модуле предусмотрено средство для обнаружения любого прерывания связи между неподвижным модулем и личным элементом, и которое обеспечивает возможность посылать в операционный центр сигнал тревоги.

Недостатком известной системы и используемого в ней браслета следует признать отсутствие возможности установления голосовой связи с объектом, отсутствие возможности определения точного местонахождения объекта, а также отсутствие возможности передачи тревожного сигнала от объекта центру контроля.

Известно (US, патент 5196825) радиомаяковое устройство, содержащее располагаемые на контролируемом человеке передатчик и приемопередатчик и неподвижный пункт приема сигналов обоих передатчиков, обеспечивающий регистрацию местонахождения человека на основе измерения уровня сигнала.

Недостатком известного устройства следует признать его ограниченные возможности - только обеспечение сигнализации по факту выхода человека из разрешенной для его перемещения области.

Известно (RU, патент 2085997) устройство сигнализации местонахождения объекта, предназначенное в основном для контроля с использованием радиомаяка за местонахождением детей, лиц с ограниченной дееспособностью и домашних животных. Устройство состоит из радиопередатчика, содержащего последовательно включенные задающий радиочастотный генератор, модулятор, усилитель мощности и передающую антенну, и приемника, содержащего последовательно включенные приемную антенну, усилитель радиочастоты, смеситель, усилитель промежуточной частоты и первый детектор, а также гетеродин, подключенный ко второму входу смесителя, блоки звуковой и визуальной индикации и отличается тем, что в радиопередатчик введены последовательно включенные первый кварцованный низкочастотный генератор и программируемый делитель частоты, выход которого подключен ко второму входу модулятора, в приемник введены последовательно включенные фильтр частоты повторения, второй детектор и пороговый блок, последовательно включенные амплитудный ограничитель, блок обработки сигнала с подключенным к его тактовому входу вторым кварцованным низкочастотным генератором, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, блок памяти с переключателем режима записи и блок двухкоординатной индикации, а также введен блок управления памятью, подключенный своими выходами к адресному входу блока памяти и входу синхронизации блока двухкоординатной индикации, при этом входы блоков визуальной и звуковой индикации соединены с первым выходом блока обработки, вход фильтра частоты повторения подключен к выходу первого детектора, вход амплитудного ограничителя подключен к выходу усилителя промежуточной частоты, второй сигнальный вход коммутатора соединен с выходом второго детектора, выход первого порогового блока подключен к управляющему входу коммутатора и входу блока памяти, вход блока управления памятью и тактовый вход аналого-цифрового преобразователя соединены со вторым выходом блока обработки сигнала.

Известное устройство на основе радиомаяка обеспечивает лишь фиксацию факта нахождения объекта наблюдения внутри заданной границы. Устройство не позволяет непосредственно измерять расстояние до передатчика и дает возможность лишь косвенно оценивать расстояние между приемником и передатчиком по уровню принятого сигнала.

Известна (US, патент 4918432) система наблюдения для домашнего ареста. Известная система содержит устройство идентификации, закрепленное на наблюдаемом человеке, причем устройство идентификации включает в себя: первый источник питания, устройство контроля (пассивный блок мониторинга) для наблюдения над заданными условиями, передатчик для периодической передачи данных, включающих в себя информацию, однозначно идентифицирующую устройство контроля, и информацию об окружающей обстановке, полученную устройством контроля, кроме того, известная система содержит приемник, принимающий сигналы от передатчика устройства контроля, и блок обработки данных, анализирующий полученные от устройства контроля данные, путем определения времени получения периодического сигнала и информации идентификации устройство контроля, содержащейся в принятых приемником данных.

Известная система не позволяет определять местонахождение наблюдаемого объекта, контролировать целостность устройства контроля (пассивного блока мониторинга), обеспечивать оперативный контроль состояния (заряд/разряд) источника питания пассивного блока мониторинга. Кроме того, к недостаткам известной системы можно отнести относительно большой период времени передачи информации от пассивного блока мониторинга. В известной системе использовано активное радиопередающее устройство, носимое наблюдаемым, что нежелательно, поскольку медицинский аспект постоянного кожного контакта с активным радиопередающим оборудованием до настоящего времени не изучен

Наиболее близким аналогом разработанного датчика можно признать (RU, патент 2250502) комплекс оборудования индивидуального технического мониторинга, характеризующийся тем, что он содержит блок мониторинга с транспондерным модулем, абонентский блок комплекса и централизованный пульт управления с компьютером, при этом блок мониторинга включает в себя блок контроля, первый вход которого соединен с выходом датчика разряда источника питания блока мониторинга, вход датчика разряда источника питания блока мониторинга соединен с источником питания блока мониторинга, выход источника питания блока мониторинга соединен со вторым входом блока контроля, третий вход которого соединен с выходом датчика разрушения блока мониторинга, а выход блока контроля соединен с первым входом блока шифрования, выход которого соединен с транспондерным передатчиком блока мониторинга, причем выход источника питания блока мониторинга соединен через блок контроля с входом датчика разрушения блока мониторинга и через блок шифрования со вторым входом передатчика блока мониторинга, причем транспондерный передатчик блока мониторинга выполнен с возможностью периодической передачи информации о техническом состоянии блока мониторинга N транспондерным приемникам абонентского блока, где N больше или равно 1, который включает в себя N модемов, входы которых соединены с выходами соответствующих приемников абонентского блока, причем выходы модемов соединены с первым входом модема двухпроводной линии связи, второй вход-выход которого соединен с первым входом-выходом блока сопряжения, второй вход-выход которого соединен с входом-выходом блока контроля состояния безопасности абонентского блока, а выход блока сопряжения соединен с GSM модемом абонентского блока, второй вход которого соединен с третьим входом блока сопряжения, с третьим входом модема двухпроводной линии связи и с выходом блока питания, вход которого соединен с выходом блока резервного питания, причем GSM модем абонентского блока выполнен с возможностью передачи данных GSM модему централизованного пульта управления, при этом GSM модем централизованного пульта управления через адаптер соединен с компьютером централизованного пульта управления. Пассивный блок мониторинга может быть выполнен в виде браслета для ношения на руке или ноге.

Недостатком известного комплекса можно признать его сложность, а также невозможность передачи голосовой или иной сигнальной информации в сторону пассивного блока мониторинга. Кроме того, к недостаткам данной системы можно отнести также невысокую удаленность пассивных транспондерных блоков от соответствующих считывателей.

Техническая задача, решаемая посредством разработанной конструкции, состоит в расширении номенклатуры систем наблюдения и контроля за перемещающимися объектами с использованием средств пеленгации.

Технический результат, получаемый при реализации и разработанной конструкции, состоит в обеспечении возможности контроля за перемещением объектов, в частности, людей, с осуществлением при необходимости аварийной сигнализации, в том числе, и для людей, подвергаемых ограничению в свободе передвижения, в помещениях, открытых и закрытых пространствах, недоступных для GPS или ГЛОНАС навигационных систем, находящихся в зоне действия сети DECT.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать датчик положения объекта разработанной конструкции. Датчик положения содержит, по меньшей мере, сигнальный процессор DECT, радиомодуль DECT, встроенную антенну, громкоговоритель, микрофон, сигнальную кнопку, световой индикатор, подключенные к сигнальному процессору DECT, а также совокупность электронных элементов, составляющих источник питания для устройства, а также электрическую батарею (аккумулятор), причем источник питания и батарея подключены к сигнальному процессору DECT, радиомодулю DECT, громкоговорителю и микрофону, при этом радиомодуль DECT выполнен с возможностью регистрации уровня излучения, по меньшей мере, трех базовых станций DECT, а также временной задержки переданного сигнала. В некоторых вариантах реализации датчик содержит бесконтактную систему зарядки, работающую по индуктивному принципу. Датчик может дополнительно содержать схему регистрации ускорения, представляющую собой шок сенсор, позволяющий регистрировать наличие или отсутствие движения контролируемого объекта. В некоторых вариантах реализации датчик может быть выполнен с возможностью передачи зарегистрированной временной задержки распространения сигнала, а также зарегистрированного уровня сигнала, по меньшей мере, от 3 базовых станций для дальнейшей обработки в служебном канале DECT в виде коротких сообщений или в разговорном канале DECT в кодировке DTMF.

Разработанный датчик работает следующим образом.

Будучи зарегистрированным в DECT системе, датчик по запросу, поступающему по служебному каналу, производит измерения по всем несущим частотам, определяемым стандартом DECT. В результате измерений датчик находит излучающие базовые станции и определяет уровень излучаемого ими сигнала. Дополнительно датчик определяет временные задержки в распространении сигналов от каждой базовой станции сигнала, то есть разницу времени между моментом передачи и моментом приема сигнала. Информация, полученная в результате измерений, передается по служебному каналу в ответ на запрос. Впоследствии данная информация может быть использована для определения местоположения объекта как по методу триангуляции с заранее известными координатами базовых стаций, так и по методу предварительной калибровки уровней базовых станций.

Использование разработанного устройства позволяет обеспечить возможность контроля за перемещением объектов, в частности, людей, с осуществлением при необходимости аварийной сигнализации, в том числе, и для людей, подвергаемых ограничению в свободе передвижения, в помещениях, открытых и закрытых пространствах, недоступных для GPS или ГЛОНАС навигационных систем, находящихся в зоне действия сети DECT.

1. Датчик определения местоположения объекта, выполненный в виде браслета, отличающийся тем, что он содержит, по меньшей мере, сигнальный процессор DECT, радиомодуль DECT, встроенную антенну, громкоговоритель, микрофон, сигнальную кнопку, световой индикатор, подключенные к сигнальному процессору DECT, а также источник питания и батарею, причем источник питания и батарея подключены к сигнальному процессору DECT, радиомодулю DECT, громкоговорителю и микрофону, при этом радиомодуль DECT выполнен с возможностью регистрации уровня излучения, по меньшей мере, трех базовых станций DECT, а также временной задержки переданного сигнала.

2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что он содержит бесконтактную систему зарядки, работающую по индуктивному принципу.

3. Датчик по п.1, отличающийся тем, что он содержит схему регистрации ускорения.

4. Датчик по п.1, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью передачи зарегистрированной временной задержки распространения сигнала, а также зарегистрированного уровня сигнала, по меньшей мере, от 3 базовых станций для дальнейшей обработки в служебном канале DECT в виде коротких сообщений или в разговорном канале DECT в кодировке DTMF.