CN101019159A - 安全监视终端 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种监视终端(TS)，这种终端包括位置信息获取装置(M1S)和响应从定位系统接收的信号提供定位信息的确定装置(AGS－MGS)。所述终端还包括计算所述位置与所述定位之间的距离的计算装置(MCS)。

Description

安全监视终端

技术领域

本发明与安全监视终端有关。特别是，本发明涉及对人员进行监视的领域。

背景技术

人们自然都会挂念处在危难情况下的徒步旅行者或登山人员，例如怕他们迷失或受到伤害。人们还会挂念与父母失散了的孩子。

在这种情况下，适当的是将受监视实体、登山人员或孩子的位置通知监视实体诸如双亲或朋友之类的第三方，这样就可以启动一个搜寻过程。

第一种已知的监视系统使用包括互连在一起的无线电通信网和有线网的电信基础设施。受监视实体例如孩子配备有包括与“GPS”接收机连接的移动电话机的定位终端。所谓GPS(全球定位系统)是指广播使接收机可以获得它的空间座标的信号的整个卫星阵列。

监视实体例如父母之一实际拥有一个可以呈现为接到因特网上的电话机或个人计算机的监视终端。为了获得孩子的位置，父亲或母亲用他/她的监视终端接入服务器。服务器与孩子的定位终端联络，定位终端就发出由GPS接收机得到的孩子的位置。然后，服务器将这信息通过两个网络发送给监视终端。

第二种已知的监视系统使用两个各与一个GPS接收机连接的点到点无线电终端。受监视实体拥有一个定位终端，在所述实体按压了这个终端上的一个按钮时它就发送一个包括它的位置的定位消息。监视实体有一个监视终端，用来接收这个定位消息，以便获得定位终端的位置。

在美洲的美国，这种系统可以通过为业余无线电或“民用频带(CB)”保留的信道进行通信(“CB”为“Citizen Band”的缩写)。由于使用的是处在460MHz的UHF频带内的“FRS(家庭无线电业务)”类型的信道，因此覆盖长度达3km。

这两种已知的系统使监视终端可以指出定位终端的绝对位置，即在固定坐标系统内的位置，例如用它的纬度、经度可能还有高度表示。

受监视实体的绝对位置对于监视实体来说当然是重要的数据，但它在危难期间决定优化的搜寻策略上并不是充足的。实际上，监视实体应该是直接通知搜寻援救队还是他们直接开始搜寻受监视实体更适当？在某些情况下，哪怕拖延一点点时间也会是灾难性的。

因此，本发明的目的是帮助监视实体在受监视实体处在危难的情况下采取最佳的搜寻策略。

发明内容

按照本发明，所提出的监视终端包括：

获取位置信息的获取装置；以及

响应来自定位系统的接收信号产生一些地点信息的确定装置；

这种终端还包括计算位置与地点之间的距离的装置。

因此，定位终端的位置离监视终端所在的地点的距离构成一个基本数据。如果这个距离比较短，监视实体在有营救受监视实体的器具的情况下直接开始搜寻受监视实体可能是更为有效的。然而，如果这个距离很大，无疑呼叫搜寻援救队是更可取的。

优选的是，这种终端在这个作为第一量值的距离超过第一预定阈值的情况下产生第一报警信号。

类似，这种终端在作为第二量值的位置的移动速度超过第二预定阈值的情况下产生第二报警信号。

此外，这种终端还在作为第三量值的位置相对地点的相对移动速度超过第三预定阈值的情况下产生第三报警信号。

按照另一个特征，这种终端包括显示这些量值中至少一个的显示装置。

此外，包括指南针的监视终端还包括根据指南针控制显示装置的伺服模块。

有益的是，这种终端包括指出位置的方向的指示装置。

按照优选实施例，这种终端包括：

接收位置信息的接收装置；以及

响应激活信号使获取装置与接收装置连接的控制装置。

这种终端还包括自动产生这激活信号的协调单元。

优选的是，这激活信号与根据时钟信号同步的重复帧的一个预定时间间隔一致。

此外，这种终端包括在帧内定位这个预定时间间隔的装置。

而且，这帧包括由指配的时间间隔组成的第一子帧和由优先时间间隔组成的第二子帧，这个预定时间间隔是一个指配的时间间隔。

有益的是，这两个子帧是交错的。

举例来说，帧持续30秒，含有30个各为500毫秒的指配时间间隔和30个各为500毫秒的优先时间间隔。

另一方面，这种终端的特征在于具有识别空闲的指配时间间隔的装置。

按照第一任选方案，在接收信号含有同步信息的情况下，这种终端包括响应同步信息产生激活信号的装置。

按照第二任选方案，这种终端还接收与位置信息关联的标识信息，接收装置不间断地工作，这种终端包括存储标识值的存储器，激活信号由协调单元在标识信息与标识值一致时产生。

此外，这种终端还接收与位置信息关联的报警字，它包括也响应报警字产生激活信号的装置。

于是，这种终端包括响应报警词产生报警信号的装置。

附图说明

下面将通过结合附图对本发明的一些实施例的举例说明比较详细地对本发明进行说明，在这些附图中：

图1为定位终端的方框图；以及

图2为监视终端的方框图。

具体实施方式

就赫兹波通信来说，频谱是这样一种形成严格调控的主要对象的贵重资源。因此，这个频谱在诸如无线电广播、电视广播、业余无线电系统、两个终端(例如步谈机)之间的点到点通信、无线电话通信、移动电话机、通过通信系统的卫星的链路、无线电导航和各类设备的遥控器之类的许多应用更不用军事应用之间分配。所有这些应用都要受到管理机关批准。

举例来说，在美洲的美国，FRS系统包括处在460MHz的UHF频带内的14个信道。这种短距离直接通信可以在没有GSM类型的“笨大的”网络的情况下进行。

除了以上这些应用之外，经常会发生允许至少一个窄带信道可供自由使用，只要满足诸如下列的一定限制：

最大发射功率，

最大通带宽度，

使用时间限额。

作为一个例子，在法国，可以自由使用中心频率为869MHz的称为“869-500mW频带”的信道。实际上，这个信道从869.40MHz延伸到869.65MHz。

虽然本发明可直接用于所有已知的监视系统，但它还有着可以实现速率为每秒1,200比特的在这个信道上的时间多路复用的优点。

在这种使用多路复用信道的监视系统内，因此定义了终端之间传送的消息所插入的帧。

简单地说，将帧细分成多个各与子信道相应的时间间隔。每个子信道能承载两个终端之间的单向通信。为了能识别指配给它们的子信道，这些终端必须具有共同的时间基准，或也就是说它们必须根据帧同步。

一些已知的技术可以使一个终端与另一个终端同步。由于这些技术属于现有技术，因此不再详细说明。

另一种技术在于分别使两个终端与一个构成共同基准的时间信号同步。可以首先考虑提供精度在毫微秒数量级的国际标准时间的GPS系统。这个精度是引人注目的，显然对于实现本发明来说是绰绰有余的。

按照本发明的优选实施例，帧包括多个子帧，在本情况下是两个子帧。按惯例，第一子帧由一组指配时间间隔组成，而第二子帧由一组优先时间间隔组成。

就实际来说，帧持续30秒，包括60个各为500毫秒的时间间隔。两个子帧各包括30个时间间隔。第一子帧包括处在帧内奇数数位的时间间隔，而第二子帧包括处在帧内偶数数位的时间间隔。因此，这两个子帧呈现为交错的，这种安排下面还要具体说明。

参见图1，定位终端TL设计成可以用某种方法获得它的地理位置，也就是说它的空间坐标或者至少是平面坐标。在本情况下，使用的是“GPS”定位系统，因此终端包括呈现为“GPS”天线AGL与“GPS”接收机MGL连接在一起的定位装置。

定位装置AGL、MGL连接到诸如具有应用软件SWL的微控制器MCL之类的控制单元上。MCL微控制器向获取装置、RAM存储器(在本情况下RAM存储器可以精简为第一寄存器R1L)提供定位消息。这消息基本上包括与终端TL位置有关的位置信息，相应于在任何坐标系内的坐标，诸如它的纬度、它的经度，可能还有它的高度。

第一寄存器R1L用来发送定位消息。有关这种发送操作的更为详细的具体情况在下面提供。

可按需要任选的是，定位消息包括一些与标识定位终端TL有关的标识信息，标识信息例如存储在“ROM”型的存储器(只读存储器)内，在本情况下这个存储器为第二寄存器R2L。

考虑发送速率为每秒1,200比特和时间间隔的持续时间为500毫秒的情况，第一寄存器R1L的最大容量将等于这两个值的乘积，即600比特。实际上，留有40比特的安全余量，因此考虑用560比特的寄存器，它的内容通常称为一个发送脉冲串。

通常，这个脉冲串包括：

可能有的标题部分；

可能有的同步字；

必须有的主体；以及

可能有的尾部分。

在交换该脉冲串的两个终端没有在频率或时间上与共同的外部基准同步时就需要有同步字。

脉冲串主体包括形成发送对象的有用信息，因此它含有定位消息。

定位终端TL还包括通信装置。在这里，通信装置是调谐到869MHz信道上的组合了无线电发射机MRL和发射天线ARL的发送装置。发射机还连接到微控制器MCL上。

定位终端TL还包括可以集成在微控制器MCL内的控制装置，控制装置响应也可以集成在微控制器内的协调单元产生的激活信号使获取装置R1L与无线电发射机MRL连接。因此，这激活信号触发发送脉冲串。

定位终端TL还包括容量等于帧内的时间间隔的数目(在本情况下为60)的计数器。计数器通过来自每当时间间隔改变时(在本情况下是每500毫秒)发出一个脉冲的时基BTL的时钟信号进行计数。于是，它指出当前的时间间隔在帧内的序号。

时基BTL在这里是受GPS接收机MGL同步的。也可以配置成使计数器CPL定期复位到零，以防止计数器的可能漂移。

定位终端TL还具有用来同步脉冲串发送的第三寄存器R3L。有益的是，寄存器R3L是EEPROM型的存储器(电可擦可编程存储器)。它标识指配给终端的时间间隔在帧内的序号。激活信号由协调单元在计数器CPL的当前值与存储在第三寄存器R3L内的值一致时产生。在本情况下，使用了逻辑门LGL，它实现对这两个值进行逻辑与的功能。

第三寄存器R3L用永久性存储在终端TL内的初始化值初始化。这个值甚至可以标在终端的机箱上，因此可以很容易得到。这个寄存器R3L的内容能用调节按钮BRL加以修改，调节按钮BRL的操作方式将在下面说明。

定位终端TL的各个元件由电池BAL供电，电池BAL可以是连接到内部充电器CIL上的。

这样，在相继帧的同一个时间间隔内自动地周期触发发送定位消息而不需要任何用户干预。

此外，定位终端TL同时设计成可以处理紧急情况。

第一报警信号来自浸水检测器DIL，提供给微控制器MCL。每当终端TL例如落入游泳池或从船上栏干偶然落下而被浸水时，浸水检测器DIL就会被激活。

第二报警信号来自应急按钮BUL，也提供给微控制器MCL。这个按钮能由终端TL的用户在以下不同的处境下加以操作：

实际或潜在袭击；

不适；

惊慌；

迷失。

第三报警信号来自诸如加速度计之类的震动检测器CDL，也提供给微控制器MCL。这样，就能识别异常情况，无论终端它本身落下还是因为带着它的人跌倒而落下。

任何报警信号无论怎样产生后，微控制器MCL就在定位消息内引入一个诸如“SOS”之类的报警字和终端TL的标识(存储在第二寄存器内的)。

可以用报警字代替定位消息内的位置信息，或者在定位消息内为报警字保留一个可以很容易识别的位置。

此外，也可取的是列出造成产生报警信号的处境的性质。这样，如果出现第一、第二或第三报警信号，报警字可以包括相应的信息：“浸水”、“恐慌”或“震击”。

定位终端TL具有初始化为不标识一个优先时间间隔的值的第四寄存器R4L。有益的是，这个寄存器也是“EEPROM(电可擦可编程存储器)”，在出现任何报警信号时就装入计数器CPL的当前值的二分之一的整数部分的两倍与等于2n(n为任何正整数)的偏置值的和模60。然后，它不再修改，直到它被复位，出现这样的复位可以特别是因为出现激活信号或因为时间延迟。第四寄存器R4L因此标识了第二子帧内的一个优先时间间隔，即当前的时间间隔后的第n个时间间隔。

微控制器MCL还被编程成在计数器CPL的当前值与存储在第四寄存器R4L内的值一致时产生激活信号。

这允许在n等于1的情况下迅速地在下一个优先时间间隔内发送报警字。这样就不必等到指配给终端TL的下一个时间间隔，这个时间间隔可能会在出现报警信号后最长要30秒才到来。这两个子帧所以要交错的原因现在就很清楚了。

此外，优选的是在首次发送报警字的优先时间间隔后的一个或几个优先时间间隔内重复发送报警字。

还应该注意的是，如果微控制器MCL不修改定位消息，报警字还将在指配给终端TL的下一个时间间隔内重复出现。

迄今所应用的对子帧的这种安排为优先时间间隔留下了一个显著位置。为了增多可以同时使用869MHz这个信道的定位终端，可以例如通过将第二子帧规定为包括帧内数位为4的倍数的时间间隔来减小第二子帧的容量。

参见图2，监视终端TS还包括通信装置。在这里，通信装置是组合了调谐到869MHz信道上的无线电接收机MRS和接收天线ARS的接收装置。接收机MRS还连接到诸如具有它的应用软件SWS的微控制器MCS之类的控制单元上。

监视终端TS也包括获取装置，在这里它呈现为RAM型的第一接收存储器M1S。

监视终端TS还包括在微控制器MCS内的控制装置，控制装置响应激活信号使获取装置M1S与无线电接收机MRS连接。

此外，监视终端TS还包括容量等于帧内的时间间隔的数目(在本情况下为60)的计数器CPS。计数器CPS由来自每当时间间隔改变时(在本情况下是每500毫秒)发出一个脉冲的时基BTL的时钟信号进行计数。这样，计数器CPS就指出了当前时间间隔在帧内的序号。

正如定位终端TL那样，监视终端TS从GPS定位系统通过呈现与GPS接收机MGS相连接的GPS天线AGS的确定装置接收接收信号。

确定装置AGS、MGS连接到微控制器MCS上。RAM型的第二存储器M2S(可以就是一个寄存器)由提供处境消息的微控制器MCS告知。该消息大部分包括与监视终端TS的地理情况有关的地点信息，呈现在任何适当的坐标系内的坐标，例如它的纬度、它的经度，可能还有它的高度。

在这里，时基BTS与GPS接收机MGS同步。也可以配置成将计数器CPS定期复位到零，以防止它的可能漂移。

监视终端TS还具有用来同步脉冲串接收的第三存储器M3S。第三存储器M3S标识指配给定位终端的时间间隔在帧内的序号。

按照现有技术中通常使用的第一同步方法，激活信号由协调单元在计数器CPS的当前值与存储在第三存储器M3S内的值一致时产生。在本情况下，使用了逻辑门LGS，它提供对这两个值进行逻辑与的功能。

这个存储器用定位终端TL的第三寄存器R3L的初始化值初始化。

然而，到定位终端投入使用时，可能这个初始化值与帧的一个已经被占用了的时间间隔相应。

因此，可取的是由监视终端TS的无线电接收机MRS识别在信道内哪些指配时间间隔可用，以便保留其中一个时间间隔，例如第一个，以任何可行方式显示，再将它装入第三存储器M3S。这样的识别通常可以通过测量在这些时间间隔内接收到的电平来实现。

现在我们规定，定位终端TL的第三寄存器R3L的内容可以用调节按钮BRL修改，以便保存在监视终端TS的第三存储器M3S内所标识的时间间隔。

为此，提供了定位终端TL的参数设置模式。

举例来说，终端TL配有电致发光二极管，第一次按压调节按钮BRL使得该二极管暂时闪光，同时启动时间延迟。在时间还没有延迟完前再按压这个按钮，就可使终端进入参数设置模式。如果正在进行时间延迟时不动按钮，终端就自动进入“正常运行”模式。

在参数设置模式，按压一下按钮BRL就使第三寄存器R3L的内容加2个单位。

按照第一任选方案，可以在定位终端TL上配置一个显示器，使它显示第三寄存器R3L的内容。

按照第二任选方案，可以为定位终端TL采取措施，当它交付使用时将它放置在离监视终端TS相当近的地方以非常小的功率进行发送。定位终端TL将初始化字置入定位消息。然后，必需“操纵”调节按钮BRL，直到监视终端TS认出这个初始化字。第二任选方案可以从定位终端TL到监视终端TS使两个终端重新配置同步指示。在这种情况下，定位终端TL上不再需要有显示器。

为了退出参数设置模式，只要对调节按钮BRL进行任何类型的安全操作，诸如在很短的时间内相继按压按钮两次，或者就按压一次但按压较长的时间。

监视终端TS的各个元件由电池BAS供电，电池BAS可以接到内部充电器CIS上。

在监视终端TS内，在第二子帧的所有优先时间间隔期间还产生激活信号。

按照监视终端TS的第二同步方法，该监视终端还收听第一子帧的所有指配时间间隔。

在这种情况下，第三存储器M3S含有的标识值不是指配给定位终端TL的时间间隔而是定位终端TL的标识。当然，终端TL那时已经将存储在它的第二寄存器R2L内的标识信息放置在定位消息内。

激活信号于是由协调单元在标识信息与存储在第三存储器M3S内的标识值一致时产生的。

本发明允许从监视终端TS的这两种同步方法中选择。当然也可以应用在这里没有说明的其他同步方法。

在已知的监视系统内，获取含有定位终端的位置的定位消息受到一些要求条件的限制。相反，在诸如上面所说明的多路复用信道系统内，这样的获取自动地在相继的第一子帧的同一时间间隔内周期性地被触发和在第二子帧期间永久性地被触发，而不需要任何用户干预。

本发明显著地改善了已知的监视系统和多路复用信道系统，情况如下。

监视终端的控制单元(即微处理器)MCS可以一方面使用定位终端的位置信息，另一方面可以使用由GPS接收机MRS提供给它的地点信息。

它包括计算这个位置与这个地点之间的距离的装置。

因此，在孩子处在附近时，提议在孩子迷失到更远前立刻寻找。另一方面，如果孩子已经远离，更可取的是通知诸如警方、巡逻队或消防队之类的救援队。

如果这距离超过第一预定阈值，监视终端TS就产生呈现为光、声或振动信号的第一报警信号SUS。

类似，如果定位终端TL的位置的移动速度超过第二预定阈值，监视终端TS就产生与第一报警信号SUS类似的第二报警信号SVS。

从孩子的移动速度可以知道孩子是在缓慢地徘徊还是在奔跑甚至是在汽车上。

还可以设想，定位终端与监视终端的相对移动速度受到某些监视。在这种情况下，如果相对速度超过第三预定阈值，监视终端就产生第三报警信号(未在这里示出)。

上面所提到的这三个阈值可以通过诸如键盘之类的任何人机接口输入监视终端。

除此之外，监视终端还包括显示装置，例如接到控制单元MCS上的显示屏EVS。如果控制单元MCS可以接入导航系统SNS，于是可以使背景地图出现在屏幕EVS上，用点或十字显示定位终端TL的位置，可能的话还用向量显示它的速度。

优选的是，监视终端还包括指南针CES和显示装置EVS的伺服控制模块(未示出)。因此，地图朝向与终端的位置无关。

监视终端还可以具有指出寻找定位终端的方向的指示。这个指示可以例如在屏幕EVS的外周上，或者在其他显示装置上。它还可以呈现为一个叠加在地图背景上监视终端所在的中心处的箭头。

此外，还可以显示两个终端之间的距离，以及正北指示。

在多路复用信道监视系统内，如果定位终端TL已经产生报警信号，只要这个终端发送了新的定位消息，监视终端TS就立即可得到。确实，它的微控制器MCS保持收听第二子帧的所有时间间隔。微控制器MCS包括识别定位消息中的定位终端TL的标识、根据这标识提取报警字的装置，以便以任何一种方式(即视觉和/或听觉和/或振动方式)表达它的含意。

可采用任何监视系统，有益的是监视终端能跟踪/监视多个定位终端。为了达到这个目的需实现的装置对于所属技术领域的专业人员来说是容易理解的，这基本上需要用重复来实现。因此，不再详细对此进行说明。我们只是指出监视终端必须具有它所监视的所有定位终端的标识。倘若每个终端用独特的图形标记或特定的颜色标识，可以相继或同时显示与各个终端有关的信息。

以上选择了本发明的一些实施例作为例子进行具体说明。要详尽地列出本发明所覆盖的所有具体实现方式是不现实的。特别是，任何所说明的装置都可以用等效的代替，这并不背离本发明的专利保护范围。

Claims (18)

1.一种监视终端TS，包括：

接收位置信息的接收装置MRS；以及

响应来自定位系统的接收信号产生地点信息的确定装置AGS-MGS，

所述终端的特征在于它还包括用于计算所述位置与所述地点之间的距离的装置MCS。

2.按照权利要求1所述的终端，其特征在于如果所述距离超过第一预定阈值，所述终端产生第一报警信号SUS，所述距离是第一量值。

3.按照权利要求1或2所述的终端，其特征在于如果所述位置的移动速度超过第二预定阈值，所述终端产生第二报警信号SVS，所述移动速度是第二量值。

4.按照权利要求1至3中任一项所述的终端，其特征在于如果所述位置相对于所述地点的相对移动速度超过第三预定阈值，所述终端产生第三报警信号，所述相对移动速度是第三量值。

5.按照权利要求2至4中任一项所述的终端，其特征在于所述终端包括显示所述量值中至少一个的显示装置EVS。

6.按照权利要求5所述的终端，其特征在于所述终端包括指南针CES，所述终端还包括根据所述指南针CES的所述显示装置EVS的伺服模块。

7.按照权利要求1至6中任一项所述的终端，其特征在于所述终端包括指示所述位置的方向的指示装置EVS。

8.按照以上任一权利要求所述的终端，其特征在于包括：

接收所述位置信息的接收装置MRS-ARS；以及

响应激活信号使所述获取装置M1S与所述接收装置连接的控制装置MCS，

所述终端还包括用于自动产生所述激活信号的协调单元MCS。

9.按照权利要求8所述的终端，其特征在于所述激活信号与根据时钟信号同步的重复帧的预定时间间隔一致。

10.按照权利要求9所述的终端，其特征在于所述终端包括用于在所述帧内定位所述预定时间间隔的装置MRS。

11.按照权利要求10所述的终端，其特征在于所述帧包括由指配的时间间隔组成的第一子帧和由优先时间间隔组成的第二子帧，所述预定时间间隔是指配的时间间隔。

12.按照权利要求11所述的终端，其特征在于所述子帧是交错的。

13.按照权利要求9至12中任一项所述的终端，其特征在于所述帧持续30秒，包括30个各为500毫秒的指配时间间隔和30个各为500毫秒的优先时间间隔。

14.按照权利要求11至13中任一项所述的终端，其特征在于所述终端包括用于识别空闲的指配时间间隔的装置ARS-MRS、MCS。

15.按照权利要求8至14中任一项所述的终端，其特征在于所述接收信号包括同步信息，所述终端包括响应所述同步信息产生所述激活信号的装置LGS、CPS、M3S。

16.按照权利要求8至14中任一项所述的终端，其特征在于所述终端还接收与所述位置信息关联的标识信息，所述接收装置ARS-MRS不间断地工作，所述终端包括存储标识值的存储器M3S，所述激活信号由所述协调单元在所述标识信息与所述标识值一致时产生。

17.按照权利要求8至16中任一项所述的终端，其特征在于所述终端还接收与所述位置信息关联的报警字，所述终端包括响应所述报警字也产生所述激活信号的装置MCS。

18.按照权利要求17所述的终端，其特征在于所述终端包括响应所述报警字产生报警信号SUS-SVS的装置。