CN101971604A - 便携式检测与通信设备及相关系统 - Google Patents

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CN101971604A CN2009801060454A CN200980106045A CN101971604A CN 101971604 A CN101971604 A CN 101971604A CN 2009801060454 A CN2009801060454 A CN 2009801060454A CN 200980106045 A CN200980106045 A CN 200980106045A CN 101971604 A CN101971604 A CN 101971604A
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Abstract

本发明涉及一种包括外围单元(3)和控制中央单元(2)的检测与通信设备(1)，外围单元(3)配备有用于检测周围空间的装置(31、32)、适于检测同一外围单元(3)的位置的定位装置(35、35′)、以及用于与用户进行接口以控制并用信号通知设备(1)的操作的装置(33、34、36)；控制中央单元(2)与所述外围单元(3)相连接并且适用于获取所述检测装置(31、32)和所述定位装置(35、35′)检测到的信息数据并控制所述接口装置(33、34、36)，并且控制中央单元(2)包括：-适用于通过双向连接以该区域的最大可用速度来传送所述信息数据和/或接收另外的其他数据的收发装置(7、8)、用于存储所述信息数据和/或另外的外部数据的装置(6)、以及用于所述收发装置(7、8)的控制装置(5、5′)，所述存储装置(6)和所述接口装置(33、34、36)适用于协调来自所述外围单元(3)和收发单元的、对所述信息数据和/或另外的外部数据的获取操作。本发明还涉及一种检测与通信系统。

Description

便携式检测与通信设备及相关系统
本发明涉及便携式检测与通信设备并且涉及相关系统。
更具体地，本发明涉及尤其可由安全部队和类似组织操作者，主要是在领土上作业的组织(当地警方、民防系统、救护车、消防员、山地搜救，等等)使用的设备，从而准许从作业情况获取音频-视频数据，存储或传送这些数据以准许处于数据获取地点的远程的其他操作者使用这些数据。
如众所周知的，安全部队当今配备了不同的设备以准许与作业单位或与其他急救单位进行通信。这准许以更高效的方式管理作业核心人员以及技术资源。在这些设备中，收发无线电装置是公知的，它们在技术上非常先进，与此同时准许在作业单位和作业中央之间维持音频连接。
另一些有用的设备是用于在不同的作业情况下检测并传送视频信息的固定式或便携式视频监视设备。
上述便携式(甚至可运输式)视频监视系统在任何情况下都需要安装，因此使用起来不那么灵活。
另一个问题是在安全部队例如由于缺少传输场而在其他设备方面有传输问题的情况下，可能发生作业风险。
显而易见，以上设备不能在每一个作业条件下都是完全安全的并且在作业级上不是灵活的。事实上，例如，对消防员而言，使用它们来用视频记录发生火灾的地点并实时传送视频记录是不可能的。
鉴于以上问题，本发明的目标是提出准许高作业灵活性并准许传递检测到的数据以改进传输可靠性并从而提高操作者的安全性的检测设备。
本发明的另一目标是准许数据检测与实时传输(可能传输到合适的远程站)。
因此，本发明的具体目标是一种包括外围单元和控制中央单元的检测与通信设备，该外围单元配备有用于检测周围空间的装置、适于检测同一外围单元的位置的定位装置、以及用于与用户进行接口以控制并用信号通知该设备的操作的装置；该控制中央单元与所述外围单元相连接并且适用于获取所述检测装置和所述定位装置检测到的信息数据并控制所述接口装置，并且该控制中央单元包括：适用于通过双向连接以该区域的最大可用速度来传送所述信息数据和/或接收另外的其他数据的收发装置、用于存储所述信息数据和/或另外的外部数据的装置、以及用于所述收发装置的控制装置，所述存储装置和所述接口装置适用于协调来自所述外围单元和收发单元的、对所述信息数据和/或另外的外部数据的获取操作。
总是根据本发明，所述中央控制单元可以与至少一个无线电收发设备进行接口。
仍然根据本发明，所述无线电收发设备可以是TETRA(陆地集群无线电)类型的。
此外，根据本发明，所述控制装置可以检测所述收发装置和所述无线电收发设备的传输信道的可用性；并且所述中央控制单元包括与所述收发装置、与所述无线电收发设备、以及与所述控制装置相连接的信号交换机，该信号交换机适用于根据传输信道的最佳作业条件对要传送到所述收发装置和/或所述无线电收发无线电装置的信号进行定址。
有利的是，根据本发明，所述无线电收发设备可由所述接口装置来控制。
优选地，根据本发明，所述收发装置可包括收发模块和天线。
总是根据本发明，所述天线是用于接收GSM900、GSM1800、UMTS(HDSPA)、EDGE900、EDGE 1800信号的5波段天线，并且它在内部通过波导管连接到所述收发模块；并且所述收发模块包括SIM卡(用户身份模块)。
仍然根据本发明，所述检测装置可包括话筒和照相机，甚至针孔照相机。
此外，根据本发明，所述中央单元可包括用于从所述照相机到所述话筒获取视频和音频信号的模块。
有利的是，根据本发明，所述中央单元可包括连接器，它可以通过该连接器连接到外部模块以可视化视频数据输入并将其存储在所述用于存储的装置中和/或维护装置中。
总是根据本发明，所述定位装置可包括通过波导管连接到相关天线的GPS接收器。
仍然根据本发明，所述接口装置包括扬声器、振动设备、以及控制键盘，通过该控制键盘可以控制连接到所述控制中央单元的设备。
此外，根据本发明，所述存储装置可包括可移动存储器，优选地可通过USB(通用串行总线)连接器与所述中央控制单元相耦合。
有利的是，根据本发明，所述控制装置可包括CPU(中央处理单元)卡和辅助微控制器。
优选地，根据本发明，所述中央单元可被置于口袋内或制服的子弹袋内，并且所述外围单元包括用于定位在操作者的肩部的固定装置。
仍然根据本发明，所述设备可以通过所述收发装置连接到合适的远程站，所述站适用于从所述控制中央单元接收和/或向其传送所述信息数据，从而准许实时的接口，并且所述站适用于控制该同一设备。
有利的是，根据本发明，所述控制中央单元可以通过所述收发装置连接到另外的中央控制单元。
本发明的另一具体目标是一种检测与通信系统，该检测与通信系统包括可通过所述收发装置彼此连接的多个设备；多个无线电收发设备，这些设备中的每一个都可连接到所述设备之一；以及远程站，该远程站适用于从所述设备中的每一个的所述控制中央单元接收和/或向其传送所述信息数据，从而准许实时接口，并且所述远程站适用于控制所述控制中央单元中的每一个。
总是根据本发明，所述设备可以通过所述无线电收发设备来彼此连接。
现在将出于说明性而非限制性的目的来根据本发明的优选实施例并具体参考附图中的各图来描述本发明，其中附图示出了根据本发明的检测与通信设备的框图。
参考附图，可观察到便携式检测与通信设备1，它包括通过电缆4彼此连接的控制单元2和外围单元3。外围单元3可以通过合适的固定装置而被优选地定位在操作者的肩部，并且包括用于检测周围环境的数据并通过所述电缆4实时地传送到控制单元2的装置。
可被置于口袋内或制服子弹带内的所述控制单元2可以记忆所述数据或将其传送到远程站，并同时通过除外围单元3之外的合适的商业或专业收发设备，使用其相当于另一外围单元的功能来进行接口，从而准许使用最合适和安全的信道将数据通信和/或发射/接收到外部(例如，到所述远程站)。
更详细地分析外围单元3，可以观察到，外围单元3包括照相机31、外部话筒32、以及键盘34。所述外围单元3还包括通过50欧姆波导管(在附图中未示出)彼此连接的GPS(全球定位系统)接收器35和相关天线35′。
最后，外围单元3包括振动信号器33和扬声器36作为该单元的操作警告设备。
中央单元2包括其上安装了固件并且其中定义了所有作业功能的CPU(中央处理单元)卡和用于管理连接到作业条件的信号的另一微控制器5′。
中央单元2还包括系统在其上存储音频和/或视频记录的存储装置6，在该实施例中存储装置6包括固态存储器，如可移动USB钥匙。
中央单元2还包括标准通信收发模块7，从而准许通过GSM(双波段)、EGDE、UMTS、HSDPA进行语音和数据连接。使用所述收发模块7对操作者而言完全透明。相关天线8连接到所述收发模块7，假定该天线在中央单元2机壳内部。所述天线8优选地是用于接收GSM 900、GSM 1800、UMTS(HSDPA)、EGDE900、EDGE 1800信号的5波段天线，并且其在内部通过50欧姆波导管9连接到收发模块7。
中央单元2还包括内部具有用于通过电缆4与外围单元3进行连接的同轴连接器10′的第一连接器10；以及用于与合适的无线电设备进行连接的第二连接器11，在有了该连接器的情况下与检测与通讯设备1进行接口是可能的，并且尤其是无线电收发设备TETRA(陆地集群无线电是使用步话机的专业波通信标准，主要由警察和军队以及应急单位使用)，这将在以下进一步描述。
中央单元2在内部提供视频获取模块12，从而准许从照相机31获取CVBS视频信号并从话筒32获取音频信号。通过覆盖模块，一些文本信息被覆盖在CPU卡5内的入口CVBS信号上(GPS、时间、标识串，等等)。重叠和信息的格式可以由固件来配置。
中央单元2还包括连接到所述视频信号获取模块12、连接到所述连接器10和11以及连接到所述收发模块7的信号交换机13。所述信号交换机13适用于在连接到所述连接器11的Tetra无线电装置14、音频和视频信号获取卡12、外围单元3以及所述收发模块7之间交换两种信号(话筒和扬声器)。
优选地，音频放大器15置于所述收发模块7与所述信号交换机13之间，用于放大从收发模块7中退出的语音信号，直至使其达到与Tetra无线电装置14相同的退出功率和阻抗级。因此，单个扬声器36可由两个外围单元，即来自收发模块7和Tetra无线电装置14的信号，来公平地使用。
取决于当时正在操作的活动功能和连接条件，信号交换机准许话筒32和扬声器36与Tetra无线电装置14或与收发模块7或与音频-视频获取卡的音频卡相连接，以使得双向音频通信(通过Tetra无线电装置或收发模块)成为可能或使获取卡12对音频信号的获取(音频部分)成为可能。
关于设备1的电源，中央单元2包括：
用于向中央单元2和外围单元3供电的电池组16。平均使用的最大持续时间是2小时并且其优选地包括锂电池；
连接到电池组16并适用于生成设备1的各部分的操作电压的供电模块17。在它连接到外部电源连接器18的情况下，它准许用外部能量来操作并同时对电池组16进行再充电。它还适用于用信号通知电池的状态并协调各设备元件1的打开或关闭。
最后，中央单元2具有用于将设备1与外部监视器进行连接以显示影片或用于维护目的的VGA连接器19。
在功能级，中央单元2准许：
由话筒32和照相机31获取音频和视频信号，并且将音频/视频数据流记录在存储装置6中；
收发模块7甚至在记录的同时将音频/视频数据流实时传输到远程站(在附图中未示出)；
通过可由收发模块7发送到远程站的周期性信号来在领土上进行地理指示；
与远程站的连接的周期性控制；
通过重叠可取决于同一视频信号的状态而动态变化的文本信息来进行所有音频/视频流的地理指示；
通过将控制单元配置的文本信息重叠到同一视频信号来标识所有音频/视频流；
通过按下外围单元3上提供的键盘34上的一个键/键组合，来便于与远程站传递预先编码的短消息；
甚至在缺少用户干预的情况下，接收来自远程站的作业控制；
通过GSM网络激活紧急电话呼叫，即通过收发模块7；
到Tetra终端14的接口通过外围单元3上提供的键盘34来发生。因此，即使在Tetra无线电网络(同样用于紧急呼叫)不可用的情况下，Tetra外围单元14也可以通过收发模块7来激活音频通信。Tetra终端14与设备1之间的关系是一对一关系，这意味着在特定时刻的连接状态的基础上，设备1也可以使用Tetra终端14来传送通信或数据，但限于Tetra可用的波段。后者是具有非常高相关性的作业方面，从而准许在作业步骤期间增加操作者安全性并增加警告其他操作者或远程站关于可能的偶发危险的概率。
中央单元2还可被完全绕过，从而准许正常使用Tetra终端14，可能也直接由外围单元3对后者进行命令。
如上所述，利用TETRA无线电网络和TCP-IP网络的特有特征并且只受上述网络的固有限制的限制，设备1可以采用可能集成这两个网络的所有高速可能性的现代技术、组件和算法来以完全可互换的方式集成TETRA系统，从而准许从远程站向现场(外围单元)运送视频、音频和控制信号且反之亦然。
以下新功能因而是可能的：
-使远程站与外围单元之间的连接加倍：在TETRA信号太弱的情况下，信号交换机12通过来自CPU卡5的命令使收发模块7代替它的位置，即，如果后者太弱则TETRA代替它的位置，每一组件都具有其特定特征。系统识别最佳连接情况并且因此重新配置；
-实时地并且与TETRA的同时音频通信一起，立即向中央站发送图像和影片的可能性；
-信道是彼此并行且同时的：在传送流的同时通过TETRA发送和/或接收通信是可能的，在TETRA中讲话或收听的同时发送警报是可能的，等等；
-扩展可能性：将两个或更多个控制单元2彼此连接是可能的，即使在缺少与远程站的连接的情况下。这准许实现关于动作和领土控制的协调的新机会或服务。
借助于设备1进行检查，远程站因此能够：
-在进行实时定位和作业状态的立即可视化的情况下，在视频上显示在现场的所有设备1(并且因此显示佩戴设备1的操作者)。可以选择每一设备1来发送命令或进行状态询问；
-使用完全的视觉界面：基本地执行所有操作，从而与领土地图进行交互；
-从中央单元发送新作业命令：选择视频格式、流停止和开始、向操作者激活警报；
-在自动拍摄全景并缩放的情况下跟随领土上的设备1；设备将总是显示在地图的中心，并且所有其余部分都在其下方移动；
-将所传送的视频信号和设备1的定位进行实时可视化：事实上，在所传送的视频信号(跟踪)的同时可视化设备1的位置是可能的；
-根据以下准则的一个或多个组合来执行多媒体搜索：(i)空间搜索，搜索来自距某一地址、所设坐标、所设感兴趣的点(饭店、特定地点、警察局，等等)低于所设阈值距离的距离处的各点的所有影片；(ii)实时搜索，以使得搜索所设日期/时间之前、所设日期/时间之后、或某日期/时间间隔之间的影片成为可能；(iii)字母数字搜索，以使得搜索由某种装置(例如，Movitraf、Scout、Explore，等等)所制造的或由单个装置(由它们的标识串)所制造的或由这两种可能的每一组合所制造的影片成为可能。搜索准则可以由所描述的三种类型来自由地组成。
可以同时在地图上将影片可视化，其中最大数量的同时可视化只受硬件特征的限制。此外，将可能危险的情况进行视频可视化是可能的，如缺少某设备1的连接、它们之一处于同一状态过久等等、或者设备1的具有最大选择细节自由度(例如，按照最后N个点、按照每GPS读数一个视频点、按照每N秒/影片一个点、按照每N千米一个点)的轨迹(过去位置的列表)。
包括中央单元和设备1的系统还准许使用所维持的所有地理参考点通过如上所示的相同准则来将每一设备1的当前轨迹可视化，如了解沿领土从一个点到另一个点将进行的路线(导航仪)或修改视频轨迹直至绘出所希望的路径为止。
本发明的一个优点是具有单个附件的操作者可以控制两个不同的单元，从而准许向TETRA无线电终端音频功能添加强大的视频信号管理特征。
本发明的另一个优点是在使用正在检查中的设备的操作者不能下达命令的情况下，该设备可以被完全远程控制。
本发明是出于说明性而非限制性的目的来根据其优选实施例进行描述的，但可以理解，本领域技术人员可以在不背离所附权利要求书所限定的相关范围的情况下引入修改和/或变化。

Claims (19)

1.一种检测与通信设备(1)，包括：
外围单元(3)，所述外围单元(3)配备有用于检测周围空间的装置(31、32)、适于检测同一外围单元(3)的位置的定位装置(35、35′)、以及用于与用户进行接口以控制并用信号通知设备(1)的操作的装置(33、34、36)；以及
控制中央单元(2)，所述控制中央单元(2)与所述外围单元(3)相连接并且适用于获取所述检测装置(31、32)和所述定位装置(35、35′)检测到的信息数据并控制所述接口装置(33、34、36)，并且所述控制中央单元(2)包括：
-适用于通过双向连接以该区域的最大可用速度来传送所述信息数据和/或接收另外的其他数据的收发装置(7、8)，
-用于存储所述信息数据和/或另外的外部数据的装置(6)，以及
-用于所述收发装置(7、8)的控制装置(5、5′)，所述存储装置(6)和所述接口装置(33、34、36)适用于协调来自所述外围单元(3)和收发单元的、对所述信息数据和/或另外的外部数据的获取操作。
2.如权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，所述中央控制单元(2)可以与至少一个无线电收发设备(14)进行接口。
3.如权利要求2所述的设备(1)，其特征在于，所述无线电收发设备(14)是TETRA(陆地集群无线电)类型的。
4.如权利要求2或3所述的设备(1)，其特征在于，
所述控制装置(5、5′)检测所述收发装置(7、8)的和所述无线电收发设备(14)的传输信道的可用性；
并且其中所述中央控制单元(2)包括信号交换机(13)，所述信号交换机(13)与所述收发装置(7、8)、与所述无线电收发设备(14)、与所述控制装置(5、5′)相连接并且适用于所述根据传输信道的最佳作业条件来对要传送到所述收发装置(7、8)和/或所述无线电收发无线电装置(14)的信号进行定址。
5.如权利要求2-4中的一项所述的设备(1)，其特征在于，所述无线电收发设备(14)可以通过所述接口装置(33、34、36)来控制。
6.如前述权利要求中的一项所述的设备(1)，其特征在于，所述收发装置包括收发模块(7)和天线(8)。
7.如权利要求6所述的设备(1)，其特征在于，所述天线(8)是用于接收GSM900、GSM1800、UMTS(HDSPA)、EDGE900、EDGE 1800信号的5波段天线，并且所述天线(8)在内部通过波导管(9)连接到所述收发模块(7)；并且所述收发模块(7)包括SIM卡(用户身份模块)。
8.如前述权利要求中的一项所述的设备(1)，其特征在于，所述检测装置(31、32)包括话筒(32)和照相机(31)，甚至针孔照相机。
9.如权利要求8所述的设备(1)，其特征在于，所述中央单元(2)包括用于从所述照相机(31)到所述话筒(32)来获取视频和音频信号的模块(12)。
10.如前述权利要求中的一项所述的设备(1)，其特征在于，所述中央单元(2)包括连接器(18)，所述中央单元(2)可以通过所述连接器(18)连接到外部模块以可视化视频数据输入并将其存储在所述用于存储的装置(6)中和/或维护装置中。
11.如前述权利要求中的一项所述的设备(1)，其特征在于，所述定位装置包括通过波导管连接到相关天线(35′)的GPS接收器(35)。
12.如前述权利要求中的一项所述的设备(1)，其特征在于，所述接口装置包括扬声器(36)、振动设备(33)、以及控制键盘(34)，也可通过所述控制键盘来控制连接到所述控制中央单元(2)的所述设备。
13.如前述权利要求中的一项所述的设备(1)，其特征在于，所述存储装置包括优选地可通过USB(通用串行总线)连接器来耦合到所述中央控制单元(2)的可移动存储器(6)。
14.如前述权利要求中的一项所述的设备(1)，其特征在于，所述控制装置包括CPU(中央处理单元)卡(5)和辅助微控制器(5′)。
15.如前述权利要求中的一项所述的设备(1)，其特征在于，所述中央单元(2)被置于口袋内或制服的子弹带内，并且所述外围单元(3)包括用于定位在操作者的肩部的固定装置。
16.如前述权利要求中的一项所述的设备(1)，其特征在于，所述设备通过所述收发装置连接到合适的远程站(7、8)，所述站(2)适用于从所述控制中央单元接收和/或向其传送所述信息数据，从而准许实时的接口，并且所述站(2)适用于控制同一装置(1)。
17.如前述权利要求中的一项所述的设备(1)，其特征在于，所述控制中央单元(2)通过所述收发装置(7、8)连接到另外的中央控制单元。
18.一种检测与通信系统，包括：
如权利要求1-17中所定义的多个设备(1)，它们可以通过所述收发装置(7、8)彼此连接；
多个无线电收发设备(14)，它们中的每一个都可连接到所述设备(1)之一；以及
远程站，所述远程站适用于从所述设备(1)中的每一个的所述控制中央单元(2)接收和/或向其传送所述信息数据，从而准许实时接口，并且实时远程站适用于控制所述控制中央单元(2)中的每一个。
19.如权利要求18所述的系统，其特征在于，所述设备(1)通过所述无线电收发设备(14)来彼此连接。
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