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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Austausch von Nachrichten zwischen
mindestens zwei Geräten
zur Kommunikation in einer Gruppe.
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Die
Kommunikation zwischen Gruppenmitgliedern einer Gruppe kann aus
verschiedensten Gründen erschwert
sein. Beispielsweise ist es den Mitgliedern nicht möglich ein
Funkgerät
oder ein Mobiltelefon zu benützen,
weil ihre Hände
aufgrund einer anderen Tätigkeit
nicht frei sind. Motorradfahrer in einer Gruppe können sich
untereinander im unwegsamen Gelände
aus den Augen verlieren, die Benützung
eines Mobiltelefons ist aufgrund der landschaftlichen Gegebenheiten
nicht möglich.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, die Kommunikation zwischen Mitgliedern
einer Gruppe zu ermöglichen,
die aufgrund ihrer Tätigkeit
mit einander nicht auf herkömmlichen
Weg, wie beispielsweise das Telefonieren, kommunizieren können.
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Diese
Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs erwähnten Art
dadurch gelöst,
dass seitens einer dem Gerät
zugehörigen
Prozessoreinrichtung Nachrichten unter Verwendung von Positionsdaten,
die von einem der Prozessoreinrichtung zugeordneten Ortsbestimmungsmodul
ermittelt werden, erstellt werden, diese Nachrichten an zumindest
ein weiteres Gerät über eine
Funkschnittstelle übertragen, über die
Funkschnittstelle Nachrichten des zumindest einen weiteren Gerätes empfangen,
die so empfangenen Nachrichten hinsichtlich Positionsdaten weiterer
Geräte
ausgewertet und auf einem Bildschirm die so gewonnenen Positionsdaten in
einem Anzeigefeld dargestellt werden.
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Es
ist ein großer
Vorteil der Erfindung, dass die Positionen aller Mitglieder einer
Gruppe rasch und mit geringem Aufwand ermittelt und für alle Mitglieder
verfügbar
sind.
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In
einer bevorzugten Ausführung
der Erfindung ist seitens der Prozessoreinrichtung ein Speichermodul
vorgesehen, in welchem die von dem Ortsbestimmungsmodul in regelmäßigen Zeitabständen ermittelten Positionsdaten
und die von den weiteren Geräten
empfangenen Positionsdaten gespeichert werden. Auf diese Weise ist
es möglich,
bei Ausfall eines Gerätes
die zuletzt abgespeicherten Positionsdaten des ausgefallenen Gerätes abzurufen,
und somit die Position des Gruppenmitgliedes festzustellen. Des
Weiteren kann vorgesehen sein, dass der zuletzt abgespeicherte Datensatz
von dem jeweils aktuellen Datensatz überschrieben wird. Auf diesem
Weg wird die auf dem Speichermodul gespeicherte Datenmenge gering
gehalten.
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In
einer weiteren Entwicklung der Erfindung wird auf dem Bildschirm
eine graphische Darstellung der Positionsdaten eines oder mehrerer
der anderen Geräte
angezeigt. Dadurch sind die Positionen aller Gruppenmitglieder auf
der Anzeige des Gerätes
leicht ersichtlich. Beispielsweise wird die Entfernung und Richtung jedes
anderen Geräts
mittels Pfeilen symbolisiert, die von einem Mittelpunkt auf dem
Bildschirm ausgehen, wobei die einzelnen Gruppenmitglieder durch
beim Pfeil stehende Textmarken, Farbe des Pfeils o.dgl. gekennzeichnet
sein können.
In einer anderen Variante wird eine im Speichermodul abgespeicherte
Landkarte auf dem Bildschirm angezeigt, wobei die Positionsdaten
ebenfalls als Markierungen in der Landkarte dargestellt sind.
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Neben
dem Austausch von Positionsdaten kann es vorteilhaft sein, auch
Textnachrichten an die übrigen
Gruppenmitglieder zu versenden. Diese Textnachrichten können Informationen über den
Zustand der Gruppenmitglieder enthalten, beispielsweise ob eine
Pause benötigt
wird und dergleichen mehr. Daher enthält bei einer weiteren bevorzugten
Ausführung
der Erfindung eine im Speichermodul gespeicherte Konfigurationsdatei
konfigurierbare Texte, die zum Erstellen von Textnachrichten verwendet
werden.
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Bei
einer bevorzugte Ausführung
der Erfindung ist vorgesehen, dass das Ortsbestimmungsmodul ein GPS-Modul
ist. Das GPS-System
(Global Positioning System) zeichnet sich durch eine hohe Genauigkeit
und weltweite Verfügbarkeit
aus.
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Ist
die Funkschnittstelle eine WLAN-Schnittstelle, hat dies den Vorteil,
dass die Kommunikation auch in abgelegenen Gegenden, in denen die üblichen
Kommunikationssysteme wie beispielsweise GSM und GPRS ('General Packet Radio
Service') nicht
zur Verfügung
stehen, möglich
ist. Eine andere günstige
Möglichkeit
zur Realisierung der Funkschnittstelle ist die einer CB-Funk-Schnittstelle.
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Besonders
vorteilhaft ist eine Ausführung,
bei welcher seitens der Prozessoreinrichtung eine Einsteckkarte,
beispielsweise im CF2-Format, vorgesehen ist, auf welcher das GPS-Modul und eine WLAN-Schnittstelle
oder CB-Funk-Schnittstelle realisiert sind. Das CF2-Format ist ein
handelsübliches
Format für
Einsteckkarten von PDAs, auf diese Weise können GPS-Modul und Funkschnittstelle platzsparend
untergebracht werden.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehörigen Figuren
in nicht einschränkender
Weise erläutert.
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1 zeigt
den prinzipiellen Aufbau eines Gruppenkommunikators,
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2 eine
schematische Darstellung der Benutzeroberfläche des Gruppenkommunikators,
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3 eine Ansicht der Anzeige im graphischen
Modus,
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4 eine
Ansicht der Anzeige im Kommunikations-Modus „Senden" und
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5 eine
Ansicht der Anzeige im Kommunikations-Modus „Empfangen".
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Im
nachfolgenden Ausführungsbeispiel
wird ein Gruppenkommunikator 100, der das erfindungsgemäße Verfahren
einsetzt, als Kommunikationsmittel einer Gruppe von Motorradfahrern,
die sich in unwegsamen Gelände
befinden, beschrieben.
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Der
in 1 und 2 dargestellte Gruppenkommunikator 100 wird
an einem Motorrad derart angebracht, dass die Bedienung des Gerätes in einfacher
Weise während
der Fahrt erfolgen kann. Die Energieversorgung des Gruppenkommunikators 100 ist
vorzugsweise mit dem elektrischen System des Fahrzeugs gekoppelt.
Des Weiteren sind am Motorrad ein Lagesensor 17, ein Kompass 18 und
eine zusätzliche
Vorrichtung zur Geschwindigkeitsmessung 19 angebracht und
stehen über
dem Fachmann bekannte Mittel mit dem Gruppenkommunikator 100 in
Verbindung.
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Der
Gruppenkommunikator 100 besteht aus einem PDA (Personal
Digital Assistent) 1 mit einem zusätzlichen Speichermodul 2,
einem GPS-Modul 4 und einem Funk-Modul 5 (z.B.
WLAN-Modul, siehe weiter unten). Sowohl das GPS-Modul 4 als
auch das Funk-Modul 5 können
als Einschubkarte im PDA 1 realisiert sein, eventuell auch
auf einer Einschubkarte gemeinsam, jedoch kann das GPS-Modul und/oder
Funk-Modul 5 als im PDA 1 fest installierte Komponente
vorgesehen sein.
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Bezugnehmend
auf 2 weist die Benutzeroberfläche des Gruppenkommunikators 100 einen
Bildschirm 6 auf, vorteilhafter Weise einen Touchscreen, über welchen
das Gerät
bedient wird. Der Bildschirm 6 ist in mehrere Felder aufgeteilt,
z.B. in ein Anzeigefeld 7, ein Menüfeld 10 und ein Quittierfeld 11.
Die Größe der Felder
ist so gewählt,
dass die Bedienung auch mit behandschuhten Fingern möglich ist.
Erkennbar ist auch das aus dem Gruppenkommunikator heraus ragende
GPS-Modul 4. Das Anzeigefeld 7 kann in unterschiedlichen
Modi betrieben werden, einerseits in einem Positions-Modus (Vektor-Modus
oder Landkarten-Modus) (3) und andererseits
in einem Kommunikationsmodus (4, 5).
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Der
PDA 1 errechnet anhand der vom GPS-Modul übermittelten
Datensignale die gegenwärtige
Position 8 des Fahrers und speichert diese im Speichermodul 2. Über das
Funk-Modul 5 werden diese Positionsdaten in regelmäßigen Zeitabständen, beispielweise
jede Minute, an die übrigen
Gruppenmitglieder 9 gesendet, die ebenfalls mit jeweils
einem Gruppenkommunikator 100 ausgerüstet sind und ihrerseits ihre
Positionsdaten an alle Gruppenmitglieder versenden.
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Anhand
der vom GPS-Modul 4 empfangenen Signale, der von den weiteren
Gruppenteilnehmern 9 übermittelten
Daten sowie anhand von im Speichermodul 2 gespeicherten
geographischen Daten erstellt der PDA 1 für den Positionsmodus
eine graphische Darstellung auf dem Anzeigefeld 7 wie in 3a oder 3b dargestellt.
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3a zeigt
eine einfache Möglichkeit
der graphischen Darstellung, nämlich
einen „Vektormodus", bei welchem die
Entfernung und Richtung der anderen Gruppenteilnehmer mittels Pfeilen 39 symbolisiert
sind, die vom Zentrum der Bildschirmdarstellung ausgehen. Die Entfernung
kann beispielsweise durch die Länge
oder Dicke der Pfeile angezeigt werden. Zur Identifikation der Teilnehmer
kann der Name (z.B. dessen Anfangsbuchstabe) bei jedem Pfeil angegeben
sein; gegebenenfalls kann dies auch über andere Merkmale bewerkstelligt
werden, z.B. die Farbe soweit diese nicht anderweitig genutzt wird.
Eine Erweiterung des graphischen Modus zu einem „Landkartenmodus-Modus" zeigt 3b.
Nach Art einer Landkarten-Darstellung
werden die eigene Position 8 und jene der anderen Gruppenteilnehmer 9 anhand
von Markierungen, beispielsweise Buchstaben, Zahlen oder auch Namen,
angezeigt. Befindet sich ein Teilnehmer außerhalb des Anzeigebereiches 7,
so wird sei ne Position 15 mithilfe eines Pfeils zur Richtungsangabe
und einem Zahlenwert 16, der der Entfernung in einer Längeneinheit
wie etwa in Metern entspricht, angezeigt. Außerdem sind markante Orte oder Landschaftsmerkmale,
beispielsweise ein Fluss 14, in der Anzeige 7 dargestellt.
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Die
Farbe der Pfeile 39 bzw. Markierungen 8, 9 gibt
Auskunft über
den Status des jeweiligen Gruppenmitglieds. So bedeutet eine grüne Markierung „Alles
OK", eine gelbe „kritisch" und eine rote „Notfall".
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Bei
Ausfall des GPS-Moduls 4, beispielsweise wegen Verbindungsunterbrechung
aufgrund landschaftlicher Gegebenheiten, ist der Gruppenkommunikator 100 in
der Lage, die gegenwärtige
Position 8 abzuschätzen.
Dazu werden die im Speichermodul 2 gespeicherten, zuletzt
erfassten Positionsdaten, die laufend vom Kompasses 18 übertragenen
Daten und jene der Geschwindigkeitsmesseinrichtung 19 (z.B.:
des Tachometers) hinzugezogen und ausgewertet.
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Bezugnehmend
auf 4 ist im Kommunikations-Modus das versenden und
Empfangen von Nachrichten 13 möglich. Zum Versenden einer
Nachricht aktiviert der Fahrer das Menüfeld 10, um in den
Kommunikations-Modus zu gelangen. Wie in 4 gezeigt,
ist das Anzeigefeld 7 in beispielsweise sechs Felder unterteilt,
wobei zwei Felder wiederum das Menüfeld 10 und das Quittierfeld 11,
während
die übrigen
Felder Nachrichtenfelder 20 darstellen. Jedem Nachrichtenfeld
ist eine bestimmte, vorkonfigurierte (Tabelle 1) Nachricht 20 zugeordnet.
Die Nachrichten werden außerdem
intern durch Nachrichtennummern identifiziert. Wird eines dieser
Felder 20 vom Fahrer ausgewählt – zum Beispiel „TANKEN" – und durch Drücken aktiviert,
so versendet der PDA 1 diese Nachricht 13 (genaugenommen
nur die zugeordnete Nachrichtennummer) über das Funk-Modul 5 an
alle übrigen
Gruppenmitglieder 9.
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Wird
eine Nachricht 13 empfangen, so wechselt die Anzeige 7 vom
Landkarten-Modus automatisch in den Kommunikations-Modus. Wie in 5 dargestellt,
erscheint ein Feld mit Angaben über
den Absender der Nachricht 13 sowie die Nachricht selbst,
im vorliegenden Beispiel „TANKEN". Beim Betätigen der
Quittiertaste 11 wird die empfangene Nachricht 13 gelöscht und
ein Signal zur Empfangbestätigung
an den Absender übermittelt.
Ein Nicht-Quittieren der Nachricht 13 über einen bestimmten Zeitraum,
z.B.: 5 min, hat eine Statusveränderung
von „grün" auf „gelb" zur Folge. Dadurch
kann neben der Auswertung der im Minutentakt übermittelten Positionsdaten überprüft werden,
ob bei allen Gruppenmitgliedern 9 alles in Ordnung ist.
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Die
Benutzeroberfläche
verfügt
zusätzlich über eine
Notfallstaste 12. Bei deren Aktivierung durch den Fahrer 8 erstellt
das PDA 1 eine Nachricht 13 und versendet diese
an die übrigen
Gruppenmitglieder 9 über das
Funk-Modul 5. Neben einem Notruf – beispielsweise mit der Nachricht „SOS" (oder „BRAUCHE
HILFE") – enthält diese
Nachricht Informationen über
die Identität
des Absenders und dessen Position. Notfallsnachrichten sind beispielsweise
durch Nachrichtennummern ≥ 16
gekennzeichnet. Der Status des Absenders verändert sich bei Absenden einer
Notfallsnachricht automatisch von „grün" nach „rot".
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Bei
einem Sturz mit dem Motorrad wird der Lagesensor 17 aktiviert.
Da dieser mit dem Gruppenkommunikator 100 verbunden ist,
ergeht ein entsprechendes Signal an den PDA 1. Dieser sendet
einen Notruf, beispielsweise „STURZ" automatisch nach
einem einstellbaren Zeitraum, z.B. zwei Minuten, über das Funk-Modul 5 an
die anderen Gruppenmitglieder 9.
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Beim Übermitteln
von Positionsdaten 8, 9 oder Nachrichten 13 wird
stets die Teilnehmer-ID des Absenders mitübertragen, um eine Verwechslung
mit gruppenfremden Motorradfahrern zu ver meiden. Diese Teilnehmer-ID
wird unter anderem in einer Konfigurationsdatei gespeichert.
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Die
Konfigurationsdatei kann an einem PC oder direkt am PDA 1 erstellt
werden, die aktuell gültige Version
wird dann über
Funk 5 an die andern Teilnehmer übermittelt. Die Konfigurationsdatei
ist in diesem Beispiel entsprechend Tabelle 1 (siehe Ende der Beschreibung)
programmiert.
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Der
Status in Block 4 ergibt sich durch Auswertung der in Block 3 definierten
Schwellwerte; in diesem Fall ist jeweils ein Schwellwertepaar angegeben.
Wird ein entsprechender Schwellwert über- oder gegebenenfalls unterschritten,
so ändert
sich der Status, je nachdem ob der erste oder auch der zweite Schwellwertbereich
erreicht wurde, von „grün" auf „gelb" oder „rot". Dies bedeutet,
dass der Schriftzug der Positionsanzeigen der Gruppenteilnehmer 9 – wie in 3 dargestellt – seine Farbe ändert. Natürlich kann
die Anzeige einer Statusänderung
auch auf anderem Weg erfolgen, beispielsweise durch eine auf dem
Bildschirm dargestellte entsprechende Nachricht gekoppelt mit einem
akustischen Signal.
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Um
zu gewährleisten,
dass die Konfigurationsdateien aller Gruppenkommunikatoren 100 identisch sind,
werden diese bei jedem Datenaustausch durch Checksummenvergleich überprüft. Wenn
eine Abweichung festgestellt wird, erfolgt ein Alarm an alle Gruppenmitglieder,
mit einem Hinweis, wessen Konfigurationsdatei korrumpiert ist. Günstigerweise
wird anschließend
die Konfigurationsdatei von einem der anderen Gruppenmitglieder über die
Funkschnittstelle an den Gruppenkommunikator des betroffenen Mitglieds übertragen. Die
im Speichermodul 2 gespeicherten Daten werden bei der nächsten Datenübertragung überschrieben.
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Dieses
Ausführungsbeispiel
ist nur eine der zahlreichen Anwendungsmöglichkeiten für ein Verfahren der
erfindungsgemäßen Art.
Generell ist der Einsatz dieses Verfahrens für Gruppen geeignet, deren Mitglieder nur
eingeschränkt
miteinander kommunizieren können.
Ebenso ist die gerätetechnische
Ausführung
des Gruppenkommunikators nicht einschränkend zu betrachten. Es kann
beispielsweise vorgesehen sein, dass der Gruppenkommunikator an
ein bereits in einem Fahrzeug installiertes Ortsbestimmungssystem
nachträglich angeschlossen
wird. Der erfindungsgemäße Gruppenkommunikator
kann auch im Einzelbetrieb als GPS- oder Navigationssystem verwendet
werden.
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Das
oben beschriebene Beispiel nutzt für die Realisierung der Funkverbindungen
ein WLAN, wobei WLAN-Verbindungen als pointto-point (ptp) Verbindungen
zwischen den (grundsätzlich
gleichberechtigten) Geräten
aufgebaut werden. Der Einsatz eines WLAN-Servers ist dadurch nicht
erforderlich. Für
den Austausch von Nachrichten werden die ptp-Verbindungen jeweils
aufgebaut und nach dem Versenden der Nachricht wieder abgebaut,
eventuell auch erst nach Empfang der zugehörenden Quittungsnachricht.
In der Quittungsnachricht kann auch die Position des anderen Gruppenteilnehmer
mitgesendet werden.
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Für Anwendungen,
in denen die Reichweite eines bekannten WLAN-Netzes überschritten
wird, wäre ein
WLAN so zu modifizieren, dass eine stärkere Sendeleistung erreicht
wird. Außerdem
sollte die Datenrate heruntergesetzt werden; dies ist wegen der
kurzen Nachrichten möglich
und kommt den großer
Reichweiten und Laufzeiten entgegen.
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Anstelle
eines WLAN kann auch eine digitale Funkschnittstelle verwendet werden,
z.B. nach Art des CB-Funks. Ebenso kann GSM-Technologie – vorzugsweise
GPRS – verwendet
werden, sofern sich die Gruppe in einem Netzbereich aufhält. Somit
kann die Datenübertragung
zu den Gruppenkommunikatoren der anderen Gruppenmitglieder neben
WLAN auch über
GMS/GPRS (General Packet Radio Service), über eine „Push-to-talk"-Funktion (basierend
auf dem IP Multimedia System IMS) oder über andere kabellose Datenübertragungssysteme
erfolgen, z.B. ein Satelliten-Telefonsystem.
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Tabelle
1: Konfigurationsdatei
