DE202020002056U1

DE202020002056U1 - Electronic communication device with display for maintaining safety distances Smart Distance Tag

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Publication number: DE202020002056U1
Application number: DE202020002056.7U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-05-11
Filing date: 2020-05-11
Publication date: 2021-08-12
Anticipated expiration: 2030-05-12

Abstract

Zur Einhaltung von Sicherheitsabständen geeignetes Kommunikationsgerät, bestehend aus einem Gehäuse (2) mit Anzeigeelement (3) und in das Gehäuse eingelassenen Gehäuseelementen für das Aussenden von sichtbarem und unsichtbarem Licht (4) sowie für das Empfangen von unsichtbarem Licht (5) mit ins Gehäuse (2) eingelassener Platine (6) und eingesetzter Batterie oder Akku (7) sowie einem Kondensator (8) als Speicherelement für das Sammeln von regenerativer Energie.

Communication device suitable for maintaining safety distances, consisting of a housing (2) with display element (3) and housing elements embedded in the housing for emitting visible and invisible light (4) as well as for receiving invisible light (5) into the housing ( 2) embedded circuit board (6) and inserted battery or accumulator (7) and a capacitor (8) as a storage element for collecting regenerative energy.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung bezieht sich auf ein batterie- bzw. akkubetriebenes Kommunikationsgerät, welches die Möglichkeit bietet, dass zwei oder mehrere Personen intuitiv einen fest einstellbaren, räumlichen Abstand voneinander halten können, um z. B. Ansteckungen von durch Luft übertragbaren Krankheitskeimen, Bakterien oder Viren zu verhindern bzw. zu minimieren.The invention relates to a battery-powered communication device, which offers the possibility that two or more people can intuitively keep a fixed, adjustable spatial distance from each other in order to, for. B. to prevent or minimize contamination of airborne germs, bacteria or viruses.

Stand der TechnikState of the art

Es existiert eine Reihe von Lösungen hinsichtlich der Kommunikation von Objekten und Personen in Innenräumen von Gebäuden sowie im Freien. Weiterhin existiert eine Reihe von Lösungen, welche Anzeigeräte definieren, die mit Benutzern interagieren können, indem sie variable Daten anzeigen. Solche Anzeigegeräte können z. B. Mobiltelefone oder mobile Audioplayer mit Display oder andere Geräte mit einer eingebauten Anzeige oder Anzeigeelementen sein.There are a number of solutions for the communication of objects and people both indoors and outdoors. There are also a number of solutions that define display devices that can interact with users by displaying variable data. Such display devices can, for. B. be cell phones or mobile audio players with display or other devices with a built-in display or display elements.

Die Schwierigkeit besteht technisch darin, dass diese Geräte innerhalb von Gebäuden oder auch im Freien zuverlässig und spontan miteinander quasi in Echtzeit kommunizieren, ohne dass diese vorher jemals Kontakt miteinander gehabt haben. Dazu wurden Technologien wie Funkkommunikation per Sprache auf verschiedenen Frequenzen mit verschiedenen Modulationsarten, Bluetooth Low Energie (BLE), Schmalband-Funk im Industrial, Scientific und Medical Band (ISM-Band) und Wireless LAN (WLAN) vorgeschlagen, welche mittels systemspezifischer Protokolle codierte Funkwellen empfangen bzw. aussenden oder von stationär installierten Sendeeinrichtungen (Accesspoints) Funkwellen empfangen.The technical difficulty lies in the fact that these devices communicate reliably and spontaneously with each other inside buildings or outdoors, virtually in real time, without them having ever had contact with each other beforehand. For this purpose, technologies such as radio communication by voice on different frequencies with different types of modulation, Bluetooth low energy (BLE), narrow band radio in the industrial, scientific and medical band (ISM band) and wireless LAN (WLAN) were proposed, which coded radio waves using system-specific protocols receive or transmit or receive radio waves from stationary installed transmission devices (access points).

Solche Systeme werden allgemein dazu verwendet, um sogenannte Ad-Hoc-Netzwerke zwischen einzelnen Geräten (Nodes) aufzubauen. Hierbei besteht jedoch die Schwierigkeit, dass sämtliche Nodes unabhängig von einer möglichen Infrastruktur die identische, sehr genaue Zeitbasis benötigen, um z. B. die Laufzeit von Funksignalen zueinander bestimmen zu können und damit eine exakte Entfernung von zwei Nodes zueinander quasi in Echtzeit zu ermitteln.Such systems are generally used to set up so-called ad-hoc networks between individual devices (nodes). However, the difficulty here is that all nodes, regardless of a possible infrastructure, need the identical, very precise time base in order to e.g. B. to be able to determine the running time of radio signals to each other and thus to determine the exact distance of two nodes to each other in real time.

Weiterhin existieren Lösungen, welche die Technologien der Satellitenortung nutzen, um eine gemeinsame Zeitbasis zu gewährleisten und um die Distanzen zueinander bestimmen zu können, z. B. Mobiltelefone mit einer Software zum Empfang und zur Auswertung solcher Navigations- und Ortungssignale.There are also solutions that use satellite positioning technologies to ensure a common time base and to be able to determine the distances to one another, e.g. B. Cell phones with software for receiving and evaluating such navigation and location signals.

Um ein Begegnungsszenario wie bei zwei oder mehreren sich spontan treffenden Personen vollständig abbilden zu können, sind aber einfache Kommunikationsgeräte notwendig, welche sowohl energiesparend wie auch von der Baugröße her ein kleines Abmaß besitzen. Zudem müssen diese Anzeigegeräte kostengünstig herstellbar und weltweit einsetzbar sein.In order to be able to completely map an encounter scenario like two or more spontaneously meeting people, simple communication devices are necessary, which are both energy-saving and small in size. In addition, these display devices must be inexpensive to manufacture and deployable worldwide.

Die Patentanmeldung WO002018065087 schlägt ein System zur Ultraschall-basierten zwei- oder dreidimensionalen Ortung in Innenräumen von geschlossenen Gebäuden vor.The patent application WO002018065087 proposes a system for ultrasound-based two- or three-dimensional location in the interior of closed buildings.

Die Patentschrift EP 2 309 378 schlägt ein System für ein Anzeigeelement, basierend auf einem elektronischen Regal Etikett (ESL), vor, welches als preisgünstige Möglichkeit verwendet werden kann. flexible Daten wie Preisinformationen z. B. an Regalen in Supermärkten anzuzeigen. Weiterhin ist in dieser Patentschrift ausgeführt, dass das ESL keinen Strom verbraucht, wenn es nicht aktiv vom Hostsystem angesprochen wird.The patent specification EP 2 309 378 proposes a system for a display element, based on an electronic shelf label (ESL), which can be used as an inexpensive option. flexible data such as price information B. display on shelves in supermarkets. This patent also states that the ESL does not consume any power if it is not actively addressed by the host system.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei der Begegnung von zwei oder mehreren Personen oder Objekten die notwendigen Sicherheitsabstände einhalten zu können und die Personen oder Objekte bei Unterschreitung dieser Sicherheitsabstände zu benachrichtigen, damit diese ihre Bewegungsrichtung bzw. das Aufeinandertreffen mit anderen Personen oder Objekten besser steuern können. Hygienekonzepte, welche das Abstandhalten als Grundvoraussetzung für das Zusammentreffen von mehreren Personen in Räumen oder auch bei Veranstaltungen im Freien vorgeben, können mit den in dieser Erfindung vorgeschlagenen tragbaren Geräten umgesetzt und eingehalten werden.The object of the invention is to be able to maintain the necessary safety distances when two or more people or objects meet and to notify the people or objects if these safety distances are not reached so that they can better control their direction of movement or the encounter with other people or objects . Hygiene concepts, which stipulate keeping a distance as a basic requirement for the meeting of several people in rooms or also at outdoor events, can be implemented and adhered to with the portable devices proposed in this invention.

Als technische Lösung wird vorgeschlagen, dass Personen, welche an Veranstaltungen oder auch an spontanen Zusammentreffen teilnehmen, ein batterie- bzw. akkubetriebenes Gerät als Armband, Umhänger oder Anstecker tragen, welches in der Lage ist, die spontane Kommunikation zu anderen technisch gleich oder ähnlich funktionierenden Geräten aufzubauen und sich mit diesen über eine drahtlose Kommunikation, vorzugsweise durch die Nutzung von infrarotem Licht als Kommunikationsweg, auszutauschen.As a technical solution, it is proposed that people who take part in events or spontaneous get-togethers wear a battery-powered device as a bracelet, neck strap or badge, which is capable of spontaneous communication with other technically identical or similarly functioning devices To set up devices and to exchange information with them via wireless communication, preferably by using infrared light as a communication path.

Entscheidend hierbei ist, dass der Kommunikationsaufbau zwischen den Geräten ohne Voraussetzungen eines momentanen Zustandes der Geräte sowie ohne Restriktionen in Echtzeit erfolgen kann.The decisive factor here is that the establishment of communication between the devices can take place in real time without the prerequisites for a current state of the devices and without restrictions.

Hierzu wird vorgeschlagen, dass die Geräte mit einer Sendediode für die Aussendung von nicht sichtbarem, vorzugsweise infrarotem Licht ausgestattet sind.For this purpose, it is proposed that the devices be equipped with a transmitting diode for the transmission of invisible, preferably infrared, light.

Um die beschriebene Einsetzbarkeit zu realisieren, werden die Geräte mit einem elektronischen Bauteil zum Empfang von nicht sichtbarem, vorzugsweise infrarotem Licht ausgestattet.In order to achieve the described applicability, the devices are equipped with an electronic component for receiving invisible, preferably infrared, light.

Zur Anzeige von Informationen über den aktuellen Betriebszustand wird vorgeschlagen, dass die Geräte mit einer oder mehreren Leuchtdioden (LED) ausgestattet sind. Diese LEDs können auch mehrfarbig ausgeführt sein und je nach Bedarf ihre Farbe vordefinierten Betriebszuständen anpassen.To display information about the current operating status, it is proposed that the devices be equipped with one or more light-emitting diodes (LEDs). These LEDs can also be multicolored and adapt their color to predefined operating states as required.

Zur Anzeige von menschenlesbaren oder auch maschinenlesbaren Informationen werden die Geräte mit einer elektronisch veränderbaren Anzeige ausgestattet, welche sowohl auf Basis von Flüssigkristallen (LCD), LED, organischen LED (OLED) oder E-Ink (EPD) ausgeführt werden können.To display human-readable or machine-readable information, the devices are equipped with an electronically changeable display, which can be based on liquid crystals (LCD), LEDs, organic LEDs (OLED) or e-ink (EPD).

Zur Verarbeitung der zu versendenden und zu empfangenden Information sowie zur Steuerung des Stromverbrauches und der Anzeigeelemente wird ein Mikrocontroller vorgeschlagen, welcher mit der dazu geeigneten Firmware für die vorgesehene Funktionalität programmiert werden kann.To process the information to be sent and received and to control the power consumption and the display elements, a microcontroller is proposed which can be programmed with the appropriate firmware for the intended functionality.

Um eine lange Batterie- bzw. Akkulaufzeit zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, das Gerät mit einer auf Lithium-Technologie basierenden Primärzelle oder einer Akku-Zelle auszustatten.In order to enable a long battery or rechargeable battery life, it is proposed to equip the device with a primary cell based on lithium technology or a rechargeable battery cell.

Zur Koordination des Energieverbrauches wird der Einsatz eines sehr sparsamen DC-DC Step-Up Reglers vorgeschlagen, welcher bei Bedarf auch mit alternativen regenerativen Energiequellen wie z. B. Solarpanelen, Peltier-Elementen, lokal vorhandenen elektromagnetischen Feldern oder Bewegungsenergie gespeist werden kann.To coordinate the energy consumption, the use of a very economical DC-DC step-up controller is proposed, which can also be used with alternative regenerative energy sources such as B. solar panels, Peltier elements, locally existing electromagnetic fields or kinetic energy can be fed.

Die Zwischenspeicherung der erzeugten Energie kann zur Realisierung der vorgeschlagenen Lösung temporär in einem Kondensator zwischengespeichert werden, welcher von dem beschriebenen DC-DC Regler nach Bedarf diese Energie abrufen kann.To implement the proposed solution, the intermediate storage of the generated energy can be temporarily stored in a capacitor, which can call up this energy from the described DC-DC regulator as required.

Zur flächendeckenden Aussendung der infraroten Lichtsignale wird ein spezielles Gehäuse-Design eingesetzt, welches die Lichtleitfähigkeit durch transparente Kunststoffschichten und die Brechung der elektromagnetischen Lichtwellen am Übergang von zwei unterschiedlich dichten Medien nutzt, um eine maximale Streuung dieser zu erzeugen. Zusätzlich wird vorgeschlagen, dieses Medium auch für die Anzeige der sichtbaren Lichtsignale zu nutzen, um damit sowohl dem Benutzer des Gerätes wie auch dem Kommunikationspartner ein sichtbares optisches Signal zu übermitteln.A special housing design is used for the area-wide emission of the infrared light signals. In addition, it is proposed to use this medium for the display of the visible light signals in order to transmit a visible optical signal to both the user of the device and the communication partner.

Zum Empfang der infraroten Lichtsignale wird ein im Gehäusedesign eingelassenes, ebenfalls transparentes Gehäuseelement verwendet, welches aufgrund seiner Anordnung den Empfang von infraroten Lichtsignalen aus allen Richtungen ermöglicht und gleichzeitig eine optische Entkopplung zu dem infraroten Sendeelement ermöglicht.To receive the infrared light signals, a likewise transparent housing element embedded in the housing design is used, which, due to its arrangement, enables the reception of infrared light signals from all directions and at the same time enables optical decoupling from the infrared transmitter element.

In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, welches -zusammen mit den aus den Unteransprüchen hervorgehenden weiterführenden Merkmalen der Erfindung - nachfolgend näher erläutert werden soll.In the drawing, a preferred embodiment of the invention is shown, which - together with the further features of the invention emerging from the subclaims - is to be explained in more detail below.

Es zeigen:

1 das Kommunikationsgerät,
2 das zugehörige Gehäuse,
3 Display in Draufsicht,
4 Gehäuseelement für das Aussenden von sichtbarem und unsichtbarem Licht,
5 Gehäuseelement für den Empfang von unsichtbarem Licht,
6 Platine mit Mikrokontroller und DC-DC Step-Up Konverter,
7 Batterie oder Akku,
8 Kondensator.

Show it:

1 the communication device,
2 the associated housing,
3 display in plan view,
4 housing element for the emission of visible and invisible light,
5 housing element for receiving invisible light,
6 circuit board with microcontroller and DC-DC step-up converter,
7 battery or accumulator,
8 capacitor.

Das in der 1 gezeigte Kommunikationsgerät dient zur Einhaltung von Sicherheitsabständen zwischen Personen oder Objekten. Es besteht aus einem Gehäuse (2) mit integriertem Display (3) und einem Gehäuseelement für das Aussenden von sichtbarem und unsichtbarem Licht (4), aus einem Gehäuseelement für das Empfangen von unsichtbarem Licht (5), der Platine mit elektronischen Bauteilen wie Mikrocontroller und DC-DC Step-Up Konverter (6) sowie einer Batterie oder einem Akku (7) und einem Kondensator (8).That in the 1 The communication device shown is used to maintain safety distances between people or objects. It consists of a housing ( 2 ) with integrated display ( 3 ) and a housing element for the emission of visible and invisible light ( 4th ), from a housing element for receiving invisible light ( 5 ), the board with electronic components such as microcontroller and DC-DC step-up converter ( 6th ) as well as a battery or a rechargeable battery ( 7th ) and a capacitor ( 8th ).

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

WO 002018065087 [0007]
EP 2309378 [0008]

Claims

Communication device Claim 1 , characterized in that the communication device has a housing (2).

Communication device Claim 1 , characterized in that the technology used for the display element (3) is based on LCD, LED, OLED or E-Ink.

Communication device Claim 1 or 2 , characterized in that at least one housing element (4, 5) is transparent.

Communication device Claim 1 or 2 , characterized in that the unidirectional or bidirectional communication takes place by means of invisible light.

Communication device Claim 1 or 2 , characterized in that another communication device can be detected via unidirectional or bidirectional communication by means of invisible light and its spatial distance can thereby be determined.

Communication device Claim 1 or 2 , characterized in that the device includes a circuit board (6).

Communication device Claim 5 , characterized in that there is an optical separation between the transmitter of the invisible light and the receiver of the invisible light.

Communication device Claim 7 , characterized in that the board (6) contains at least one microcontroller with a non-volatile memory element.

Communication device Claim 7 , characterized in that the board (6) contains at least one integrated circuit for DC-DC conversion.

Communication device Claim 7 , characterized in that the board (6) contains at least one diode for emitting invisible light.

Communication device Claim 7 , characterized in that the board (6) contains at least one integrated circuit for receiving invisible light.

Communication device Claim 7 , characterized in that the circuit board (6) contains at least one diode for emitting visible light.

Communication device Claim 1 , characterized in that the device has at least one integrated energy store (7).