ITMI20000904A1

ITMI20000904A1 - Dispositivo di comunicazione

Info

Publication number: ITMI20000904A1
Application number: IT2000MI000904A
Authority: IT
Inventors: Bernd Prof Dr Hofflinger; Thomas Dipl-Ing Deuble
Original assignee: Inst Mikroelektronik Stuttg Ar
Priority date: 1999-05-19
Filing date: 2000-04-21
Publication date: 2001-10-21
Also published as: DE19922862C2; GB0009950D0; ITMI20000904A0; FR2795590A1; GB2352131A8; IT1317572B1; DE19922862A1; GB2352131A

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo:

"DISPOSITIVO DI COMUNICAZIONE"

DESCRIZIONE

L'invenzione concerne un dispositivo di comunicazione per la trasmissione di dati di posizione di un utilizzatore, con un elemento radiomobile, che presenta un accumulatore nonché un'interfaccia, e con un modulo di determinazione della posizione, per la determinazione della posizione in base a dati supportati su satelliti, o terrestri.

Per una pluralità di casi dì applicazione è oggi desiderato poter trasmettere automaticamente, tramite un radiotelefono mobile, i dati di posizione di un utilizzatore. Casi di applicazione di un simile sistema sono costituiti, ad esempio, dalla sorveglianza di persone dalla salute a rischio, od anziane, dalla sorveglianza di cosiddetti "lonely workers", vale a dire lavoratori che svolgono lavori pericolosi in regioni disabitate; ad esempio su linee ad alta tensione, eccetera.

È già noto un dispositivo di comunicazione nella forma di un portatile GSM, che consente il deposito automatico di una chiamata d'emergenza e presenta un GPS (Global Positioning System) integrato, per la determinazione automatica della posizione. Un simile dispositivo di comunicazione è offerto, con il nome di MORE, dalla ditta Benefon Oyj, Salo, Finlandia. Si tratta di un apparecchio avente la forma di un portatile GSM, nel quale è integrato un GPS, per poter determinare automaticamente la posizione dell'’utilizzatore e trasmetterla ad una stazione di controllo.

È però svantaggioso, nel dispositivo di comunicazione noto, il fatto che si tratti di un prodotto sviluppato specificamente per il predetto scopo, ciò che si connette con corrispondenti costi e richiede, inoltre, una separata omologazione per le telecomunicazioni.

Inoltre è noto un simile dispositivo di comunicazione che è offerto dalla ditta Nokia, con il nome di "Nokia Telematics Unit". Anche qui si tratta di un elemento radiomobile che è combinato con un sistema GPS ed è idoneo all'installazione in un autoveicolo.

Un altro dispositivo di comunicazione di tipo simile è offerto dalla ADAC, con il nome di "Telematic-ServiceKit" . Qui è montato nell'autoveicolo un portatile GSM, con un set di montaggio, ed esso è combinato, tramite un'interfaccia, ad un modulo GPS e ad un dispositivo di comando affinché, premendo un corrispondente tasto, si possa automaticamente depositare un segnale di emergenza in una centrale, trasmettendo al contempo i dati di posizione del veicolo.

Mentre il sistema indicato sopra della Nokia presenta l'inconveniente, già accennato sopra, dei costi elevati, trattandosi di un prodotto fuoriserie, il sistema offerto dalla ADAC, che impiega un apparecchio portatile reperibile in commercio, è in effetti relativamente economico, ma è idoneo solo al funzionamento in un autoveicolo, dal momento che occorrono un'unità di comando supplementare, un'antenna GPS ed un modulo d'uso.

Scopo dell'invenzione è quindi di perfezionare un dispositivo di comunicazione, per la trasmissione di dati di posizione di un utilizzatore secondo il tipo indicato sopra, in modo tale che si ottenga una struttura così compatta da rendere possibile un funzionamento come con un portatile.

Questo scopo si raggiunge, in un dispositivo di comunicazione secondo il tipo indicato sopra, grazie al fatto che il modulo di determinazione della posizione è accoppiato all'accumulatore, formando un'unità strutturale comune, che è unita amovibilmente all'elemento radiomobile ed è accoppiata ad esso elettricamente, attraverso la sua interfaccia.

Lo scopo dell'invenzione viene in tal modo pienamente raggiunto.

In base all'invenzione viene dunque impiegato un elemento radiomobile tradizionale, preferibilmente un portatile GSM, il cui pacchetto accumulatore può essere sostituito con l'unità strutturale comune che presenta tanto l'accumulatore, quanto il modulo di determinazione della posizione ed i componenti adeguati al comando dell'elemento radiomobile, per la trasmissione di dati di posizione. L'unità strutturale completa può essere realizzata, impiegando un ricevitore GPS reperibile in commercio, insieme ad un'antenna, miniaturizzata in modo tale per cui il pacchetto accumulatore che fa parte del portatile viene ingrandito in modo solo impercettibile. In tal modo, tutti gli elementi di comando e di segnalazione possono essere integrati nell'unità strutturale. L'interfaccia comunque presente sull'elemento radiomobile viene impiegata per la comunicazione ed il comando dell'elemento radiomobile.

Un ulteriore vantaggio dell'invenzione consiste nel fatto che non è necessario alcun tipo dì modifica elettrica o meccanica sull'elemento radiomobile. Poiché le caratteristiche elettriche dell'elemento non sono modificate, l'unità strutturale comune può essere collegata successivamente da chiunque, senza omologazione. Ciò porta ad una rilevante riduzione dei costi rispetto ai sistemi tradizionali fuoriserie, per i quali è necessaria, di volta in volta, una separata omologazione per le telecomunicazioni.

In una variante preferita dell'invenzione, il modulo di determinazione della posizione presenta un ricevitore GPS con antenna GPS.

Effettivamente sarebbe anche possibile, in linea di principio, impiegare dati terrestri, invece di un modulo GPS, per la determinazione della posizione, ma ciò sarebbe chiaramente più dispendioso e limiterebbe notevolmente il campo di applicazione del dispositivo di comunicazione.

L'unità strutturale comprende preferibilmente una spina che, nel fissaggio dell'unità strutturale all'elemento radiomobile, viene contemporaneamente accoppiata all'interfaccia dell'elemento radiomobile.

In tal modo si crea un accoppiamento semplice ed affidabile fra unità strutturale ed elemento radiomobile.

In una vantaggiosa variante di questa realizzazione, l'unità strutturale può essere unita all'elemento radiomobile tramite mezzi d'arresto.

In tal modo si ottiene un accoppiamento di rapida attuazione e meccanicamente stabile fra elemento radiomobile ed unità strutturale. In un vantaggioso sviluppo dell'invenzione l'unità di comunicazione presenta mezzi per la determinazione automatica della posizione e per la trasmissione dei dati di posizione ad una stazione di controllo.

In tal modo si ottiene il vantaggio che, senza intervento dell'utilizzatore, può aver luogo un'automatica determinazione della posizione e trasmissione ad una stazione di controllo, sicché, in un caso di emergenza, è possibile un avviso, rapido e sicuro, alla stazione di controllo.

In un ulteriore sviluppo di questa realizzazione sono previsti mezzi per la trasmissione dei dati di posizione, impiegando i short-message-services di una réte radiomobile digitale.

In tal modo si può ottenere, con mezzi particolarmente semplici, il comando del dispositivo di comunicazione ed il comando e l'analisi dei dati di comunicazione. In una vantaggiosa variante dell'invenzione è previsto almeno un tasto per lo scatto automatico di una chiamata di emergenza.

Secondo un'altra realizzazione dell'invenzione sono previsti mezzi indicatori per l'indicazione ottica e/o acustica di stato, in particolare per la segnalazione di una chiamata di emergenza.

Con questi accorgimenti, l'impiego del dispositivo di comunicazione può essere configurato particolarmente semplice e, in una situazione di emergenza, può essere assicurato in modo semplice lo scatto sicuro di una chiamata di emergenza.

In un'altra variante dell'invenzione, il modulo di determinazione della posizione presenta mezzi per l'aumento di precisione della determinazione della posizione, tramite un procedimento GPS differenziale (procedimento DGPS).

Con questa variante, di per sé nota, del procedimento GPS, nella quale si impiegano i segnali emessi dai satelliti per il calcolo della posizione di un luogo noto e lo scarto valori teorici/valori reali è emesso mediante un trasmettitore, come dati di correzione, l'esattezza della determinazione della posizione può essere accresciuta fino a pochi metri, potendo al contempo essere corretti i disturbi, alimentati in parte intenzionalmente per motivi militari. L'esattezza della determinazione della posizione può così essere accresciuta in modo tale per cui, anche in luoghi di sosta lontani, può aver luogo una determinazione estremamente precisa della posizione ed una trasmissione ad una stazione di controllo, sicché, ad esempio, può essere trasmessa in modo preciso la posizione di uno scalatore che si trovi in difficoltà, per poter avviare, anche in condizioni di cattiva visibilità, un'azione di soccorso.

Si comprende come le suddette caratteristiche e le caratteristiche che verranno spiegate in seguito possano essere impiegate non solo nella combinazione di volta in volta indicata, ma anche in altre combinazioni, o singolarmente, senza scostarsi dal quadro della presente invenzione.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione si ricavano dalla seguente descrizione di un esempio di realizzazione preferito, con riferimento al disegno. Mostrano:

figura 1 - una vista laterale di un dispositivo di comunicazione secondo l'invenzione, in rappresentazione schematica semplificata;

figura 2 - una vista laterale di un portatile GSM tradizionale, che, con sostituzione del suo pacchetto accumulatore, può essere convertito nel dispositivo di comunicazione secondo la figura 1;

figura 3 - una vista schematica dell'unità strutturale comune secondo la figura 1, dopo aver tolto l'alloggiamento e

figura 4 - una rappresentazione schematica del collegamento in comunicazione fra il dispositivo di comunicazione secondo 11invenzione ed i relativi sistemi terrestri e supportati da satellite.

Nella figura 1, un dispositivo di comunicazione secondo l'invenzione è rappresentato schematicamente ed indicato complessivamente con il numero 10. Il dispositivo di comunicazione comprende un elemento 12 radiomobile, nella forma di un portatile GSM tradizionale che, mediante la sostituzione del suo accumulatore, è stato trasformato nel dispositivo di comunicazione secondo l'invenzione.

Un simile dispositivo di comunicazione tradizionale è rappresentato schematicamente nella figura 2 ed indicato complessivamente con il numero 10'. Il dispositivo 10' tradizionale di comunicazione presenta uri elemento 12 radiomobile, sul cui lato posteriore è fissato un accumulatore 18', che è unito all'alloggiamento dell'elemento 12 radiomobile tramite mezzi 26 di arresto. All'estremità inferiore dell'elemento 12 radiomobile è prevista un'interfaccia 24 che può essere impiegata, fra l'altro, per apparecchi per la carica degli accumulatori, antenne esterne, modem, computer o dispositivi telefonici in autoveicoli.

Per la trasformazione dell'elemento 12 radiomobile tradizionale nel dispositivo 10 di comunicazione secondo l'invenzione, viene semplicemente tolto dall'alloggiamento l'accumulatore 18' e sostituito con l'unità strutturale comune, rappresentata schematicamente alla figura 1 ed indicata complessivamente con il numero 14, la quale presenta un accumulatore 18, un modulo 16 di determinazione della posizione con due tasti 20 per la chiamata d'emergenza, corrispondenti elementi di segnalazione e la necessaria elettronica di comando, per il comando delle funzioni dell'apparecchio e della comunicazione con l'elemento radiomobile. All'estremità inferiore dell'unità 14 strutturale comune è rigidamente fissata una spina 22 che, ad esempio inserendo l'unità 14 strutturale dal basso in guide non rappresentate, assicura una realizzazione corretta del collegamento con l'interfaccia 24 incorporato, fino a che, infine, l'unità 14 strutturale, al raggiungimento della posizione estrema, viene bloccata sull'elemento radiomobile, tramite i mezzi 26 di arresto, ed assicurata contro un distacco indesiderato.

Sull'unità 14 strutturale si trova, secondo la figura 3, un ricevitore GPS 28, potendosi trattare del ricevitore offerto, col nome GPSMS1, dalla μ-blox AG di Zurigo, Svizzera. Inoltre sono previsti, in aggiunta, un'antenna GPS 30, nonché due LEDs indicati con il numero 32, un vibratore 36 piezoelettrico e contatti 34 d'allarme, che possono essere collegati ai tasti 20 di chiamata d'emergenza.

Il ricevitore GPS 28 presenta un microprocessore che può essere programmato anche per il completo comando dello svolgimento della determinazione’della posizione, della comunicazione con l'elemento 12 radiomobile e per il deposito automatico di un segnale di emergenza, impiegando il servizio SMS.

Nella figura 4 è rappresentata schematicamente la struttura di base di un sistema di comunicazione, con impiego del dispositivo 10 di comunicazione secondo l'invenzione, non essendo stata scelta, naturalmente, una rappresentazione in scala. Il dispositivo 10 di comunicazione, con il ricevitore GPS 28, si trova in un punto della superficie terrestre ed è in comunicazione con quattro satelliti 42, 44, 46, 48, come indicato dalle linee di comunicazione 50, 52, 54, 56. Per la determinazione della posizione di comunicazione, la prima volta, sono necessari contemporaneamente quattro satelliti, in quanto non sia noto il tempo. Se il tempo è noto, bastano a tale scopo tre satelliti. Per ottenere un aumento della precisione nella determinazione della posizione, il dispositivo 10 di comunicazione è inoltre in comunicazione con un trasmettitore DGPS 40, come indicato col numero 58. Il trasmettitore DGPS riceve i segnali dei satelliti 42, 44, 46, 48 e li confronta con i dati di posizione calcolati per un punto fisso noto. Gli scarti fra la posizione reale e la posizione teorica sono emessi quali dati di correzione e possono essere impiegati per la correzione dell'informazione (resa parzialmente erronea per motivi militari), rilevata direttamente dai satelliti da 42 a 48, per aumentare così la precisione nella determinazione della posizione. Il dispositivo 10 di comunicazione è inoltre collegato con una stazione relais 62 di una rete radiomobile digitale (rete GSM), come indicato dal numero 60. La stazione relais 62 è nuovamente in comunicazione, o direttamente, o attraverso altri nodi di rete della rete radiomobile, con una stazione 66 di controllo, che è indicata dal numero 64. La stazione 66 di controllo può essere, ad esempio, un Call-Center:, una stazione automatica di controllo, o simili.

Nell'attivazione del dispositivo 10 di comunicazione si possono quindi trasmettere al dispositivo 66 di controllo i dati 68 di posizione, relativi alla posizione dell'utilizzatore del dispositivo 10 di comunicazione, con automatica correzione degli errori. Se 1'utilizzatore del dispositivo 10 di comunicazione vuole far scattare una chiamata dì emergenza, egli porrà, ad esempio, il dispositivo 10 dì comunicazione sul lato frontale, ad esempio su un tavolo, o sul pavimento. Ora i due tasti 20 di chiamata d'emergenza, che si trovano l'uno accanto all'altro e dei quali, nella figura 1, solo uno è rappresentato, devono essere premuti insieme per attivare la funzione automatica di chiamata d'emergenza. Il fatto che la chiamata di emergenza è stata attivata può essere indicato, ad esempio, da un segnale sonoro ritmico e dal contemporaneo lampeggiare del LEDs 32. Fino a quando il segnale di attivazione cessa (ad esempio, 10 secondi), l'allarme può essere interrotto (ad esempio in caso di falso allarme) con un'ulteriore pressione di uno dei tasti 20 di chiamata d'emergenza. Se però la chiamata d'emergenza non viene interrotta, il ricevitore 28 GPS avvia automaticamente la determinazione della posizione ed inizia, immediatamente dopo che i dati 68 di posizione sono stati ricevuti e eventualmente sono anche stati corretti tramite i segnali di correzione ricevuti dal trasmettitore DGPS 40, a trasmettere i dati di posizione alla stazione 66 di controllo, quali SMS preparati. La stazione 66 di controllo (ad esempio un Cali-Center) può quindi chiamare per suo conto l'utilizzatore, per prendere contatto con lui, ovvero avviare altri passi prestabiliti.

Se si devono ridurre i costi di sistema, si può naturalmente rinunciare alla correzione dei dati di posizione secondo il procedimento DGPS.

Un particolare vantaggio del dispositivo 10 di comunicazione secondo 1'invenzione consiste nel fatto che si può utilizzare un elemento 12 radiomobile tradizionale, che può essere trasformato nel dispositivo 10 di comunicazione secondo l'invenzione, con la semplice sostituzione del suo accumulatore 18' con l'unità 14 strutturale, senza che a tale scopo siano necessarie conoscenze particolari. Un altro vantaggio consiste nel fatto che l'omologazione tecnica dell'elemento radiomobile già esistente è sufficiente per il funzionamento del dispositivo di comunicazione, dato che sull'elemento radiomobile non è stata attuata alcuna modifica e la . comunicazione si svolge interamente attraverso l'interfaccia 24 dell'elemento 10 radiomobile.

Claims

R IVEN D I CAZ I ON I 1. Dispositivo di comunicazione per la trasmissione di dati (68) di posizione di un utilizzatore, con un elemento (12) radiomobile, che presenta un accumulatore (18) nonché un'interfaccia (24), e con un modulo (16) di determinazione della posizione, per la determinazione della posizione in base a dati supportati da satelliti (42, 44, 46, 48), o terrestri, caratterizzato dal fatto che il modulo (16) per la determinazione della posizione è accoppiato all'accumulatore (18), formando un'unità (14) strutturale comune, la quale è unita amovibilmente all'elemento (12) radiomobile ed è accoppiata ad esso elettricamente attraverso la sua interfaccia (24).
2. Dispositivo di comunicazione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il modulo (14) di determinazione della posizione presenta un ricevitore (28) GPS, con antenna (30) GPS.
3. Dispositivo di comunicazione secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che l'unità (14) strutturale presenta una spina (22) che, durante il fissaggio dell'unità (14) strutturale all'elemento (12) radiomobile, è accoppiata all'interfaccia (24) dell'elemento (12) radiomobile.
4. Dispositivo di comunicazione secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che l'unità (14) strutturale può essere collegata all'elemento (12) radiomobile tramite mezzi (26) d'arresto.
5. Dispositivo di comunicazione secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato da mezzi (28, 30, 31) per la determinazione automatica della posizione e per la trasmissione dei dati (68) di posizione ad una stazione (66) di controllo.
6. Dispositivo di comunicazione secondo la rivendicazione 5, caratterizzato da mezzi (28, 30, 31) per la trasmissione dei dati (68)' di posizione, utilizzando il Short-Message-Service fSMS) dì una rete radiomobile digitale (60, 62, 64).
7. Dispositivo di comunicazione secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato da almeno un tasto (20) per far scattare automaticamente una chiamata d'emergenza.
8. Dispositivo di comunicazione secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato da mezzi (32, 36) indicatori, per l'indicazione ottica e/o acustica di stato, in particolare per la segnalazione di una chiamata d'emergenza.
9. Dispositivo di comunicazione secondo una delle precedenti‘rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che il modulo (16) per la determinazione della posizione presenta mezzi per aumentare la precisione della determinazione della posizione, tramite il procedimento GPS differenziale.
10. Unità strutturale, con un accumulatore che è combinato con un modulo (16) di determinazione della posizione, per la determinazione della posizione in base a dati supportati da satelliti (42, 44, 46, 48) o terrestri, ed è conformato in funzione dell'accoppiamento meccanico ed elettrico ad un dispositivo (10) di comunicazione secondo una delle precedenti rivendicazioni,