MXPA05010075A - Metodos y sistemas para localizar sujetos y proporcionar notificacion de eventos dentro de un ambiente de rastreo y placa para usarse con el mismo. - Google Patents

Abstract

Un metodo, sistema y una placa utilizada con los mismos utilizan ambas partes del aspectro electromagnetico, radiofrecuencia (RF) e infrarroja (IR), para localizar sujetos (esto es, objetos y personas) dentro de un ambiente de rastreo. El sistema incluye una placa operada por baterias, basada en un microprocesador, para cada sujeto a ser localizado. Cada placa transmite automaticamente: (1) senales de intervalo mas corto, digitalizadas, de luz infrarroja para identificar un area delimitada de una zona de la localizacion de su sujeto; (2) senales RF de intervalo mas corto, digitalizadas, de bajo poder, para proporcionar una zona de area local de la localizacion de su sujeto; y (3) senales RF de intervalo mas largo, digitalizadas de poder mas alto para proporcionar una zona de area amplia de la localizacion de su sujeto. Cada placa transmite senales IR y RF de mas alto poder, identificables de manera unica por la actuacion de uno o mas interruptores de boton de presion integrados en la placa o un cambio de estado de uno o mas conexiones de interruptores externas. Cada senal RF de poder mas alto, intervalo mas largo es un pulso "supervisor". Este pulso informa a una computador anfitrion que la placa esta en un rango de un receptor RF y es funcional.

Description

- 1 - MÉTODOS Y SISTEMAS PARA LOCALIZAR SUJETOS Y PROPORCIONAR NOTIFICACIÓN DE EVENTOS DENTRO DE UN AMBIENTE DE RASTREO Y PLACA PARA USARSE CON EL MISMO CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona con métodos para localizar sujetos y proporcionar notificación de eventos dentro de un ambiente de rastreo y placas para usar con ellos. En particular, se proporcionan métodos y sistemas para localizar sujetos dentro de un ambiente de rastreo y proporcionar a cada sujeto un mecanismo para generar notificación de eventos variables al sistema en el ambiente, en donde el sistema incluye una placa para cada sujeto a ser localizado. Preferentemente cada placa se equipa con uno o más interruptores de botón y/o una o más conexiones de interruptores externos . - 2 - ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Existe un sistema de identificación por el cual un microprocesador individual puede recibir simul áneamente una entrada sensorial con su subportadora removida y demodular los datos contenidos en cada entrada sensorial. ? la vez, cada entrada sensorial puede provenir de cualquier número de subportadoras diferentes. Tales subportadoras incluyen una tecla de alternado encendido/apagado infrarroja de 40 kHz, y una tecla de alternancia encendido/apagado infrarroja de 447.5 kHz. la capacidad para hacer de alguna manera un medio independiente ha ayudado en la solución de diferentes problemas en las tecnologias de localización. Tales problemas incluyen el cambio de una portadora IR de baja frecuencia a una portadora IR de alta frecuencia. El uso de portadoras IR de frecuencia más alta (por ejemplo receptores de 447.5 kHz) son mucho menos probables que obtengan señales de interferencia óptica causadas por el uso de nuevos tipos de iluminación fluorescente. - 3 - El uso adicional de otros subportadores empleados con este tipo de sistema es un receptor con teclas de alternancia de frecuencia (FSK) con transmisores apropiados cuyo único propósito combinado es transmitir un código de identificación de 10 bit cuando se oprime el botón del transmisor, indicando que el usuario desea crear un evento especial. El sensor en este caso tiene un microprocesador que demodula completamente el código FSK recibido t retransmite ese código a un microprocesador distante de una manera tal que parece como una señal demodulada desde un sensor IR.

La patente de los Estados unidos No. 5,301,353 de Borras et al., describe un sistema y aparato de comunicación en donde el sistema utiliza uno de dos tipos diferentes de métodos de comunicación, dependiendo de la localización del usuario. Cuando el usuario está en un área local, el usuario se comunica via técnicas infrarrojas. Cuando el usuario está fuera del área local, el usuario se comunica usando un medio de comunicación diferente, incluyendo un medio de comunicación RF.

La patente de los Estados Unidos No. 5,218,344 de Ricketts describe un método y sistema para el monitoreo de personal en una instalación, en donde el sistema utiliza dos diferentes tipos de dispositivos de comunicación. El sistema incluye una computadora central, una pluralidad de transceptores estacionarios localizados remotamente, y una unidad transceptora usada por cada individuo monitoreado. En operación, la computadora principal transmite señales de comando a una pluralidad de transceptores estacionarios usando comunicación alámbrica de comunicaciones acústicas, electromagnéticas u ópticas. Los transceptores estacionarios difunden señales de interrogación a las unidades transceptoras portátiles. Las señales de interrogación se transmiten por métodos de transmisión acústicos, electromagnéticos u ópticos . El método y sistema proporciona una verificación de la localización de individuos usando las unidades transceptoras portátiles.

La patente de los Estados Unidos No. 5,228,449 de Christ et al., describe un sistema y método para la detección de emergencias cardiacas fuera del hospital y convocar ayuda de emergencia. El sistema incluye un sistema de detección de paciente infrarrojo y un sistema de comunicación RF. En operación, el sistema infrarrojo se usa para detectar la presencia y salud del paciente. El sistema infrarrojo - 5 -proporciona información al transmisor RF, que transmite la información a la computadora central. El operador de la computadora central es entonces capaz de monitorear la salud y presencia del paciente a través de los enlaces de comunicación infrarrojo y de radiofrecuencia.

Las patentes de los Estados Unidos No. 4,924,211 de Davis y No. 5,416,468 de Baumann describen sistemas y métodos para monitorear personal, en donde los sistemas comprenden ambos dispositivos de comunicación infrarrojos y por radiof ecuencia .

Las patentes de los Estados Unidos Nos. 4,462,022; 4,982,176; 5,570,079; 5,283,549; y 5,578,989 muestran sistemas de seguridad usando dispositivos de detección infrarrojos locales que se comunican con una estación central de monitoreo a través de un enlace de comunicación por radiofrecuencia .

La patente de los Estados Unidos No. 5,027,314 describe un sistema y método para rastrear un número de sujetos en una pluralidad de áreas. El sistema incluye una pluralidad de transmisores asociados con los sujetos, una pluralidad de receptores asociados con las áreas y un procesador centralizado para determinar en cuál de las áreas se localizan el transmisor y, en consecuencia, los sujetos. Cada transmisor transmite una señal basada en luz, tal como una señal infrarroja, representativa de un código de identificación único al transmisor. Cada receptor valida la señal para determinar si las señales son representativas de los códigos únicos de identificación asociados con los transmisores. El procesador centralizado registra las señales validadas y los receptores, rastrea los receptores y acumula las áreas y conteos de placas para cada área.

La patente de los Estados Unidos No. 5,548,637 describe un método y sistema automatizados para proporcionar la localización de una persona u objeto (por ejemplo, un sujeto) en la forma de un mensaje en respuesta a una pregunta por teléfono. El método y sistema pueden conectar directamente a quien llama con la extensión telefónica localizada más próxima al sujeto de interés. Un transmisor, tal como un transmisor infrarrojo, se sujeta a cada ' sujeto a ser monitoreado dentro de un área definida tal como un edificio. Un número de receptores o sensores rastrean la localización del sujeto dentro del edificio. Las localizaciones son almacenadas en una base de datos. En una forma de la invención, conforme cada transmisor sea transportado a través del edificio, el sistema actualiza continuamente la localización del transmsor en la base de datos.

La patente de los Estados Unidos No. 5,572,195 describe un método y sistema para rastrear y localizar objetos, en donde el sistema incluye una red de cómputo, tal como una red de área local, una computadora conectada a la red de cómputo, sensores infrarrojos y circuiteria de interfaz conectando a la red de cómputo a los sensores infrarrojos. Los sensores infrarrojos se adaptan para recibir códigos de identificación únicos desde los transmisores infrarrojos y proporcionan entonces los códigos a la circuiteria de interfaz. A la vez, los códigos son proporcionados entonces a la red de cómputo. La invención puede ser implementada usando un protocolo identificador de objeto basado en variable, tal como un SNMP (Protocolo de Administración de Red Simple) . El sistema puede incluir un dispositivo controlador externo, tal como un relevador controlador, para controlar un dispositivo físico tal como un candado de puerta dentro del ambiente. - 8 - La patente de los Estados ünidos No. 5, 387 , 993 describe varios métodos de transmisión de datos y control de información tales como la vida de batería para las placas (TAGs) para receptores ópticos (por ejemplo, infrarrojos) de un sistema de localización óptico. En uno de los métodos, las placas son "detectables por movimiento" y tienen un modo "dormido". Las placas son reprogramables con información de identificación acerca de los objetos a los que se sujetan. Cada placa activa el modo "dormido", reduciendo con ello su consumo normal de energía. Cada TAG reactivará el modo ""dormido" cuando se detecta movimiento por el detector de movimiento, retornando con ello el nivel de la energía de la batería a normal.

La patente de los Estados Unidos No. 5,119,104 describe un sistema de radiolocalización para ambientes multipatrón, tales como para rastrear objetos en una instalación, incluye un arreglo de receptores distribuidos dentro del área de rastreo, acoplados a un procesador del sistema sobre una LAN. Un transmisor TAG localizado con cada objeto transmite, a intervalos seleccionados, transmisiones TAG de espectro amplio incluyendo al menos un ID TAG único. La localización del objeto se complementa por una diferenciación de tiempo de _ 9 _ llegada (TOA) , con cada receptor incluyendo un circuito disparador TOA para disparar a la llegada de una transmisión TAG, y un circuito de cerrojo con base de tiempo para bloquear el conteo de TOA desde un contador con base de tiempo de 800 MHz. En una modalidad de baja resolución, cada receptor del arreglo se asigna a un área de localización especifica y recibe transmisiones TAG casi exclusivamente de los TAG localizados en esa área, eliminando asi la necesidad de cualquier circuiteria para tiempo de llegada.

La patente de los Estados Unidos No. 5,276,496 describe un receptor óptico para usar con un sistema de localización óptico que localiza un objetivo en un área definida. Un lente esférico se coloca sobre el área. El área se divide en secciones, con un sensor asociado con cada sección. Estos sensores reciben luz transmitida a través del lente, y se posicionan en relación uno con otro y con respecto a la lente, de manera tal que cada sensor recibe luz emitida desde la sección del mismo tamaño si el objeto está localizado en su sección. La altura de cada sensor puede ajustarse de manera que cada sensor reciba luz de la misma intensidad si el objetivo está localizado en su sección. - 10 - La patente de los Estados Unidos No. 5,355,222 describe un sistema de localización óptico para localizar la posición de un objeto móvil en un área definida. Un transmisor óptico se sujeta al objeto móvil. Un receptor estacionario tiene un número de sensores para recibir una señal desde el transmisor. Un sensor tiene un campo de visión del área completa. Otros sensores tienen campos de visión parcialmente bloqueados, con el bloqueo siendo realizado por tiras no opacas de ancho decreciente. Estas tiras se arreglan de una manera que corresponda a las secciones del área.

La patente de los Estados Unidos No. 4,906,853 describe un aparato de control para disparar un pulso periódico en tiempos al azar comprendiendo un cronómetro para emitir variablemente el pulso periódico en un ciclo de tiempo definido y un generador de señal para generar de manera variable un voltaje de salida dentro del ciclo definido. El generador de señal tiene un componente sensible a la luz para variar en el tiempo la generación del voltaje de salida en proporción a la intensidad de la luz visible incidente sobre el componente sensible a la luz. El aparato incluye también un circuito para aplicar el voltaje de salida generado al - 11 - cronómetro para disparar la emisión de los pulsos periódicos .

La patente de los Estados Unidos No. 5,017,794 decribe un aparato que incluye un tiempo para generar un pulso periódico en un ciclo de tiempo definido en respuesta a una señal de control, y un generador de señal para generar de manera variable la señal de control dentro del ciclo definido. El generador de señal incluye un componente sensible a la luz para variar en el tiempo la generación de la señal de control en proporción a la luz incidente sobre el componente sensible a la luz para una porción del ciclo definido.

La patente de los Estados Unidos No. 6,154,139 describe un método y sistema para localizar sujetos dentro de un ambiente de rastreo utilizando una señal IR o de linea de visión y una señal RF de área amplia y alta potencia.

La patente de los Estados Unidos No. 6,104,295 describe una etiqueta de banda electrónica y un método para almacenar información ID en ella. - 12 - La patente de los Estados Unidos No. 5,131,019 describe un sistema para operar como interfaz de un dispositivo de reporte de alarma con un transceptor de radio celular.

Las patentes de los Estados Unidos Nos. 5,027,383 y 4,868,859 ambas describen un sistema de reporte de alarma interactivo, supervisado.

La patente de los Estados Unidos No. 5,661,471 describe un sistema de alerta por emergencia para ina región protegida empleando señalización RF y no RF.

La solicitud de patente publicada de los Estados Unidos No. 2002/0059230 describe un aparato accesorio que permite a sistemas de control de acceso preinstalados, actuar como sistemas de administración de recursos. Este aparato puede hacer uso de paneles de control de acceso, redes y algunas veces lectores del sistema de control de acceso y otra infraestructura existente. Los lectores reciben señales periódicas desde etiquetas activas asociadas con recursos particulares. Cuando un recurso se mueve a una nueva locación, la etiqueta activa asociada emite una señal (una de entre la corriente continua de señales periódicas que emite) . - 13 - Esta señal es detectada por un lector cercano por primera vez. El lector transmite información derivada de la señal al aparato, que luego cambia de estado para indicar que el recurso está ahora en su dominio.

Las siguientes patentes de los Estados Unidos también están relacionadas a la presente invención: 5r 673, 032; 5,610,589; 5,465,0802; 5,440,559; 5,382,948; y 6,462,656.

Hay un número de inconvenientes en el uso de señales IR, incluyendo: (1) si se cubre una placa, su señal IR es bloqueada; y (2) un receptor IR debe ser colocado en cada cuarto, incrementando con ello los costos de instalación.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Un objeto de la presente invención es proporcionar métodos y sistemas mejorados para localizar sujetos y proporcionar notificación de eventos dentro de un ambiente de rastreo y placa para usar con ellos.

Para llevar a cabo el objetivo anterior y otros objetos de la presente invención, se proporciona un método para localizar sujetos dentro de un ambiente de rastreo. El método incluye las etapas de, para cada sujeto, proporcionar una placa capaz de transmitir una señal de área local de intervalo más corto, baja potencia, incluyendo un ID de placa único y una señal de área amplia de intervalo más largo, mayor potencia, también incluyendo el ID de placa único. Se proporciona un arreglo de receptores distribuidos dentro del ambiente de rastreo. El arreglo de receptores incluye al menos un receptor para recibir la señal de área local de intervalo más corto, baja potencia y la señal de área amplia de intervalo más largo, mayor potencia. El método incluye además generar un paquete de detección de área amplia incluyendo la ID de placa única en respuesta a cada señal de área amplia recibida, generando un paquete de detección de parea local incluyendo el ID de placa única en respuesta a cada señal de área local recibida, y determinando la localización de cada placa y su sujeto asociado basado en la identidad de al menos un receptor para la placa, como se representa por sus paquetes de detección de área local o área amplia. - 15 - Las señales pueden ser señales electromagnéticas, tales como señales de radiofrecuencia (RF) y el al menos un receptor puede ser al menos un receptor RF.

Adicionalmente, para llevar a cabo el objeto anterior u otros objetos de la presente invención, se proporciona un sistema para la localización de sujetos dentro de un ambiente de rastreo. El sistema incluye, para cada sujeto, una placa capaz de transmitir una señal de área local de intervalo más corto, baja potencia, incluyendo una ID de placa única. Un ensamble receptor incluye un arreglo de receptores distribuido dentro del ambiente de rastreo. El arreglo de receptores incluye al menos un receptor para recibir una pluralidad de las señales de parea local y área amplia. El ensamble receptor genera un paquete de detección de área amplia incluyendo la ID de placa única en respuesta a cada señal de área amplia recibida y un paquete de detección de área local incluyendo la ID de placa única en respuesta a cada señal de área local recibida. Un controlador de comunicación de datos se acopla al ensamble receptor para colectar los paquetes de detección de área amplia y área local. Un procesador de locación se acopla al controlador para recibir los paquetes de detección colectados y para - 16 -determinar la localización de cada placa y su sujeto asociado basado en la identidad de al menos un receptor para la placa como se representa por sus paquetes de detección de parea amplia y área local.

Las señales pueden ser señales electromagnéticas, tales como señales de radiofrecuencia (RF) y el al menos un receptor puede al menos ser un receptor RF.

Cada placa incluye un transmisor RF para transmitir sus señales RF y un controlador individual para modular de manera controlada ambas señales, de área local y área amplia con su ID de placa única.

El controlador individual puede ser un controlador basado en microprocesador .

El ensamble receptor puede incluir un colector acoplado al el al menos un receptor RF para demodular de manera controlada las señales RF recibidas para obtener los paquetes de detección de área amplia y área local.

El colector puede incluir un microprocesador individual para demodular de manera controlada las señales RF recibidas.

Adicionalmente aún, para llevar a cabo el objeto anterior u otros objetos de la presente invención, se proporciona un sistema para la localización de sujetos dentro de un ambiente de rastreo. El método incluye las etapas de, para cada sujeto, proporcionar una placa capaz de transmitir una señal substancialmente de linea de visión incluyendo una ID de placa única y señales substancialmente no de linea de visión también incluyendo una ID de placa única. Se proporciona un arreglo de receptores distribuido dentro del ambiente de rastreo. El arreglo de receptores incluye un primer conjunto de receptores para recibir ambas, señales substancialmente no de linea de visión de intervalo más corto, baja potencia, área local y señales substancialmente no de linea de visión de intervalo más largo, alta potencia, área amplia, y un segundo conjunto de receptores. Cada uno del segundo conjunto de receptores recibe señales substancialmente de linea de visión. El método incluye además generar un paquete de detección de área amplia incluyendo la ID de placa única en respuesta a cada señal substancialmente no de linea de visión de alta potencia, generando un paquete de detección de área local incluyendo la ID de placa única en respuesta a cada señal substancialmente no de linea de visión de baja potencia, y generar un paquete de detección de parea delimitada incluyendo la ID de placa única en respuesta a cada señal substancialmente de linea de visión recibida. La localización de cada placa y su sujeto asociado se determina con base en la identidad del primer y segundo conjuntos de receptores para la placa como es representada por sus paquetes de detección de área delimitada, local o amplia.

Las señales substancialmente de línea de visión y no de línea de visión pueden ser señales electromagnéticas.

Las señales substancialmente no de línea de visión pueden ser señales de radiof ecuencia (RF) y cada uno del primer conjunto de receptores puede ser un receptor RF.

Las señales substancialmente de línea de visión pueden ser señales infrarrojas (IR) y cada uno del segundo conjunto de receptores puede ser un receptor IR.

Adicionalmente, para llevar a cabo el objeto anterior u otros objetos de la presente invención, se proporciona un sistema - 19 -para la localización de sujetos dentro de un ambiente de rastreo. El sistema incluye, para cada sujeto, una placa capaz de transmitir señales substancialmente de linea de visión incluyendo una ID de placa única y señales substancialmente no de linea de visión incluyendo también la ID de placa única, ün ensamble receptor incluye un arreglo de receptores distribuidos dentro del ambiente de rastreo. El arreglo de receptores incluye un primer conjunto de receptores para recibir una pluralidad de señales substancialmente no de linea de visión. El ensamble receptor genera un paquete de detección de área amplia incluyendo la ID de placa única en respuesta a cada señal substancialmente no de linea de visión de mayor potencia y un paquete de detección de área local incluyendo la ID de placa única en respuesta a cada señal substancialmente de linea de señal de menor potencia recibida. El arreglo de receptores también incluye un segundo conjunto de receptores. Cada uno del segundo conjunto de receptores recibe señales substancialmente no de linea de visión.

El ensamble receptor genera un paquete de detección de área delimitada incluyendo la ID de placa única en respuesta a cada señal substancialmente de linea de visión recibida. Un - 20 - controlador de comunicación de datos se acopla al ensamble receptor para colectar los paquetes de detección de área amplia, área local y área delimitada. Un procesador de locación se acopla al controlador para recibir los paquetes de detección colectados y para determinar la localización de cada placa y su sujeto asociado basado en la identidad del primero y segundo conjuntos de receptores para la placa como se representa por sus paquetes de detección de parea amplia, área local o área delimitada.

Las señales substancialmente de linea de visión y no de linea de visión pueden ser señales electromagnéticas.

Las señales substancialmente no de linea de visión pueden ser señales de radiofrecuencia (RF) y cada uno del primer conjunto de receptores es un receptor RF.

Las señales substancialmente de linea de visión pueden ser señales infrarrojas (IR) y cada uno del segundo conjunto de receptores puede ser un receptor IR.

Cada placa incluye un transmisor RF para transmitir sus señales RF, un transmisor IR para transmitir su señal IR y - 21 - controlador individual para modular de manera controlada las señales RF e IR con su ID de placa única.

El controlador individual puede ser un controlador basado en microprocesador.

El ensamble receptor puede incluir un colector acoplado a los receptores RF e IR para demodular de manera controlada las señales RF e IR recibidas para obtener los paquetes de detección de área amplia, área local y área delimitada.

El colector puede incluir un microprocesador individual para demodular de manera controlada las señales RF e IR recibidas .

Adicionalmente aún, para llevar a cabo el objeto anterior u otros objetos de la presente invención, se proporciona una placa capaz de transmitir señales substancialmente de linea de visión incluyendo una ID de placa única y señales substancialmente no de linea de visión también incluyendo una ID de placa única. La placa incluye un primer transmisor para transmitir una pluralidad de señales substancialmente no de línea de visión incluyendo una señal substancialmente no de línea de visión de intervalo más largo, mayor potencia, área - 22 - amplia y una señal substancialmente no de linea de visión, de intervalo más corto, menor potencia, área local. La placa incluye además un segundo transmisor para transmitir una pluralidad de señales substancialmente de linea de visión.

Las señales substancialmente de linea de visión y no de linea de visión pueden ser señales electromagnéticas.

Las señales substancialmente no de linea de visión pueden ser señales de radiof ecuencia (RF) .

Las señales substancialmente de linea de visión pueden ser señales infrarro as (IR) .

El primer transmisor puede incluir un transmisor RF para transmitir las señales RF. El segundo transmisor puede incluir un transmisor IR para transmitir la señal IR. La placa puede además incluir un controlador individual para modular de manera controlada las señales RF e IR con su ID de placa única.

El controlador individual puede ser un controlador basado en microprocesador. - 23 - El objeto anterior y otros objetos, características y ventajas de la presente invención son evidentes fácilmente a partir de la siguiente descripción detallada del mejor modo de llevar a cabo la invención cuando se toma en conexión con los dibujos acompañantes.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es un diagrama global esquemático ilustrando el método y sistema de la presente invención.

La Figura 2 es un diagrama de bloques esquemático ilustrando también el método y sistema de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Con referencia ahora a las Figuras 1 y 2, se ilustra un sistema, indicado de manera general en (10) , para localizar sujetos (esto es, personas y objetos) en un ambiente de rastreo. En general, el sistema es un sistema de localización combinado de infrarrojos y radiofrecuencia que se adapta para usarse no solo en aplicaciones médicas, sino también en aplicaciones no médicas. El sistema (1C) es un sistema de colección de datos totalmente automático que proporciona información en tiempo real de la localización de personal o equipo (esto es, sujetos) . Típicamente, la información es colectada usando una red de recepción en techo y/o en pared conectada con alambre común de tipo telefónico para hacer decisiones adecuadas y ejecutar las respuestas apropiadas. Típicamente, los componentes del sistema (10) son relativamente simples y modulares.

En general, el sistema (10) incluye una pluralidad de placas, cada una de las cuales es indicada de manera general en (12) . Cada placa (12) es provista para cada sujeto a ser rastreado dentro del ambiente de rastreo. En general, cada placa emite una o más semiesferas de luz infrarroja (esto es IR) codificada digitalmente, como se indica por las líneas (14) . Preferentemente, la luz infrarroja codificada digitalmente incluye un paquete de 42 bits teniendo un ID de 16 bit más otra información de red. Típicamente, el rango efectivo de tal luz infrarroja es aproximadamente 15 a 18 pies. La luz infrarroja es una señal substancialmente de línea de visión. - 25 - Cada placa (12) también transmite señales de radiofrecuencia (esto es, RF) (52) y (53) por una antena (16) . Las señales RF (52) y (53) generadas por un transmisor RF (44) son de dos diferentes fuerzas de campo. Una transmisión RF (52) de menor potencia o de área local se sintoniza para estar por debajo del umbral de la fuerza de señal regulada por la FCC para transmisión de datos. Este esquema permite a la placa (12) transmitir un intervalo corto, típicamente entrelazado entre cada transmisión IR (14) generada automáticamente.

La señal RF de menor potencia es al menos tan precisa como la IR, pero es una señal mucho más robusta. La señal RF de baja potencia es particularmente útil para: 1) monitorear a una persona que está dejando el área rastreada con su placa; 2) proveer de una "idea" no costosa de dónde se localiza el sujeto; y 3) monitorear a una persona que está dejando el área rastreada con una pieza oculta de equipo.

Una señal RF de mayor potencia o de área amplia (53) también es generada en un intervalo de tiempo más largo, típicamente mayor a 10 segundos, como un pulso "supervisor". Este pulso informa a la computadora anfitrión que la placa esta, ambos, presente y totalmente funcional. La señal RF de mayor potencia (53) también es enviada cuando cualquiera de los múltiples interruptores de botón (42) (internos a la placa (12)) es presionado o se conecta un interruptor externo o se han identificado cambios de estado en las entradas (49) .

La luz infrarroja digitalizada alternante (14) y las señales de radiofrecuencia (52) y (53) contienen datos de identificación de la placa, cambios de estado de los interruptores, y condición de una batería (18) contenida dentro de cada una de las placas (12) .

El sistema (10) también incluye un ensamble receptor incluyendo una pluralidad de receptores infrarrojos (20) que se utilizan para recibir las señales infrarrojas de las placas y transmite transmisiones de datos codificadas junto con conexiones (22) de par torcido.

Las señales de radiofrecuencia (52) y (53) emitidas por las antenas (16) son recibidas por una antena (24) de un receptor (26) de radiof ecuencia que comprende un receptor teniendo un rango de aproximadamente 100 a 200 pies en todas direcciones. El receptor de radiofrecuencia (26) convierte las señales codificadas emitidas por las placas o transmisores (12) en señales eléctricas que son transmitidas por una conexión simple de par torcido (28).

Las señales que aparecen a lo largo de la conexión (28), asi como de las conexiones (22) , se reciben por un colector basado en un microprocesador (30) del ensamble receptor que toma los paquetes de datos entrantes, los amortigua y prepara para transferir a un concentrador (32) del sistema (10) . El colector (30) ensambla los datos recibidos de los receptores (20) y (26) en un paquete mayor listo para la red. Este paquete para red se releva junto con un par de alambre torcido (31) al concentrador (32) . Típicamente, el software para el colector (30) se carga por medio del concentrador (32) a lo largo de una conexión (33) . Típicamente, el colector (30) basado en un microprocesador puede conectarse hasta a (24) receptores tales como los receptores (20) y el receptor (26) .

El concentrador (32) típicamente rastrea al colector (30) así como cualesquier otro colector tales como un colector (34) conectado a una cadena de margarita simple o una - 28 - configuración multigota a otros receptores (no mostrados) de los tipos infrarrojo y RF.

El sistema (10) también incluye una computadora anfitrión (36) programada apropiadamente, que recibe y procesa paquetes de datos colectados por un concentrador (32) .

Con referencia ahora, en detalle, al ' lado izquierdo de la Figura 2, cada una de las placas (12) típicamente incluye la batería (18) que puede comprender una batería del tipo de 3 volts de litio. La placa (12) también incluye un circuito de ahorro de batería (38) conectado a la batería (18) y a un detector de movimiento (40) en donde las transmisiones IR de la placa (12) son disparadas a una mayor frecuencia cuando la placa (12) está en movimiento y se reducen en frecuencia cuando la placa (12) está en reposo para preservar la vida de la batería.

Cada placa (12) puede incluir uno o más botones de presión (42) que son operables manualmente y pueden ser utilizados para solicitar páginas o para enviar alertas por medio de la señal de área amplia (53) de alto poder generada por un transmisor de radiofrecuencia (44) bajo el control de un controlador (46) basado en microprocesador.

Cada placa (12) también puede incluir una o más conexiones de interruptor externas (49) que pueden ser usadas para disparar procesos preprogramados en la computadora anfitrión (36) por medio de la señal de área amplia (53) de alto poder generada por el transmisor de radiofrecuencia (44) bajo el control del controlador (46) basado en un microprocesador.

En tanto que las transmisiones infrarrojas de la placa (12) son especificas para la locación ya que las transmisiones de señales infrarrojas no penetran paredes o pisos, las señales de radiofrecuencia (52) transmitidas o emitidas por el transmisor de radiofrecuencia (44) bajo el control del controlador (46) penetran las paredes y pisos. El transmisor de radiofrecuencia (44) también produce señales de supervisión de área amplia, de alto poder (53) en un intervalo especifico de aplicación predeterminado mayor que 10 segundos y las señales de solicitud de página/alerta substancialmente de manera instantánea al oprimir un interruptor de botón (42) o al cambio en la conexión de un interruptor externo (49) . - 30 - El controlador basado en un microprocesador (46) controla al transmisor RF (44) para modular datos incluyendo códigos de identificación únicos (por ejemplo la ID de la placa) preestablecidos en el ajuste de poder apropiado. Por ejemplo, una rutina de modulación de datos de radiofrecuencia provista por el controlador (46) típicamente mantiene a un oscilador contenido dentro del transmisor de RF (44) por el periodo completo en que el interruptor de botón (42) o la conexión de interruptor externo (49) son activados. Preferentemente, el transmisor de RF (44) bajo el control del controlador (46) usa modulación de frecuencia de alternancia de claves.

De manera similar, un transmisor o emisor IR (48) de la placa (12) también bajo el control del controlador (46) modula las transmisiones IR desde el transmisor (48) . Por ejemplo, una señal de 447.5 kHz, cuando se emite una portadora en pulso, tornará al LED del transmisor (48) encendido y apagado tantos microsegundos (típicamente 120 microsegundos) El receptor RF (26) típicamente usa una tecnología de señalización por transmisión de ciclo modulador de corriente para mayor conflabilidad. Típicamente, el receptor (26) puede - 31 - localizarse hasta a 1,000 pies desde el colector asociado (30) usando alambre de tipo telefónico de par torcido no blindado. En tanto que el receptor (26) y los receptores (20) típicamente se montan en baldosas acústicas, y pueden también ser montadas sobre paredes u otras locaciones convenientes.

El proceso de modulación provisto para cada placa (12) por su controlador (46) se recibe dentro de cada colector (30) basado en microprocesador. Cada colector (30) remueve a la subportadora de las señales que aparecen en las conexiones (28) y (22), dejando con ello los datos como datos seriales remodulados. El microprocesador dentro del colector (30) demodula entonces los datos ID recibidos. Luego pasa estos datos corriente arriba de manera tal que la única información relevante que la señal trae desde un receptor de radiofrecuencia tal como el receptor de radiofrecuencia (26) o un receptor de radiofrecuencia infrarrojo tal como uno de los receptores de infrarrojo (20) es determinada por el software contenido dentro de la computadora anfitrión (36) cuando los receptores particulares (26) y (20) son programados en el sistema (10) . El sistema (10) no solamente conoce el tipo de receptor del que se reciben los datos, sino también su localización. - 32 - Típicamente, la computadora anfitrión (36) , cuando es programada apropiadamente, puede procesar la última localización infrarroja conocida par apropósitos de dar servicio al sujeto asociado con la placa (12) que ha detectado un interruptor de botón (42) oprimido o la activación de un interruptor externo (49) .

Por ejemplo, ya que los sanitarios son lugares donde puede ser difícil colocar receptores infrarrojos (20) y donde la gente puede objetar que uno de tales receptores esté presente, oprimir el botón de presión (42) por una persona dentro de tal sanitario requerirá a la computadora anfitrión (36) localizar la última recepción infrarroja conocida por el receptor (que es probable sea fuera del sanitario) . De aquí, el servicio apropiado puede ser entregado a la persona que haya presionado el botón de presión (42) .

Como se describe antes, el sistema incluye una placa para cada sujeto a ser localizado y en donde cada placa emite o transmite señales substancialmente de línea de visión y substancialmente no de línea de visión. Las señales en la modalidad preferida son RF e IR. Los beneficios de IR son - 33 -dobles. Primero, el costo de los componentes para la recepción y transmisión son bajos. Segundo, el beneficio de la IR es su naturaleza de alta linea de visión. El uso de esta característica permite al software de procesamiento inferir que la señal es altamente próxima (línea de visión o casi línea de visión) al transmisor. La capacidad para hacer esta inferencia crea una fijación de la localización mucho más precisa.

El uso de RF obvia el requerimiento de que la placa está en línea dé visión, cuando se opera un interruptor de botón de presión interno en la placa o se detecta un cambio en la entrada de un interruptor externo. Además, el requerimiento para tener un receptor en cada cuarto se obvia y es razonable un receptor RF que recibe "eventos de cambio de estado del interruptor" por cada 10, 20 o 30 cuartos, observando la regulación FCC actual y los componentes RF de bajo costo disponibles .

Como se describe antes, el sistema incluye una placa por cada sujeto a ser localizado y en donde cada placa puede incluir interruptores de botón de presión o conexiones de interruptores externos que causan que las señales RF e IR se emitan sobre un evento de "cambio de estado de interruptor" proveyendo a cada sujeto con un mecanismo para generar una notificación de tipos variables al sistema.

En el evento que la señal IR es atenuada, el software de procesamiento puede procesar instrucciones preprogramadas a ser ejecutadas en el evento de que un evento particular de "cambio de estado del interruptor" teniendo recibido el componente RF de la señal y teniendo almacenada la última localización IR conocida de la placa.

Como se describe arriba, el sistema incluye una placa para cada sujeto a ser localizado y en donde la placa incluye un solo microprocesador que substancialmente desarrolla las señales para ambos, emisores y transmisores (oscilador RF y LEDs IR) . Las rutinas de codificación de datos son substancialmente idénticas. Sin embargo, las subrutinas para las subportadoras pueden diferir. Por ejemplo, una señal de 447.5 kHz cuando emite un pulso portador ON, tornará el LED IR encendido y apagado por tantos mierosegundos (típicamente 120 s) mientras que la rutina de modulación de datos RF podría mantener al portador (esto es, el oscilador) ON por todo el periodo. Este proceso conservará la vida de la - 35 -batería en la placa al reducir el "ciclo de trabajo" de los LEDs IR.

El proceso es invertido del lado del microprocesador/receptor . Esto es, un solo microprocesador se sua con múltiples receptores, que remueve la subportadora de la señal que deja los datos como datos seriales remodulados . El microprocesador receptor entonces demodula la ID recibida. Esta pasa luego sobre los datos corriente arriba de manera que la única información relevante que la señal trae de RF e IR es determinada por el software cuando el receptor es programado en el sistema. Esto se refiere como un arranque o instalación. Es solamente en este momento que el sistema es reconocible como el tipo de receptor que es (asi como su localización) .

En este sentido, un solo microprocesador está modulando diferentes señales ya sea simultáneamente o escalonadamente. Diferentes receptores sensibles a diferentes medios y subportadoras y un solo microprocesador remodulan datos virtualmente de manera independiente al medio. Los datos fluyen entonces a través del sistema sin conocimiento alguno de los componentes de la ruta de datos a lo largo del camino, con el software final haciendo inferencias expertas que son entonces conocibles como el medio de identificación de dónde proviene la señal.

Como se describe arriba, una modalidad del método incluye las etapas de proporcionar, para cada sujeto, una placa para la transmisión de ambos, una señal substancialmente de linea de visión incluyendo una ID de placa única y una señal substancialmente no de linea de visión también incluyendo la ID de placa única. Un arreglo de receptores distribuidos dentro del ambiente de rastreo también son provistos, en donde el arreglo de receptores incluye un receptor de área amplia para recibir una pluralidad de señales substancialmente no de linea de visión y una pluralidad de receptores de área delimitada. Cada uno de los receptores de área limitada recibe señales substancialmente de linea de visión.

Un paquete de detección de área amplia se genera, incluyendo la ID de placa única en respuesta a cada señal no de linea de visión, de alto poder y área amplia. Un paquete de detección de área local se genera, incluyendo la ID de placa única en respuesta a cada señal no de linea de visión, de bajo poder y área local. El método incluye además la etapa de generar un paquete de detección de área limitada incluyendo la ID de placa única en respuesta a cada señal de linea de visión recibida. Finalmente, el método incluye la etapa de determinar la localización de cada placa y su sujeto asociado basado en la identidad de los receptores de área amplia y área delimitada para la placa como se representa por sus paquetes de detección de área amplia, área local y área delimitada .

Preferentemente, las señales de linea de visión y no de linea de visión son transmisiones electromagnéticas tales como señales infrarrojas y señales de radiofrecuencia, respectivamente .

Las señales IR y RF son codificadas con datos de identificación de la placa, interruptores de botón de presión, estado de interruptor externo y datos de condición de batería. El sistema incluye también receptores de techo o pared en forma de receptores de IR y RF. Cada receptor RF convierte las señales RF codificadas de alto poder en un primer conjunto de señales eléctricas y las señales RF de bajo poder codificadas en un segundo conjunto de señales eléctricas. Cada receptor IR convierte señales IR codificadas en un tercer conjunto de señales eléctricas. ? la vez, el primer, segundo y tercer conjuntos de señales eléctricas son transmitidos a un decodificador basado en un microprocesador del sistema. El método y sistema de localización son útiles en la localización de sujetos y la provisión a los sujetos de un mecanismo para generar la notificación de eventos variables en un ambiente tal como un hospital o edificio de oficinas. Los eventos de cambio de localización y notificación resultantes pueden luego ser usados para automatizar e incrementar la eficiencia de procesos humanos ordinarios del dia a dia.

En tanto que se han ilustrado y descrito las modalidades de la invención, no se pretende que estas modalidades ilustren y describan todas las formas posibles de la invención. Más bien, las palabras usadas en la especificación son palabras de descripción más que de limitación, y se entiende que varios cambios pueden realizarse sin separarse del espíritu y alcance de la invención.

Claims (28)

- 39 - REIVINDICACIONES Lo que se reivindica es:

1. Un método para localizar sujetos dentro de un ambiente de rastreo, el método comprendiendo las etapas de: para cada sujeto, proporcionar una placa capaz de transmitir una señal de área local de intervalo más corto, menor poder, incluyendo una ID de placa única y una señal de área amplia, de intervalo más largo, de mayor poder, también incluyendo una ID de placa única; proporcionar un arreglo de receptores distribuidos dentro del ambiente de rastreo, en donde el arreglo de receptores incluye al menos un receptor para recibir la señal de área local, de intervalo más corto, bajo poder y la señal de área amplia, de intervalo más largo, de mayor poder; generar un paquete de detección de área amplia incluyendo la ID de placa única en respuesta a cada señal de área amplia recibida; generar un paquete de detección de área local incluyendo la ID de placa única en respuesta a cada señal de área local recibida; y determinar la localización de cada placa y su sujeto asociado basado en la identidad del al menos un receptor para la placa como es representada por sus paquetes de detección de área local o área amplia.

2. El método de la reivindicación 1 en donde las señales son señales electromagnéticas.

3. El método de la reivindicación 2, en donde las señales son señales de radiofrecuencia (RF) y el al menos un receptor incluye al menos un receptor RF.

4. Un sistema para la localización de sujetos dentro de un ambiente de rastreo, el sistema incluyendo: para cada sujeto, una placa capaz de transmitir una señal de área local de intervalo más corto, menor poder, incluyendo una ID de placa única, y una señal de área amplia, - 41 -intervalo más largo, mayor poder, también incluyendo la ID de placa única; un ensamble receptor incluyendo un arreglo de receptores distribuidos dentro del medio de rastreo, en donde el arreglo de receptores incluye al menos un receptor para recibir una pluralidad de las señales de parea local y área amplia, el ensamble receptor generando un paquete de detección de área amplia incluyendo la ID de placa única en respuesta a cada señal de área amplia recibida y un paquete de detección de área local incluyendo la ID de placa única en respuesta a cada señal de área local recibida; un controlador de comunicaciones acoplado al ensamble receptor para colectar los paquetes de detección de área amplia y área local; y un procesador de localización acoplado al controlador para recibir los paquetes de detección colectados y para determinar la localización de cada placa y su sujeto asociado basado en la identidad del al menos un receptor para la placa como es representada por sus paquetes de detección de parea amplia y área local. - 42 -

5. El sistema como se reivindica en la reivindicación 4, en donde las señales son señales electromagnéticas .

6. El sistema como se reivindica en la reivindicación 5, en donde las señales son señales de radiofrecuencia (RF) y el al menos un receptor incluye al menos un receptor RF.

7. El sistema como . se reivindica en la reivindicación 6, en donde cada placa incluye un transmisor RF para transmitir sus señales RF y un solo controlador para modular de manera controlable ambas, las señales de área local y área amplia, con su ID de placa única.

8. El sistema como se reivindica en la reivindicación 7, en donde el solo controlador es un controlador basado en microprocesador.

9. El sistema como se reivindica en al reivindicación 6, en donde el ensamble receptor incluye un colector acoplado al al menos un receptor RF para demodular - 43 -de manera controlable las señales RF recibidas para obtener los paquetes de detección de área amplia y área local.

10. El sistema como se reivindica en la reivindicación 9, en donde el colector incluye un solo microprocesador para demodular de manera controlada las señales RF recibidas.

11. Un método para localización de sujetos dentro de un ambiente de rastreo, el método comprendiendo las etapas de : para cada sujeto, proporcionar una placa capaz de transmitir señales substancialmente de linea de visión incluyendo una ID de placa única y señales substancialmente no de linea de visión también incluyendo la ID de placa única; proporcionar un arreglo de receptores distribuidos dentro del ambiente de rastreo, en donde el arreglo de receptores incluye: un primer conjunto de receptores para recibir ambas, señales substancialmente de linea de visión de intervalo más corto, menor poder, área local, y señales - 44 -substancialmente no de linea de visión, de intervalo más largo, mayor poder, área amplia; y un segundo conjunto de receptores, cada uno del segundo conjunto de receptores recibiendo señales substancialmente de linea de visión; generar un paquete de detección de área amplia, incluyendo la ID de placa única en respuesta a cada señal substancialmente no de linea de visión, de alto poder, recibida; generar un paquete de detección de área local, incluyendo la ID de placa única en respuesta a cada señal substancialmente no de linea de visión, de bajo poder, recibida; generar un paquete de detección de área delimitada, incluyendo la ID de placa única en respuesta a cada señal substancialmente de linea de visión recibida; y determinar la localización de cada placa y su sujeto asociado basado en la identidad del primer y segundo conjuntos de receptores para la placa como es representada - 45 -por sus paquetes de detección de área delimitada, área local o área amplia.

12. El método de la reivindicación 11, en donde las señales substancialmente de linea de visión y no de linea de visión son señales electromagnéticas;

13. El método de la reivindicación 12, en donde las señales substancialmente no de linea de visión son señales de radiofrecuencia (RF) y cada uno del primer conjunto de receptores es un receptor RF.

14. El método de la reivindicación 13, en donde las señales substancialmente de linea de visión son señales infrarrojas (IR) y cada uno del segundo conjunto de receptores es un receptor IR.

15. Un sistema para la localización de sujetos dentro de un ambien e de rastreo, el sistema incluyendo: para cada sujeto, una placa capaz de transmitir señales substancialmente de linea de visión incluyendo una ID de placa única y señales substancialmente no de linea de visión también incluyendo la ID de placa única; un ensamble receptor incluyendo un arreglo de receptores distribuidos dentro del ambiente de rastreo, en donde el arreglo de receptores incluye: un primer conjunto de receptores para recibir una pluralidad de señales substancialmente no de linea de visión, el ensamble receptor generando un paquete de detección de área amplia incluyendo la ID de placa única en respuesta a cada señal substancialmente no de linea de visión, de mayor poder recibida, y un paquete de detección de área local incluyendo la ID de placa única en respuesta a cada señal substancialmente de linea de visión de menor poder, recibida, cada uno del segundo conjunto de receptores recibiendo señales substancialmente de linea de visión, el ensamble receptor generando un paquete de detección de parea delimitada incluyendo la ID de placa única en respuesta a cada señal substancialmente de linea de visión recibida; un controlador de comunicaciones de datos acoplado al ensamble receptor para colectar los paquetes de detección de área amplia, área local y área delimitada; y - 47 - un procesador de localización acoplado al controlador para recibir los paquetes de detección colectados y para determinar la localización de cada placa y su sujeto asociado, basado en la identidad del primer y segundo conjunto de receptores para la placa como se representa por sus paquetes de detección de parea amplia, área local o área delimitada .

16. El sistema como se reivindica en la reivindicación 15, en donde las señales substancialmente de linea de visión u no de linea de visión, son señales electromagnéticas .

1 . El sistema como se reivindica en la reivindicación 16, en donde las señales substancialmente no de linea de visión son señales de radiofrecuencia (RF) y cada uno del primer conjunto de receptores es un receptor RF.

18. El sistema como se reivindica en la reivindicación 17, en donde las señales substancialmente de linea de visión son señales infrarrojas (IR) y cada uno del segundo conjunto de receptores es un receptor IR. - 48 -

19. El sistema como se reivindica en la reivindicación 18, en donde cada placa incluye un transmisor RF para transmitir sus señales RF, un transmisor IR para transmitir sus señales IR y un solo controlador para modular de manera controlada las señales RF e IR con su ID de placa única .

20. El sistema como se reivindica en la reivindicación 19, en donde el solo controlador es un controlador basado en microprocesador.

21. El sistema como se reivindica en la reivindicación 18, en donde el ensamble receptor incluye un colector acoplado a los receptores RF e IR para demodular de manera controlada las señales RF e IR para obtener paquetes de detección de parea amplia, área local y área delimitada.

22. El sistema como se reivindica en la reivindicación 21, en donde el colector incluye un solo microprocesador para demodular de manera controlable las señales RF e IR recibidas.

23. üna placa capaz de transmitir señales substancialmente de linea de visión incluyendo una ID de placa única y señales substancialmente no de linea de visión también incluyendo la ID de placa única, la placa comprendiendo : un primer transmisor para transmitir una pluralidad de señales substancialmente no de linea de visión incluyendo una señal substancialmente no de linea de intervalo más largo, mayor poder, área amplia, y una señal substancialmente no de linea de visión de intervalo más corto, menor poder, área local; y un segundo transmisor para transmitir una pluralidad de señales substancialmente de linea de visión.

24. La placa como se reivindica en la reivindicación 23, en donde las señales substancialmente de linea de visión y no de linea de visión, son señales electromagnéticas . - 50 -

25. La placa como se reivindica en la reivindicación 24, en donde las señales substancialmente no de línea de visión son señales de radiofrecuencia (RF)

26. La placa como se reivindica en la reivindicación 25, en donde las señales substancialmente de línea de visión son señales infrarrojas (IR) .

27. La placa como se reivindica en la reivindicación 26, en donde el primer transmisor incluye un transmisor RF para transmitir señales RF, y el segundo transmisor incluye un transmisor IR para transmitir las señales IR y en donde la placa además comprende un solo controlador para modular de manera controlable las señales RF e IR con su ID de placa única.

28. La placa como se reivindica en la reivindicación 27, en donde el solo controlador es un controlador basado en microprocesador.