NL1022434C2

NL1022434C2 - Programmeerbaar tracerings- en telemetriesysteem, zender en progammeerstation en een werkwijze voor het bedienen daarvan.

Info

Publication number: NL1022434C2
Application number: NL1022434A
Authority: NL
Inventors: Jan Vet
Original assignee: Sensite Solutions B V
Priority date: 2003-01-20
Filing date: 2003-01-20
Publication date: 2004-07-22
Also published as: US20040207536A1; ES2291806T3; DE602004009119T2; EP1445745A1; EP1445745B1; US7061400B2; DE602004009119D1

Description

I 1 I Korte aanduiding: Programmeerbaar tracerings- en telemetriesysteem, I zender en programmeerstation en een werkwijze voor I het bedienen daarvan.

I 5 BESCHRIJVING

I De uitvinding heeft betrekking op een tracerings- en I telemetriesysteem, omvattende ten minste één zender en ten minste één I ontvanger, welke tenminste ene zender is ingericht voor het volgens een I tijdschema uitzenden van een eerste signaal en welke tenminste ene I 10 ontvanger is ingericht voor het ontvangen van het uitgezonden eerste signaal.

I De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor I het gebruik van alsmede een zender en een programmeerstation voor gebruik I met een dergelijk tracerings- en telemetriesysteem.

15 Een dergelijk tracerings- en telemetriesysteem is bekend I uit Europese octrooi-aanvrage nr. EP 0 357 309 openbaart een tracerings- I en telemetriesysteem voor het traceren van personeel in een gebouw of op I een bedrijventerrein. Het document openbaart een label welk kan worden I gedragen door een werknemer, welk label periodiek een signaal uitzendt 20 dat kan worden ontvangen door een veldbewakings-inrichting (field I monitoring device - FMD). Het label kan de signalen periodiek H voortbrengen, waarbij de periodiciteit van het signaal door een stuurmodule kan worden ingesteld.

Dergelijke systemen worden bijvoorbeeld gebruikt voor het 25 traceren, volgen en/of controleren van personen of objecten in verscheidene situaties. Voorbeelden hiervan zijn het geografisch volgen van personen, bijvoorbeeld thuis, in een verzorgingstehuis of op school, het opsporen van rolcontainers in een magazijn, het bewaken van objecten zoals bijvoorbeeld een fiets of het bewaken van de gezondheidstoestand 30 van patiënten in een ziekenhuis.

Een aan een object bevestigd of door een persoon gedragen I 1022434 zender, in de Engelstalige vakliteratuur ook wel aangeduid met de naam "tag", zendt daarbij volgens het tijdschema, bijvoorbeeld periodiek, een de zender identificerend signaal uit, dat door één of verschillende ontvangers kan worden ontvangen. Aan de hand van het ontvangen signaal 5 kan de positie van de zender, c.q. het object of de persoon welke de zender draagt, bijvoorbeeld worden getraceerd of gevolgd, of kan een bepaalde gebeurtenis worden gesignaleerd, bijvoorbeeld het geven van een alarmsignaal in noodsituaties of dergelijke.

Voor het opsporen of volgen van de zender kan bijvoorbeeld H 10 gebruik worden gemaakt van een plaatsbepalingstechniek door middel van H een triangulatieberekening, waarbij uit het door drie of meer ontvangers H ontvangen signaal en hun (onderlinge) geografische positie de locatie van H de zender kan worden berekend.

Aan het door de zender uit te zenden eerste signaal kan 15 bijvoorbeeld extra informatie over het betreffende object of de betreffende persoon worden toegevoegd. Zo kan bijvoorbeeld indien de zender werkzaam is verbonden met of is voorzien van een temperatuurssensor en deze gedragen wordt door een persoon, te allen tijde actuele informatie over de lichaamstemperatuur van deze persoon I 20 worden verschaft. Andere toepassingen in dit verband zijn bijvoorbeeld I meting van bloeddruk, hartslag, het vallen van een persoon of object, de I (lucht)vochtigheid, etc., mits de zender werkzaam is verbonden met en/of is voorzien van geschikte opnemers of invoermiddelen. Bij overschrijding I van vastgelegde grenswaarden kan dan door de ontvanger automatisch 25 bijvoorbeeld een alarm worden gegenereerd.

I Actieve zenders zenden doorgaans een identificatiesignaal I uit, dat typisch over enkele honderden meters detecteerbaar is. Om de hiervoor benodigde energie te kunnen leveren, dient de zender te I beschikken over een eigen voedingsbron zoals een batterij. Een belangrijk 30 probleem hierbij is de levensduur van de batterij. In praktische I systemen, bij normaal gebruik, zoals het verzenden van een I 1 η??άτά 3 identificatiesignaal met een interval van bijvoorbeeld enkele seconden, bedraagt de gebruiks- of levensduur van de batterij slechts ongeveer drie jaar, terwijl de meeste toepassingen echter een veel langere gebruiks- of levensduur vereisen, bijvoorbeeld tien jaar.

5 Aan de uitvinding ligt derhalve de opgave ten grondslag een tracerings- en telemetriesysteem van het in de aanhef genoemde soort te verschaffen, waarin de zenders zeer efficiënt gebruik maken van de beschikbare energie van een batterij of een andere in de zender aanwezige energiebron voor het bewerkstelligen van een gewenste, lange 10 gebruiksduur.

Deze opgave wordt in een eerste aspect van de onderhavige uitvinding daardoor opgelost, dat de zender verder is ingericht voor het ontvangen van een tweede signaal en voor het daarop instellen en/of aanpassen van het tijdschema voor het zenden van het eerste signaal.

I 15 Aan de uitvinding ligt het inzicht ten grondslag dat het I energiegebruik van de zender in grote mate wordt bepaald door het I zendgedrag daarvan, in het bijzonder het uitzenden van het eerste of identificatiesignaal daarvan. Derhalve voorziet de oplossing volgens de I uitvinding in de mogelijkheid om het tijdschema van het uitzenden van het I 20 eerste signaal te sturen voor het optimaal instellen dan wel aanpassen I daarvan aan gegeven omstandigheden, zoals een specifieke functie waarvoor het tracerings- en telemetriesysteem wordt toegepast.

I Overeenkomstig de uitvinding kan het door de zender uit te zenden eerste of identificatiesignaal voor een betreffende toepassing I 25 bijvoorbeeld per tijdseenheid zoals het uur van de dag of de dag van de week etc. worden ingesteld, door het verschaffen van een geschikt tweede I signaal. Desgewenst kan het tijdschema voor het zenden van het eerste I signaal dynamisch worden aangepast, door het continue of quasi-continue I verschaffen van een geschikt tweede signaal.

30 Het benodigde tijdschema is sterk afhankelijk van de I toepassing van het systeem. In geval van bijvoorbeeld alarmering kan het I 1 0 2 2 4 j 4 Η indrukken van een alarmknop het uitzenden van het identificatiesignaal veroorzaken, terwijl identificatie van de zender in het geheel niet nodig is zolang de alarmknop niet bediend wordt. Een ander voorbeeld is het gebruik van een dergelijk systeem in een magazijn of distributiecentrum, 5 waarin bijvoorbeeld rolcontainers zijn voorzien van zenders. Indien de rolcontainer niet in beweging is, zal het uitzenden van een traag identificatie- of bakensignaal, bijvoorbeeld met intervallen van een paar minuten, functioneel zijn. Zodra de rolcontainer echter in beweging komt, H dient de snelheid waarmee de bakensignalen of identificatiesignalen 10 worden uitgezonden veel groter te zijn, bijvoorbeeld eenmaal per seconde.

H Dergelijke tijdschema's worden in de zender opgeslagen, en H bepalen het zendgedrag van de zender. In de onderhavige uitvinding kan H een dergelijk opgeslagen tijdschema voortdurend aan de vereisten van het H moment worden aangepast. Hiermee wordt niet alleen het energieverbruik 15 van de zender geoptimaliseerd, maar is de zender bovendien gemakkelijk voor verschillende doeleinden door elkaar te gebruiken of te hergebruiken.

Begrepen zal worden dat het energiegebruik van de zender middels het tweede signaal zowel op statische als dynamische wijze H 20 geschikt kan worden gestuurd, afgestemd op en afhankelijk van een I betreffende situatie. Doordat het energieverbruik voortdurend aan de I actuele situatie kan worden aangepast zal de zender slechts zoveel energie gebruiken als daadwerkelijk nodig is voor de toepassing waarin deze gebruikt wordt, met de beoogde verlenging van de gebruiksduur van de I 25 batterij als resultaat.

I In een uitvoeringsvorm van de uitvinding omvat het I tracerings- en telemetriesysteem middelen voor het draadloos aan de ten minste ene zender overdragen van het tweede signaal. Draadloze overdracht I geniet uit gebruiks- en kostenoogpunt en voor wat betreft het voldoende I 30 klein van afmetingen kunnen houden van de zenders de voorkeur boven een I verbinding met kabels en connectoren.

I 1022434 ^ .......’'P" ,! ί^ΙΜΓ-'· ·=.. · - '.," '"-Τ’ 5

In het geval van een radiosignaal als tweede signaal omvat de ten minste ene zender een resonantiekring welke is ingericht voor het ontvangen van het radiosignaal. Een dergelijke resonantiekring is zeer eenvoudig in de zender op te nemen en kan bovendien worden afgestemd op 5 een gewenste zendfrequentie voor het ontvangen van het tweede signaal met een dragerfrequentie gelijk aan of rond deze resonantiefrequentie.

In een verdere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding omvat de ten minste ene zender een plaat met gedrukte bedrading ook printplaat genoemd, en omvat de resonantiekring een spoel 10 welke wordt gevormd door een bedradingsspoor op de plaat. Een dergelijke spoel is eenvoudig te vervaardigen en verschaft een bijzonder efficiënte en kosteneffectieve schakeling.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding omvat de zender van het tracerings- en telemetriesysteem 15 volgens de uitvinding een transistor die werkzaam is verbonden met de resonantiekring en die is ingericht voor het bij ontvangst van het tweede I signaal genereren van signaalpulsen in de zender, voor het instellen I en/of aanpassen van het tijdschema.

I Door de resonantiekring te koppelen met een transistor kan I 20 deze bij ontvangst van het tweede signaal in geleiding worden gebracht, I en kan deze tevens als gelijkrichter worden gebruikt voor het I bijvoorbeeld genereren van spanningspulsen waarmee informatie kan worden overgedragen aan bijvoorbeeld actieve elementen in de zender, zoals een I microprocessor voor het instellen van het tijdschema.

I 25 Voor het voortbrengen van het tweede signaal voorziet de I uitvinding in een tweede aspect hiervan, in een afzonderlijk I programmeerstation, dat voor het statisch en/of dynamisch aanpassen van het tijdschema in een zender kan zijn ingericht.

I Door de functie van het voortbrengen van het tweede signaal 30 onder te brengen in een separaat programmeerstation kunnen in het systeem volgens de onderhavige uitvinding de kosten van de zenders en ontvangers I 1022434 H geoptimaliseerd worden, afgestemd op de gewenste functionaliteit van het gebruik als tracerings- en telemetriesysteem.

H In een verdere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding is het programmeerstation ingericht voor het draadloos 5 overdragen van het tweede signaal naar de zender, waarbij de zender zoals boven besproken is ingericht voor het draadloos ontvangen van het tweede signaal, zoals een radiosignaal.

Het draadloos overdragen en ontvangen van het tweede signaal door respectievelijk het programmeerstation en de zender heeft 10 als voordeel dat er geen fysieke verbinding tot stand gebracht hoeft te worden tussen de zender en het programmeerstation, voor het programmeren van het tijdschema van de zender. Dit vereenvoudigt aanzienlijk het gebruik van het systeem.

In een derde aspect van de onderhavige uitvinding is een 15 zender verschaft voor gebruik in een tracerings- en telemetriesysteem I volgens het bovenbeschreven eerste aspect van de uitvinding.

H In een vierde aspect voorziet de onderhavige uitvinding in een werkwijze voor het instellen en/of aanpassen c.q. programmeren van het tijdschema in een zender in een tracerings- en telemetriesysteem door I 20 het geschikt opwekken en afgeven van een tweede signaal.

I De uitvinding zal verder worden beschreven aan de hand van I niet als beperking bedoelde uitvoeringsvormen daarvan, onder verwijzing I naar de bijgevoegde tekeningen, waarin:

Figuur 1 schematisch een tracerings- en telemetrie-systeem I 25 overeenkomstig de onderhavige uitvinding toont; en I Figuur 2 een deel van een schakeling toont van een zender voor gebruik in de onderhavige uitvinding, zijnde in het bijzonder het I ontvangerdeel van het tweede signaal.

I Figuur 1 toont een programmeerbaar tracerings- en I 30 telemetriesysteem 1 volgens de onderhavige uitvinding in een zeer I schematische weergave. Het systeem omvat ten minste één zender 2, I 1022434 ''"'‘^^BBS^BHfflj^WwBï^^^^^g ;j:- '--.··->- --gsF ώε^τ?·--. · --. ~ ' ' 7 I tenminste één ontvanger 3 en een programmeerstation 4. De zender 2 kan in I wezen elke, op een specifieke toepassing afgestemde, vorm hebben.

I Teneinde de beschrijving van de uitvinding niet onnodig te I vertroebelen, zijn voor het door een deskundige begrijpen van de I 5 uitvinding op zichzelf niet noodzakelijke elementen zoals zendsignaal- I opwekschakelingen, ontvangschakelingen, etc. niet nader beschreven.

I Tijdens gebruik zendt de zender 2 volgens een tijdschema 5, I bijvoorbeeld vervat in een al dan niet met een besturingsprocessor I gekoppeld geheugen (niet getoond) van de zender 2, een eerste of I 10 identificatiesignaal 6 uit, dat door één of meer ontvangers 3 wordt I ontvangen. De zender 2 kan verder bijvoorbeeld werkzaam zijn verbonden I met of voorzien zijn van invoermiddelen 8, waaronder een thermokoppel, I een (lucht)vochtigheidssensor, een bloeddruk- of hartslagmeter, een I bewegingssensor, een alarmknop of andere geschikte sensoren en opnemers.

I 15 De ontvanger 3 beschikt bijvoorbeeld over weergave- en I notificatiemiddelen 9 en desgewenst over invoer- en/of stuurmiddelen 10 I voor het bijvoorbeeld sturen van het gedrag van de ontvanger 3, zoals I bijvoorbeeld het vastleggen van grenswaarden van ontvangen signalen I waarop een actie moet worden ondernomen, zoals bijvoorbeeld het afgeven I 20 van een alarm of dergelijke.

I Met het programmeerstation 4 kan een tweede of I programmeersignaal 7 worden voortgebracht dat door de zender 2 kan worden I ontvangen. Dit programmeersignaal 7 is, overeenkomstig de uitvinding, I ingericht voor programmeren van het door de zender 2 te volgen I 25 zendgedrag, zoals (aanpassingen op) het tijdschema 5 voor het zenden van I het eerste of referentiesignaal 6.

I Het programmeerstation 4 is werkzaam verbonden met (of is I voorzien van) invoermiddelen 11 voor het door een gebruiker of anderszins I specificeren van het zendgedrag van de zender 2, en weergave- en I 30 notificatiemiddelen 12, bijvoorbeeld voor het bevestigen of ontkennen van I een goed ontvangen programmeersignaal 7. Hiertoe kan het

I IQ 2/Λ-JA

H programmeerstation met voordeel zijn voorzien van eigen ontvangmiddelen H zoals een ontvanger 3, voor het ontvangen van een door de zender 2 uitgezonden eerste of referentiesignaal 6, ondermeer voor test- en H controledoeleinden.

H 5 In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding zijn de zender 2, de ontvanger 3 en het programmeerstation 4 ingericht voor het langs radiografische weg draadloos overdragen van het eerste en tweede signaal 6, 7. De signalen 6, 7 kunnen echter bijvoorbeeld ook langs optische weg, ultrasoon of op een andere geschikte manier draadloos 10 worden overgedragen, zoals op zichzelf voor een deskundige bekend.

Het tweede signaal of programmeers! gnaal 7 kan ook draadgebonden met de zender 2 worden uitgewisseld, middels geschikte connectorverbindingen.

Het programmeerstation 4 kan zijn ingericht voor het I 15 continue of quasi-continue uitzenden van een tweede of programmeers!gnaal 7, mede afhankelijk van de complexiteit van en/of de mogelijkheden voor het in de zender 2 opslaan van een verfijnd tijdschema. In een vrij eenvoudige uitvoeringsvorm van de uitvinding zendt het programmeerstation I een bijvoorbeeld op de tijd van de dag, c.q de week of maand afgestemd I 20 tweede signaal 7 uit, voor het sturen van het zendgedrag van de zender 5 I en daarmee de aan een voedingsbron zoals een batterij 13 in de zender 2 I onttrokken hoeveelheid elektrische energie.

Figuur 2 toont het ontvangerdeel 15 van een schakeling van I een zender 2 in een tracerings- en telemetriesysteem 1 volgens de I 25 onderhavige uitvinding, voor het ontvangen van een langs radiografische I weg overgedragen tweede signaal 7.

Hierin vormen een spoel 16 en een condensator 17 tezamen I een resonantiekring (LC-parallel kring) welke aan een zijde verbonden is I met de signaalaarde 20 van de schakeling 15 en aan de andere zijde met de I 30 basis van een bipolaire NPN-transistor 18. De emitter van de transistor I 18 is verbonden met de signaalaarde 20, en de collector is middels een I 1022434 .....71 .................. ..... .·», .......— 9 weerstand 19 verbonden met de positieve voedingsspanningsaansluitklem Vcc 21 van de batterij 13 (zie fig. 1). Verder vormt de collector van de transistor 18 een uitgang 22 voor aansluiting van een actief element voor het opslaan c.q. bijwerken van het tijdschema 5 (zie fig. 1), zoals 5 bijvoorbeeld een microprocessor of programmeerbaar geheugen.

De resonantiekring gevormd door spoel 16 en de condensator 17 is afgestemd op een dragerfrequentie van een door het programmeerstation 4 uitgezonden programmeers!gnaal 7. Indien dit programmeers!gnaal 7 door de resonantiekring wordt ontvangen, ontstaat op 10 de basis van de transistor 18 een stuursignaal waarmee de transistor 18 periodiek in geleiding zal worden gebracht. Omdat de transistor 18 slechts in één richting in geleiding gaat, ontstaan op de collector van de transistor 18 spanningspulsen aan de uitgang 22 voor toevoer aan het actieve element (niet getoond).

15 Deze pulsen bevatten de informatie waarmee het tijdschema 5 van de zender 2 kan worden opgeslagen c.q. aangepast om het zendgedrag 6 van de zender 2 vast te leggen, c.q. aan te passen. Verwerking van de pulsen kan zowel hardwarematig als softwarematig plaatsvinden.

Het stroomverbruik van de schakeling 15 voor het ontvangen 20 van het tweede of programmeersignaal 7 is zeer klein, kleiner dan 50 nA (nominaal), waardoor deze schakeling het bereiken van een langere gebruiksduur van de batterij 13 niet in de weg staat. Verder is spoel 16 bij voorkeur uitgevoerd als bedradingsspoor op een plaat met gedrukte bedrading of printplaat (niet getoond), zodat een bijzonder kleine, 25 efficiënte en kosteneffectieve schakeling 15 wordt verkregen.

De gebruikte dragerfrequentie van het programmeersignaal 7 van het programmeerstation 4 kan bijvoorbeeld 13,56 MHz bedragen.

De in de figuren getoonde uitvoeringsvormen zijn uitsluitend bedoeld ter illustratie van het in de uitvinding beschreven 30 systeem. Zo kan de PNP-transistor 18 ook een transistor van het NPN-type zijn of bijvoorbeeld een veldeffecttransistor (FET).

1022434 H Met voordeel kan het systeem volgens de uitvinding, in het H bijzonder de zender hiervan, worden gebruikt in combinatie met de H tegelijkertijd met deze octrooiaanvrage door aanvraagster ingediende octrooiaanvrage "Tracerings- en telemetriesysteem met een door 5 invoermiddelen gestuurd zendgedrag, alsmede een zender en werkwijze".

Begrepen zal worden dat de getoonde en beschreven uitvoeringsvormen derhalve niet als beperkend voor de uitvinding bedoeld zijn.

I 1022434 11

OVERZICHT VAN VERWIJZINGSCIJFERS

1. Tracerings- en telemetrie-systeem; 2. zender(s) 5 3. ontvanger(s) 4. programmeerstation 5. tijdschema 6. eerste of identificatiesignaal 7. tweede of programmeers!gnaal 10 8. invoermiddelen 9. weergave- en notificatiemiddelen 10. invoer- en/of stuurmiddelen 11. invoermiddelen 12. weergave- en notificatiemiddelen 15 13. batterij 15. ontvangerdeel van zender (2) 16. spoel 17. condensator 18. transistor 20 19. weerstand 20. signaalaarde 21. positieve voedingsspanningsaansluitklem 22. uitgang 1022434

Claims

2. Tracerings- en telemetriesysteem volgens conclusie 1, verder omvattende middelen voor het draadloos aan de ten minste ene zender overdragen van het tweede signaal.
3. Tracerings- en telemetriesysteem volgens conclusie 2, 15 waarin de ten minste ene zender een resonantiekring omvat welke is ingericht voor het ontvangen van het tweede signaal, en waarbij het tweede signaal wordt gevormd door een radiosignaal.
4. Tracerings- en telemetriesysteem volgens conclusie 3, waarbij de zender verder een plaat met gedrukte bedrading omvat en 20 waarbij de resonantiekring een spoel omvat welke gevormd wordt door een H bedradingsspoor op de plaat.
5. Tracerings- en telemetriesysteem volgens één of meer van de I conclusies 3 en 4, waarbij de zender verder een transistor omvat welke werkzaam is verbonden met de resonantiekring en welke is ingericht voor 25 het bij ontvangst van het tweede signaal genereren van signaal pul sen voor het in de zender instellen en/of aanpassen van het tijdschema.
6. Tracerings- en telemetriesysteem volgens één of meer van de I voorgaande conclusies, verder omvattende een programmeerstation voor het I voortbrengen van het tweede signaal.
7. Tracerings- en telemetriesysteem volgens conclusie 6 voor I zover afhankelijk van conclusie 2, waarbij het programmeerstation I 1022434 middelen omvat voor het draadloos aan de zender overdragen van het tweede signaal.
8. Zender voor gebruik in een tracerings- en telemetriesysteem volgens één of meer van de voorgaande conclusies, omvattende middelen 5 voor het volgens een tijdschema uitzenden van een eerste signaal, met het kenmerk, dat de zender middelen omvat voor het ontvangen van een tweede signaal, en middelen voor het op basis van het tweede signaal instellen en/of aanpassen van het tijdschema.
9. Zender volgens conclusie 8, verder omvattende middelen voor 10 het draadloos ontvangen van het tweede signaal.
10. Zender volgens conclusie 9, waarbij de middelen voor het draadloos ontvangen van het tweede signaal een resonantiekring omvatten.
11. Zender volgens conclusie 10, verder omvattende een werkzaam met de resonantiekring verbonden transistor welke is ingericht voor het 15 bij ontvangst van het tweede signaal genereren van signaal pul sen voor het instellen en/of aanpassen van het tijdschema.
12. Zender volgens één of meer van de conclusies 8 t/m 11, omvattende één of meer invoermiddelen zoals sensoren, opnemers en alarmgevers voor het aan het eerste signaal toevoegen van door de 20 invoermiddelen verschafte informatie.
13. Programmeerstation omvattende middelen voor het voortbrengen van een tweede signaal, voor gebruik in een tracerings- en telemetriesysteem volgens één of meer van de conclusies 1-7.
14. Programmeerstation volgens conclusie 13, omvattende 25 middelen voor het ontvangen van het door de tenminste ene zender uitgezonden eerste signaal.
15. Werkwijze voor het programmeren van een tracerings- en telemetriesysteem omvattende ten minste één zender en ten minste één ontvanger, welke tenminste ene zender is ingericht voor het volgens een 30 tijdschema uitzenden van een eerste signaal en welke ten minste ene ontvanger is ingericht voor het ontvangen van het uitgezonden eerste 1022434 H signaal, met het kenmerk, dat een tweede signaal wordt uitgezonden en bij ontvangst van het tweede signaal door de ten minste ene zender het tijdschema wordt ingesteld en/of aangepast. I 1021434