PT1599847E

PT1599847E - Um sistema e um equipamento para localização e monitorização

Info

Publication number: PT1599847E
Application number: PT04711657T
Authority: PT
Inventors: Raymond Douglas
Original assignee: Kinderguard Ltd
Priority date: 2003-02-17
Filing date: 2004-02-17
Publication date: 2007-11-26
Also published as: US9898915B2; US20140152435A1; DK1599847T3; EP1599847A2; US20060176149A1; ATE370484T1; DE602004008231D1; WO2004072918A2; WO2004072918A3; DE602004008231T2; ES2293225T3; EP1599847B1

Description

ΡΕ1599847 -1 -

DESCRIÇÃO "UM SISTEMA E UM EQUIPAMENTO PARA LOCALIZAÇÃO E MONITORIZAÇÃO" A presente invenção diz respeito a um sistema e a um equipamento para localização e monitorização e, em particular, a um sistema e a um equipamento para localizar e monitorizar pessoas que operam numa multiplicidade de ambientes diferentes. 0 preço das unidades de GPS tem vindo a ser drasticamente reduzido ao longo dos últimos anos, de uma maneira tal que os modernos automóveis e embarcações têm unidades de GPS instaladas para ajudar o condutor em termos de navegação. Devido ao aumento dos casos relatados dizendo respeito a raptos de crianças nos anos mais recentes, associado com a globalização das grandes empresas de meios de comunicação, a que se pode juntar a crescente popularidade dos chamados desportos radicais, como a escalada de montanhas ou a prática de esqui fora das pistas, e que geralmente requerem uma determinação remota de posições, tem-se tornado desejável disponibilizar unidades de localização por GPS igualmente para as pessoas. Estas unidades são particularmente úteis se a pessoa que utiliza a unidade, encontrando-se em situação perigosa, consegue gerar um pedido de socorro por activação dum -2- PE1599847 alarme na unidade. 0 pedido de socorro pode ser transmitido a partir da unidade, de modo a que uma equipa de busca e salvamento consiqa identificar com precisão o paradeiro da pessoa em situação perigosa antes de empreender o seu salvamento.

Uma desvantagem associada com os dispositivos de localização da tecnologia antecedente reside no facto de que eles dependem do hospedeiro ("host") para transmitir pedidos de socorro. As unidades de localização por GPS da tecnologia antecedente são dispositivos passivos que apenas interagem com satélites. Para além disto, existe um significativo risco - por exemplo, numa situação em que a unidade de localização caia do hospedeiro e gere um pedido de socorro ao embater no solo, ou venha a sofrer uma posterior interferência por uma outra pessoa ou por um animal selvagem - do pedido de socorro não fornecer uma indicação precisa da actual localização do hospedeiro, mas que ao invés forneça a localização da própria unidade. 0 que mais se aproxima da antecedente tecnologia é apresentado no documento WO 02/32098 que divulga um procedimento para trabalhar com um sistema de comunicação sem fios, apresentando as etapas seguintes: (i) pôr em funcionamento um conjunto de sensores de sinais vitais que estão presos a um utilizador; (ii) transmitir a informação gerada pelos sensores a um dispositivo para comunicação sem fios, como por exemplo um telefone celular/PCS; (iii) fazer -3- ΡΕ1599847 a comparação, no dispositivo para comunicação sem fios, entre a informação gerada pelos sensores e um conjunto de parâmetros de referência armazenados ou acessíveis ao dispositivo para comunicação sem fios e, quando surgir uma ocorrência na informação gerada pelos sensores que caia fora dos parâmetros de referência, promover uma chamada de emergência desde o dispositivo para comunicação sem fios até uma central que responda a emergências. Na chamada de emergência será incluída pelo menos alguma da informação gerada pelos sensores, e informação que descreva uma localização actual do dispositivo para comunicação sem fios. A chamada de emergência pode ainda incluir outras informações que sejam descritivas do estado clínico do utilizador, tais como a história clínica do utilizador e os medicamentos que estejam a ser tomados pelo utilizador. Outro tipo de informações poderá também ser fornecida para ser usada pelo pessoal dos serviços de emergência, em conjunto com uma actualizada informação gerada pelos sensores que continua a ser transmitida com origem no dispositivo para comunicação sem fios enquanto o pessoal dos serviços de emergência se dirige para o utilizador. Poderá ser disponibilizada uma linha de informação médica a partir da qual se poderá fazer o download do conjunto de parâmetros de referência, e de outra informação opcional, para uma memória que seja acessível ao dispositivo para comunicação sem fios. 0 documento US 4 952 928 divulga um sistema para monitorização de pessoas integrando uma unidade de -4- PE1599847 transmissão, ou de transmissão-recepção, que é usada ou transportada pelo indivíduo a ser monitorizado, e que transmite periodicamente - ou a pedido - um sinal codificado exclusivo que identifica a pessoa que está a ser monitorizada, assim como informações sobre a condição física ou as actividades da pessoa que está a ser monitorizada, conforme estas vão sendo detectadas através de sensores ligados à unidade de transmissão. 0 sistema integra igualmente um dispositivo para monitorização de campo ("Field Monitoring Device - FMD"), que se encontra posicionado na proximidade da pessoa que é monitorizada, ou numa localização onde a pessoa que está a ser monitorizada se deveria encontrar, e uma unidade de processamento central ("Central Processing Unit - CPU") que automaticamente - ou a pedido - recebe e interpreta os dados provenientes do FMD. O estabelecimento de um elo de comunicação entre o FMD e a CPU pode ser feito por intermédio de linhas telefónicas já existentes, ou por outras vias de telecomunicações.

Constitui um objectivo da presente invenção evitar ou minimizar os problemas associados com as unidades de localização da tecnologia antecedente, e que foram atrás destacados.

Nestas circunstâncias, a presente invenção proporciona uma unidade móvel programável para um hospedeiro que a transporta, por exemplo uma pessoa, incluindo um micro controlador que está em comunicação com -5- ΡΕ1599847 cada um dos seguintes elementos: um módulo destacável de comunicação em espaço livre, para estabelecer comunicação com uma central de comando, uma unidade de GPS para estabelecer comunicação com pelo menos um sistema de satélites por GPS, e um sensor biométrico, sendo estes sensor biométrico e o micro controlador configurados de maneira a monitorizar e identificar exclusivamente o hospedeiro, a partir de dados biométricos específicos desse mesmo hospedeiro.

Preferencialmente, será disponibilizado um conjunto de módulos de comunicação para serem usados com a unidade móvel, e cada módulo será configurado de maneira a constituir uma interface com diferentes protocolos para comunicações sem fios.

Em termos ideais, entre estes protocolos contar-se-ão os seguintes: GPS, GSM, GPRS, Mode, 3G-UMTS e IEEE 802.11 WLAN. Como vantagem, isto irá permitir que sejam utilizados diversos tipos de diferentes unidades móveis em situações muito diferentes, tais como em parques temáticos cercados, em instalações industriais químicas, ou em perseguições ao ar livre.

Preferencialmente, o micro controlador disporá dum programa de controlo nele armazenado, para recepção da informação proveniente da unidade de GPS e do sensor -6- ΡΕ1599847 biométrico e para armazenamento da informação numa memória local.

Em termos ideais, o micro controlador disporá duma base de dados com parâmetros de comportamento aceitáveis relativamente ao hospedeiro, armazenados na memória da unidade. Esta base de dados define os limites de comportamentos aceitáveis relativamente ao hospedeiro, que incluem localizações geográficas aceitáveis relativamente ao hospedeiro, para além dos valores biológicos aceitáveis como, por exemplo, a temperatura do corpo e/ou as pulsações, e/ou a impedância bioeléctrica em qualquer momento dado.

Preferencialmente, o micro controlador disporá dum programa de controlo nele armazenado para comparar a informação recebida a partir da unidade de GPS e do sensor biométrico, confrontando-a com a da base de dados com parâmetros de comportamento armazenada na memória de bordo, para um dado hospedeiro em qualquer determinado momento.

Em termos ideais, o micro controlador será pré-programado, de maneira a periodicamente monitorizar e descarregar a informação actualizada proveniente da unidade de GPS e do sensor biométrico.

Preferencialmente, o programa de controlo armazenado na memória do micro controlador faz correr a informação recebida a partir da unidade de GPS e do sensor biométrico, confrontando-a com a da base de dados com -7- ΡΕ1599847 parâmetros de comportamento sempre que uma nova localização e informação biométrica for capturada e descarregada, provindo quer do sensor biométrico quer da unidade de GPS.

Em termos ideais, os valores anormais que caiam fora das permissiveis tolerâncias definidas na base de dados serão detectados por um programa interpretativo igualmente armazenado na memória do micro controlador.

Preferencialmente, o programa interpretativo disporá de meios para dar prioridade a estes valores anormais, e disporá de meios para seleccionar valores que dêem indicação de que o hospedeiro está a deparar com significativas dificuldades.

Em termos ideais, o micro controlador transmite estes valores seleccionados através do módulo de comunicações para uma central de comando.

Alternativamente, o micro controlador irá transmitir estes valores seleccionados através da unidade de GPS.

Em termos ideais, a base de dados com parâmetros de comportamento será remotamente programável para tomar em consideração as novas actividades e rotinas do hospedeiro.

Preferencialmente, o sensor biométrico irá consistir numa fonte de alimentação e numa multiplicidade -8- ΡΕ1599847 de elementos de contacto com o corpo.

Em termos ideais, os elementos de contacto com o corpo proporcionam informações indicativas das actividades do hospedeiro, tais como a temperatura corporal, a pulsação cardíaca e a transpiração.

Preferencialmente, o sensor biométrico e o micro controlador comunicam usando a tecnologia Bluetooth.

Em termos ideais, o sensor biométrico e o micro controlador serão configurados de maneira a identificar exclusivamente o hospedeiro, a partir de dados biológicos específicos do hospedeiro durante uma fase de aprendizagem, quando o sensor é inicialmente colocado no respectivo hospedeiro e a unidade começa a receber energia eléctrica.

Preferencialmente, esta identificação exclusiva irá consistir numa assinatura biométrica para o hospedeiro, e é usada como prova padrão para os subsequentes fornecimentos de dados provenientes do sensor biométrico.

Em termos ideais, o sensor biométrico irá consistir num enxerto ("patch") de múltiplos sensores flexíveis que continuamente monitorizam o ECG - Electro-cardiograma, a temperatura e a taxa de transpiração. Este enxerto de sensores é descartável, de baixo custo e amigo do utilizador, de um modo semelhante aos actuais eléctrodos para ECG descartáveis. 0 enxerto de sensores é pequeno e -9- PE1599847 apresenta um baixo perfil, capaz de ser usado de uma maneira completamente não invasiva.

Preferencialmente, o dispositivo irá integrar a patenteada tecnologia de eléctrodos ECG com écran que pode ser impresso, com os novos micro termistores e os sensores de transpiração com base piezo-elétrica. 0 enxerto é facilmente aplicado, e monitorizável à distância utilizando comunicações baseadas em espaço livre, tais como a Bluetooth. Será capaz de estabelecer comunicação com o micro controlador, quer directamente através duma interface em série fazendo parte duma solução integrada, quer usando o Bluetooth como parte de uma solução opcional de actualização.

Preferencialmente, o sensor biométrico irá dispor de circuitos eléctricos flexíveis, para permitir que o sensor se adapte à forma do corpo do hospedeiro.

Numa outra configuração do sensor biométrico, o micro controlador tem meios para geração e transmissão de sinais para dentro do corpo do hospedeiro, e de meios para receber e analisar os sinais provenientes do corpo do hospedeiro através do sensor biométrico, sendo estes sinais atenuados pela impedância bioeléctrica do corpo do hospedeiro, pelo que, no decurso do funcionamento, a análise pelo controlador dos sinais atenuados proporciona uma assinatura da impedância bioeléctrica capaz de promover -10- ΡΕ1599847 uma identificação exclusiva do hospedeiro. A impedância bioeléctrica pode ser medida com instrumentos técnicos simples que facilitam a capacidade para miniaturização da tecnologia de detecção biométrica, até um nivel adequado à sua implementação.

Em termos ideais, o sensor biométrico irá consistir em dois ou mais eléctrodos aplicados sobre a pele do hospedeiro.

Preferencialmente, os meios para geração e análise dos sinais consistem num módulo para comando do software, armazenado na memória do micro controlador e que pode ser executado no processador.

Os dados biométricos em tempo real descrevem a informação obtida provindo da pessoa em que o sensor está actualmente montado, em oposição à informação provindo da pessoa cujos dados biométricos foram originalmente gravados durante uma fase de aprendizagem, quando a unidade móvel foi inicialmente aplicada.

Preferencialmente, será armazenada na memória da unidade móvel uma assinatura da impedância bioeléctrica do hospedeiro, sendo esta assinatura gravada durante o registo inicial e a calibração primária de dados em ambiente de segurança, ou durante a fase de aprendizagem tal como acontece com as restantes assinaturas biométricas. -11 - ΡΕ1599847

Em termos ideais, o módulo para controlo do software será capaz de comparar a assinatura da impedância bioeléctrica registada em tempo real com a assinatura da impedância bioeléctrica gravada durante o registo ou fase de aprendizagem.

Em termos ideais, o módulo para controlo do software dispõe de meios identificadores de erro, que consistem em algoritmos de concepção robusta que têm em consideração a resistividade da pele, o suor, a regionalidade geográfica, o peso, a idade, o género, a intensidade de corrente, a medição da voltagem e o intervalo de frequências.

Preferencialmente, o sensor biométrico irá dispor de circuitos eléctricos capazes de gerar uma gama de sinais análogos, para intensidades de corrente e frequências variáveis.

Essencialmente, as intensidades de corrente serão de uma magnitude tal que garanta uma passagem em segurança através do corpo de um hospedeiro.

Em termos ideais, as intensidades de corrente situar-se-ão no intervalo de 100 μΑ a 900 μΑ.

Preferencialmente, a frequência dos sinais situar-se-á no intervalo de 1 a 1350 KHz. -12- ΡΕ1599847

Em termos ideais, o módulo para controlo do software dispõe de meios para identificar as caracteris-ticas de impedância bioeléctrica representativas da massa de gordura, massa das células corporais, água extra celular e massa óssea.

Preferencialmente, o módulo para controlo do software será capaz de gerar, transmitir, receber e analisar sinais num intervalo de tempo situado no domínio dos poucos segundos, de modo a proporcionar uma saída correspondendo a hospedeiro identificado ou a hospedeiro não identificado.

Em termos ideais, este intervalo de tempo será de aproximadamente um segundo.

Em termos ideais, os circuitos eléctricos do sensor biométrico irão dispor de meios para a leitura de sinais atenuados provenientes de um ou mais eléctrodos.

Preferencialmente, os circuitos eléctricos do sensor biométrico irão dispor de meios para filtrar o sinal, converter o sinal analógico num sinal digital, e enviar o sinal para o processador onde será analisado.

Preferencialmente, os algoritmos dispõem de meios para geração duma assinatura de impedância bioeléctrica exclusiva, para um hospedeiro específico, a partir dum -13- ΡΕ1599847 completo conjunto de dados incluindo a resistividade da pele, o suor, a regionalidade geográfica, o peso, a idade, o género, a intensidade de corrente, a medição da voltagem e o intervalo de frequências. Os algoritmos podem combinar a impedância com outros dados biométricos, consoante possa ser requerido.

Em termos ideais, os algoritmos são capazes de reduzir o tempo requerido para identificar um hospedeiro activo, pela utilização dum subconjunto de dados seleccionados a partir de qualquer combinação das variáveis atrás mencionadas. A presente invenção também proporciona um procedimento para identificação exclusiva dum hospedeiro, que integra as seguintes etapas: (i) geração e transmissão de sinais por parte dum controlador para dentro do corpo dum hospedeiro; (ii) recepção dos sinais no controlador, provenientes do corpo do hospedeiro, após eles terem sido atenuados pela impedância bioeléctrica do corpo do hospedeiro; (iii) análise dos sinais atenuados, por intermédio do controlador, para produzir uma assinatura da impedância bioeléctrica capaz de identificar exclusivamente o hospedeiro.

Em termos ideais, o procedimento irá também incluir a etapa do controlador comparar uma assinatura da impedância bioeléctrica dum hospedeiro - que foi gravada durante a fase de registo em segurança ou de aprendizagem - -14- ΡΕ1599847 com uma assinatura da impedância bioeléctrica em tempo real, gravada a partir do corpo do hospedeiro no momento actual, com propósitos identificadores.

Preferencialmente, do procedimento irá fazer parte: (i) a geração e transmissão duma corrente eléctrica ao longo dum certo intervalo de frequências para dentro do corpo do hospedeiro, por intermédio de pelo menos um eléctrodo; (ii) recepção do sinal atenuado através do eléctrodo, ou de cada eléctrodo; (iii) leitura da queda de voltagem dai resultante pelos circuitos eléctricos do sensor, para cada frequência do sinal; (iv) filtragem do sinal atenuado; (v) conversão analógico-digital do sinal; e (vi) passagem do sinal digital para o processador.

Preferencialmente, o hospedeiro irá usar a unidade móvel programável sob a forma de uma peça de joalharia ou integrada na roupa, com os componentes electrónicos nelas incorporados. Este tipo de equipamento é vulgarmente designado por roupa inteligente.

Preferencialmente, a unidade móvel irá integrar um Sistema de Ampliação de Área Alargada ("Wide Area Augmentation System - WAAS"). Este WAAS consiste num receptor de doze canais para melhorar a precisão e a integridade dos sinais de GPS.

Em termos ideais, a unidade móvel dispõe de meios para sua própria protecção relativamente à interferência -15- PE1599847 electromagnética, e a outras fontes de interferência de sinais ambientais.

Em termos ideais, a unidade móvel irá comportar uma Interface de Programadores de Aplicação ("Application Programmers Interface - API"), uma linguagem escrita e uma Interface Gráfica do Utilizador ("Graphical User Interface - GUI"). Como vantagem, refira-se que estas características permitem a definição das regras de comportamento aceitável, dizendo respeito à localização geográfica do hospedeiro relativamente ao tempo e às tolerâncias superior e inferior para os dados biométricos. A presente invenção também proporciona um sistema para monitorização e localização dum hospedeiro, por exemplo uma pessoa, constituído por uma central de comando comunicando em espaço livre com uma unidade móvel e um sistema de satélites por GPS, onde a unidade móvel integra um micro controlador que está em comunicação com cada um dos seguintes elementos: um módulo de comunicação em espaço livre destacável, para estabelecer comunicação com a central de comando, uma unidade de GPS para estabelecer comunicação com pelo menos um sistema de satélites por GPS, e um sensor biométrico, sendo estes sensor biométrico e o micro controlador configurados de maneira a monitorizar e identificar exclusivamente o hospedeiro, a partir de dados biométricos específicos desse mesmo -16- PE 1599847 hospedeiro.

Preferencialmente, a central de comando do sistema e as terceiras partes envolvidas estarão em comunicação através de protocolos de comunicação fixos/em espaço livre.

Em termos ideais, entre os protocolos contar-se-ão os seguintes: GPS, IEEE 802.11, GSM, iMode, ISDN, Internet, PSTN e Bluetooth.

Em termos ideais, a unidade móvel irá comunicar com a central de comando usando protocolos de comunicação em espaço livre.

Preferencialmente, entre os protocolos contar-se-ão os seguintes: GPS, IEEE 802.11, GSM, iMode e Bluetooth.

Em termos ideais, será disponibilizada uma estação transmissora-receptora em terra, para comunicação de sinais entre o sistema de satélites e a central de comando.

Preferencialmente, a base de dados com comportamentos aceitáveis estará também armazenada na central de comando, para posterior análise dos valores anormais que sejam comunicados a partir da unidade móvel.

Em termos ideais, o sistema irá incluir uma -17- ΡΕ1599847 interface baseada na rede, destinada a uma base de dados comandada em ambiente de segurança, proporcionando a criação e modificação dinâmicas da base de dados com comportamentos aceitáveis que está armazenada na central de comando e na unidade móvel.

Preferencialmente, da central de comando farão parte meios para alertar os responsáveis pela guarda e terceiras partes interessadas da existência de valores anormais, através de protocolos de comunicação fixos/em espaço livre.

Em termos ideais, as regras de comportamento serão definidas em agentes de software por intermédio duma GUI existente na rede e descarregada para a unidade móvel.

Preferencialmente, o sistema disporá de meios para identificar o facto da unidade móvel ter deixado de funcionar, ou da unidade móvel ter perdido contacto com o hospedeiro. 0 reconhecimento da separação é feito dado que o sensor biométrico realiza leituras de 30 segundos em 30 segundos, e se não forem recebidos quaisquer sinais biológicos durante um prolongado intervalo de tempo será porque, ou o bio-sensor deixou de estar preso ao hospedeiro, ou existe um mau funcionamento associado com o sistema de comunicação da unidade móvel. A presente invenção disponibiliza igualmente uma segunda unidade móvel programável para localização e -18- PE 1599847 monitorização dum hospedeiro que a transporte, constituída por um micro controlador, uma base de dados armazenada numa memória do micro controlador contendo dados com comportamentos aceitáveis para o hospedeiro, uma unidade de localização por GPS em comunicação com o micro controlador, e um programa de controlo carregado na memória do micro controlador para detecção de situações em que os sinais provenientes da unidade de GPS contêm valores anormais que caiam fora dos parâmetros definidos na base de dados com comportamentos aceitáveis.

Preferencialmente, a base de dados irá conter dados para localização geográfica aceitáveis e dados biológicos aceitáveis, em função do tempo, para um hospedeiro especifico.

Em termos ideais, a segunda unidade móvel também disporá dum sensor biométrico em comunicação com o micro controlador.

Preferencialmente, o programa de controlo irá detectar as situações em que os sinais provenientes do sensor biométrico contêm valores anormais, que caiam fora dos parâmetros biológicos aceitáveis definidos na base de dados com comportamentos aceitáveis.

Em termos ideais, a segunda unidade móvel programável será adequada para ser usada com o sistema atrás descrito. -19- ΡΕ1599847

Preferencialmente, ambas as unidades móveis disporão de meios que sejam suportados pelo Serviço de Cobertura Europeia para Navegação Geostacionária ("European Geostationery Navigation Overlay Service - EGNOS"). A presente invenção proporciona ainda um programa de controlo para comandar o funcionamento do sistema de monitorização e de localização, dispondo de meios para gerar e transmitir sinais, meios de aquisição para recepção de sinais a partir duma multiplicidade de meios de entrada, meios interpretativos para análise dos sinais recebidos a partir dos meios de aquisição, e meios geradores de sinais de alarme que serão postos em funcionamento como resposta à identificação de valores anormais pelos meios interpretativos .

Em termos ideais, os sinais recebidos pelos meios de entrada incluem dados de entrada do GPS e dados de entrada biométricos.

Preferencialmente, os meios interpretativos irão integrar uma base de dados com dados biológicos e geográficos aceitáveis para um hospedeiro, em função do tempo, e um conjunto de instruções codificadas para processamento da informação capturada a partir dos dados de entrada do GPS e dos dados de entrada biométricos, confrontando-os com a base de dados para verificação da existência de valores biológicos e geográficos anormais, -20- PE1599847 que caiam fora das tolerâncias aceitáveis definidas pela base de dados.

Em termos ideais, dos meios para geração, transmissão e recepção de sinais fazem parte instruções codificadas para comando do transmissor-receptor de GPS e do módulo de comunicações, através dum microprocessador.

Preferencialmente, o conjunto de instruções codificadas dos meios interpretativos consistirá em programas de software residentes em memória ("terminate and stay resident software agents"), que podem ser comunicados entre a unidade móvel e a central de comando. A invenção passará agora a ser descrita fazendo referência aos desenhos anexos que mostram, somente a titulo exemplificativo, uma configuração duma unidade móvel programável e uma configuração dum sistema para monitorização e localização dum hospedeiro que utiliza a unidade móvel. Nos desenhos: a Figura 1 constitui um desenho esquemático da arquitectura duma unidade móvel programável; a Figura 2 constitui um desenho ilustrado dum sistema para monitorização e localização dum hospedeiro que utilize a unidade móvel; e a Figura 3 constitui uma representação esquemática do processo de escrita das regras de comportamento. -21- PE 1599847

Fazendo referência aos desenhos, e inicialmente aos da Figura 1, neles se mostra uma unidade móvel programável genericamente identificada pelo número de referência 4. A unidade 4 possui um microprocessador central 10 (arm) para processamento dos sinais recebidos pela unidade 4. O processador 10 dispõe dum relógio 21 e duma fonte de alimentação 19 que também disponibiliza energia eléctrica para o par transmissor-receptor de GPS 28. O nivel de carga da fonte de alimentação 19 está a ser permanentemente monitorizado por um sensor de nivel de carga 18. Uma célula foto voltaica 20 encontra-se ligada à fonte de alimentação 19 proporcionando um eficiente fornecimento para armazenamento de segurança, para a eventualidade da fonte de alimentação 19, por exemplo uma bateria, ficar sem carga. O processador 10 consegue detectar o nivel de carga da fonte de alimentação 19 e iniciar um modo de funcionamento com carga reduzida quando tal se justificar. É disponibilizada uma memória local 14 para armazenamento dos dados obtidos a partir dum sensor biométrico 23, e da informação recebida através do receptor de GPS 28. O sensor biométrico 23 dispõe duma fonte de alimentação 22 e integra um certo número de detectores 24, 25, 26 e 27 para recepção de informação variada representando os atributos físicos do corpo do hospedeiro, como por exemplo o tipo de pele 24, a temperatura do corpo 25, o ECG 26 e a transpiração 27. -22- ΡΕ1599847

Existe uma unidade lógica e de controlo 15 que está em comunicação com a memória local 14 e com o processador 10, e esta unidade lógica e de controlo 15 está também em comunicação com o software 16 (programas residentes em memória - "Terminate and Stay Resident agents TSR's"). Uma base de dados 17 está igualmente armazenada na memória 14 da unidade 4, contendo um predeterminado conjunto de parâmetros de comportamento aceitável que são usados como padrões para a informação dinâmica recebida a partir do sensor biométrico 23 e do Receptor de GPS 28. O microprocessador 10 também está em comunicação com um módulo de comunicações 9 e um par transmissor-receptor de GPS 28, controlando o seu funcionamento. Um alarme manualmente accionável 12 está localizado na unidade 4 para permitir que um hospedeiro transmita um pedido de socorro, ou através do transmissor de GPS 28 ou do módulo de comunicações 9. No caso do alarme 12 ser acidentalmente accionado, ou no caso do acontecimento que provocou o pedido de socorro ter entretanto passado, o hospedeiro pode desactivar o alarme ao carregar no botão 11 para desarmar o alarme. A unidade móvel 4 também inclui um gerador de impulsos de radiofrequência 13 ligado ao processador 10. Este gerador 13 facilita a detecção na sua proximidade.

No decurso da utilização, e antes da entrada em funcionamento normal da unidade móvel 4, o sensor biométrico 23 é calibrado relativamente aos atributos físicos do hospedeiro específico. No início, o sensor -23- ΡΕ1599847 biométrico 23 detecta um certo número de parâmetros chave, incluindo o tipo de pele 24, a temperatura do corpo 25, o ECG 26 e a transpiração 27. Após um periodo inicial de aprendizagem, o sensor biométrico 23 entra em modo de funcionamento normal. Durante este periodo de aprendizagem, o sensor biométrico 23 envia sinais para o processador 10 da unidade móvel 4 utilizando a tecnologia Bluetooth. Dentro do processador 10 existem elementos lógicos e de controlo para processar os dados biométrico durante estes 30 a 60 segundos do periodo de aprendizagem. Depois de ter decorrido este periodo, o processador 10 cria uma unidade em pacote de dados ("Packet Data Unit - PDU") e transmite os sinais biométricos combinados, sob a forma duma assinatura biométrica 29 do hospedeiro, para uma central de comando (ver Figura 2) . Depois disso, a assinatura biométrica 29 irá ser usada para monitorizar os dados subsequentemente fornecidos pelo hospedeiro e identificar potenciais ou reais condições anormais, em função do levantamento dos dados biométricos que estão a ser fornecidos num dado momento e sua comparação com a assinatura biométrica 29 original.

Em funcionamento normal, ir-se-á verificar um elevado grau de coincidência entre o levantamento dos dados biométricos que estão a ser fornecidos num dado momento e os da assinatura biométrica 29 original que foram obtidos durante a calibração. Qualquer significativa divergência relativamente a um ou mais parâmetros será identificada como um potencial valor anormal. O motivo disto acontecer -24- ΡΕ1599847 poderá ser variável: desde uma mudança na aplicação da actividade (passagem de descanso para esforço), até uma mudança ambiental (temperatura, transpiração). Um verdadeiro valor anormal será o resultado de uma alteração no hospedeiro (definição de pele 24, ECG 26) ou um sinal de falta não programada.

Estas divergências relativamente à assinatura biométrica 29 fazem parte dos parâmetros de comportamento aceitável que são construídos e constituem um perfil de qualquer hospedeiro. A unidade móvel 4 segue a seguinte sucessão de alto nível das operações durante o modo activo, enquanto houver disponibilidade de energia eléctrica: - recolha de leituras biométricas locais de 30 segundos em 30 segundos verificar disponibilidade do armazenamento local 14; apagar dados com mais de 5 minutos - armazenar dados biométricos sob a forma de assinatura momentânea 29 verificar os dados desta assinatura 29 confrontando-os com os da assinatura 29 originalmente calibrada - calcular coordenadas de GPS de 5 em 5 minutos - verificar os dados de GPS de acordo com as regras de comportamento TSR Agent 16 no caso de existirem quaisquer condições anormais, haverá o seguinte prosseguimento -25- ΡΕ1599847

- Criação duma PDU com os dados biométricos, operacionais e de GPS - Envio da PDU a uma central de comando 33 (ver Figura 2) através do pertinente módulo de comunicações 9 A unidade móvel 4 segue a seguinte sucessão de alto nível das operações durante o modo passivo, enquanto houver disponibilidade de energia eléctrica: - se for recebido um pedido para uma PDU a partir duma central de comando, ou se for activado um sinal de Alarme Local, haverá o seguinte prosseguimento - recolha de leituras biométricas locais - verificar a disponibilidade do armazenamento local 14 - armazenar dados biométricos sob a forma de assinatura momentânea 29

- calcular coordenadas de GPS

- Criação duma PDU com os dados biométricos, operacionais e de GPS - Envio da PDU para a central de comando 33 através dum pertinente módulo de comunicações 9

Após a recepção da respectiva PDU da unidade 4, a central de comando 33 determina se qualquer atributo da PDU representa uma condição anormal, com base no seguinte: sinal de alarme do hospedeiro manualmente accionado - sinal de alarme do hospedeiro automaticamente accionado (inviolável) - aparecimento de condição anormal no hospedeiro -26- ΡΕ1599847 (violação de regra espacial) - aparecimento de condição anormal no hospedeiro (violação da calibração biométrica). A unidade 4 ou detecta que a condição anormal ocorreu no GPS - ou nos atributos biométricos - e irá informar a central de comando 33, ou então o modo passivo irá devolver um PDLT e a central de comando 33 irá processar os dados comparando-os com os da base de dados com regras de comportamento para este hospedeiro. Se os dados passarem no TSR Agent 16, então o modo operacional será mantido como normal. O hospedeiro detém a capacidade para desligar a unidade 4 e remover os bio-sensores 23 em localizações e eventos predeterminados (por exemplo quando está em casa, a dormir, em viagem de comboio ou de avião, a nadar). Em qualquer destes casos, a transição para a situação de retirar energia - ou simplesmente desligar - aos componentes chave do dispositivo, com o intuito de reduzir o consumo energético, está pre-programada nas regras de comportamento TSR Agent 16. 0 nível de consumo energético é monitorizado e comunicado sob a forma de dados operacionais, fazendo parte da PDU que é mandada de volta para a central de comando 33. A unidade 4 atinge uma situação anormal no nível de vida disponível da bateria quando o seu estado se torna crítico (ou seja, quando se atinge menos de 25% do nível -27- ΡΕ1599847 energético). Perante uma tal situação, a central de comando 33 faz o processamento da PDU e faz seguir a informação para o pertinente ponto de contacto correspondente a este hospedeiro. Com o intuito de conservar a potência eléctrica em condições normais de funcionamento, a unidade 4 irá usar um modo de potência de compensação ("trickle power") para o funcionamento, quando tal for aplicável.

Fazendo agora referência à Figura 2, nela se mostra uma representação ilustrada dum sistema da invenção genericamente identificado pelo número de referência 31. 0 sistema 31 apresenta uma unidade móvel 4 presa no pulso duma criança 32. A unidade móvel 4 estabelece comunicação em espaço livre com uma central de comando 33 e um satélite de GPS 34. A central de comando 33 e um parente, um responsável pela guarda ou uma terceira parte interessada 35 irão estabelecer comunicação via Internet através dum ISP 37. Entre os restantes equipamentos e meios de comunicação entre a central de comando 33 e uma terceira parte 35, contam-se uma televisão 38 interactiva através da ADSL, telefones portáteis 39 através de GSM, e PDA's 36 através de GPRS. Uma estação transmissora-receptora em terra 41 é representada estabelecendo comunicação em espaço livre, tanto com o satélite de GPS 34 como com a central de comando 33.

No modo normal de funcionamento, uma unidade de GPS 28 (ver Figura 1) na unidade móvel 4 estará desligada e o sistema para comunicação com a central de comando 33 é -28- ΡΕ1599847 colocado no modo de escuta, semelhante a um dispositivo móvel dispondo de GPRS.

Quando a central de comando 33 comunica com a unidade móvel 4, quer seja para uma verificação de sistemas ou porque o parente/responsável pela guarda 35 pretende determinar a situação da criança 32, a central de comando 33 dá inicio a um canal de comunicações com a unidade 4 utilizando um circuito sem fios, através de GSMGPRS/802.11, celular, ou MIP, que retransmite o sinal para a unidade móvel 4. Ao receber tal sinal da central de comando 33, a unidade móvel 4 executa um TSR 16 que lhe permite devolver um sinal indicativo de que a unidade 4 se encontra activa, o qual contém: - dados de localização espacial - estado operacional/nivel energético da bateria - dados da assinatura biométrica 0 transmissor-receptor de GPS 28 na unidade móvel 4 pode calcular as suas coordenadas espaciais através dum satélite de GPS 34, em função do tempo e do espaço, e devolvê-las sob a forma de dados de localização espacial.

No caso da criança 32 se situar fora do alcance dos protocolos sem fios normalizados, o sistema 31 poderá usar o GPS para promover o fluxo transmissor/receptor de/para a central de comando 33, a partir da unidade móvel 4. Em situações onde o hospedeiro 32 se encontre no mar, em terreno montanhoso, ou em zonas desérticas, será necessário -29- PE 1599847 providenciar comunicações por satélite somente para que a unidade móvel 4 possa ser exclusivamente identificada, endereçada e acedida. 0 mesmo TSR 16 é executado pela unidade móvel 4 mediante a recepção do pedido da central de comando 33. Não havendo tal intervenção, a unidade móvel 4 fica fora de alcance. A unidade móvel 4 envia periódicos fornecimentos de dados, em conformidade com os atributos da própria unidade 4.

Dependendo da actividade e da localização física do hospedeiro 32, a central de comando 33 irá comunicar com o hospedeiro 32 através de módulos de GPS 28 ou de outras interfaces de comunicações 9, utilizando IEEE 802.11, 3G, GPRS, GSM, Bluetooth. A unidade móvel 4 responde à central de comando 33 em conformidade, sob o controlo do processador 10 do micro controlador.

Em termos gerais, quando a unidade 4 detecta uma condição anormal localmente, ela utiliza comunicações móveis para iniciar uma sessão de comunicações com a central de comando 33. A unidade de GPS 28 executa a função de localização utilizando sinais provenientes do satélite de GPS 34 mais próximo. Em condições normais de funcionamento, o módulo de GPS 28 encontra-se desligado da energia, a menos que, ou a unidade 4 tenha detectado uma condição biométrica anormal, ou o hospedeiro tenha emitido um alarme 12, ou então a central de comando 33 tenha requerido uma actualização do estado. Perante tais situações, os módulos de GPS 28 são ligados à corrente e o -30- PE1599847 processo de localização é executado sob o controlo do processador 10. Os componentes de GPS 34, 28 podem combinar outros dados provenientes da central de comando 33, para verificar e aperfeiçoar os resultados. Tais dados auxiliares podem incluir dados de localização aproximada, um almanaque de efemérides, um desvio de frequência por efeito doppler, referências espaciais prévias, tempos, etc. Os componentes de GPS 34, 28 fornecem os dados de localização espacial que foram calculados usando o satélite de GPS 34 em ligação com a unidade de GPS 28 e o processador 10. Estes dados são então combinados com a assinatura biométrica 29 e enviados sob a forma duma PDU estruturada para a central de comando 33, através de apropriados protocolos de comunicações. Os dados operacionais que digam respeito aos níveis energéticos das fontes de alimentação 19, 22 (ver Figura 1) serão também incluídos. Após recepção da PDU, a central de comando 33 verifica os valores dos atributos da PDU de acordo com a base de dados 17 contendo as regras de comportamento para o hospedeiro definido e naquele específico ponto, em termos de espaço e de tempo.

Se a PDU tiver sido proveniente da unidade 4 como resultado de um Alarme 12 iniciado pelo utilizador, então a central de comando 33 despacha a condição de alarme para a pessoa/organização de contacto que está designada na base de dados como devendo ser contactada em caso de emergência. No entanto, se a PDU tiver sido proveniente da unidade móvel 4, quer em resposta a um pedido anteriormente -31- PE1599847 formulado pela central de comando 33, quer como uma potencial condição anormal detectada pela própria unidade 4, a central de comando 33 verifica os atributos da PDU de acordo com as regras de comportamento da base de dados 17 para aquele designado hospedeiro 1, naquele ponto especifico em termos de espaço e de tempo, e responde em conformidade.

Fazendo agora referência à Figura 3, as regras de comportamento são definidas, através duma linguagem escrita e programada por intermédio duma interface superior gráfica ("Graphical Upper Interface - GUI") baseada na rede, pela central de comando 33 ou pelo parente/responsável pela guarda 35 do hospedeiro 32. As regras espaciais e biométricas que definem o movimento e estado aceitáveis para o hospedeiro 32 - em função do tempo, espaço e actividade - são programadas da seguinte maneira. 0 procedimento segundo o qual as regras de comportamento são estruturadas, definidas e expressas é obtido por intermédio de uma linguagem 52 que é escrita em C ou em Java e verificada por um compilador de linguagem 53. Essencialmente, a linguagem 52 constitui um meio através do qual a localização e actividade assumidas para o hospedeiro são definidas em função do periodo do dia e da actividade. A linguagem 52 é combinada com o estado do hospedeiro 32 em termos das respectivas leituras biométricas chave. Tais parâmetros biométricos irão estar relacionados com os atributos da temperatura do corpo, da pele, do ECG. Cada linguagem 52 irá igualmente conter os valores paramétricos -32- ΡΕ1599847 para: - a data (dados) - o tempo (relógio de 24 horas) (numérico) - as coordenadas x, y da rede nacional (numérico) - o descritor de localização (texto) i. casa ii. Escola iii. Férias iv. Compras v. Trabalho vi. etc. - o descritor de actividades (texto) i. desporto ao ar livre ii. Natação iii. Escalada iv. Prática de esqui v. desporto em recinto fechado vi. lazer vii. escola viii. trabalho ix. etc. - o administrador designado (caso exista) - o modo de transporte i. (a pé, de carro, de bicicleta, de comboio à superfície, de avião, de barco, de metropolitano, etc.) atributos biométricos -33- ΡΕ1599847 i. temperatura do corpo

ii. Parâmetros de ECG iii. Tipo de pele iv. Nível de transpiração v. etc.

Com cada protocolo de comunicação física que se procura imitar dentro do hospedeiro 32, irá estar associado uma gama de linguagens 52 que irão ser enviadas para a unidade 4 através dum expedidor de linguagens 51, e que serão executadas pela unidade 4 e subsequentemente utilizadas para entrar em diálogo com a central de comando 33.

Estas serão então agrupadas num código de agente móvel executável para serem transmitidos à unidade 4 sob a forma dum TSR 16. São disponibilizados protocolos cliente-servidor móveis para proporcionar o pedido-estabelecimento ("call-set-up") de comunicações entre agentes e verificação de TSR 16, entre a central de comando 33 e o processador 10 da unidade. A base de dados 17 com as regras de comportamento será então preenchida com estes valores. As subsequentes alimentações de dados locais, provenientes do sensor de GPS 28 e do sensor Biométrico 23, serão comparadas e confrontadas com a base de dados 17 comportamental, e com as regras que foram definidas no TSR 16. Será mantido um armazém de dados na central de comando 33 para guardar um perfil do comportamento do hospedeiro, que irá servir como elemento de referência e de predição no -34- ΡΕ1599847 futuro.

Poderão ser introduzidas alterações e modificações sem que nos afastemos do âmbito da invenção anteriormente descrita, e como será seguidamente definida nas reivindicações anexas.

Lisboa, 13 de Novembro de 2007

Claims

ΡΕ1599847 -1 - REIVINDICAÇÕES 1. Uma unidade móvel programável (4) para um hospedeiro que a transporta, por exemplo uma pessoa (32), incluindo um micro controlador que está em comunicação com cada um dos seguintes elementos: um módulo de comunicação (9) em espaço livre destacável, para estabelecer comunicação com uma central de comando (33), uma unidade de GPS (28) para estabelecer comunicação com pelo menos um sistema de satélites por GPS (34), e um sensor biométrico (23), sendo estes sensor biométrico (23) e o micro controlador configurados de maneira a monitorizar e identificar exclusivamente o hospedeiro, a partir de dados biométricos específicos desse mesmo hospedeiro.
2. Uma unidade móvel programável (4) conforme reivindicada na reivindicação 1, em que o módulo de comunicação (9) em espaço livre destacável poderá ser seleccionado de entre um conjunto de módulos de comunicação, e cada módulo é configurado para constituir uma interface com diferentes protocolos de comunicação em espaço livre.
3. Uma unidade móvel programável (4) conforme reivindicada na reivindicação 1 ou na reivindicação 2, em -2- ΡΕ1599847 que o micro controlador dispõe duma base de dados (17) com parâmetros de comportamento aceitáveis para o hospedeiro (32), armazenados numa memória (14) da unidade (4).
4. Uma unidade móvel programável (4) conforme reivindicada na reivindicação 3, em que a base de dados (17) define os limites das localizações geográficas aceitáveis e dos valores biológicos aceitáveis, em função do tempo, para o hospedeiro (32) .
5. Uma unidade móvel programável (4) conforme reivindicada na reivindicação 3 ou 4, em que a base de dados (17) é remotamente programável para poder tomar em consideração novas actividades e rotinas do hospedeiro.
6. Uma unidade móvel programável (4) conforme reivindicada em qualquer uma das precedentes reivindicações, em que tem lugar uma identificação original quando o sensor biométrico (23) é inicialmente fixado no hospedeiro (32), e começa a ser fornecida energia eléctrica à unidade móvel (4).
7. Uma unidade móvel programável (4) conforme reivindicada na reivindicação 6, em que a identificação proporciona uma assinatura biométrica (29) reprodutível, identificável para o hospedeiro (32). reivindicada Uma unidade móvel programável em qualquer uma das uma (4) conforme precedentes -3- PE1599847 reivindicações, em que o sensor biométrico (23) integra uma fonte de alimentação (22) e um enxerto de múltiplos sensores flexíveis que continuamente monitorizam o ECG do hospedeiro (26), a temperatura de corpo (25) e a taxa de transpiração (27).
9. Uma unidade móvel programável (4) conforme reivindicada em qualquer uma das precedentes reivindicações, em que o sensor biométrico (23) está equipado com circuitos eléctricos flexíveis permitindo que o sensor (23) se adapte à forma do corpo do hospedeiro.
10. Uma unidade móvel programável (4) conforme reivindicada em qualquer uma das precedentes reivindicações, em que o sensor biométrico (23) e o micro controlador comunicam usando a tecnologia Bluetooth.
11. Uma unidade móvel programável (4) conforme reivindicada em qualquer uma das precedentes reivindicações, em que o micro controlador é pre-programado para monitorizar periodicamente e descarregar informação actualizada a partir da unidade de GPS (28) e do sensor biométrico (23).
12. Um sistema (31) para monitorização e localização dum hospedeiro, por exemplo uma pessoa (32), constituído por uma central de comando (33) que comunica em espaço livre com uma unidade móvel (4) e um sistema de satélite por GPS (34), onde a unidade móvel (4) integra um -4- ΡΕ1599847 micro controlador que está em comunicação com cada um dos seguintes elementos: (i) um módulo de comunicação (9) em espaço livre destacável, para estabelecer comunicação com a central de comando (33); (ii) uma unidade de GPS (28) para estabelecer comunicação com pelo menos um sistema de satélites por GPS (34); e (iii) um sensor biométrico (23), sendo estes sensor biométrico (23) e o micro controlador configurados de maneira a monitorizar e identificar exclusivamente o hospedeiro, a partir de dados biométricos específicos desse mesmo hospedeiro.
13. Um sistema (31) conforme reivindicado na reivindicação 12, em que a unidade móvel (4) e a central de comando (33) comunicam periodicamente uma com a outra, usando protocolos de comunicação em espaço livre.
14. Um sistema (31) conforme reivindicado na reivindicação 12 ou 13, em que uma base de dados (17) com comportamentos aceitáveis é armazenada na central de comando (33) e na unidade móvel (4).
15. Um sistema (31) conforme reivindicado na reivindicação 14, em que o sistema integra uma interface baseada na rede, destinada a uma base de dados comandada em ambiente de segurança, para criação e modificação dinâmica da base de dados (17) com comportamentos aceitáveis armazenada na central de comando (33) e na unidade móvel -5- ΡΕ1599847
16. Um sistema (31) conforme reivindicado em qualquer uma das reivindicações 12 a 15, em que a central de comando (33) do sistema é posta em comunicação com terceiras partes, usando predeterminados protocolos de comunicação.
17. Um sistema (31) conforme reivindicado em qualquer uma das reivindicações 12 a 16, em que a central de comando (33) inclui meios para alertar os responsáveis pela guarda e as terceiras partes envolvidas quanto a valores anormais, usando protocolos de comunicação predeterminados.
18. Um sistema (31) conforme reivindicado na reivindicação 16 ou 17, em que as terceiras partes e a central de comando (33) dispõem de meios para contactar com a unidade móvel (4), usando protocolos de comunicação predeterminados. Lisboa, 13 de Novembro de 2007