TW201037341A - System and method for monitoring relative position of moving object - Google Patents

Description

201037341 六、發明說明： ' 【發明所屬之技術領域】 本發明為提供一種移動物體相對位置監控系統及 其方法’尤其是指-種可持續追蹤特定移動物體的監 控系統。 【先刖技術】 〇 按，以目前的社會環境而言，已經逐漸走向高齡 化與老人化的社會，很多年老的人，因為有老人癡呆 症等問題，老人走失的問題也逐漸嚴重，而除了老人 的問題以外，一般的家長由於工作過於忙碌，無法陪 伴在幼兒或孩童的身邊，以致於無法掌握幼兒或孩童 的行蹤，造成許多幼兒失蹤或是離家出走甚至被詐騙 集團詐騙等問題，更重要的是需要在第一時間掌握照 Ο 護對象的行蹤，以防患於未然。在科技發達的現今環 境下，為了方便對老人、幼兒或是孩童快速的取得聯 絡，因此在行動電話普及的現在，許多家長或是為人 子女者，都會替家中老人或是幼兒、孩童申辦一支行 動電話號碼’以隨時透過行動電話的聯繫，來取得老 人、幼兒或孩童的狀況，但此方式僅能由老人或是幼 兒、孩童親身敘述自己的地理位置，因此若是有走失 的情況或是不認識路的情況，甚至在山區走失的狀 3 201037341 況’老人或是幼兒、孩童等即無法辨認自 己的位置， 造成無法快速進行搜尋或搜救，目前的搜尋或搜救方 式，主要係透過家長或是親屬打電話報警，再由警方 向電仏業者取得發話地點，進而由警方協同搜救人 員，依電彳§業者所提供的發話地點來進行老人或是幼 兒、孩童的搜尋或搜救行動，如此不但需要浪費相當 多的時間，亦會造成搜救時間的延誤，因此需要在照 護者離開的第-時間若能即時警示通報，則可避免許 多麻煩與擔心。 目前市面上的監控系統，主要有使用衛星定位 (GPS)與GSM或3G行動通訊結合，藉由被監控者移 動位置’ GPS接收衛星訊號藉由行動通訊發送給特定接 收者，如台灣新型專利第M287479號，即提出一種具 有定時信息傳送之遠端安全守護裝置，該裝置至少包 含：輸入裝置10、回覆裝置20、信號收發裝置3〇、時 鐘模組40;根據預設的時間，使用者藉由手持數位裝 置1發送-目前手持數位裝置丨之狀態至監控中心 60’以便該監控中心60可根據目前所接收的狀態作出 適當的處理。但該裝置一旦處於⑽或咖收訊不良 的地方’則無法發揮效果。再者，一般人待在室内的 時間較多，因此GPS勢必難以發揮效果，必須等到被 監控或被照護者_室内到室外才能發揮效果，為時 201037341 已晚。 故如何將上述之問題加以摒除，實為本案創作 人所欲解決之技術困難點之所在。 【發明内容】 故，本發明之發明人有鑒於上述缺失，乃搜集相 關資料，經由多方評估及考量，並以從事於此行業累 積之多年經驗，經由不斷試作及修改，始設計出此種 〇 彳持續追蹤特定移動物體之監控系統的發明專利者。 本發明之主要目的在於：其主要包括有至少一定 位發射裝置與一訊號接收處理裝置，其内部均各設有 一RF I D訊號收發裝置，藉由訊號接收處理裝置其 上之扣向性天線搜尋定位發射裝置之位置，並接收定 位發射装置内RF ί 〇訊號收發裝置所發射之無線訊 號，俾使訊號接收處理裝置達到可追蹤設有定位發射 ΰ 裝置之移動物體以及得知二者間相對位置之目的。 本發明之次要目的在於：定位發射裝置與訊號接 收處理裝置内均設有一G P s訊號接收裝置，當二者 間之距離超過RFID訊號收收發裝置所能接收的範 圍内並位於室外時’訊號接收處理裝置即可由Gp s 訊號接收裝置透過外界衛星之定位方式，得知設有定 位發射裝置之移動物體位置與距離。 本發明之另一目的在於：其中定位發射裝置可為 5 201037341 腕錶之型態，使其可便於佩帶於病患或幼兒手上，藉 此能持續追蹤病患或幼兒之正確位置與距離。 本發明之又一目的在於：其中訊號接收處理裝置 可设定1 0m〜1 〇 〇m之感應距離，當定位發射裝 置遠於該感應距離後，即可透過訊號接收處理裝置上 所設之發聲裝置發出聲響或警告語音，或者，透過定 位發射裝置1上之蜂鳴器發出聲響或閃光LED發出 焭，藉此達到警告之目的。 本發明除監護人員外，亦可應用於寵物、自行車 等戶外活動上。 【實施方式】 為達成上述目的及功效，本發明所採用之技術手 段及構造，茲繪圖就本發明較佳實施例詳加說明其特 徵與功能如下’俾利完全了解。 請參閱第一圖、第二圖與第三圖所示，係為本發 明之系統方塊圖與局部方塊圖，由圖中可清楚看出， 主要包括有至少一定位發射裝置i與一訊號接收處理 裝置2，其中定位發射裝置i内包括有一尺1?11)訊 號收發裝置1 1、一微電腦控制器1 2、一計時裝置 1 2 1、一活力偵測裝置1 2 2、一蜂鳴器1 2 3、 一閃光LED 1 2 4、一訊號調變及解碼單元1 2 5 、一G P S訊號接收裝置i 3、一電源供應端1 4、 201037341 . -電源穩壓單元141、—供電元件142與一充電 迴路1 4 3，而訊號接收處理裝置2内則包括有一R F I D訊號收發裝置2工、一指向性天線2工1、一 微電腦控制器2 2、一計時裝置2 2 1、一放大晶片 222、一發聲裝置223、一電子羅盤224、一 控制介面225、一LCD顯示裝置226、一訊號 調變及解碼單元2 2 7、-GP S訊號接收裝置2 ❹ 3、一電源供應端24、一電源穩壓單元241與一 供電兀件24 2 ’而其上所述定位發射裝置1内之r F I D訊號收發裝置i丄其有效傳輸距離約為1K m。其中該指向性天線2丄i是一種在特定角度（例 如前方）方能收到無線電信號的天線，藉此可運用來 得知電子信號之發射方向與強度（運用方式例如常見 的野生動物電子追蹤方式）。 ❾ 請參閱第三圖、第四圖、第五圖、第六圖、第七 圖、第八圖與第九圖所示’係為本發明之較佳實施例 圖’並請同時參閱第二圖與第三圖，由圖中可清楚看 出’其中定位發射裝置1可由幼兒隨身攜帶，當欲於 室内搜尋幼兒位置時，使用者將指向性天線211指 向前方，再將訊號接收處理裝置2以3 6 0度掃瞄室 内一圈’直至指向性天線211接收定位發射裝置1 之RF I D訊號收發裝置1 1所發射之訊號，使訊號 7 201037341 接收處理裝置2能夠接收感應到R F I D訊號收發裝 置1 1所發射之訊號’再藉由該R F I D訊號收發裝 置1 1所發射之訊號之強度’計算出定位發射裝置丄 之正確方位、相對位置與距離，並由訊號接收處理裝 置2上之L CD顯示裝置2 2 6顯示定位發射裝置1 之正確方位、相對位置與距離，藉此可得知幼兒之位 置（以下各實施例之搜索方式亦同），為了方便使用 者’ L CD顯示裝置2 2 6亦可顯示一方向性指標， 顯示使用者所掃瞒的度數，若掃晦到3 6 〇度時，該 顯示之方向性指標重合，並發出提示聲響。其中訊號 接收處理裝置2並可設定1 〇m〜1 〇 〇111之感應距 離，當定位發射裝置1超過該感應範圍後，即可透過 訊號接收處理裝置2上之發聲裝置2 2 3發出聲響或 §告居音，或者，透過定位發射裝置1上之蜂鳴器1 23發出聲響或閃光’ LED124並加以顯示警 口，藉此警告幼兒已離開該有效感應範圍並需注意幼 兒之移動向’接著使用者可運上述的指向性天線21 1來找出幼兒之方位與距離，而定位發射裝置i並可 也裝置於寵物身上’透過訊號接收處理裝置2上之指 向性天線2 11 (操作方式如上)，以得知寵物之正確 方位、相對位置與距離’或者也可由訊號接收處理裝 置2"又疋1 〇m〜l 0 〇m之安全感應距離，當定位 201037341 • 發射裝置1超過該安全感應範圍後，即可透過訊號接 收處理裝置2上之發聲裝置2 2 3發出聲響或警告語 音’或者，透過定位發射裝置1上之蜂鳴器1 2 3發 出聲響或閃光L ED 1 2 4發出亮燈，藉此得知寵物 已離開安全感應範圍。為了節省電力，定位發射裝置 1内所設之活力偵測裝置1 2 2在一定時間内（例如 五分鐘）沒有感應到移動的話’則傳送信號給微電腦 〇 控制器1 2，由微電腦控制器1 2減低系統運作的時 脈以及信號發射的密集度，藉以節省電力。但若活力 偵測裝置1 2 2偵測活動頻繁的話’則加強信號發射 的法、度’提尚監控準確度。該活力偵測裝置1 2 2可 為一水銀開關，或一金屬滾珠，因慣性力產生位移而 與設於其旁的金屬導通接點產生電性連接，再依照其 接觸的頻繁度瞭解活動力的密度。 〇 另外，若定位發射裝置i已離開有效之感應範圍 並且位於室外時，則可藉由定位發射裝置i内之Gp S訊號接收裝置13與訊號接收處理裝置2内之gp S訊號接收裝置23，透過外界衛星3所傳送之座標 之定位方式，使訊號接收處理裝置2藉以接收定位發 射裝置1之正確方位與相對位置之無線電訊號，藉 此，若幼兒或寵物走失時’可得知其正確方位與相對 位置以便於協尋，繼之，另透過訊號接收處理裝置2 9 201037341 内之微電腦控制器2 2，可將所追蹤定位發射裝置工 之座標與移動路徑資料儲存。 請參閱第十一圖、第十二圖與第十三圖所示，係 為本發明之另一實施例圖，請同時參閱第二圖與第三 圖，由圖中可清楚看出，其中定位發射裝置丄並可為 腕錶之型態，以便於可佩帶於病患手上，其於室内外 之使用方式與上述實施例相同，於此不再贅述。 請參閱第切目、帛十五圖與第十六圖所示，係 為本發明之又一實施例圖，並請同時參閱第三圖由 圖中可清楚看出，其中可於戶外活動，如騎乘自行車 時，將訊號接收處理裝置2裝設於自行車上，藉由訊 號接收處理裝置2内之GP S訊號接收裝置2 3，並 透過外界衛星3之定位功能，將自行車所行經過之座 標位置進行記錄、透過L CD顯示裝置2 2 6提供即 時位置資訊與導航’或者，在多台自行車上均各設有 訊號接收處理裝置2時，也可透過外界衛星3之定位 功能，由訊號接收處理裝置2得知彼此間之相對位置 與距離，另外，透過訊號接收處理裝置2内之微電腦 控制器2 2，可將所追蹤定位發射裝置1之座標與移 動路徑資料儲存，訊號接收處理裝置2並可連接有運 動型心跳感應配件，以可隨時監控使用者在戶外運動 時心跳變化。 201037341 本發明藉由定位發射裝置1與訊號接收處理裝置 2間所形成之監控系統，除了在室内之設定範圍内， 可透過二者其内所設之RFID訊號收發裝置11與 R F Ϊ D訊號收發裝置2 1間之感應，以達到監控目 的之外’若處於室外且已超出RF I D訊號收發裝置 1 1與R F I D訊號收發裝置2 1之收發訊號距離範 圍’則可由定位發射裝置1與訊號接收處理裝置2内 〇 之GPS訊號接收裝置13與GPS訊號接收裝置2 3 ’透過外界衛星3之定位功能來達到監控之目的， 因此，本發明藉由RF I D感應與GP S衛星定位二 種方式，可達到在不同的場地、距離與位置上持續對 於移動物體進行監控之目的，並且訊號接收處理裝置 2可同時接收多個定位發射裝置ϊ之訊號，以達到持 續監控多個活動物體之目的。 0 綜上所述，本發明之移動物體相對位置監控系統 及其方法於使用時’為確實能達到其功效及目的，故 本發明誠為一實用性優異之創作，為符合發明專利之 申請要件，爰依法提出申請，盼審委早曰賜准本創 作，以保障發明人之辛苦創作，倘若鈞局審委有任 何稽疑，請不吝來函指示，發明人定當竭力配合實 感德便。 11 201037341 【圖式簡單說明】 第一圖係為本發明之系統方塊圖。 第二圖係為本發明之局部方塊圖一。 第三圖係為本發明之局部方塊圖二。 第四圖係為本發明之較佳實施例圖一。 第五圖係為本發明之較佳實施例圖二。 第六圖係為本發明之較佳實施例圖三。 第七圖係為本發明之較佳實施例圖四。 第八圖係為本發明之較佳實施例圖五。 第九圖係為本發明之較佳實施例圖六。 第十圖係為本發明之較佳實施例圖七。 第十一圖係為本發明之另一實施例圖一。 第十二圖係為本發明之另一實施例圖二。 第十三圖係為本發明之另一實施例圖三。 第十四圖係為本發明之又一實施例圖一。 第十五圖係為本發明之又一實施例圖二。 第十六圖係為本發明之又一實施例圖三。 【主要元件符號說明】 定位發射裝置.......1 R F I D訊號收發裝置· · · 1 1 微電腦控制器.......12 計時裝置.........121 12 201037341 活力偵測裝置.......122 蜂鳴器..........123 閃光 L E D........12 4 訊號調變及解碼單元···· 1 2 5 G P S訊號接收裝置· · · · 1 3 電源供應端........14 電源穩壓單元.......141 0 供電元件.........142 充電迴路.........143 訊號接收處理裝置.....2 R F I D訊號收發裝置· · · 2 1 指向性天線........211 微電腦控制器.......22 計時裝置.........221 ❹ 放大晶片.........222 發聲裝置.........223 電子羅盤.........224 控制介面.........2 2 5 LCD顯示裝置......226 訊號調變及解碼單元···· 2 2 7 G P S訊號接收裝置· · · · 2 3 電源供應端........24 13 201037341 電源穩壓單元.......241 供電元件.........242 衛星...........3 ❹ y 14

Claims (1)

1. 201037341 七、申請專利範園： 1、一種移動物體相對位置監控系統，其中主要包括 有： 至少一定位發射裝置，其内設置有一射頻訊號收 發裝置’並置於欲追蹤位置之移動物體及人體上； 至少一訊號接收處理裝置，其内設置有一射頻訊 號收發裝置與一指向性天線，用以追蹤持有定位 發射裝置之移動物體位置。 2、如申請專利範圍第1項所述之移動物體相對位置 監控系統’其中定位發射裝置内另包含有一微電 腦控制器、一計時裝置、一活力偵測裝置、一蜂 鳴器、一閃光L E D、一訊號調變及解碼單元、 一電源供應端、一電源穩壓單元、一供電元件與 一充電迴路。 3、 如申請專利範圍第1項所述之移動物體相對位置 監控系統’其中訊號接收處理裝置内另包含有一 微電腦控制器、一計時裝置、一放大晶片、一發 聲裝置、一電子羅盤、一控制介面、一L CD顯 示裝置、一訊號調變及解碼單元、一電源供應端、 一電源穩壓單元與一供電元件。 4、 如申請專利範圍第1項所述之移動物體相對位置 監控系統，其中定位發射裝置與訊號接收處理裝 15 201037341 置内均各設有一GP S訊號接收裝置。 5 '如申請專利範圍第4項所述之移動物體相對位置 監控系統，其中藉由定位發射裝置與訊號接收處 理裝置内所設之GP S訊號接收裝置，當定位發 射裝置位於戶外時，訊號接收處理裝置可藉由G P S之衛星追蹤功能持續監控設置有定位發射裝 置之移動物體。 6、如申請專利範圍第1項所述之移動物體相對位置 監控系統，其中定位發射裝置並可為腕錶之型 態，以利於佩帶於病患之手腕上。 7 如申睛專利範圍第1項所述之移動物體相對位置 監控系統’其中訊號接收處理裝置可設定有一約 1 0m〜1 〇 〇m之安全感應距離。 8、 如申請專利範圍第1項所述之移動物體相對位置 監控系統，其中訊號接收處理裝置可同時接收複 數個定位發射裝置之訊號。 9、 一種移動物體相對位置監控方法，其係使用如申 請專利範圍第一項所述之系統，其特徵在於：在 至内無法使用一 GPS定位時，可使用一指向性天 線掃瞄出信號位置並完成定位，方法包括： 一使用者將指向性天線指向前方，再將訊號接收 處理展置以3 6 0度掃猫室内一圈，直至指向性 16 201037341

   天線接收定位發射裝置之射頻訊號收發裝置所發 射之訊號，再藉由該射頻訊號收發裝置所發射之 訊號之強度，判別定位發射裝置之方向與距離， 並顯示於一顯示裝置之上。 17