TW495619B - Emergency position detection system - Google Patents

Description

495619 五、發明說明（1) 【發明領域】 本發明係有關一種緊急偵測方位之系統，尤指一種利 用RF頻道信號無線通信之組緊急定位裝置，其構成包括一 手機與一定位裝置，可利用該手機偵察出該定位裝置所在 的位置，並且在脫離預定距離時或緊急求助時可以在手機 上顯示方位且發出警告信號者。 【發明背景】 目前已經有許多利用行動電話及提供相關服務之「緊 急方位偵測系統」的發明，通常採用8 0 0 MHZ到2. 2 GHZ這 一頻寬範圍運作。這些系統，通常都要配備車上行動接 收器，而在這些系統當中，有些則還需要先給予指定一起 始點。在一先前技藝（美國專利第5，6 0 0，7 0 6號）應用到 時間間隙協定（t i m e s 1 〇 11 e d p r 〇 t 〇 c ο 1)的有關技術， 需要同時安排多部手機事先在已知的地點，共用同一標準 的無線電話頻道並以同步時脈（s y n c h r〇n i z e d t i m e pulses)傳送信號來達到測距之目的。 然而，針對兒童或殘障人士之戶外活動所需設計，若 每一回使用者都要先指定一個起始點才能開始運作的話， 則對一般使用者恐怕會很有困難，尤其是碰到在複雜的賣 場空間或公園裏進行活動的時候更是如此。另一先前技 藝（美國專利第5，7 1 4，9 3 2號）揭露一種保全系統可在 1 0 0 0英呎的範圍内同時監視1 2 8部行動射頻（以下簡稱 為RF )傳送器的信號；該專利所揭示的監視系統包括一中 央控制單元及若干穿戴在人身或移動物上的行動RF傳送

統定 之 麻系與。度 的之機統角 點位手系同 始方用之不 起測利位備 定偵種方具 設急一測組 需緊供偵一 統種提急用 么/Γ此此緊 ί 之使因的， 位，明位統 方成發定系 測構本成之 1偵的，完位 述急統用可方 概緊系使即/!' 及述種庭信偵 的上此家通急 目決化般線緊 之解簡一無的 明為並合置明 發 ，適裝發 ί 煩能位本 ，R 4位過示 接之1II定超顯 a9,a 連置 η 該離值 ο 時 置裝i Ϊ得距離 JT 裝位 CU6獲的距 e號 測定 r 以置及 .1 信 偵自d F藉裝值 向來C欠，位向 方到值d異定方 接 一 收向彳差該之 與先方d點知得 , 算 路最一彳間判所 線據立^時當據 的根建I:之；依 S 立，向-號值即 獨圍方 m離立 以範的RF距機 、 用 各隙表U射的手 線間代Μ發機該 天間所 置手， 根時線;,裝該時 每的天 位離值 ，定的e)定距設 線特號1該置預 a 天在信 V 及裝一 495619 五、發明說明（2) 器，該中央控制單元可偵測每一行動RF傳送器傳出之信號 的相位及長度，藉以偵知其個別的位置及距離。前述9 3 2 號專利還附加一選擇性的特徵，包括有一攜帶式的尋標器 (f i nder)或定位單元。當某一個RF信號被偵知離開一 定範圍時，警告系統的迴路將由一四对喇 < 發出警告的聲 響。使用者在使用這種9 3 2號專利產品之前，要先將一組 追蹤用的傳輸碼輸入記憶體，它適合應用在針對為數眾多 之目標物提供專業的行蹤監視功能，但若用來做一般家庭 用途，例如購物或逛公園時，則未免過於小題大作而且其 設備成本將所費不貲。

出

第6頁 495619 — 五、發明說明（3) 為使對本發明的目的、構造特徵及其功能有進一 I 了解’兹配合圖示詳細說日月如下： 乂 【實施例詳細說明】 本發明的緊急偵測方饭之鋒，係至少由 一定位裝置（B1或B2)構戍。其中該定位裝置之播手^ 請參第二圖所示，係由一電池供應電源之處理哭 )、一系統時鐘（B2 0 )、一調制器B3 0及—發口口 線B4 0所連接而組成；其中該處理器（5 )係^ (system cl〇ck)(6)之時間轉換成傳輸信號7r、統日守釦一 調制器（B30 )調制成RF信號（B31 )後由；^ 1 1 ) ’經 外傳輸。 设由天線（B40)向 較佳者，該定位裝置尚再包括一按紐（B已 該按鈕（B 5 0 )被按壓時產生一信號，傳？痄0 )，利用 由該處理器（B10)產生一緊急信號與前述之， (B1 1 ) —起被調制器（B30 )調制成R{? 、輪信號 ,,^ s 現（R 3 1 線（B 4 0 )向外傳輸。 〜 再參考第三圖所示，前述之手機至少包括 電源之處理器（A3 0 )、一組天線（a 1 〇 )、(A20 X 圖所f BIO 射信號之天 由天 及一解調器（A 4 0 )所連接構成； ，該組天線（A 1 0 ) 為一根以上之天 一以電池為 方向偵測器 同時參考第 線皆朝向不同的角度，接收來自不同角^、、表組成，每根天 致^ .............一… Θ I之RF信號· 該組天線（A10)與方向偵測器（A20 )連接，^ 所接收到的R F信號依各自的線路送至大 每個天線將)，玆古a伯况丨哭,Λ 0 A、旦+ 一 ~<貞測器（A20 ’該方向偵測器（A 2 0 )以最先收到該传 號的 天線為依

第7頁 __11 49561^ 五、發明說明（4) 線所處之角度判定為信號來源方向。由於 (二Γ 後順序’因此本發明所提到之該組天線 二 根天線能所接收信號的時間.點，各有先後順 岡而該天線角度的多寡視設計需求而定。後順 據弟一圖所示，手機 等位于不同角产之、7 為一組由12根長度相 從η個*同的又方向m組成，該组天、線的設計，是為了 天線各代表一個Λ %位裝，置A所發射β信號；每根 如a天線為a方:佶m 特定的方向值，例 推······。 &方向值，b天線為，，b”方向值，以此類 公尺以内例如圖中右上角的定位裝置（B2)距離手機3〇〇 首先接收到所發射的信號被手機的天線（A10)之b天線 (A2(1 Λ . 其後經由一連接線路傳達至該方向偵測器 線敗彳t、去雖然该信號也從其他的天線（antenna)之連接 ^天、至該方向偵測器（A20 );但最先收到該信號為 方向7 ’此該方向偵測器（A20 )判定該rf信號的發射 考:' 方向’因此得到n b"方向值。以下列表以示參 方向值 a b b c d e f g h i j k 1 天線 ~~ -------- a c d e f g h i j k 1 取早接收為真 1 =··- 再，第一圖中右下角對準f天線、乏:定:位裝置（B1 )為 丄/疋位衣置（B1)距離手機300meter以内，所發射之 七戒被手機的天線（A丨〇 )的f天線首先收到，該RF信號

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ί接線路傳達至手機的方向制器（A2Q);雖然該 〜也彳欠其匕根天線之連接線路傳達至該方向偵測器 U )，但由於最先收到該信號的為f天線（antenna)， 因方向偵測器（A20)即判定該RF Slgnal的發射方 向疋方向，因此得到"f"方向值。以下列表以示參 方向值 a b c d e f g h i j k 1 天線 a b c d e f ；g h i j k 1 家早接收為真 1 :

,本务明之距離偵測方法，是利用限定在一相同時間間 隙（time slot)範圍内，以RF信號的接收時間及發射時 間的，異^取得距離值。同時參考第三圖及第六圖所 ^ :手機之天線（A1 0 )接收到來自定位裝置的RF信

號」從=連接線路傳達至一解調器（demodulat〇r)(A40)， 將該=信號調解後，利用處理器（A3〇 )取得RF信號的 發射1間’同時該處理器（A30 )也取得解調器（A40)之 接收間’比車父該信號的發射及接收時間以取得傳輸時間 (transmission duration)，依據該傳輸時間得到一距離 值。 以下為該處理器（A 3 0 )以發射信號的時間點及接收 仏號的日守間點比較，取得傳輸時間（t r a n s m i s s丨〇η duration):

495619 五、發明說明（6) 發射信號的時間點 接收信號的時間點 傳輸時間 XX hour/yy minutes/ zz second/0 lmilisecond xx hour/yy minutes/ zz second/03 milisecond 2 milisecond xx hour/yy minutes/ zz second/2 1 milisecond xx hour/yy minutes A:；：'·；· zz second/25misli second. 4 milisecond 以下為傳輸時間與距離值的對照表之一例子。 表一

距離值 單位：公尺 （m) 0 m 3 0 in 6 0m 90m 120m 150m 180m 210m 240m 270m 300 m

Oms 2ms 4ms 6ms 8ms 10ms 12ms 14ms 16ms 18ms 20ms 傳輸時間 單位：千分之一秒（ms)

此外，必須注意的是，手機與定位裝置的系統時鐘 (s y s t e m c 1 〇 c k ) 必須一致；並且該定位裝置之傳輸時間 的計算應加上信號的處理及調整信號的時間；而該手機 之接收信號的時間則需扣除解調器（A4 0 )的調解時間。 請再參第六圖所示，本發明尚包括一自動緊急判斷及處理 的設計。當手機偵測出該定位裝置之距離值大過一預設 值時，則令其自動判斷為緊急狀態，於是由手機發出警告 信號通知使用者，並利用其顯示裝置（A 6 0 )顯示該定位 裝置所在的方位。 該手機之處理器（A3 0 ) 在取得一距離值後，將該距

第10頁 495619 五、發明說明（7) 離值與一預設值做比較；並於距離值大於預設值時，該處 理器（A 3 0 )通知顯示器的驅動程式（A 5 0 )以啟動顯示裝 置（A 6 0 )，同時該處理器（A 3 0 )取得當時的方向值及當時 的距離值，將這二組資料轉換為顯示信號（X = 方向值， y =距離值）並傳給顯示裝置（A 6 0 )顯示出。 前述之顯示裝置（A 6 0 ) 可利用一習知之點矩陣顯示 器構成，因此可同時顯示圖塊與文字在螢幕上。如第四 圖及第五圖所示，該顯示裝置（A 6 0 )可顯示手機之整組天 線（A 1 0 ) 之每根天線的各個不同的角度，每個角度又如 表一（距離表）分劃段落，每個段落代表一段距離，依據 處理器（A 3 0 )所送來的顯示信號，即（X，y )代入方向值 及距離值點亮劃面以表示定位裝置所在之方位。 其中第 四圖顯示之黑色圖塊即為該定位裝置所在之方位，該顯示 為（X = b ，y=120m)。 再參考第三圖及第六圖，當距離值大於預設值時，處 理器（A30)同時通知音訊處理器（A70 )啟動一喇。八（A80) 發出音響以通知使用者該定位裝置已超出一預定範圍。 【達成之功效】 本發明具有如下優點及功效： 1 ) 構成本發明的緊急偵測方位之系統的R F手機，除具備 有一般正常通訊功能以外，並被賦予方位監控的功 2) 構成本發明的緊急偵測方位之系統的定位裝置，由於 是一個小而且精簡的電子裝置（僅具有：RF傳輸與接

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5)=上=種緊急偵測方法，只有在判定距離值大於一設 疋值可或偵測有一緊急信號時，該手機之顯示裝置 j1SPlay device)才顯示定位裝置的方位，在非必要 日τ不會做出顯示，如此可以節省電源。 =天線、一按鈕、一RF編 電源提供裝置），因此能 戶J匕 千’或是放在他們的背包 3) 構成本發明的緊急偵測方 置其運作方式是自動在 此使用者不需像先前技藝 動其追蹤功能。 4) 本發明中之定位裝置，為 裝置，包含有一處理器、 線（antenna)、一按鈕（bu c 1 〇 c k);其功能為在一特 内發射信號，讓一手機在 slot)内接收所發射之信 置，是一個設計容易實用 碼/解碼系統、一處理器及一 配戴在使用對象的腕部、脖 或口袋裡。 位之系統的RF手機與定位裝 特定的時間點接收信號，因 一般要先輸入統一碼才能啟 一採用G A P無線通訊協定之 一调制器（modulator)、一夭 11〇η )、一系統時鐘（s y s t e m 定之時間間隙（t i m e s 1 〇 t) 該特定之時間間隙（t i m e 號，以確定一定位裝置之位 之搜尋器。

/上所—4者’僅為本發明其中的較佳實施例而已，並 限疋本發明的實施範圍；即凡依本發明申請專利範 白、均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。

第12頁 495619 圖式簡單說明 第一圖、本發明之手機天線與定位裝置的方向關係示意 圖。 第二圖、本發明之定位裝置之方塊圖。 第三圖、本發明之手機的方塊圖。 第四圖、本發明之手機顯示裝置的實施例。 第五圖、本發明之手機顯示裝置於顯示一定位裝置的狀 態。 第六圖、本發明之手機的系統圖。 【圖示符號說明】 A1 0 天線 A20 方向偵測 A30 處理器 A40 解調器 A50 顯示器的驅 動程式 A60 顯示裝置 A70 音訊處理器 A80 口刺口八 B1 移至b 方向之定位裝 置 B2 移至f 方向之定位裝 置 B10 處理器 B1 1 傳輸信號 B20 系統時鐘 B30 調制器 B31 RF信號 B40 天線 B50 按紐 a 朝a方向之a 天線 b 朝b方向之b天線 c 朝C方向之C 天線

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Claims (1)

1. 495619 六、申請專利範圍 1 · 一種緊急偵測方位之系統，其構成至少包括： 一定位裝置，可發出RF信號供一手機之天線接收； 一手機，可在特定之時間間隙接收RF信號，内有一& 具備多方向收/發RF信號之天線與一處理器連接，、， 且利用其中最先接收到RF信號之天線建立一方向教 值，此外該手機尚具備一解調器（demodulator) 述之處理器（p r 〇 c e s s 〇 r )相接，藉以接收與解調於Ί J雄 之R F信號，供該處理器（p r 〇 c e s s〇r )依據所述之交 位裝置之RF信號的傳輸時間得出一距離值。 2. 如申請專利範圍第1項所述的緊急偵測方位之系統，#

   中該手機尚包括一顯示裝置（d i s p 1 a y d e v i c e ) 供|冑& 出該定位裝置所在之方位。 ' 3. 如申請專利範圍第2項所述的緊急偵測方位之系統，其 中該顯示裝置（d i s p 1 a y d e v i c e )係與所述之處理器連 接，藉以根據該處理器所得出之方向值與距離值顯示 出該定位裝置所在之方位。 4. 如申請專利範圍第1項所述的緊急偵測方位之系統，其 中該定位裝置之構成至少包括：

   一系統時鐘（s y s t e m c 1 〇 c k) ’供產生有關糸統時間的 信號； 一調制器（m 〇 d u 1 a t〇r ) ’將别述之系統日守間的號與 RF信號一起調制處理， —天線（antenna)，透過一RF頻道將前述之系統時間 的信號與RF信號向外傳輸。

   第15頁 495619 六、申請專利範圍 5. 一種緊急偵測方位之系統’其構成至少包括· 一定位裝置，可發出RF信號供一手機之天線接收； 一手機，可在特定之時間間隙接收RF信號，内有一顯 示裝置及一組具備多方向收/發以信號之天線盥一處 理器（processor)連接，並且利用其中最先接收到RF 信號之天線建立一方向值；此外該手機尚具備一 解調器（demodulator)與前述之處理器（pr〇cess〇r) 相接，藉以接收與解調前述之RF信號，供該處理器

   (fr〇CeSS〇r)依據所述之定位裝置之RF信號的傳輸 日守間得出一距離值，並且將該距離值與一預設值比 =、’、當該距離值大於一預設值時發送一顯示信號給 心述之喊示馼置，藉以顯示出該定位裝置所在的方 值。 L 請專利範圍第5項所述的緊急偵測方位之系統，其 Y 5亥定位裝置之構成至少包括： _、么 =統時鐘（System c丨〇ck)，供產生有關系統時間的 ^號；

   1制器（modulator)，將前述之系統時間的信號與 ^號一齊作調制處理； =Ί (antenna)，透過一RF頻道將前述之系統時間 rj 、传號與RF信號向外傳輸。 凊f利範圍第5項所述的緊急偵測方位之系統，所 個別手機所具備之—組多方向收/發RF信號之天線，其 之天線各指向不同方向，並且由最先接到信號之

   第16頁 495619 六、申請專利範圍 天線建立該方向值（directional value )。 8、如申請專利範圍第5項所述的緊急偵測方位之系統，其 中該組多方向收/發RF信號之天線與該解調器 (demodulator)連接，藉以解調來自該定位裝置的信 號。 9、如申請專利範圍第6項所述的緊急偵測方位之系統，其 中該處理器（processor)係用以接收來自該解調器的 數據’並且比較該系統時間的信號與接收到該信號的 日守間以知出一距離值（distance value)。

   1 0、如申請專利範圍第9項所述的緊急偵測方位之系統， 其中°亥處理器（pro cess or)得出之距離值（distance v a 1 u e )大於一預設值時，更產生一顯示信號及一警告 化號’其中該顯示信號係提供所述之顯示裝置 (display device)顯示之用。 11、如申請專利範圍第1 0項所述的緊急偵測方位之系統， 其中該顯示信號包括一方向值及一距離值。

   1 2、如申請專利範圍第5項所述的緊急偵測方位之系統， 其中該手機所具備之一組多方向收/發RF信號之天 線，係包括多根分佈於不同角度的天線（antenna)藉 以代表不同的接收方向，並且個別地以一獨立的路徑 和一方向偵測裝置（direct ion detect device )相 接’藉以分辨哪個方向的天線最先收到所述之RF信 號。 1 3、如申請專利範圍第5項所述的緊急偵測方位之系統

   第17頁 495619 六、申請專利範圍 其中該定位裝置尚包含： 一按钮（button)； 一處理器（p r o c e s s o r )，當前述之按钮被按下時，該 處理器將產生一緊急信號； 一調制器（m 〇 d u 1 a t 〇 r )，藉以調制前述之緊急信號與 RF信號； 一天線（a n t e η n a )，藉由一 R F頻道將前述之緊急信號 與RF信號向外傳輸。

   1 4、如申請專利範圍第5項所述的緊急偵測方位之系統， 其中該解調器（demodulator) 與該組天線（antenna) 連接，藉此解調來自該定裝置的R F信號，而該R F信號 的内容包括一緊急信號。 1 5、如申請專利範圍第1 4項所述的緊急偵測方位之系統， 其中該處理器（p r 〇 c e s s 〇 r )接到包含該緊急信號的R F 信號時，產生一顯示信號及一警告信號；其中該顯示 信號係提供所述之顯示裝置（d i s p 1 a y d e v i c e )作顯示 之用。

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