СИСТЕМА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕКТА В ПОМЕЩЕНИЯХ И НА ЗАКРЫТЫХ ПЛОЩАДКАХ В ЗОНЕ ДЕЙСТВИЯ МИКРОСОТОВОЙ СЕТИ DECT, А ТАКЖЕ ОПЕРАТИВНОЙ ДОСТАВКИ ДО УКАЗАННЫХ ОБЪЕКТОВ ОПЕРАТИВНОЙ ИНФОРМАЦИИ ПРИ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ

Техническое решение относится к области сигнальных устройств, а именно устройств, сигнализирующих о местонахождении перемещающегося объекта с передачей сигналов на центральную станцию, и может быть использовано для мониторинга перемещения транспортных средств и грузов, пассажиров и обслуживающего персонала транспортных средств, персонала предприятий, а также лиц, перемещение которых подлежит контролю.
Известна (RU, патент 2237286) телематическая система с синхронной передачей информации, которая содержит совокупность терминальных устройств, расположенных на подвижных и/или стационарных объектах системы, связанных через цифровую сеть подвижной связи, например GSM, включающую центр управления цифровой сетью подвижной связи, центр коротких сообщений SMS и/или систему пакетной передачи сообщений-GPRS, с центром диспетчеризации и мониторинга, обеспечивающим прием, накопление, обработку и анализ сообщений от терминальных устройств, формирование и передачу на них необходимых команд и сообщений, причем каждое терминальное устройство, имеющее микроконтроллер и объединенные общей шиной локальной сети приемопередатчик цифровой сети подвижной связи, приемник спутниковой системы местоопределения, например типа GPS, блок сопряжения с датчиками первичной информации, блок обработки аналоговых сигналов, блок сопряжения с исполнительными устройствами и блок питания, дополнительно оснащено узлом формирования системных кадров приемопередачи, подключенным своим входом-выходом к общей шине локальной сети и выполненным с возможностью синхронизации системных кадров по сигналам, получаемым от приемника спутниковой системы местоопределения типа GPS, и управления временной структурой системного кадра приемопередачи сообщений от подвижных и/или стационарных объектов системы, а центр диспетчеризации и мониторинга снабжен подключенными к общей шине его локальной сети сервером телематических сообщений, вычислителем параметров системного кадра и сервером управляющей информации, при этом последний взаимосвязан с центром управления цифровой сетью подвижной связи для получения от него команд по изменению временной структуры системного кадра приемопередачи сообщений в телематической системе при изменении загрузки цифровой подвижной сети в целях обеспечения требуемого качества при передаче сообщений по ее информационным каналам, а сервер телематических сообщений взаимосвязан с центром коротких сообщений или с системой GPRS цифровой сети подвижной связи для передачи команд управления на терминальные устройства.
Недостатком известной системы следует признать ее сложность, а также обусловленную необходимостью создания новых дорогостоящих узлов высокую стоимость ее реализации.
Известна система (RU, 2259595) тревожного оповещения и определения местоположения, предназначенная для оперативного оповещения заинтересованных лиц и специализированных служб о возникающих угрозах безопасности для абонентов. Система содержит абонентский прибор, в состав которого входит мобильный (GSM) телефон с подключенным модулем беспроводной связи Bluetooth. Телефон обеспечивает двухсторонний обмен данными по стандартной сети связи и передачи данных с аппаратурой провайдера, связанной с диспетчерским центром. У абонента имеются скрытно размещенная тревожная кнопка и GPS-модуль, каждый со своим Bluetooth-модулем, который может обмениваться данными с Bluetooth-модулем мобильного телефона. С помощью данного набора технических средств абонент может в экстремальной ситуации осуществить скрытную передачу тревожных оповещений и данных местоположения, не вынимая GSM-телефон из кармана одежды или сумки, что обеспечивается благодаря применению беспроводной связи между GSM-телефоном, GPS-модулем и тревожной кнопкой. Диспетчерский центр выполнен с возможностью взаимодействия с силами и средствами реагирования.
Недостатком рассмотренной системы является невозможность отправки в диспетчерский центр сообщения о местоположении абонента при отсутствии или блокировании SIM-карты (т.к. используются стандартные сервисы передачи данных в сети GSM), что существенно снижает надежность работы системы.
Известна (заявка WO 99/48070) система мониторинга, содержащая группу объектовых блоков, соединенных с соответствующими мобильными телефонами GSM, входы-выходы которых через канал связи GSM, через модем GSM соединены с пультом наблюдения.
Данная система мониторинга работает следующим образом.
В память объектовых блоков или их устройств доступа, выполненных в виде телефонов GSM, заранее введен номер телефона пульта наблюдения как абонента GSM, по которому необходимо посылать сообщения путем дозвона или передачи SMS сообщения. Аналогично в пульт наблюдения, выполненный на базе компьютера типа PC, также введены номера мобильных телефонов GSM объектовых блоков как абонентов GSM, а к пульту подключен модем GSM. Объектовый блок контролирует изменение состояний подключенных к нему датчиков сигнализации. В случае изменения состояния любого датчика активизирует свой мобильный телефон GSM для набора номера телефона модема GSM пульта наблюдения. Мобильный телефон GSM осуществляет попытки дозвона и установления с пультом устойчивой связи и сообщает об этом объектовому блоку, который передает через установленный канал связи необходимые сообщения на PC пульта наблюдения. Пульт наблюдения, после приема и анализа сообщения посылает обратно на объектовый блок квитанцию-подтверждение о нормальном или ненормальном приеме сообщения путем дозвона до объектового блока аналогично выше описанной процедуре только в обратном порядке. Кроме того, в сеансе связи, инициированном пультом наблюдения, на объектовый блок в виде сообщений могут посылаться соответствующие команды управления. Объектовый блок выполняет принятые команды-сообщения путем управления соответствующими устройствами, подключенными к нему.
Передача данных в виде SMS сообщений между объектовыми блоками и пультом наблюдения в данной системе мониторинга осуществляется аналогично выше описанным процедурам только через сетевой сервер SMS соответствующего оператора GSM.
Недостатками данной системы мониторинга являются: возможность доставки сообщений за недопустимо большое время или потеря сообщений при перегрузке SMS сервера; работа в режиме связи с последовательным дозвоном и соединением только типа "точка-точка" для передачи данных или подтверждения их получения; отсутствие постоянно подключенных и контролируемых каналов связи между пультом наблюдения и объектовыми блоками; ограниченная применяемость из-за одного типа канала связи - GSM, низкая защита данных в канале связи; невозможность оперативной работы со значительным количеством объектовых блоков; отсутствие средств видеонаблюдения, аудиоконтроля, биометрической идентификации и аудиооповещения.
Известна (US, патент №6674368 система мониторинга, основанная на использовании внешних навигационных систем глобального позиционирования типа GPS. Перемещающийся объект снабжен активным устройством идентификации данного объекта - транспондером или тэгом, или радиочастотным идентификатором, или радиометкой (все это разные названия данного типа устройств), имеющим периодическую радиосвязь с системой глобального позиционирования и с центральной станцией слежения. Для точного определения местоположения необходим качественный прием навигационных радиосигналов, который сильно ухудшается географической неровностью местности, особенностями застройки в черте города, радионепроницаемостью сред окружающего пространства относительно тэга. Таким образом, точность отслеживания перемещающегося объекта в условиях города, особенно мегаполиса, существенно снижается.
Известна (WO 0132480) система мониторинга подвижного объекта, содержащая GSM приемопередатчик, обеспечивающий прием сигналов о координатах местоположения объекта и передачу идентификационных сигналов и сигналов о своем местоположении на центральную контрольную станцию. Данная система будет надежно работать только в местах расположения нескольких (более 3-х) базовых станций стандарта GSM одного оператора на заданной территории, что не всегда реально. В крупных мегаполисах, где имеются густо населенные районы, это обеспечивается. Но на территориях, где очень незначительное количество населения (особенно это актуально для России), подобной инфраструктуры нет, т.к. она экономически нецелесообразна. Данное обстоятельство серьезно ограничивает применение данной системы.
Известна (RU, заявка 98123169) система контроля множества подвижных объектов, каждый из которых снабжен приемоответчиком, содержащая множество стационарных узлов, осуществляющих связь с приемоответчиками и включающих средства для определения скорости, с которой каждый приемоответчик перемещается от узла или к узлу. Пропускная способность по каналу обмена данными с приемответчиками величина ограниченная, и под множеством подвижных объектов всегда понимается некоторое критическое количество. Для нормальной организации логики обработки информации и взаимодействия центрального узла с подвижными объектами необходима сложная архитектура межузлового взаимодействия, соизмеримая с организацией сетей GSM, что не всегда целесообразно.
Известна (WO, №0106401) система контроля за перемещением и состоянием подвижных объектов, содержащая множество радиочастотных идентификаторов, связанных или закрепленных на перемещаемых объектах, взаимодействующих со считывателями, установленными на фиксированных известных расстояниях и передающими информацию на центральный контроллер, обеспечивающий анализ информации для определения местоположения и статуса перемещаемых объектов.
Недостаток такой системы заключается в сложности организации контроля на траектории перемещения, имеющей значительную протяженность, поскольку организация передачи информации со считывателей на удаленный центральный пункт, где расположен контроллер, осуществляющий сбор информации, сопряжена со значительными затратами и не всегда экономически целесообразна. Кроме того, в условиях ухудшения связи возможна потеря информации.
Известны также (RU, патент 2117394) способ и система слежения за подвижным устройством. При реализации способа формируют информацию о первоначальном местонахождении данного подвижного устройства, передают от подвижного устройства информационное сообщение о первоначальном местонахождении данного подвижного устройства, при этом на подвижном устройстве принимают информационное сообщение, описывающее границу, соответствующую границе территории, на которую распространяется соответствующая юрисдикция, определяют, когда подвижное устройство оказывается вне границы, после чего осуществляют передачу информационного сообщения о текущем местонахождении подвижного устройства. Известная система содержит подвижное устройство и управляющее устройство, причем на подвижном устройстве введены датчик местонахождения, приемопередатчик, блок памяти и процессор, соединенный с датчиком местонахождения, с блоком памяти и с приемопередатчиком, а управляющее устройство содержит приемопередатчик для обмена данными с приемопередатчиком подвижного устройства, блок памяти и процессор, соединенный с приемопередатчиком и с блоком управления.
Недостатком известного технического решения следует признать его масштабность, т.к. оно способно эффективно работать только на больших территориях.
Техническая задача, решаемая посредством предлагаемого технического решения, состоит в разработке универсальной системы контроля местонахождения перемещаемого объекта в помещениях и на открытых пространствах.
Технический результат, получаемый при реализации предложенного технического решения, состоит в обеспечение возможности определения местонахождения перемещающихся объектов в помещении и на открытом пространстве.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанную систему для определения положения объекта в помещениях и на закрытых площадках в зоне действия микросотовой сети DECT, а также оперативной доставки до указанных объектов оперативной информации при чрезвычайных ситуациях. Разработанная система содержит, по меньшей мере, одно персональное сигнально-поисковое устройство, работающее в стандарте DECT и RFID, выполненное в виде пластмассового корпуса, в котором установлена единая печатная плата, на которой смонтированы сигнальный процессор DECT соединенный с вибрационным сигнализатором, световым сигнализатором, радио модулем DECT, датчиком движения-падения, схемой электропитания, которые в свою очередь имеют общую схему заряда, элемент питания, информационный дисплей, а также, по меньшей мере, один промышленный компьютер, несущий функции сервера визуализации, осуществляющий визуализацию данных, привязку координат объекта к пространственному плану помещения или открытой местности, программное обеспечение которого выполнено с возможностью обработки поступающих от сигнально-поисковых устройств, соединенный по протоколу ОАР с сервером сообщений сети DECT IMS2, UPAC или UCM. Указанное сигнально-поисковое устройство предпочтительно размещают на перемещающемся объекте, в качестве которого, предпочтительно, может выступать человек, а именно на его одежде, каске, на поясном ремне, а указанный промышленный компьютер размещают на рабочем месте оператора системы. В случае использования в системе более одного промышленного компьютера их соединяют между собой по линиям Ethernet, по протоколу TCP/IP. Предпочтительно пластмассовый корпус выполнен с классом защиты не менее IР65. Это обеспечивает защиту от механического повреждения, а также защиту от длительного воздействия воды. Система может дополнительно содержать групповое устройство зарядки и хранения персональных сигнально-поисковых устройств DECT, представляющее собой пластмассовый корпус, содержащий единую печатную плату, с размещенными на ней элементами питания, соединенными со схемами защиты от переполюсовки и со схемой индуктивного заряда. Обычно корпус группового зарядного устройства содержит, по меньшей мере, десять сформированных отсеков для зарядки и хранения сигнально-поисковых устройств DECT, с индивидуальной системой зарядки в каждом отсеке, представляющей из себя индуктивную бесконтактную схему. Система также может дополнительно содержать компьютеризированные рабочие места выдачи и учета сигнально-поисковых устройств DECT, представляющие собой персональный компьютер, работающий под управлением операционной системы «Linux», подключенный к считывающему/записывающему терминалу, работающего по технологии RFID. Предпочтительно система выполнена с возможностью действия, как на открытом пространстве, так и внутри помещений и транспортных средств, в которых развернута микросотовая сеть DECT. Предпочтительно в сигнально-поисковом устройстве происходит определение уровня приема от базовой станции DECT, который обрабатывается сигнальным процессором DECT, входящем в состав сигнально-поискового устройства и посылается по служебным каналам сети DECT к серверу обработки сообщения, соединенному по протоколу TCP/IP с сервером визуализации. В одном из вариантов реализации сигнально-поисковые устройства содержат, по меньшей мере, взаимно совместимые радиоизлучатель DECT и радиоизлучатель RFID. Обычно микросотовая сеть стандарта DECT содержит, по меньшей мере, две синхронно работающих базовых станций DECT, работающих по протоколу TCP/IP, подключаемые к локальной сети по интерфейсу Ethernet, поддерживающих единые характеристики сети в части идентификации мобильных терминалов DECT и сигнально поисковых устройств, а также предоставляющие возможность ведения непрерывного разговора при переходе терминала DECT из зоны действия одной базовой станции в другую. При этом система может содержать до 100000 базовых станций DECT, объединенных локальной и глобальной сетью передачи данных и имеющих общие характеристики. Сигнально-поисковое устройство предпочтительно выполнено с возможностью поддержания передачи информации в стандарте DECT как от устройства, так и к нему, что позволяет передавать ситуационную, позиционную информацию от сигнально-поискового устройства, а также передавать на сигнально-поисковое устройство различного рода команды, позволяющие управлять персоналом объекта при чрезвычайных и иных ситуациях. Преимущественно дисплей выполненный текстовым. Сигнально-поисковое устройство может быть выполнено с возможностью произведения измерения уровня приема радиосигнала в точке положения сигнально-поискового устройства, не более чем от трех базовых станций DECT, местоположение которых внутри объектов заранее известно, а также с возможностью пересылки полученных значений с использованием голосовых и служебных каналов DECT на сервер, работающий под управлением операционной системы «Linux», содержащий программу вычисления местоположения объекта по этим данным. Это позволяет вычислить относительное положение сигнально-поискового устройства в зоне действия сети DECT, а также отобразить это местоположение при помощи сервера визуализации.
Преимущественно сигнально-поисковое устройство содержит беспроводный идентификатор, работающий по технологии беспроводного облучения RFID, позволяющий идентифицировать, регистрировать, изменять свойства сигнально-поискового устройства при его проносе и размещении в рамках RFID, а также применять сигнально-поисковое устройство в качестве идентификатора в системах контроля доступа, построенных с применением RFID технологий. Это позволяет совмещать функции сигнально-поискового устройство и устройства доступа, карту, в одном корпусе.
Система, при ее построении на промышленном предприятии, работает следующим образом, объект, преимущественно персонал, получает при начале работы сигнально-поисковое устройство. Функция учета и выдачи сигнально-поисковых устройств в данном случае ложится на службу выдачи пропусков предприятия. В момент выдачи, оператор бюро пропусков, делает сигнально-поисковое устройство активным, пронося его через считыватель RFID информации. Активное сигнально-поисковое устройство, с момента активизации начинает излучать информацию об уровне приема от не менее 3 базовых станций, которая с определенной периодичностью, но не более 1 раза в 30 секунд, посылается по служебным каналам на сервер обработки сообщения и на соединенный с ним сервер визуализации. Сервер визуализации с помощью специального программного обеспечения осуществляет привязку положения сигнально-поискового устройства к плану предприятия. По окончанию рабочего дня сигнально-поисковое устройство подлежит сдаче для деактивации и зарядки.
Использование разработанной системы позволяет обеспечить возможность определения местонахождения перемещающихся объектов в помещении и на открытом пространстве. Разработанная система может быть использована в различных областях жизнедеятельности человека.