способ и система определения местонахождения передвигающегося объекта

Формула изобретения

1. Способ определения местонахождения передвигающегося объекта, согласно которому на объекте размещают устройство с подключенными к блоку питания микропроцессором и приемопередающим блоком, выход которого подключен к антенне, а вход - к микропроцессору, при этом микропроцессором периодически генерируют команду на передачу передающей частью приемопередающего блока его принимающей части однозначно идентифицируемого сигнала вызова, регистрируют указанный сигнал, по меньшей мере, одной башней-ретранслятором и передают его на базовую станцию оператора, транслируют указанный сигнал через сеть ИНТЕРНЕТ пользователям.

2. Система определения местонахождения передвигающегося объекта, содержащая размещаемое на объекте устройство с подключенными к блоку питания микропроцессором и приемопередающим блоком, выход которого подключен к антенне, а вход - к микропроцессору, при этом микропроцессор выполнен с возможностью периодически генерировать команду на передачу передающей частью приемопередающего блока его принимающей части однозначно идентифицируемого сигнала вызова, по меньшей мере, одну башню-ретранслятор, выполненную с возможностью регистрировать указанный сигнал и соединенную по радиоканалу с, по меньшей мере, одной базовой станцией оператора, и, по меньшей мере, один персональный компьютер, подключенный по сети ИНТЕРНЕТ к указанной базовой станции оператора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение 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, миграции диких животных и птиц, контроля перемещения туристов, а также за осужденными в местах лишения свободы.

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 также (RU, патент 2259595) система тревожного оповещения и определения местоположения, содержащая размещаемые у абонента GPS-модуль и абонентский прибор, в состав которого входят первый Bluetooth-модуль и GSM-телефон, включающий в себя микропроцессор, выполненный с возможностью обмена данными с первым Bluetooth-модулем, а также подключенный к микропроцессору дисплей и связанные с микропроцессором интерфейс и приемопередающий модуль, выполненный с возможностью двухстороннего обмена данными по стандартной сети связи и передачи данных с аппаратурой провайдера, связанной с диспетчерским центром, выполненным с возможностью взаимодействия с силами и средствами реагирования и с возможностью включения тревожных внешних устройств, причем в систему дополнительно введена скрытно размещаемая у абонента тревожная кнопка со вторым Bluetooth-модулем, а GPS-модуль представляет собой автономный носимый прибор, оснащенный третьим Bluetooth-модулем.

Недостатком известной системы следует признать ее сложность, а также обусловленную необходимостью создания новых дорогостоящих узлов высокую стоимость ее реализации.

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 перемещающегося по поверхности Земли объекта.

Технический результат, получаемый при реализации предложенного технического решения, состоит в уменьшении себестоимости процедуры определения местонахождения подвижного объекта при одновременном его упрощении, а также упрощении используемой системы.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать способ определения местонахождения передвигающегося объекта, характеризуемый наличием устройства, размещаемого на объекте и содержащего микропроцессор, подключенный к блоку питания, а также приемо-передающий блок, выход которого подключен к антенне, а вход к микропроцессору, причем указанный микропроцессор выполнен с возможностью периодически генерировать команду на передачу указанной частью передающего блока указанной части принимающего блока однозначно идентифицируемого и идентифицирующего объект-носитель устройства, сигнала вызова, регистрацию указанного сигнала, по меньшей мере, одной башней - ретранслятором, предпочтительно, GSM связи, с последующей передачей его по радиоканалу на базовую станцию оператора, предпочтительно, GSM связи, с последующим транслированием указанного сигнала через сеть ИНТЕРНЕТ пользователям, заинтересованным в определении места нахождения указанного объекта. При реализации способа в качестве объекта могут быть использованы человек, животное или птица, а также перемещаемое или перемещающееся техническое средство (автомобиль, мотоцикл, самолет, плавсредство и т.д.) При размещении устройства на человеке он, в зависимости от решаемой задачи, может быть информирован об этом или не информирован. В частности, при контроле перемещения социально опасной личности размещение устройства может быть проведено без его ведома. При увеличении количества башен - ретрансляторов, способных регистрировать сигнал самовызова, передаваемый устройством, увеличивается точность определения местонахождения объекта, поскольку при использовании n башен - ретрансляторов, регистрирующих сигнал, и m башен - ретрансляторов, не регистрирующих сигнал, объект будет находиться в зоне пересечения указанных n башен - ретрансляторов, из которой исключены области пресечения их с указанными m башнями - ретрансляторами. Также возможно определение скорости перемещения объекта с использованием определения времени перемещения его из одной зоны в другую зону, поскольку геометрические размеры зон и, следовательно, общих частей зон предварительно известны. В случае использования башен - ретрансляторов GSM связи различных операторов могут быть использованы услуги роуминга.

Также для получения указанного технического результата предложено использовать систему определения местонахождения передвигающегося объекта, характеризуемую наличием устройства, содержащего микропроцессор, подключенный к блоку питания, а также приемо-передающий блок, выход которого подключен к антенне, а вход - к микропроцессору, причем указанный микропроцессор выполнен с возможностью периодически генерировать команду на передачу указанной частью передающего блока указанной части принимающего блока однозначно идентифицируемого и идентифицирующего устройство сигнала вызова, по меньшей мере, одной башни - ретранслятора, соединенной по радиоканалу с, по меньшей мере, одной базовой станции оператора и, по меньшей мере, одного персонального компьютера, подключенного по сети ИНТЕРНЕТ к указанной базовой станции оператора. В качестве блока питания желательно иметь средство, обеспечивающее подзарядку аккумулятора (от солнечных батарей, термоэлементов и т.д.). Устройство, предназначенное для генерирования и приема радиосигнала, в предпочтительном варианте представляет собой средство, выполненное с возможностью создания вокруг себя зоны самовызова, представляющей собой замкнутый сигнал вызова устройством самого себя. Назначение отправления данного сигнала - оставить отметку о своем присутствии, по меньшей мере, в ближайшем ретрансляторе, который затем будет передан на базовую станцию оператора, где будет отмечен в базе данных оператора (CDR - Call Data Record). В предпочтительном варианте реализации сигнал самовызова должен быть зафиксирован максимально возможным количеством ретрансляторов, что увеличит точность определения места нахождения объекта.

Вызов самого себя обрабатывается оборудованием оператора так же, как и обычный «правильный» адресный вызов. Но так как в телефонных сетях подобный самовызов является логически бессмысленным, соединения не происходит и, следовательно, такой вызов не загружает сеть и никак не тарифицируется оператором.

Используя подобные сервисы, можно легко отследить все перемещения объекта в зоне действия данной сотовой сети по оставленным им в базе CRD вызовам-меткам, используя компьютер с выходом в ИНТЕРНЕТ.

Технически средство самовызова представляет собой упрощенную до необходимого "минимума схему стандартного GSM-модуля (или подобного устройства) из всех возможных функций которого оставлены лишь те, которые позволяют ему отправлять стандартным образом (звонить) вызов самому себе с заданной периодичностью: приемо-передающий блок, антенна, микропроцессор и батарея питания.

Данные Sim-карты записываются (прошиваются) в микропроцессоре, как и программный таймер периодичности самовызова. После включения питания маяк автономно посылает в сеть самовызова сигналы через установленные периоды времени.

В устройстве отсутствуют громоздкие элементы, такие как дисплей и клавиатура/номеронабиратель. Номер для самовызова прописывается в микропроцессоре вместе с данными Sim-карты. Поэтому устройство можно целиком разместить в компактной микросхеме («на кристалле») и затем встраивать в объект контроля (геомониторинга), либо сделать его в виде переносного наручного/карманного модуля для мониторинга людей и животных.

В дальнейшем сущность предлагаемого технического решения будет раскрыта с использованием примеров реализации.

Для определения путей миграции джейранов по степи были отловлены с использованием усыпляющего отстрела 5 молодых особей. В сонном состоянии на шеи им были надеты с использованием кожаных завязок устройства, содержащие приемопередатчики, подключенные к антенне и к микропроцессору, выполненному с возможностью выработки управляющего сигнала для приемопередатчика, обеспечивающего подачу сигнала самовызова с периодичностью 30 минут. При этом приемопередатчик и микропроцессор подключены к приемнику питания, содержащему солнечную батарею. Генерированные сигналы самовызова от каждого устройства принимали от одной до шести башен - ретрансляторов, передающих сигнал на базовую станцию оператора и транслированием указанного сигнала через сеть ИНТЕРНЕТ заказчику работы - управлению сельского хозяйства. Полученные сигналы, характеризующие местонахождение животного, накладывали на карту с определением зоны перемещения животных. При минимальных затратах на создание устройств передачи сигналов самовызова были определены пути миграции джейранов, что позволило минимизировать потери сельскохозяйственной продукции за счет удаления посевов из зоны миграции.

Группа туристов, вышедшая на маршрут по мало населенной местности, имела с собой одно устройство генерирования сигнала самовызова, микропроцессор которого обеспечивал подачу сигнала самовызова с интервалом 1 час. На протяжении всего маршрута туристский клуб по сети ИНТЕРНЕТ получал информацию о местонахождении туристской группы.

Применение предлагаемой системы отличается от существующих сегодня подобных систем в сетях GSM отсутствием оплаты за трафик. Существующие системы работают в основном посредством меток через sms-сообщения, что при высокой периодичности посыла меток приводит к необходимости оплаты значительных сумм в качестве оплаты исходящих sms-сообщений.

Кроме этого, предлагаемая система может так же бесплатно работать не только в «родной» сети, но и через роуминг, что делает его при нынешнем уровне развития в мире сетей GSM и роуминга между ними поистине универсальным средством дешевого геомониторинга объектов.

Для работы предложенной системы не нужно делать специальный сайт мониторинга, т.к. он использует в своей работе имеющиеся на рынке услуги сотовых операторов. Также нет необходимости создания дополнительных ретрансляторов и системы операторов, поскольку при реализации изобретения использованы уже существующие системы.

Предлагаемая система мониторинга перемещения объектов может найти самое широкое применение в самых различных областях современной жизни: от наблюдения родителей за детьми до контроля за транспортом, грузами, вплоть до мониторинга миграции диких животных или контроля за осужденными в местах лишения свободы.