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Die Erfindung betrifft eine Schuheinlage, insbesondere Einlegesohle, mit einem GPS-Modul, umfassend einer Positionsbestimmungseinheit und eine Sendeeinheit, sowie mit einer Versorgungseinheit zur Spannungsversorgung des GPS-Moduls.
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Eine Schuheinlage der eingangs genannten Art ist aus der
CN 213428666 U bekannt, wobei das GPS-Modul und die Versorgungseinheit zur Spannungsversorgung des GPS-Moduls in einer Ausnehmung der Schuheinlage aufgenommen sind, die mittels einer vom Material der Schuheinlage unabhängig ausgebildeten Abdeckplatte verschlossen ist.
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Bei den aus dem vorgenannten Stand der Technik bekannten GPS-Tracker ist das GPS-Modul permanent mit der Versorgungseinheit zur Spannungsversorgung des GPS-Moduls elektrisch leitend verbunden, sodass der bekannte GPS-Tracker entsprechend der konstanten elektrischen Verbindung permanent ein Positionssignal basierend auf der im GPS-Modul ermittelten Position aussendet, mit entsprechendem Energieverbrauch bzw. Spannungsabbau in der hier als Batterie ausgeführten Versorgungseinheit. Hieraus ergibt sich die Notwendigkeit, bei Bedarf einen Austausch der Batterie bzw. im Falle einer nicht lösbaren Verbindung zwischen der Batterie und dem GPS-Modul einen Gesamtaustausch der auf der Abdeckplatte angeordneten Einheit vorzunehmen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wartungsintervalle an der Schuheinlage, die aufgrund der beschränkten Betriebsdauer der Batterie einen Batterieaustausch ermöglichen, zu verlängern, also den Wartungsaufwand zu reduzieren.
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Diese Aufgabe wird mit einer Schuheinlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Ortungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, das GPS-Modul mit einem Beschleunigungssensor zu versehen, derart, dass die Positionsbestimmungseinheit und/oder Sendeeinheit in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal des Beschleunigungssensors mit Spannung versorgt werden.
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Der Erfindung liegt somit der Gedanke zugrunde, dadurch, dass nicht permanent, sondern lediglich dann, wenn durch den Beschleunigungssensor eine Positionsänderung detektiert wird, eine Positionsbestimmung vorzunehmen und/oder ein Positionssignal an einen Empfänger zu senden. Hierdurch erfolgt ein Energieverbrauch der in der Versorgungseinheit gespeicherten Energie lediglich zu tatsächlich relevanten Zeitpunkten, nämlich dann, wenn eine Positionsänderung einer Person, die mit der erfindungsgemäßen Schuheinlage ausgestattete Schuhe trägt, stattfindet.
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Je nachdem, wie der Beschleunigungssensor in der das GPS-Modul und den Beschleunigungssensor umfassenden elektrischen Schaltung angeordnet ist, erfolgt die Positionsbestimmung aufgrund der vom GPS-Modul empfangenen Satellitensignale nur dann, wenn aufgrund eines Ausgangssignals des Beschleunigungssensors eine elektrische Verbindung zwischen der Versorgungseinheit und der Positionsbestimmungseinheit hergestellt ist. Natürlich besteht auch die Möglichkeit, unabhängig von einer zuvor erfolgten Positionsbestimmung durch die Positionsbestimmungseinheit lediglich die Aktivität der Sendeeinheit von einem Ausgangssignal des Beschleunigungssensors abhängig zu machen.
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In jedem Fall ermöglicht die in Abhängigkeit von einem Ausgangsignal des Beschleunigungssensors erfolgende Spannungsversorgung der Positionsbestimmungseinheit und/oder der Sendeeinheit im Vergleich zu einer permanenten Spannungsversorgung eine erhebliche Energieeinsparung, sodass etwaige Wartungsintervalle zum Austausch der Versorgungseinheit wesentlich verlängert werden können.
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Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die Versorgungseinheit als wiederaufladbare Batterie bzw. Akkumulator ausgebildet ist und mit einer Kopplungseinrichtung zur Kopplung mit einer außerhalb der Schuheinlage angeordneten Ladestation versehen ist, sodass bei nicht mehr ausreichender Batteriespannung kein Batterieaustausch mehr stattfinden muss, sondern mittels eines Ladevorgangs die zum Betrieb des GPS-Moduls erforderliche Betriebsspannung wiederhergestellt werden kann. Der Einsatz einer wiederaufladbaren Batterie bzw. eines Akkumulators in der Schuheinlage ermöglicht daher auch den Verzicht auf eine austauschbare Anordnung bzw. Unterbringung der Versorgungseinheit in der Schuheinlage, sodass anstatt der Anordnung in einer mittels einer Abdeckplatte verschließbaren Ausnehmung der Schuheinlage eine versiegelte Anordnung des mit der Versorgungseinheit versehenen GPS-Moduls in der Schuheinlage, also beispielsweise ein Verguss des GPS-Moduls einschließlich Versorgungseinheit und Beschleunigungssensor im Material der Schuheinlage möglich ist. Hierdurch ergibt sich nicht nur ein insgesamt einfacher konstruktiver Aufbau der Schuheinlage, sondern darüber hinaus auch eine exakte konstante Positionierung der Komponenten in der Schuheinlage, was sich insbesondere hinsichtlich der Genauigkeit der Ausgangssignale des Beschleunigungssensors als vorteilhaft erweist.
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Wenn in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform die Batterie bzw. der Akkumulator mit einer als Empfängerspule ausgebildeten Kopplungseinrichtung zur induktiven Kopplung mit einer Senderspule der Ladestation versehen ist, kann eine Verbindung der Batterie bzw. des Akkumulators mit einer externen, außerhalb der Schuheinlage angeordneten Ladestation ohne Auswirkungen auf die Oberflächengestaltung der Schuheinlage erfolgen, sodass die Anordnung aus GPS-Modul, Beschleunigungssensor und Batterie weder die Anpassung der Schuheinlage an den Fuß einer mit einer derartigen Schuheinlage versehene Schuhe tragenden Person noch die Anpassung der Schuheinlage an ein im Schuh ausgebildetes Fußbett beeinträchtigt.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist die Schuheinlage einen vorzugsweise als Kommunikationschip ausgebildeten Kommunikationsschaltkreis auf, sodass etwa eine Kommunikation mit einem Mobilfunkgerät oder eine Verbindung zu einem webbasierten Dashboard hergestellt werden kann.
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Die erfindungsgemäße Ortungseinrichtung nach Anspruch 4 weist eine Schuheinlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und eine der Schuheinlage funktional zugeordnete stationäre Schuh-Aufnahmeeinrichtung mit einer Ladestation auf, die mit einer Senderspule zur induktiven Kopplung mit der Empfängerspule der Schuheinlage versehen ist.
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Die erfindungsgemäße Ortungseinrichtung ist daher so beschaffen, dass ein Aufladevorgang der in der Schuheinlage angeordneten Batterie bzw. des Akkumulators automatisch mit der Anordnung der mit der Schuheinlage versehen Schuhe in oder auf der stationären Schuh-Aufnahmeeinrichtung erfolgt, sodass außer der Anordnung der Schuhe in oder auf der Schuh-Aufnahmeeinrichtung keine besonderen Handlungsweisen von der die Schuheinlage in ihren Schuhen verwendenden Person erforderlich sind, um die Schuheinlage in einem betriebsbereiten Zustand zu erhalten.
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Dies erweist sich, insbesondere bei Personen von Vorteil, für die die Einhaltung komplexer Handlungsweisen oder Handlungsabfolgen, die entsprechende kognitive Fähigkeiten voraussetzen, besondere Anforderungen darstellen, wie es beispielsweise bei an Demenz erkrankten Personen der Fall ist.
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Für derartige, insbesondere an Demenz erkrankte Personen, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Schuh-Aufnahmeeinrichtung als Display zur sichtbaren Anordnung von Schuhen ausgebildet ist, wie es beispielsweise bei einer Fußmatte der Fall ist. Da eine Fußmatte sich an beliebiger Stelle auf einem Fußboden, insbesondere an einer Türschwelle, gut sichtbar positionieren lässt und die Zuordnung von mit einer erfindungsgemäßen Schuheinlage versehenen Schuhen zu einer Fußmatte quasi in einem routinemäßigen Ablauf beim Betreten oder Verlassen eines Raums erfolgen kann, ist auch ein Abstellen der Schuhe auf der Fußmatte eine Handlungsweise, deren Durchführung wenig komplex ist.
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Bei dem erfindungsgemäßen Ortungsverfahren zur Ortung von Personen unter Verwendung einer Schuheinlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder einer Ortungseinrichtung nach Anspruch 5 oder 6 erfolgt eine Positionsbestimmung und/oder eine Übermittlung eines Positionssignals an eine Positionsanzeigeeinrichtung oder eine Positionsverarbeitungseinrichtung in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal des Beschleunigungssensors der Schuheinlage. Hierdurch ist es möglich, je nach Art oder Häufigkeit der innerhalb einer definierten Zeitspanne erfolgten Emission eines Ausgangssignals bzw. mehrerer Ausgangssignale des Beschleunigungssensors mittels der Positionsverarbeitungseinrichtung Folgemaßnahmen festzulegen, die beispielsweise bei Detektierung von besonderer Stärke oder Häufigkeit des Ausgangssignals des Beschleunigungssensors einen Notfall definieren können, der eine Aktion einer Betreuungsperson oder eines Arztes auslöst.
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Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit der Durchführung des Ortungsverfahrens besteht darin, dass die Bestimmung der Position und/oder die Übermittlung des Positionssignals in Abhängigkeit von einem mittels des Beschleunigungssensors ermittelten Beschleunigungsvektor erfolgt, sodass bereits sehr frühzeitig erkannt werden kann, in welche Richtung sich die Person bewegt und gegebenenfalls Maßnahmen ergriffen werden können, um eine Selbstgefährdung der Person zu verhindern.
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Wenn darüber hinaus eine Signalverarbeitung oder Signalweiterleitung in Abhängigkeit vom Beschleunigungsvektor erfolgt, also etwa aus der Richtung und Größe des Beschleunigungsvektors auf einen Sturz der Person geschlossen werden kann, kann mittels der Positionsverarbeitungseinrichtung eine Aktion einer Betreuungsperson oder gegebenenfalls eines Arztes eingeleitet werden.
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Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn eine Übermittlung des Positionssignals in Abhängigkeit von der ermittelten Position erfolgt, sodass im Sinne eines Geofencing ein Aktionsradius für die betreffende Person festgelegt werden kann, der für die Person einen gefährdungsfreien Bereich definiert, und ein entsprechendes Positionssignal erst dann emittiert wird, wenn die Person den gefährdungsfreien Bereich verlässt, also etwa eine an Demenz erkrankte Person außerhalb eines geschützten Bereiches, also etwa eine Pflegeeinrichtung, in den öffentlichen Raum mit Straßenverkehr gelangt.
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Bei einer bevorzugten Durchführung des Ortungsverfahrens erfolgt das Ortungsverfahren mittels eines Zugriffs auf einen vorzugsweise als Kommunikationschip ausgebildeten Kommunikationsschaltkreis der Schuheinlage im Rahmen einer Mobilfunkanwendung (App) oder in Verbindung mit einem Dashboard. Somit ist es möglich, die Parameter für die Durchführung des Ortungsverfahrens individuell vorzugeben bzw. zu variieren, so dass etwa außerhalb eines definierten Aktionsradius andere Parameter, also beispielsweise die Sendung eines vom Beschleunigungssensor unabhängigen Positionssignals in definierten Zeitintervallen erfolgt.
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Erfindungsgemäß erfolgt die Verwendung der Ortungseinrichtung nach Anspruch 5 oder 6 bzw. die Anwendung des Ortungsverfahrens nach einem der Ansprüche 7 bis 11 für eine an Demenz erkrankte Person.
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In der Zeichnung ist zur Erläuterung des Ortungsverfahrens eine Schuheinlage 10 mit einer Ortungseinrichtung 11 dargestellt, die in einem Schuh 12 so angeordnet ist, dass sie sich an ein Fußbett 13 des Schuhs 12 anschmiegt.
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Die Schuheinlage 10 umfasst im Material der Schuheinlage 10 eingebettet ein GPS-Modul 14 mit einer Positionsbestimmungseinheit 15 und einer Sendeeinheit 16 sowie eine wiederaufladbare Batterie 17 bzw. ein Akkumulator, die bzw. der zur induktiven Kopplung mit einer Senderspule 21 einer außerhalb der Schuheinlage 10, hier in einer Fußmatte 18 angeordneten Ladestation 19 mit einer Empfängerspule 20 versehen ist. Die Ladestation 19 weist neben der Senderspule 22 einen Transformator 22 auf, der an das Spannungsnetz 23 angeschlossen ist.
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Wie das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel der Ortungseinrichtung 11 zeigt, ist in der Schuheinlage 10 ein Beschleunigungssensor 24 vorgesehen, der im vorliegenden Fall in der in der Schuheinlage 10 ausgebildeten elektrischen Schaltung so angeordnet ist, dass er sich zwischen der Batterie 17 und dem GPS-Modul 14 befindet, sodass das GPS-Modul 14 von der Batterie 17 nur dann mit Betriebsspannung versorgt wird, wenn durch die bei einer Bewegung der die mit der Schuheinlage 10 versehenen Schuhe 12 tragenden Person auf den Beschleunigungssensor 24 wirkenden Trägheitskräfte ein elektrischer Schaltkontakt herstellt wird, der die Batterie 17 mit dem GPS-Modul 14 elektrisch verbindet.
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Somit kann gemäß der in der Zeichnung beispielhaft dargestellten Schaltung sowohl eine Positionsbestimmung durch die Positionsbestimmungseinheit 15 als auch eine Emission eines von der Positionsbestimmungseinheit 15 generierten Positionssignal durch die Sendeeinheit 16 nur in Abhängigkeit vom Schaltkontakt des Beschleunigungssensors 24 erfolgen.
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Wie aus dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ersichtlich, kann die in der Schuheinlage angeordnete Schaltung zusätzlich mit einem Kommunikationschip 25 versehen sein, der etwa die Implementierung der Schuheinlage 10 in eine Mobilfunkanwendung ermöglicht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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