DE19601196A1

DE19601196A1 - Kommunikations- und Überwachungssystem und Verfahren zur Überwachung eines ausgewählten Personenkreises

Info

Publication number: DE19601196A1
Application number: DE19601196A
Authority: DE
Inventors: Knud Dr Overlach; Ewald Goebel
Original assignee: PIETZSCH IBP GmbH
Current assignee: OVERLACH, KNUD, DR., 76275 ETTLINGEN, DE
Priority date: 1996-01-15
Filing date: 1996-01-15
Publication date: 1997-07-17
Anticipated expiration: 2016-01-16
Also published as: DE19601196C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Kommunikations- und Über wachungssystem und ein Verfahren zur Überwachung eines ausgewählten Personenkreises, insbesondere von kranken, älteren und behinderten Menschen.

Es ist aus vielerlei Anwendungen bekannt, einen ausge wählten Personenkreis über ein Kommunikationsnetz mit einander zu verbinden und zusätzlich den jeweiligen Auf enthaltsort einzelner oder aller Personen zu ermitteln. So sind beispielsweise Taxis innerhalb eines definierten Gebietes mit einer Leitstelle über ein Funksystem ver bunden. In der Regel wird dann über Funk in periodischen Abständen der Aufenthaltsort der von der Leitstelle be dienten Taxis abgefragt oder selbsttätig übermittelt.

Es ist ferner bekannt, Personen mit Spezialsendern aus zustatten, um im Notfall den Aufenthaltsort dieser Per sonen ermitteln zu können. So sind beispielsweise verun glückte Bergsteiger oder Skifahrer bei Lawinenunglücken dadurch auffindbar, daß sie einen derartigen Sender mit sich führen und dann mittels entsprechender Peilgeräte aufgefunden werden können.

Es sind weiter an bestimmten Orten Notrufeinrichtungen fest installiert. Bei Betätigung dieser Notrufeinrich tungen wird gleichzeitig auch der Ort des jeweiligen Notrufs an den Empfänger übermittelt. Im übrigen ist jedoch das Telefon das zentrale Element bekannter Hilfs dienste.

Nachteilig im Zusammenhang mit diesen Hilfsdiensten ist jedoch, daß oftmals gerade kranke, ältere oder behin derte Menschen insbesondere in Notsituationen nicht in der Lage sind, ein Telefon zu bedienen oder zu errei chen. Sie müssen dann darauf vertrauen, daß Dritte in der Nähe sind und in diesen kritischen Situationen Hilfe holen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ver fahren sowie ein Kommunikations- und Überwachungssystem zu schaffen, das ohne Dritte und zumindest in Notsitua tionen auch ohne aktive Mithilfe der jeweils zu über wachenden Personen auskommt, um geeignetes Hilfspersonal in kürzester Zeit herbeizurufen. Insgesamt sollen das neuartige Verfahren und System einen höheren Bedienkom fort und Sicherheitsstandard als bisherige entsprechende Dienstleistungen bieten.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit einem Kommuni kations- und Überwachungssystem, das einen Zentralrech ner, mehrere mobile Rechnereinrichtungen und mehrere mobile Sende- und Empfangseinheiten aufweist, die je weils untereinander in direktem oder indirektem Daten austausch stehen, dessen Zentralrechner und/oder dessen Rechnereinrichtungen jeweils eine Positionserfassungs einrichtung zur Ermittlung des aktuellen Standortes der jeweils zugeordneten Rechnereinrichtungen und/oder jeweils zugeordneten Sende- und Empfangseinheiten auf weist oder aufweisen und dessen Rechnereinrichtungen sowie dessen Sende- und Empfangseinheiten ein indivi duelles Kennsignal aussenden, das jeweils eine Informa tion über den aktuellen Standort und eine Gerätekennung enthält.

An dem Zentralrechner ist jederzeit die aktuelle Posi tion der mobilen Rechnereinrichtungen sowie der Sende- und Empfangseinheiten abrufbar. So können sich die zu überwachenden Personen unter Mitnahme der Sende- und Empfangseinheiten innerhalb eines Überwachungsgebietes frei bewegen. Im Not- oder Bedarfsfalle können sie vom Zentralrechner und/oder den Rechnereinrichtungen geortet werden. Der den Zentralrechner bedienende Operator kann in einem solchen Falle zusätzlich gezielt das Bedienper sonal einer mobilen Rechnereinrichtung informieren, das sich gerade in der Nähe der betreffenden Person aufhält. So ist es jederzeit möglich ohne Beteiligung von Dritten oder der überwachenden Person selbst schnell Hilfs- oder sonstiges Personal zu einer speziellen überwachten Per son zu lenken. Die Effektivität und Zuverlässigkeit dieses Systems ist bekannten ähnlichen Einrichtungen überlegen.

Die Arbeit des Operators ist dadurch wesentlich erleich tert, daß das gesamte Überwachungsgebiet als digitali sierte Landkarte gespeichert ist. Hierdurch kann die Auswertung der vom Zentralrechner empfangenen Kennsig nale am Zentralrechner selbst derart ausgeführt werden, daß zu jedem überwachten Gerät eine aktuelle Ortsinfor mation vorliegt. In ähnlicher Weise ist auch die Arbeit des Bedienpersonals der mobilen Rechnereinrichtungen er leichtert, da auch innerhalb der Rechnereinrichtungen zumindest ein Ausschnitt des Überwachungsgebietes abge speichert ist.

Die mit dem Kennsignal übermittelte Ortsinformation wird dadurch erzeugt, daß das Kennsignal der Rechnereinrich tungen sowie der Sende- und Empfangseinheiten von je weils einer mit diesen Geräten verbundenen Global-Po sitioning-System-(GPS)-Antenne übermittelt wird.

In vorteilhafter Weiterbildung des Systems weisen der Zentralrechner und die Rechnereinrichtungen jeweils eine Anzeigeeinrichtung auf. Mittels dieser Anzeigeeinrichtung kann der Operator und/oder das Bedienpersonal sich in einer Übersichtsdarstellung jederzeit das Überwachungs gebiet in Form einer Landkarte mit den aktuellen Po sitionen der Rechnereinrichtungen und/oder der Sende- und Empfangseinheiten ansehen. Durch diese Übersichts darstellung ist der Operator und/oder das Bedienpersonal in der Lage, im Not- oder Bedarfsfalle sich schnell einen Überblick über die Situation zu verschaffen und sich gegebenenfalls schnell mit der zu überwachenden Person in Verbindung zu setzen.

In vorteilhafter Weiterbildung enthält die Rechnerein richtung ein Programmodul, das es ermöglicht, daß die Anzeigeeinrichtung zusätzlich den jeweils schnellsten und/oder kürzesten Weg von der Rechnereinrichtung zu einer auswählbaren Sende- und Empfangseinheit ermittelt und anzeigt. Im Not- oder Bedarfsfalle informiert der Operator üblicherweise das Bedienpersonal einer mobilen Rechnereinrichtung, die im Augenblick der zu überwachen den Person am nächsten ist. In der Folge versucht dieses Bedienpersonal mit der zu überwachenden Person persön lich Kontakt aufzunehmen. Dies wird dadurch erleichtert, daß die Anzeigeeinrichtung der Rechnereinrichtung neben der Ortsinformation über die betreffende Sende- und Empfangseinheit den jeweils kürzesten oder schnellsten Weg zu dieser Sende- und Empfangseinheit anzeigt.

Dadurch, daß als mobile Rechnereinrichtungen herkömm liche Notebooks einsetzbar sind, kann das Kommunika tions- und Überwachungssystem teilweise unter Weiterbe nutzung bestehender Einrichtungen aufgebaut werden. Da rüber hinaus kann das Kommunikations- und Überwachungs system nach und nach ausgebaut werden.

Üblicherweise sendet der Zentralrechner in regelmäßigen Abständen ein Prüfsignal an die Sende- und Empfangsein heiten. Dadurch, daß die Sende- und Empfangseinheiten mit einem Bedienelement zur Abgabe eines Quittiersigna les versehen sind, kann auf diese Weise überprüft werden, ob die zu überwachende Person das Prüfsignal aktiv be antwortet. Hierdurch ist eine ständige Überwachung der Träger der Sende- und Empfangseinheiten möglich, ohne daß diese dabei nennenswert belästigt oder beeinträchtigt werden.

In weiterer Ausgestaltung sind die Sende- und Empfangs einheiten jeweils mit einer Notrufeinrichtung versehen. Hierdurch ist sichergestellt, daß für den Fall, daß zwischen zwei Prüfsignalen ein Not- oder Bedarfsfall eintritt, der Träger der Sende- und Empfangseinheit aktiv einen Alarm beim Zentralrechner auslösen kann. Durch diese zusätzliche Funktion wird die durch das Kommunikations- und Überwachungssystems erreichbare Sicherheit dahingehend erhöht, daß nicht in jedem Falle erst bis zur Nichtbeantwortung des Prüfsignales abge wartet wird, bis eine geeignete Hilfeleistung einge leitet wird.

Gemäß Anspruch 9 wird im Falle der Nichtbeantwortung des Quittiersignales selbsttätig beim Zentralrechner eine Alarmmeldung ausgelöst. Hierdurch ist sichergestellt, daß Personen, die nicht mehr in der Lage sind aktiv Hilfe zu holen, in kürzester Zeit aufgefunden werden.

In vorteilhafter Weiterbildung kann die Sende- und Empfangseinheit mit zusätzlichen Sensoreinrichtungen zur Überwachung medizinischer oder physikalischer Parameter kombiniert werden. Diese Kombination hat den Vorteil, daß über die bloße Alarmmeldung hinaus beim Zentral rechner bereits zusätzlich eine Information über die Ursache der Alarmmeldung vorliegt. Hierdurch kann die notwendig gewordene Hilfeleistung gezielter eingesetzt werden. Darüber hinaus können mittels der genannten Sensorik auch solche Parameter erfaßt werden, die sich der Wahrnehmung des Trägers der Sende- und Empfangsein richtung zunächst entziehen. Hierdurch kann die Qualität der medizinischen Versorgung insgesamt erhöht werden.

Die Zeit- die benötigt wird, um den Träger einer Sende- und Empfangseinheit aufzufinden, der sich in einer Not situation befindet, kann dadurch wesentlich verkürzt werden, daß die Sende- und Empfangseinheit ein zusätz liches Positionssignal aussendet, das in einem um die jeweilige Sende- und Empfangseinheit herumliegenden Nah bereich empfangen werden kann. Das Bedienpersonal der mobilen Rechnereinrichtungen muß hierdurch nur in diesen Nahbereich gelangen und wird dann schnell durch das zu sätzliche Positionssignal zu der betreffenden Person ge leitet.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird eben falls durch ein Verfahren zur Überwachung eines ausge wählten Personenkreises, insbesondere kranker, alter und/oder behinderter Menschen gelöst, bei dem ein Kom munikations- und Überwachungssystem mit einem Zentral rechner, mehreren mobilen Rechnereinrichtungen und mehreren mobilen Sende- und Empfangseinheiten, die un tereinander im Datenaustausch stehen derart eingesetzt wird,

- daß der Zentralrechner den aktuellen Aufenthalts ort der zugeordneten Sende- und Empfangseinheiten jeweils mittels einer Positionserfassungseinrich tung ermittelt,
- daß der Zentralrechner in definierbaren zeitlichen Abständen ein Prüfsignal aussendet,
- daß der Zentralrechner anschließend entweder ein von der überwachten Person mittels der Sende- und Empfangseinheit aktiv ausgelöstes Quittiersignal erhält oder eine Alarmmeldung auslöst,
- daß der Zentralrechner im Falle einer Alarmmeldung das Bedienpersonal der mobilen Rechnereinrichtun gen informiert,
- und daß anschließend mittels einer Positionserfas sungseinrichtung der Rechnereinrichtung der Auf enthaltsort der fraglichen Sende- und Empfangsein heit festgestellt und gegebenenfalls deren Benutzer aufgesucht wird.

Auch bei diesem Verfahren ist sichergestellt, daß die zu überwachenden Personen im Not- oder Bedarfs falle ohne deren Mithilfe oder der Einschaltung Dritter zuverlässig und schnell aufgefunden werden.

Die Qualität der durch dieses Verfahren ermöglichten Über wachung wird dadurch erhöht, daß mittels der mobilen Rech nereinrichtungen die Träger der Sende- und Empfangsein heiten besonders schnell aufgefunden werden können. Dies gelingt, indem dem Bedienpersonal der Rechnereinrichtungen im Not- oder Bedarfsfalle der jeweils schnellste und/oder kürzeste Weg zu der jeweiligen Sende- und Empfangsein heit angezeigt wird.

Für die Qualität des beanspruchten Verfahrens ist die Schnelligkeit mit der die zu überwachenden Personen auf gefunden werden können ein entscheidendes Qualitätsmerkmal. Es ist daher von großem Vorteil, daß gemäß Anspruch 14 in einem ersten Suchschritt zunächst nur ein um die je weilige Sende- und Empfangseinheit herumliegender Nahbe reich aufgefunden werden muß und anschließend für einen zweiten Suchschritt innerhalb dieses Nahbereichs mittels eines von der fraglichen Sende- und Empfangseinheit ab gestrahlten zusätzlichen Positionssignals eine Feinsuche durchgeführt werden kann. Die insgesamt benötigte Such zeit im Not- oder Bedarfsfalle ist hierdurch insgesamt drastisch verkürzt.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung darge stellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines Kommunikations- und Überwachungssystems,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer mobilen Rechnereinrichtung,

Fig. 3 ein Schaltschema der Komponenten des Gerätes,

Fig. 4 ein Schaltbild zum Aufbau einer Baugruppe gemäß Fig. 3 und

Fig. 5 eine Bildschirmanzeige der mobilen Rechnerein richtung bzw. eines Zentralrechners und

Fig. 6 eine Prinzipdarstellung einer mobilen Sende- und Empfangseinheit.

Fig. 1 zeigt die einzelnen zu einem Kommunikations- und Überwachungssystem 1 zusammengefaßten Geräte. Im ein zelnen umfaßt das Kommunikations- und Überwachungs system 1 einen Zentralrechner 2, eine mobile Rechnerein heit 3 und von den zu überwachenden Personen jeweils mitzuführende Sende- und Empfangseinheiten 4. Alle Geräte des Kommunikations- und Überwachungssystems 1 stehen miteinander in Signalverbindung. Die Verbindungen zwischen den einzelnen Geräten 2, 3 und 4 können durch ein Funknetz hergestellt werden, wie das Ausführungs beispiel zeigt. Das Kommunikations- und Überwachungs system 1 kann auch mit Ultrakurzwelle (VHS), dem vor handenen Telefonnetz, den vorhandenen Mobilfunknetzen, wie D1-, D2- oder E-Netzen, oder anderen drahtlosen Netzen betrieben werden.

Der Zentralrechner 2 ist ein herkömmlicher Computer mit hinreichendem Speicherplatz und multitasking-fähigem Prozessor. Die Bedienung des Zentralrechners 2 erfolgt über einen Touch-Screen-Bildschirm 5, eine Maus 6 und/oder eine Tastatur 7. Der Zentralrechner ist mit einem nicht dargestellten Funkmodem ausgestattet. Weitere Schnittstellen zur seriellen Datenübertragung, zum Tele fonanschluß sowie zur Satellitenkommunikation sind vor handen. Es kann auch ein Drucker an den Zentralrech ner 2 angeschlossen werden. Es ist ferner eine mit dem Zentralrechner 2 verbundene Hör- und Sprechgarnitur vorhanden. Über eine zusätzliche frei konfigurierbare Schnittstelle kann beispielsweise ein Anschluß an daten bankorientierte Informationssysteme erfolgen.

Innerhalb des Zentralrechners 2 ist eine digitalisierte Landkarte eines Überwachungsgebietes abgespeichert. Diese digitalisierte Landkarte kann beispielsweise in Fenster technik auf dem Bildschirm 5 visualisiert werden. Ein zelne Ausschnitte dieser Landkarte können dabei vergrößert dargestellt werden. Darüber hinaus weist der Zentralrech ner 2 in der Zeichnung nicht dargestellte Schnittstellen zum Empfang und zum Senden von Signalen, Daten und/oder Informationen von den zugeordneten anderen Geräten 3, 4 des Kommunikations- und Überwachungssystems 1 auf. Insbe sondere ist der Zentralrechner 2 mit einer Positionser fassungseinrichtung in Form eines Programmoduls versehen, das anhand der von den Geräten ausgestrahlten Kennsignale das jeweilige Gerät identifiziert und dessen Aufenthalts ort feststellt. Die momentanen Aufenthaltsorte aller dem Zentralrechner 2 zugeordneten Geräte 3, 4 können auf dem Bildschirm 5 in einer Übersichtsdarstellung angezeigt werden.

In dem Zentralrechner 2 sind zusätzlich alle Personen daten der überwachten Personen gespeichert und abrufbar.

Der Zentralrechner 2 wird von einem Operator bedient, der über systemeigene und/oder externe Kommunikationsein richtungen sich jederzeit entweder mit dem Bedienpersonal der mobilen Rechnereinrichtungen 3 oder den überwachten Personen in Verbindung setzen kann. Hierzu sind die Rech nereinrichtungen 3 und die Sende- und Empfangseinhei ten 4 mit einer zusätzlichen zur Sprachübertragung ge eigneten Kommunikationseinrichtung 10, 10′ verbunden, die nach der Art eines Mobiltelefons gestaltet ist. Operator, Bedienpersonal und überwachte Person können über diese Einrichtungen in Sprechverbindung treten.

Die mobile Rechnereinrichtung 3 gemäß Fig. 2 wird bei spielsweise in Krankenwagen mitgeführt. Die Rechner einrichtung 3 kann hierzu vorübergehend oder dauerhaft in ein Fahrzeug eingebaut werden. Sie kann netzunab hängig mehrere Stunden betrieben werden und verfügt zu sätzlich über eine Niederspannungs-Ladungsbuchse. Auch dieses Gerät ist mit Schnittstellen für Funk, Satelli tenkommunikation, Telefon, serieller Datenübertragung, Druckeranschluß und PCMCIA versehen. Zusätzlich ist ein Funkmodem vorhanden. Die Rechnereinrichtung 3 ist ein Notebook 11, das in einem stabilen tragbaren Koffer 12 untergebracht ist und mit einer Global-Positioning-System- (GPS)-Antenne 13 zur Übermittlung eines Kennsignals ausgestattet ist. Das Kennsignal enthält jeweils eine Ortsinformation und eine individuelle Gerätekennung. Das Global-Positioning-System ist ein satellitengestütztes Navigationssystem.

Das Notebook 11 ist mit einem mehrfarbigen LCD-Display 14 und einem Tastenfeld 15 als Eingabeelement versehen. Das Tastenfeld 15 kann durch eine transparente Auflagefolie staubgeschützt sein. Zur Erleichterung der Bedienung und verbesserten Menüführung ist das Tastenfeld 15 mit einer Reihe speziell belegter und gekennzeichneter Funktions tasten versehen.

Der Koffer 12 ist mit einer umlaufenden Staubdichtung 16 aus Schaumstoff versehen, die überdies Stoßdämpfungs funktionen erfüllt. In einem Kasten 17, der in Blickrich tung hinter dem Notebook 11 in dem Koffer 12 angeordnet ist, ist eine Schnittstelle 30 sowie zwei Akkumulato ren 31 untergebracht. Zur Bedienung des Notebooks 11 ist ein Rollball 20 sowie weitere Funktionstasten 21 auf einer Bedienkonsole 22 in Blickrichtung neben dem Note book 11 angeordnet. Auf der Bedienkonsole 22 ist darüber hinaus ein Drehschalter 23 für die Kanalwahl der Kommu nikationseinrichtung 10 angeordnet. In Blickrichtung hin ter dem Drehschalter 23 befindet sich ein Lautsprecher 24.

Am Deckel 25 des Koffers 12 ist die GPS-Antenne 13 an geschlossen. Darüber hinaus ist am Deckel 25 ein digita ler Kompaß 28 befestigt, der abnehmbar jedoch über Kabel mit dem Notebook 11 in Verbindung bleibend ausgebildet ist. Die ansteckbare GPS-Antenne 13 ist mit einem Empfangs teil 27 des Satelliten-Navigationssystems (GPS) verbun den. Innerhalb des Deckels 25 ist darüber hinaus eine Zubehörtasche 26 angeordnet.

Die beschriebenen Teile der mobilen Rechnereinrichtung 3 sind gemäß Fig. 3 miteinander verschaltet. Die GPS-An tenne 13 ist über das Empfangsteil 27 mit einem Schnitt stellenadapter 30 verbunden, an den darüber hinaus der digitale Kompaß 28 angeschlossen ist. Eine unterbre chungsfreie Stromversorgung des Notebooks 11 ist durch die Akkumulatoren 31 gesichert, die an eine Versorgungs steuerung 32 angeschlossen sind. Der Schnittstellen adapter 30 sowie die Versorgungssteuerung 32 sind mit der Rechnereinheit 33 des Notebooks 11 verbunden. Außer dem ist an die Rechnereinheit 33 der Rollball 20 ange schlossen. Zur Kommunikation mit dem Operator sind die Mikrofon-Kopfhörer-Kombinationen 34 und 35 sowie die Funkgeräte 36 und 37 vorgesehen, die entweder mittels HF- bzw. VHF-Funk arbeiten. Die Funkgeräte 36 und 37 sind jeweils über einen Terminal-Node-Controller 41, 42 an einen Bordsprechverteiler 43 angeschlossen, der di rekt auf den Lautsprecher 24 geschaltet ist.

Ein genaues Schaltbild eines Terminal-Node-Controllers (TNC) 40 oder 41 ist in Fig. 4 dargestellt. Die TNC 40, 41 sind jeweils mit dem Schnittstellenadapter 30 der Rech nereinheit 33 verbunden. An den TNC 40, 41 ist jeweils ein Funkgerät 36 oder 37 angeschlossen. Darüber hinaus ist der TNC 40, 41 mit einem Mikrofon 43 einer der bei den Mikrofon-Kopfhörer-Kombinationen 34 oder 35 ver bunden. Desweiteren ist der Lautsprecher 24 sowie ein Push-to-talk (PTT)-Tastschalter 44 jeweils an den TNC 40, 41 angeschlossen. Der TNC 40, 41 umfaßt weiter je weils einen Mikroprozessor 45 zum Erkennen von Sprach- und Datensignalen, einen Wahlschalter 46 und einen Unterbrechungsschalter 47, einen Niederfrequenz (NF)-Ver stärker 50, ein Modem 51, einen Mikrocontroller 52, einen Speicher 53 und einen seriellen Ein-/Ausgabe baustein (SIO) 54. Das Modem 51 ist über einen bi direktionalen Bus 55 mit dem Mikrocontroller 52, dem Speicher 53, der beispielsweise ein EPROM sein kann und über den SIO-Baustein 54 mit dem Schnittstellenadapter 30 verbunden, der in Form einer seriellen RS-232-Standard schnittstelle oder einer V-24-Schnittstelle realisiert sein kann. Ein Ausgang des Funkgerätes 36, 37 ist einer seits direkt mit dem Modem 52 und über einen Begrenzer- Verstärker-Baustein 56 mit dem Mikroprozessor 45 verbun den. Zusätzlich ist er andererseits über den Unterbre chungsschalter 47 mit dem NF-Verstärker 50 sowie dem Lautsprecher 24 verbunden. Ein Eingang des Funkgerä tes 36 oder 37 ist über den Wahlschalter 46 entweder mit dem Modem 51 oder mit dem Mikrofon 43 verbindbar. Darü ber hinaus ist der PTT-Tastschalter 44 mit dem Mikropro zessor 45 verbunden, wobei ein Ausgang des Mikropro zessors 45 zu einem weiteren Eingang des Funkgerätes 36 oder 37 führt. Der Wahlschalter 46 und der Unterbre chungsschalter 47 sind jeweils über eine Steuerlei tung 57 bzw. 60 mit dem Mikroprozessor 45 verbunden. Betrieb des Terminal-Node-Controllers 40 oder 41 kann wie folgt erfolgen:
Zum Senden von Sprache drückt ein Benutzer des Gerätes den PTT-Tastschalter 44, um ein Steuersignal an den Mikroprozessor 45 auszugeben, welches dem Mikropro zessor 45 anzeigt, daß Sprache übertragen werden soll. Dieser gibt über die erste Steuerleitung 57 ein Um schaltsignal von Datenübertragung auf Sprachübertragung an den Wahlschalter 46 aus, damit dieser das Mikrofon 43 auf den ersten Eingang des Funkgerätes 36 oder 37 schal tet. Zusätzlich wird vom Mikroprozessor 45 einen zweiten Eingang des Funkgerätes 36 oder 37 ein Steuersignal aus gegeben, um den Sprachsender des Funkgerätes 36 oder 37 einzuschalten. Solange der PTT-Tastschalter 44 gedrückt wird, bleibt das Mikrofon 43 über den Schalter 46 mit dem Funkgerät 36, 37 verbunden und Sprachsignale können vom Mikrofon 43 übertragen werden. Sobald der Benutzer des Gerätes den Tastschalter 44 losläßt, geht der Wahl schalter 46, angesteuert durch den Mikroprozessor 45, in die in Fig. 4 gezeigte Stellung zurück und unterbricht damit die Verbindung vom Mikrofon 43 zum Funkgerät 36, 37, so daß keine Sprachsignale mehr übertragen werden können.

Das Senden von Daten ist immer dann möglich, wenn keine Sprachsignale übertragen werden sollen. Dies ist der Fall, wenn der PTT-Tastschalter 44 nicht gedrückt ist und der Mikroprozessor 45 über die Steuerleitung 57 kein Umschalt signal an den Wahlschalter 46 ausgibt. In diesem Fall ist das Modem 51 mit dem ersten Eingang des Funkgerä tes 36, 37 verbunden und der Sender des Funkgerätes 36, 37 ist zum Übertragen von Datensignalen eingestellt.

Im Speicher 53 ist ein HDLC-Übertragungsprotokoll oder ein anderes geeignetes Steuerungsverfahren zur Datenübertra gung gespeichert, welches die Datensicherheit, das heißt die Vollständigkeit und Richtigkeit der Daten der zu übertragenden Informationen gewährleistet. Der Mikro controller 52 steuert die Weitergabe der Information von der Rechnereinheit 33 über den Schnittstellenadapter 30 und den SIO-Baustein 54 zum Modem 51 und zum Funkge rät 36, 37 bzw. vom Funkgerät 36, 37 über das Modem 51, den SIO-Baustein 54 und die Schnittstelle 30 zur Rech nereinheit 33. Durch einen CRC-Code wird auch bei ver rauschten Funkkanälen eine gesicherte Datenübertragung ermöglicht, welche durch eine Mehrfachübertragung der Datenpakete bis zur Quittung durch die Gegenstation ge währleistet wird. Es können jedoch auch andere Prüfver fahren zur Kontrolle der eingeschriebenen Informationen eingesetzt werden.

Die zu sendenden Daten werden im Modem 51 derart modu liert, daß sie über den NF-Kanal des Funkgerätes 36, 37 übertragbar sind. Zur Wiedergabe der Logikzustände "1" und "0" für die einzelnen Bits wird zwischen zwei Fre quenzen umgeschaltet, beispielsweise 1200 Hz für "0" und 2200 Hz für "1". Die so modulierten Datenströme oder Datenpakete können solange an das Funkgerät 36, 37 aus gegeben werden, bis der Benutzer des Gerätes die Daten übertragung über den PTT-Tastenschalter 44 unterbricht und der Wahlschalter 46 umgeschaltet wird, um Sprach signale zu übertragen.

Beim Empfang von Sprachsignalen oder Datensignalen muß der TNC 40 oder 41 zunächst erkennen, um welche Signalart es sich handelt. Dazu wird das empfangene Signal über den Begrenzer-Verstärker-Baustein 56 dem Mikroprozessor 45 zugeführt, welcher das empfangene Signal analysiert.

Wenn es sich um ein Sprachsignal handelt, ist dies an einer unregelmäßigen Abfolge unterschiedlicher Signal frequenzen erkennbar. In diesem Fall gibt der Mikropro zessor 45 über die zweite Steuerleitung 60 ein Steuer signal an den Unterbrechungsschalter 47 aus, so daß der Schalter 47 geschlossen wird und eine Verbindung zwi schen dem Ausgang des Funkgerätes und dem Lautspre cher 24 über den NF-Verstärker 50 hergestellt ist. Die empfangene Sprache kann dann über den Lautsprecher 24 wiedergegeben werden.

Wenn dagegen das Funkgerät 36 oder 37 ein Signal empfängt und an den Mikroprozessor 45 weitergibt, welches während einer bestimmten Dauer nur die definierten Frequenzen für logisch "0" oder für logisch "1" oder eine regelmäßig wechselnde Abfolge dieser beiden Frequenzen aufweist, erkennt der Mikroprozessor, daß ein Datensignal empfan gen wurde und gibt ein Austast-Steuersignal über die zweite Steuerleitung 60 an den Unterbrechungsschalter 47 aus, um diesen Schalter zu öffnen und die Verbindung zwischen dem Funkgerät 36 oder 37 und dem Lautspre cher 24 zu unterbrechen. Der Ausgang des Funkgerätes 36 oder 37 ist dann direkt mit dem Modem 51 zum Empfangen von Datensignalen verbunden.

Die Unterbrechung der Verbindung zwischen Funkgerät 36 oder 37 und Lautsprecher 24 ist beim Empfang von Daten signalen deshalb besonders zweckmäßig, weil die empfan genen Daten-Frequenzen für "0" und "1" in ihrer Laut stärkeramplitude mit Sprachsignalen identisch sind. Anderenfalls könnte das Verstärken und Ausgeben dieser Signale über den Lautsprecher 24 für den Benutzer des Gerätes sehr unangenehm sein. Deshalb wurde der TNC 40 oder 41, wie beschrieben, so ausgestaltet, daß auf der Empfängerseite die störenden Töne des Datenfunks automa tisch ausgetastet werden. Spezielle Algorithmen über wachen die Regelmäßigkeit der aufeinanderfolgenden Fre quenzen, so daß Sprachsilben in diesem Frequenzbereich nicht ausgetastet werden.

Da bei einer Datenrate von 1200 Bit/sec. und einer unteren Modulationsfrequenz von beispielsweise 1200 Hz bei bestimmten Datenpaketen nur eine Signalperiode für die Auswertung jeweils eines Bits des Datenpakets zur Verfügung steht, kann die Tonauswertung für solche Fälle nicht mit herkömmlich einfachen Mitteln durchgeführt werden, sondern sie erfolgt mit Hilfe eines Mikropro zessors 45. Hat der Mikroprozessor 45 bei einer bestimm ten Anzahl aufeinanderfolgender Perioden erkannt, daß nur die den Datensignalen entsprechenden Frequenzen empfangen werden, dann werden die Frequenzen ausge tastet, das heißt die Tonsignale werden nicht über den Lautsprecher 24 ausgegeben, sondern zum Modem 51 über tragen. Das Modem 51 demoduliert die empfangenen Fre quenzen und gibt die empfangenen Informationen über den bidirektionalen Bus 55 an den Mikrocontroller 52 zur Auswertung und zur weiteren Übertragung über die Schnitt stelle 30 an die Rechnereinheit 33 weiter.

Da der Sprechfunk immer Priorität vor der Übertragung von Daten haben muß, wird nach den oben beschriebenen Kriterien unter Verwendung spezieller Algorithmen sicher gestellt, daß das Empfangen und Senden von Daten über das Funkgerät nur möglich ist, wenn der Funkkanal nicht durch Sprachsignale belegt ist.

Die in der vorstehenden Beschreibung und den Zeichnungen beschriebene mobile Rechnereinrichtung 3 entspricht im wesentlichen einem tragbaren elektronischen Gerät zur Orientierung und Kommunikation gemäß der europäischen Patentanmeldung EP 0 613 092. Diese Schrift wird hiermit ausdrücklich zum Offenbarungsgehalt der vorliegenden Be schreibung gezählt.

Darüber hinaus ist die Rechnereinrichtung 3 mit einer ähnlichen Software wie der Zentralrechner 2 ausgerüstet, die es gestattet, eine abgespeicherte digitalisierte Landkarte auf einem Bildschirm 5′ der Rechnereinrich tung 3 darzustellen. Die erforderliche Software ist in dem Aufsatz "ein überzeugendes Konzept" von S. Birkeneder, W. Hedwig und K.H. Wiemer in der Zeitschrift "Wehrtech nik", Heft 8, 1993, Seiten 1 bis 7 ausführlich beschrie ben. Fig. 5 zeigt eine Bildschirmanzeige, wie sie im Not- oder Bedarfsfall sowohl auf dem Bildschirm 5 des Rechners 2 als auch auf dem Bildschirm 5′ der mobilen Rechnereinrichtung 3 erscheint. Die Bildschirmanzeige 5′ umfaßt die Darstellung einer digitalen Landkarte 61 und mehrere Symbolleisten 62. Mittels eines Blink- oder Pfeilsymbols 63 erfolgt im Not- oder Bedarfsfall eine Angabe des Ortes sowie etwaig notwendige Maßnahmen oder sonstige Informationen. Die Rechnereinrichtung 3 arbei tet mit einem Programmodul zur Erfassung und Auswertung der von den Sende- und Empfangseinheiten 4 übermittelten Kennsignale, die auch jeweils eine individuelle Geräte kennung und eine Ortsinformation enthält. Aufgrund dieser Software kann der Aufenthaltsort der zu überwachenden Sende- und Empfangseinheit 4 ermittelt und auf den Bild schirm 5′ ausgewertet werden.

Mittels eines weiteren Programmoduls wird zusätzlich der jeweils kürzeste oder schnellste Weg von der Rechnerein richtung 3 zu einer bestimmten auswählbaren Sende- und Empfangseinheit 4 auf dem Bildschirm 5′ angezeigt. Mit tels einer zusätzlichen Empfangseinrichtung der Rechner einrichtung 3 kann ein zusätzliches Positionssignal der Sende- und Empfangseinheiten 4 empfangen werden, das die Sende- und Empfangseinheit 4 mit einer Reichweite von einigen hundert Meter aussendet. Dieses zusätzliche Po sitionssignal erleichtert das Auffinden einer überwach ten Person innerhalb des genannten Nahbereichs um die jeweilige Sende- und Empfangseinheit 4 herum. Das erste Positionssignal dient demnach zu einer "Grobsuche", um in diesen Nahbereich zu gelangen. Innerhalb des Nahbe reichs erfolgt dann unter Anpeilung des zusätzlichen Po sitionssignals eine "Feinsuche". Die Suche ist insgesamt durch den elektronischen Kompaß 28 der Rechnereinrich tung 3 erleichtert.

Die Sende- und Empfangseinheiten 4 bestehen, wie in Fig. 6 gezeigt, jeweils im wesentlichen aus einer Kom munikationseinrichtung 10′, die mit einigen speziellen Bedienelementen und einigen fest verdrahteten Funktionen ausgestattet ist. Die Kommunikationseinrichtung 10′ ist darüber hinaus mit einem tragbaren Gerät 70 verbunden, das ebenfalls eine aufsteckbare GPS-Antenne 13′ aufweist Die von der GPS-Antenne 13′ empfangenen Daten werden wie bei der Rechnereinrichtung 3 verarbeitet. Das tragbare Gerät 70 ist mit einer Freisprecheinrichtung 71, einer Notruftaste 72 und einem Signalwiedergabegerät 73 ver sehen.

Nachfolgend wird die Funktion der mobilen Sende- und Empfangseinheit 4 beschrieben.

In periodischen Abständen wird selbsttätig ein Kenn signal ausgesandt, das eine die jeweilige Sende- und Empfangseinheit 4 individualisierende Gerätekennung und eine Ortsinformation über den jeweiligen Aufenthaltsort dieser Sende- und Empfangseinheit 4 enthält. Darüber hinaus empfängt jede Sende- und Empfangseinheit 4 in periodischen Abständen ein Prüfsignal von dem Zentral rechner 2, das für die überwachte Person akustisch oder optisch wahrnehmbar ist. So kann beispielsweise von dem Signalwiedergabegerät 73 ein Piepssignal abgegeben werden. Dieses Signal muß innerhalb einer definierten Zeitspanne mit einem Quittiersignal beantwortet werden, wenn nicht eine Alarmmeldung beim Zentralrechner 2 an stehen soll. Das Quittiersignal wird durch eine Tasten betätigung an der Kommunikationseinrichtung 10′ ausge löst und an den Zentralrechner 2 übermittelt.

Bei Überschreitung des vorgebbaren Zeitlimits zur Abgabe des Quittiersignals wird beim Zentralrechner 2 eine Alarmmeldung ausgelöst. In der Folge informiert der Operator die Krankenwagenbesatzung, die dann mittels der Rechnereinrichtung 3 die für den Alarm verantwortliche Sende- und Empfangseinheit 4 aufsucht.

Bei ausbleibendem Quittiersignal kann auch zunächst über die Kommunikationseinrichtung 10′ direkt mit der über wachten Person Kontakt aufgenommen werden. Die über wachte Person kann dabei auch über die Freisprechein richtung 71 antworten. Für den Fall, daß diese Kontakt aufnahme ebenfalls scheitert, wird dann die Kranken wagenbesatzung, wie oben beschrieben, informiert.

Die Sende- und Empfangseinheit 4 ist mit einem Mikro phonverstärker zur Verstärkung der Sendung eines zusätz lichen Positionssignals versehen. Im Bedarfsfalle kann die überwachte Person zusätzlich mit einem Körpersensor versehen sein, der ebenfalls ständig Meßwerte an den Zentralrechner 2 übermittelt. Sobald ein für die von dem Körpersensor überwachten Meßparameter zulässiger Bereich verlassen wird, wird ebenfalls Alarm beim Zentralrech ner 2 ausgelöst, der dann vom Operator analog zu einem nicht quittierten Prüfsignal behandelt wird.

Das beschriebene Positions- und Überwachungssystem 1 kann ohne weiteres sofort im Rahmen bestehender Hilfs dienste eingesetzt werden und gleichzeitig die medizi nische Überwachung von betroffenen Personen erheblich verbessern. Vor allem funktioniert das beschriebene Kom munikations- und Überwachungssystem 1 ohne irgendeine Beschränkung der Mobilität der überwachten Personen. Die überwachten Personen können sich vielmehr selbständig und ohne Angst, in einer Notsituation unentdeckt zu bleiben, innerhalb des von dem Kommunikations- und Überwachungssystem 1 überwachten Gebietes ohne jede Einschränkung bewegen. Die überwachten Personen müssen lediglich jeweils eine Sende- und Empfangseinheit 4 mit sich führen.

Bezugszeichenliste

1 Kommunikations- und Überwachungssystem
2 Zentralrechner
3 Rechnereinrichtung
4 Sende- und Empfangseinheit
5, 5′ Bildschirm
6 Maus
7 Tastatur
8
9
10 Kommunikationseinrichtung
11 Notebook
12 Koffer
13 CPS-Antenne
14 LCD-Display
15 Tastenfeld
16 Staubdichtung
17 Kasten
18
19
20 Rollball
21 weitere Funktionstasten
22 Bedienkonsole
23 Drehschalter
24 Lautsprecher
25 Deckel
26 Zubehörtaste
27 Empfangsteil
28 digitaler Kompaß
29
30 Schnittstellenadapter
31 Akkumulatoren
32 Versorgungssteuerung
33 Rechnereinheit
34 Mikrofon-Kopfhörer-Kombination
35 Mikrofon-Kopfhörer-Kombination
36 HF-Funkgerät
37 VHF-Funkgerät
38
39
40, 41 Terminal-Node-Controller
42 Bordsprech-Verteiler
43 Mikrofon
44 PTT-Tastschalter
45 Mikroprozessoren
46 Wahlschalter
47 Unterbrechungsschalter
48
49
50 NF-Verstärker
51 Modem
52 Mikrocontroller
53 Speicher
54 SIO-Baustein
55 bidirektionaler Bus
56 Begrenzer-Verteiler-Baustein
57 erste Steuerleitung
58
59
60 zweite Steuerleitung
61 Landkartenanzeige
62 Symbolleiste
63 Blinksymbol
64
65
66
67
68
69
70 tragbares Gerät
71 Freisprecheinrichtung
72 Notruftaste
73 Signalwiedergabegerät

Claims

1. Kommunikations- und Überwachungssystem zur Über wachung eines ausgewählten Personenkreises, insbesondere für kranke, alte und/oder behinderte Menschen, mit

- einem Zentralrechner (2)
- mehreren mobilen Rechnereinrichtungen (3) und
- mehreren mobilen Sende- und Empfangseinheiten (4),

die jeweils untereinander in direktem oder indirektem Datenaustausch stehen, dessen Zentralrechner (2) und/oder dessen Rechnereinrichtungen (3) jeweils eine Positionser fassungseinrichtung zur Ermittlung des aktuellen Stand ortes der jeweils zugeordneten Rechnereinrichtungen (3) und/oder jeweils zugeordneten Sende- und Empfangsein richtungen (4) aufweist oder aufweisen und dessen Rech nereinrichtungen (3) sowie dessen Sende- und Empfangsein heiten (4) jeweils ein individuelles Kennsignal aussen den, das jeweils eine Information über den aktuellen Standort und eine Gerätekennung enthält.

2. Kommunikations- und Überwachungssystem nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Zentralrech ners (2) eine digitalisierte Landkarte eines bestimmbaren Überwachungsgebietes und innerhalb der Rechnereinrich tungen (3) jeweils zumindest ein Ausschnitt dieser Landkarte abgespeichert ist.

3. Kommunikations- und Überwachungssystem nach Anspruch oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechnereinrich tungen (3) und Sende- und Empfangseinheiten (4) zur Abgabe des Kennsignals mit einer Global Positioning System (GPS)-Antenne (13) versehen sind.

4. Kommunikations- und Überwachungssystem nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralrechner (2) und/oder die Rechnereinrichtungen (3) jeweils mit einer An zeigeeinrichtung (5, 5′) für die digitalisierte Land karte und/oder die aktuelle Position der Rechnereinrich tungen (3) und/oder Sende- und Empfangseinheiten (4) ausgestattet ist und/oder sind.

5. Kommunikations- und Überwachungssystem nach An spruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechnerein richtung (3) den schnellsten und/oder kürzesten Weg von der Rechnereinrichtung (3) zu einer auswählbaren Sende- und Empfangseinheit (4) ermittelt und anzeigt.

6. Kommunikations- und Überwachungssystem nach Anspruch oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß als mobile Rechner einrichtungen (3) Notebooks (11) vorgesehen sind.

7. Kommunikations- und Überwachungssystem nach An spruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende- und Empfangseinheit (4) mit einem Bedienelement zur Abgabe eines Quittiersignales versehen ist.

8. Kommunikations- und Überwachungssystem nach An spruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende- und Empfangseinheit (4) mit einer Notrufeinrichtung (72) versehen ist, wobei die Betätigung der Notrufeinrichtung die Aussendung eines zusätzlichen Positionssignales aktiviert.

9. Kommunikations- und Überwachungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Notrufeinrichtung (72) mit einer Zeitüberwachung derart verbunden ist, daß bei Überschreitung oder Versäumnis einer vorgebbaren Zeit spanne zur Abgabe des Quittiersignals beim Zentral rechner (2) eine Alarmmeldung ausgelöst wird.

10. Kommunikations- und Überwachungssystem nach An spruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Not rufeinrichtung (72) mit wenigstens einer Sensoreinrich tung zur Überwachung medizinischer oder physikalischer Parameter, wie Körpertemperatur oder Erschütterung, der art in Signalverbindung steht, daß sobald die Sensor einrichtung Meßwerte erfaßt, die außerhalb eines als zulässig definierten Parameterbereichs liegen, die Not rufeinrichtung aktiviert wird.

11. Kommunikations- und Überwachungssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekenn zeichnet, daß die Sende- und die Empfangseinheit (4) mit einem Mikrophonverstärker zur Verstärkung des zusätz lichen Positionssignals ausgestattet ist, das in einem Nahbereich um die jeweilige Sende- und Empfangsein heit (4) herum empfangen werden kann.

12. Verfahren zur Überwachung eines ausgewählten Per sonenkreises, insbesonderer kranker, alter und/oder be hinderter Menschen, bei dem ein Kommunikations- und Über wachungssystem (1) mit einem Zentralrechner (2), mehreren mobilen Rechnereinrichtungen (3) und mehreren mobilen Sende- und Empfangseinheiten (4), die untereinander im Datenaustausch stehen, derart eingesetzt wird,

- daß der Zentralrechner (2) den aktuellen Aufent haltsort der zugeordneten Sende- und Empfangsein heiten (4) jeweils mittels einer Positionserfas sungseinrichtung ermittelt,
- daß der Zentralrechner (2) in definierbaren zeit lichen Abständen ein Prüfsignal aussendet,
- daß der Zentralrechner (2) anschließend entweder ein von der überwachten Person mittels der Sende- und Empfangseinheit (4) aktiv ausgelöstes Quittiersignal erhält oder eine Alarmmeldung auslöst,
- daß der Zentralrechner (2) im Falle einer Alarmmel dung das Bedienpersonal der mobilen Rechnereinrich tungen (3) informiert,
- und daß anschließend mittels einer Positionserfas sungseinrichtung der Rechnereinrichtung (3) der Aufenthaltsort der fraglichen Sende- und Empfangs einheit (4) festgestellt und gegebenenfalls deren Benutzer aufgesucht wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Alarmfalle die Rechnereinrichtung (3) jeweils den schnellsten und/oder kürzesten Weg zu dem jeweiligen Auf enthaltsort der die Alarmmeldung verursachenden Sende- und Empfangseinheit (4) anzeigt.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn zeichnet, daß mittels eines ersten von der Sende- und Empfangseinheit (4) ausgestrahlten Positionssignals zu nächst ein um die die Alarmmeldung verursachende Sende- und Empfangseinheit (4) herumliegender Nahbereich auf gefunden wird und anschließend mittels eines von der fraglichen Sende- und Empfangseinheit (4) zusätzlich ab gestrahlten Positionssignals die Sende- und Empfangsein heit (4) innerhalb dieses Nahbereichs aufgefunden wird.