DE19608348A1 - Anordnung zur Feststellung der Position von Lebewesen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Feststellung der Position eines einen Funksender tragenden Lebewesens, wobei die vom Funksender ausgehenden hoch­ frequenten Signale von einem Funkempfänger innerhalb der Reichweite des Funksen­ ders erfaßbar sind.

Eine Anordnung der vorstehend beschriebenen Art ist bekannt (DE 25 55 665 A1). Diese Anordnung wird zur Feststellung des Ortes verwendet, an dem sich verschüttete Personen befinden. Die Anordnung enthält einen batteriegespeisten Sender für elek­ tromagnetische Wellen und einen Schalter zum Einschalten des Senders im Katastro­ phenfall. Mit einem tragbaren Suchgerät, das einen geeigneten Empfänger enthält, wird die Lage des Senders geortet.

Bei einer anderen Anordnung zur Ortung einer von Schnee oder dergleichen über­ deckten Person ist ein Funksender in einem von der Person tragbaren Gehäuse angeord­ net, das überdies eine die Schieflage der Anordnung optisch anzeigende Einrichtung enthält. Der Funksender wird mittels eines Schalters an eine Batterie angelegt und sendet daraufhin Funksignale einer bestimmten Wellenlänge aus, auf die ein tragbarer Empfänger abgestimmt ist, mit dem beim Empfang der Funksignale ein Pfeif- oder Brummton erzeugt wird (GM 79 00 927 U1).

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Anordnung zu entwickeln, mit der auf einfache Weise selbsttätig festgestellt werden kann, wenn ein Lebewesen, zum Beispiel eine Person oder ein Tier, wenigstens eine vorgebbare Grenze eines Raums verläßt. Das Problem wird bei einer Anordnung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Funksender und der Funkempfänger zur Erfassung der Funksi­ gnale beim Verlassen der vorgebbaren Grenze des Raums durch das Lebewesen derart aufeinander abgestimmt sind, daß bei Feststellung von der Grenze des Raums zu­ geordneten Funksignalen durch den Funkempfänger eine Meldung und/oder ein Alarm ausgelöst wird. Mit der vorstehend beschriebenen Anordnung kann die Anwesenheit von Personen innerhalb eines Raums überwacht werden, die sich beim Verlassen des Raums Gefahren aussetzen würden. Beispielsweise kann festgestellt werden, ob Kleinkinder oder Behinderte einen Raum verlassen, in dem sie sich aufhalten sollen. Es können dann sofort Maßnahmen getroffen werden, um die Personen in den Raum zurückzubrin­ gen oder am Aufenthalt außerhalb des Raums zu hindern. Mit der Anordnung können Aufsichtspersonen entlastet werden, die mit der Überwachung von Personen beauftragt sind, die sich nicht von Räumen, in denen sie vor bestimmten Gefahren geschützt sind, entfernen sollen. Es ist damit auch möglich, den Aufwand für die Überwachung der Personen zu reduzieren.

Zweckmäßigerweise ist der Funksender in einem von einer Person zu tragenden Kleidungs- oder Schmuckstück angeordnet. Insbesondere eignet sich ein Armband für den Einbau des Funksenders. Der Funksender wird unauffällig im Kleidungs- oder Schmuckstück angebracht, so daß keine Anregungen zur Untersuchung des Funksenders und gegebenenfalls zu dessen Zerstörung entstehen.

Bei einem Tier ist es auch möglich, einen Funksender mit entsprechend kleinen Ab­ messungen zu implantieren.

Vorzugsweise ist der Funksender mit einer Antenne für den Empfang elektromagneti­ scher Wellen des als Abfrage- und Empfangseinheit ausgebildeten Funkempfängers ausgestattet, wobei der Antenne zum Beispiel ein Gleichrichter nachgeschaltet ist, der eine Betriebsspannung für den über die gleiche oder eine gesonderte Antenne die Funksignale aussendenden Funksender erzeugt ist. Der Funksender benötigt bei dieser Anordnung keine Batterie, da er die Energie für seinen Betrieb vom Funkempfänger, der zugleich Sender ist, zugeführt erhält. Es ist daher nicht notwendig, den Ladezustand der Batterie regelmäßig zu überprüfen, wenn sichergestellt sein soll, daß der Funksender betriebsbereit ist. Der Funkempfänger, der die Energie für die Abfrage und die Aktivie­ rung des Funksenders abstrahlt, ist zweckmäßigerweise an ein elektrisches Versorgungs­ netz angeschlossen, so daß eine Überprüfung einer Batterie vollständig entfallen kann. Es ist aber möglich, im Funkempfänger eine aufladbare Batterie vorzusehen, die bei Ausfall des Versorgungsnetzes die Betriebsenergie für den Funkempfänger zur Ver­ fügung stellt.

Günstig ist es, wenn der Funksender einen von empfangenen Abfragesignalen in Verbindung mit der empfangenen Betriebsenergie auslesbaren Speicher aufweist, in dem Daten zur Identifizierung des Trägers des Funksenders enthalten sind, wobei die Daten zum Funkempfänger ausgesendet werden. Mit dieser Anordnung können den Trägern der Funksender jeweils eigene Daten zur Kennzeichnung zugeordnet werden. Wenn mit dem Funkempfänger mehrere Personen in dem Raum überwacht werden, kann beim Empfang eines Signals, das anzeigt, wenn eine Person den Raum verläßt, auch anhand der Kennzeichnung die entsprechende Person identifiziert werden.

Es ist zweckmäßig, bei einem von Wänden oder Zäunen umgrenzten Raum an den Durchgangsöffnungen des Raums jeweils ortsfeste Abfrageeinheiten mit Funkempfänger vorzusehen. Besonders günstig ist es, wenn diese Funkempfänger zugleich als Sender für die drahtlose Energieübertragung zu den beweglichen Funksendern und für Ab­ fragesignal e der gespeicherten Kennzeichnungsdaten ausgebildet sind. Die Energieüber­ tragung zwischen den ortsfesten Abfrageeinheiten und den beweglichen Funksendern kann wegen der relativ geringen Abstände, die eine Person beim Passieren einer Durchgangsöffnung gegenüber den Abfrageeinheiten hat, relativ gering sein. Funksen­ der, die ihre Energie von einer zugleich Abfragesignale aussendenden Einheit drahtlos übermittelt bekommen, werden auch als passive Transponder bezeichnet. Bei passiven Transpondern wird eine Batterie eingespart.

Wenn ein beweglicher batteriegespeister Funksender verwendet wird, ist es zur Ein­ sparung von Energie vorteilhaft, die Funksignale intermittierend auszusenden.

Die Anpassung an eine gewünschte Reichweite, durch die eine räumliche Schranke festgelegt wird, kann durch Einstellung der Sendeleistung und damit der Reichweite des Funksenders erfolgen. Insbesondere ist auch die Einstellung der räumlichen Schranke, bei deren Überschreitung die Meldung erfolgt, durch einen Schwellenwert im Funk­ empfänger möglich. Die empfangenen Signale werden mit dem Schwellenwert ver­ glichen, bei dessen Unterschreitung eine Meldung erfolgt, wenn ein batteriegespeister Funksender verwendet wird. Bei passiven Transpondern wird eine Meldung bei Über­ schreiten des eingestellten Schwellenwerts hervorgerufen. Die Schwellenwerte sind einstellbar.

Wird ein zentraler ortsfester Funkempfänger für die Überwachung beweglicher Funk­ sender an einer Stelle installiert, die nicht im Zentrum eines symmetrischen zu über­ wachenden Raums liegt, dann ist es günstig, Richtantennen für die verschiedenen Empfangsrichtungen vorzusehen und den Richtantennen jeweils entsprechende Schwel­ lenwerte zuzuordnen. Damit können die Abstände der räumlichen Schranke vom Funkempfänger für die verschiedenen Richtungen verschieden sein. Die Position des Funkempfängers muß deshalb nicht notwendigerweise an einer bestimmten, zentralen Stelle in dem zu überwachenden Bereich liegen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen und den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Anordnung zur Feststellung, ob ein sich selbsttätig bewegendes Lebewesen eine vorgebbare räumliche Schranke überschreitet, im Sche­ ma,

Fig. 2 Einzelheiten der in Fig. 2 dargestellten Anordnung,

Fig. 3 eine andere Anordnung zur Feststellung, ob ein sich selbständig bewe­ gendes Lebewesen eine vorgebbare räumliche Schranke überschreitet, schematisch von der Seite.

In Fig. 1 ist im Grundriß ein Gebäude 10 dargestellt, das feste Außenmauern 12, 14, 16, 18 und Wände 20, 22, 24, 26 im Innern hat. Die Außenmauern 12-18 und Wände 20- 26 schließen verschiedene Räume ein, von denen in Fig. 1 nur die Räume 28, 30 näher bezeichnet sind, da sie Türen 32, 34 aufweisen, über die das Gebäude 10 verlassen werden kann. Im Gebäude 10 mögen sich Personen aufhalten, die sich beim Verlassen des Gebäudes 10 in Gefahr begeben.

Diese Personen, von denen in Fig. 1 nur eine Person 36 schematisch dargestellt ist, sollen beim Verlassen des Gebäudes 10 durch die Türen 32, 34 erfaßt bzw. identifiziert werden. Für die Feststellung, ob zum Beispiel die Person 36 das Gebäude 10 durch die Tür 32 oder 34 verläßt, ist eine Anordnung vorgesehen, die einen von der Person 36 zu tragenden kleinen Funksender 38 und einen im Gebäude 10 ortsfest angeordneten Funkempfänger 40 aufweist. Das Gebäude 10 hat eine Reihe von nicht näher bezeichne­ ten Fenstern, wobei aus Gründen der vereinfachten Erklärung angenommen wird, daß das Gebäude 10 nicht durch diese Fenster verlassen werden kann.

Der Funksender 38 sendet intermittierend HF-Signale aus. Der Funksender 40 ist als Peilempfänger ausgebildet und auf die Türen 32 und 34 ausgerichtet. In Fig. 3 ist dies durch Peilantennen 42, 44 angedeutet, die mit dem Empfangsgerät verbunden sind, das einerseits in an sich bekannter Weise als Empfänger für die HF-Signale ausgebildet ist und andererseits durch Potentiometer angedeutete Komparatoren 46, 48 aufweist, mit denen Schwellenwerte eingestellt werden. Die empfangenen Signale werden nach der Demodulation mit den Schwellenwerten verglichen. Die Schwellenwerte sind den verschiedenen Peilantennen 42, 44 zugeordnet, d. h. die mit der Antenne 42 empfange­ nen Signale werden nach der Demodulation mit dem Schwellenwert für den Komparator 46 verglichen, während die mit der Antenne 44 empfangenen HF-Signale nach der Demodulation mit dem Schwellenwert für den Komparator 48 verglichen werden. Dies bedeutet, daß der Funkempfänger 40 für unterschiedliche Empfangsrichtungen der Funksignale auf unterschiedliche Ansprechempfindlichkeiten einstellbar ist.

Die Schwellenwerte sind so eingestellt, daß sie der Stärke der Signale entsprechen, die empfangen werden, wenn sich der batteriegespeiste Funksender 38 an der Tür 32 oder der Tür 34 befindet. Wenn die Intensität der empfangenen HF-Signale nach der Demo­ dulation kleiner als der jeweilige Schwellenwert ist, steuert der zugeordnete Komparator eine optische Meldeeinheit 50 und eine akustische Meldeeinheit 54 an. Das Absinken der empfangenen Signale unter den jeweiligen Schwellenwert weist auf das Verlassen des Gebäudes 10 durch die den Funksender 38 tragende Person hin. Dies wird durch eine Meldung angezeigt, so daß Maßnahmen zum Schutz der Person vor Gefahren eingeleitet werden können.

Die Reichweite des Funksenders 38 ist einstellbar, d. h. die Intensität der ausgesendeten Signale ist an die jeweiligen örtlichen Gegebenheiten des zu überwachenden Raums anpaßbar. Ebenso ist die Empfindlichkeit des Empfängers 40 einstellbar, so daß eine optimale Anpassung und Abstimmung für die Überwachungsfunktionen möglich ist.

Der Funkempfänger 40 wird vom Wechselstromnetz, zum Beispiel dem 230 V-Netz mit Energie versorgt.

In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform einer Anordnung zur Feststellung, ob ein sich bewegender Körper eine räumliche Schranke überschreitet, dargestellt. Die Anordnung gemäß Fig. 3 ist ebenso wie die in Fig. 1 und 2 dargestellte Anordnung für die Fest­ stellung bestimmt, ob sich Personen wie Behinderte oder Kleinkinder außerhalb eines Bereichs begeben, bei dessen Verlassen sie Gefahren ausgesetzt sein können. Die Fig. 3 zeigt eine Wand 56 eines solchen, von Wänden begrenzten Raums 52, in dem sich zum Beispiel zwei Türen 58, 60 befinden.

Die zu überwachenden Personen, von denen in Fig. 3 eine Person 62 schematisch in der einen, offenen Tür 60 dargestellt ist, tragen passive Funksender, sogenannte Trans­ ponder 64, deren Energie für das Aussenden elektromagnetischer Wellen von einer Abfrageeinheit drahtlos zum Transponder übertragen wird. Ebenso wie die Funksender 38 können die Transponder 64 in einem Armband oder Armreif angebracht sein. Jeweils eine solche Abfrageeinheit 66, 68 ist an der Seite der Tür 58 bzw. 60 angeordnet.

Die Abfrageeinheiten 66, 68 weisen jeweils eine Sende-, Empfangseinheit 70 für hoch­ frequente elektromagnetische Wellen auf. Die Sende-, Empfangseinheiten 70 enthalten je eine Antenne 72 für das Aussenden und den Empfang elektromagnetischer Wellen. Für die Steuerung der Sende-, Empfangseinheiten 70 ist jeweils ein Mikroprozessor 74 vorgesehen.

Die Sende-, Empfangseinheiten 70 senden insbesondere ständig hochfrequente elek­ tromagnetische Wellen mit einer ersten Frequenz F1 aus. Die Transponder 64 weisen eine nicht näher dargestellte Antenne für den Empfang dieser elektromagnetischen Wellen auf. Gelangt ein Transponder 64 in der Tür 58 oder 60 in den Bereich der Signale mit der Frequenz F1, dann werden die empfangenen Signale zum Beispiel gleichgerichtet und zur Speisung einer Sendeanordnung mit Energie verwendet. Die Sendeanordnung sendet zum Beispiel über die gleiche oder eine andere Antenne hochfrequente Signale mit der Frequenz F2 aus. Die Signale mit der Frequenz F2 werden von der Antenne 72 der Abfrageeinheit 68 empfangen und zu der Sende-, Empfangseinheit 70 übertragen. Die Stärke der Signale mit der Frequenz F2 wird zum Beispiel mit einem einstellbaren Schwellenwert verglichen, der auf die vom Trans­ ponder 64 im Bereich der jeweiligen Tür 58, 60 ausgesandten Signale abgestimmt ist. Die Antenne 72 ist so ausgebildet, daß nur der Türbereich von den HF-Signalen der Frequenz F1 erreicht wird. Passiert eine Person mit einem passiven Transponder 64 die jeweilige Tür, dann wird das Signal mit der Frequenz F2 empfangen, von der Sende-, Empfangseinheit 70 detektiert und dem Mikroprozessor 74 gemeldet, der eine ent­ sprechende Meldung an eine zentrale Einheit 76 sendet, die mit einer optischen Melde­ einheit 78 und einer akustischen Meldeeinheit 80 verbunden ist, von denen entsprechen­ de Meldungen erzeugt werden, die Personen, die für die Betreuung oder Überwachung zuständig sind, darauf aufmerksam machen, daß eine zu überwachende Person den vorgesehenen Bereich verläßt.

Die passiven Transponder 64 können so ausgebildet sein, daß ihre ausgesandten Frequenzen auf verschiedene Werte einstellbar sind. Wenn mehrere Personen überwacht werden sollen, ist es zweckmäßig, in jedem der von den Personen getragenen Trans­ ponder 64 eine eigene Sendefrequenz einzustellen. Die Sendefrequenz kann beim Empfang zum Beispiel mit einer PLL-Schaltung festgestellt und als Kennzeichen der jeweiligen Person zum Beispiel durch eine Zahl optisch angezeigt werden.

Zur Identifizierung verschiedener Personen kann im Funksender 64 auch ein Speicher mit Daten über die jeweilige Person vorgesehen sein. Der Speicher wird von einem Abfragesignal ausgelesen, wobei die Daten zum Funkempfänger gesendet werden, der die Daten anzeigt.

Claims (9)

1. Anordnung zur Festellung der Position eines einen Funksender tragenden Lebewesens, wobei die vom Funksender ausgehenden, hochfrequenten Signale von einem Funkempfänger innerhalb der Reichweite des Funksenders erfaßbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Funksender (38, 64) und der Funkempfänger (40, 70) zum Erfassen der Funksignale beim Verlassen der vorgegebenen Grenze des Raums durch das Lebewesen derart aufeinander abgestimmt sind, daß bei Feststellung von der Grenze des Raums zugeordneten Funksignalen durch den Funkempfänger eine Meldung und/oder ein Alarm ausgelöst wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Funksender (38, 64) in einem von einer Person zu tragenden Kleidungs- oder Schmuckstück angeordnet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Funksender in einem Tier implantiert ist.

4. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der von einer Batterie mit Energie versorgte Funksender (38) die Funksigna­ le intermittierend aussendet.

5. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Funkempfänger (40) für unterschiedliche Empfangsrichtungen der Funksignale auf unterschiedliche Ansprechempfindlichkeiten einstellbar ist.

6. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Funksender (64) mit einer Antenne für den Empfang elektromagneti­ scher Wellen des als Abfrage- und Empfangseinheit (66, 68) ausgebildeten Funkempfängers ausgestattet ist und daß die Antenne beim Empfang der Wellen die Betriebsspannung für den über die gleiche oder eine gesonderte Antenne die Funksignale aussendenden Funksenders erzeugt.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Funksender (64) von den empfangenen elektromagnetischen Wellen, die mit einer ersten Frequenz (F1) ausgesendet werden, zum Aussenden eines Funksignals mit einer zweiten Frequenz (F2) angeregt wird.

8. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Funksender einen von empfangenen Abfragesignalen in Verbindung mit empfangener Betriebsenergie auslesbaren Speicher aufweist, dessen Daten zum Funkempfänger ausgesendet werden.

9. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem von Wänden (56) oder Zäunen umgrenzten Raum (52) an den Durchgangsöffnungen jeweils ortsfeste Abfrageeinheiten (66, 68) mit Funk­ empfängern vorgesehen sind.