DE19922862C2 - Kommunikationseinrichtung und Baueinheit für eine Kommunikationseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kommunikationseinrichtung zur Über­ tragung von Positionsdaten eines Nutzers, der mit einem Mobil­ funkteil, das einen Akkumulator sowie eine Schnittstelle auf­ weist, und mit einem Positionsbestimmungsmodul zur Bestimmung der Position aus satellitengestützten oder terristrischen Da­ ten, wobei der Positionsbesimmungsmodul mit dem Akkumulator zu einer gemeinsamen Baueinheit gekoppelt ist, die lösbar mit dem Mobilfunkteil verbunden ist.

Für eine Vielzahl von Anwendungsfällen ist es heutzutage er­ wünscht, über ein Mobilfunktelefon automatisch die Positionsda­ ten eines Nutzers übertragen zu können. Anwendungsfälle für ein solches System bestehen z. B. in der Überwachung von gesundheit­ lich gefährdeten oder alten Personen, in der Überwachung von sogenannten "lonely workers", d. h. Arbeitern, die in einsamen Gegenden gefährliche Arbeiten durchführen, z. B. an Hochspan­ nungsleitungen usw.

Es ist bereits eine Kommunikationseinrichtung in der Form eines GSM-Handys bekannt, das eine automatische Notrufabsetzung er­ möglicht und ein integriertes GPS (Global Positioning System) zur automatischen Positionsbestimmung aufweist. Eine derartige Kommunikationseinrichtung wird unter der Bezeichnung MORE von der Firma Benefon Oyj, Salo, Finnland, angeboten. Es handelt sich um ein Gerät in Form eines GSM-Handys, in das ein GPS in­ tegriert ist, um automatisch die Position des Nutzers bestimmen und an eine Überwachungsstation übertragen zu können.

Nachteilig bei der bekannten Kommunikationseinrichtung ist al­ lerdings, daß es sich um ein speziell für den vorgenannten Zweck entwickeltes Produkt handelt, was mit entsprechenden Ko­ sten verbunden ist und außerdem einer gesonderten Fernmeldezu­ lassung bedarf.

Darüber hinaus ist eine ähnliche Kommunikationseinrichtung be­ kannt, die von der Firma Nokia unter der Bezeichnung "Nokia Te­ lematics Unit" angeboten wird. Auch hierbei handelt es sich um ein Mobilfunkteil, das mit einem GPS-System kombiniert ist und zum Einbau in ein Kraftfahrzeug bestimmt ist.

Eine weitere Kommunikationseinrichtung ähnlicher Art wird vom ADAC unter der Bezeichnung "Telematik-Service-Kit" angeboten. Hierbei wird ein GSM-Handy mit einem Einbauset im Kraftfahrzeug eingebaut und über seine Schnittstelle mit einem GPS-Modul und einer Steuereinrichtung kombiniert, um bei Drücken einer ent­ sprechenden Taste automatisch einen Notruf an eine Zentrale ab­ setzen zu können, bei dem gleichzeitig die Positionsdaten des Fahrzeugs übermittelt werden.

Während das zuvor genannte System von Nokia den bereits ein­ gangs erwähnten Nachteil der hohen Kosten aufweist, da es sich um ein custom-made-Produkt handelt, ist das vom ADAC angebotene System durch Verwendung eines handelsüblichen Handys zwar rela­ tiv kostengünstig, jedoch nur für den Betrieb in einem Kraft­ fahrzeug geeignet, da eine zusätzliche Steuereinheit, eine GPS- Antenne und ein Bedienungsmodul erforderlich sind.

Eine Kommunikationseinrichtung gemäß der eingangs genannten Art ist aus der WO 98/07269 bekannt.

Hiernach wird ein Peilsender, zur Lokalisierung dessen eine spezielle Ausrüstung, wie etwa eine Richtantenne und ein Emp­ fänger, notwendig ist, mit einem Mobilfunkgerät kombiniert. Der Peilsender kann mit dem Akkupack des Mobilfunkgerätes gemeinsam ausgebildet sein. Im Falle eines Notfalls kann über das Mobil­ funkgerät eine bestimmte dafür reservierte Telefonnummer ange­ rufen werden. Zusätzlich sendet der Peilsender, der an dem Mo­ bilfunkgerät vorgesehen ist, Signale aus, die von einer ortsfe­ sten Basisstation ausgewertet werden, um die Position des Be­ nutzers feststellen zu können.

Diese bekannte Einrichtung weist den Nachteil auf, daß zur Aus­ wertung des Peilsenders eine aufwendige ortsfeste Infrastruktur notwendig ist und außerdem die Ortung des Peilsenders je nach dessen Position nicht auf jeden Fall garantiert werden kann, da dies von dessen Sendestärke und der Lage zur Basisstation ab­ hängt.

Aus der DE 196 46 603 A1 ist ferner ein Mobilfunkgerät bekannt, das mit einem GPS-Empfänger kombiniert ist, der über ein Modem die vom GPS-Empfänger ermittelten Standortkoordinaten auf einem Display zur Anzeige bringt. Mittels eines Handbefehls können die vom GPS-Empfänger ermittelten Standortkoordinaten unmittel­ bar zu einer Helferstation übertragen werden.

Dieses bekannte System weist die gleichen Nachteile wie das eingangs genannte System von Nokia auf, nämlich es besitzt hohe Kosten und bedarf einer besonderen funktechnischen Zulassung, da es sich um ein custom-made-Produkt handelt.

Des weiteren ist es grundsätzlich aus der DE 43 44 249 A1 be­ kannt, ein Mobilfunkgerät modular auszubilden, mit einer Grund­ einheit, einem Wechsel-Funkteil und einem daran lösbar befe­ stigten Akku, jedoch vermag auch diese Ausführung keinen Hin­ weis zur Lösung der oben beschriebenen Nachteile zu liefern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kommunika­ tionseinrichtung zur Übertragung von Positionsdaten eines Nut­ zers gemäß der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß sich eine möglichst kostengünstige Lösung ergibt, die weitge­ hend herstellerunabhängig ist und eine derart kompakten Aufbau ermöglicht, daß ein Betrieb wie bei einem Handy möglich ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Kommunikationseinrichtung gemäß der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Positionsbe­ stimmungsmodul einen GPS-Empfänger mit GPS-Antenne aufweist, der mit dem Mobilfunkteil über dessen Schnittstelle elektrisch gekoppelt ist, und daß die Baueinheit einen Stecker aufweist, der bei Befestigung der Bauein­ heit am Mobilfunkteil mit der Schnittstelle des Mobilfunkteils gekoppelt wird.

Die Aufgabe der Erfindung wird auf diese Weise vollkommen ge­ löst.

Erfindungsgemäß wird nämlich ein herkömmliches Mobilfunkteil, vorzugsweise ein GSM-Handy verwendet, dessen Akkupack gegen die gemeinsame Baueinheit ausgetauscht wird, die sowohl den Akkumu­ lator als auch das Positionsbestimmungsmodul und die entspre­ chenden Komponenten zur Steuerung des Mobilfunkteils zur Über­ mittlung von Positionsdaten aufweist. Die komplette Baueinheit läßt sich unter Verwendung eines handelsüblichen GPS-Empfängers nebst Antenne derart miniaturisiert aufbauen, daß das zum Handy gehörende Akkumulator-Paket nur unmerklich vergrößert wird. Hierbei können sämtliche Bedienungs- und Signalelemente in die Baueinheit integriert werden. Dabei wird die ohnehin vorhandene Schnittstelle am Mobilfunkteil zur Kommunikation und Steuerung des Mobilfunkteils genutzt.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß keinerlei elektrische oder mechanische Änderungen am Mobilfunkteil not­ wendig sind. Da die elektrischen Eigenschaften des Mobilfunk­ teils nicht verändert werden, kann die gemeinsame Baueinheit genehmigungsfrei von jedermann nachträglich angeschlossen wer­ den. Dies führt zu einer erheblichen Kostenreduzierung gegen­ über herkömmlichen custom-made-Systemen, für die jeweils eine gesonderte Fernmelde-Zulassung erforderlich ist.

Dadurch, daß die Baueinheit einen Stecker aufweist, der bei Be­ festigung der Baueinheit am Mobilfunkteil mit der Schnittstelle des Mobilfunkteils gekoppelt wird, ist dabei gleichzeitig eine einfache und zuverlässige Verbindung zwischen Baueinheit und Mobilfunkteil gewährleistet.

In vorteilhafter Weiterbildung dieser Ausführung ist die Bau­ einheit mit dem Mobilfunkteil über Rastmittel verbindbar.

Auf diese Weise wird eine schnell herstellbare und mechanisch stabile Verbindung zwischen Mobilfunkteil und Baueinheit er­ reicht. In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung weist die Kommunikationseinrichtung Mittel zur automatischen Positionsbe­ stimmung und Übertragung der Positionsdaten an eine Überwa­ chungsstation auf.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß ohne Zutun des Benutzers eine automatische Positionsbestimmung und Übertragung an eine Überwachungsstation erfolgen kann, so daß in einem Notfall eine schnelle und sichere Benachrichtigung der Überwachungsstation möglich ist.

In zusätzlicher Weiterbildung dieser Ausführung sind Mittel zur Übertragung der Positionsdaten unter Nutzung des Short-Message- Services eines digitalen Mobilfunknetzes vorgesehen.

Hierdurch läßt sich die Steuerung der Kommunikationseinrichtung und die Steuerung und Auswertung der Kommunikationsdaten mit besonders einfachen Mitteln erreichen.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist mindestens ei­ ne Taste zur automatischen Auslösung eines Notrufs vorgesehen.

Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung sind Anzeigemit­ tel zur optischen und/oder akustischen Statusanzeige, insbeson­ dere zur Signalisierung eines Notrufes, vorgesehen.

Durch diese Maßnahmen kann die Bedienung der Kommunikationsein­ richtung besonders einfach gestaltet werden und in einer Not­ fallsituation die sichere Auslösung eines Notrufes auf einfache Weise gewährleistet werden.

In zusätzlicher Weiterbildung der Erfindung weist der Posi­ tionsbestimmungsmodul Mittel zur Verbesserung der Genauigkeit der Positionsbestimmung durch das Differential-GPS-Verfahren (DGPS-Verfahren) auf.

Durch diese an sich bekannte Variante des GPS-Verfahrens, bei der die von den Satelliten ausgesendeten Signale zur Errechnung der Position eines bekannten Standortes verwendet werden und die Soll-/Istabweichungen über einen Sender als Korrekturdaten ausgestrahlt werden, kann die Genauigkeit der Positionsbestim­ mung bis auf wenige Meter erhöht werden, wobei gleichzeitig die teilweise absichtlich aus militärischen Gründen eingespeisten Störungen korrigiert werden können. Somit kann die Genauigkeit der Positionsbestimmung derart verbessert werden, daß auch an entfernten Aufenthaltsorten eine äußerst genaue Positionsbe­ stimmung und Übermittlung an eine Überwachungsstation erfolgen kann, so daß z. B. die Position eines in Not befindlichen Berg­ steigers präzise übermittelt werden kann, um selbst unter schlechten Sichtbedingungen eine Rettungsaktion einleiten zu können.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach­ stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungs­ beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Kommuni­ kationseinrichtung in schematischer, vereinfachter Darstellung;

Fig. 2 eine Seitenansicht eines herkömmlichen GSM-Handys, das durch Austausch seines Akkumulator-Pakets zu der Kommunikationseinrichtung gemäß Fig. 1 umgebaut wer­ den kann;

Fig. 3 eine schematische Aufsicht auf die gemeinsame Bau­ einheit gemäß Fig. 1 nach Abnahme des Gehäuses und

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Kommunikationsver­ bindung zwischen der erfindungsgemäßen Kommunikati­ onseinrichtung und den zugehörigen terrestrischen und satellitengestützten Systemen.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Kommunikationseinrichtung in der Seitenansicht schematisch dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 10 bezeichnet. Die Kommunikationseinrichtung umfaßt einen Mobilfunkteil 12 in Form eines herkömmlichen GSM-Handys, das durch Austausch seines Akkumulators in die erfindungsgemäße Kommunikationseinrichtung umgebaut wurde.

Eine derartige herkömmliche Kommunikationseinrichtung ist in Fig. 2 schematisch dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 10' bezeichnet. Die herkömmliche Kommunikationseinrichtung 10' weist ein Mobilfunkteil 12 auf, an dessen Rückseite ein Akkumu­ lator 18' befestigt ist, der über Rastmittel 26 mit dem Gehäuse des Mobilfunkteils 12 verbunden ist. Am unteren Ende des Mobil­ funkteils 12 ist eine Schnittstelle 24 vorgesehen, die unter anderem für den Anschluß von Akkuladegeräten, externen Anten­ nen, Modems, Computern oder Freisprecheinrichtungen bei Kraft­ fahrzeugen verwendet werden kann.

Zum Umbau des herkömmlichen Mobilfunkteils 12 in die erfin­ dungsgemäße Kommunikationseinrichtung 10 wird einfach der Akku­ mulator 18' vom Gehäuse abgenommen und gegen die in Fig. 1 schematisch dargestellte und insgesamt mit der Ziffer 14 be­ zeichnete gemeinsame Baueinheit ausgetauscht, die einen Akkumu­ lator 18, ein Positionsbestimmungsmodul 16 mit zwei Notrufta­ sten 20, entsprechenden Signalelementen und die notwendige Steuerelektronik zur Steuerung der Gerätefunktionen und der Kommunikation mit dem Mobilfunkteil aufweist. Am unteren Ende der gemeinsamen Baueinheit 14 ist ein Stecker 22 starr befe­ stigt, der bspw. bei Einschieben der Baueinheit 14 von unten in nicht dargestellte Führungen eine korrekte Herstellung der Ver­ bindung mit der eingebauten Schnittstelle 24 gewährleistet, bis schließlich die Baueinheit 14 bei Erreichen der Endposition über die Rastmittel 26 mit dem Mobilfunkteil verrastet und ge­ gen ein unbeabsichtigtes Lösen gesichert wird.

Auf der Baueinheit 14 befindet sich gemäß Fig. 3 ein GPS- Empfänger 28, wobei es sich bspw. um den unter der Bezeichnung GPSMS1 von der µ-blox AG, Zürich, Schweiz, angebotenen Empfän­ ger handeln kann. Ferner ist hierauf eine GPS-Antenne 30 vorge­ sehen, sowie zwei mit der Ziffer 32 angedeutete LEDs, ein Pie­ zo-Summer 36 und Alarmkontakte 34, die mit den Notruftasten 20 verbindbar sind.

Der GPS-Empfänger 28 weist einen Mikroprozessor auf, der auch für die vollständige Ablaufsteuerung der Positionsbestimmung, der Kommunikation mit dem Mobilfunkteil 12 und für die automa­ tische Absetzung eines Notrufes unter Ausnutzung des SMS- Dienstes programmiert werden kann.

In Fig. 4 ist der grundsätzliche Aufbau eines Kommunikationssy­ stems unter Verwendung der erfindungsgemäßen Kommunikationsein­ richtung 10 schematisch dargestellt, wobei naturgemäß keine maßstabsgerechte Darstellung gewählt wurde. Die Kommunikations­ einrichtung 10 mit den GPS-Empfänger 28 befindet sich an einem Ort der Erdoberfläche und steht in Kommunikationsverbindung mit vier Satelliten 42, 44, 46, 48, wie durch die Kommunikations­ leitungen 50, 52, 54, 56 angedeutet ist. Zur erstmaligen Posi­ tionsbestimmung sind gleichzeitig vier Satelliten erforderlich, sofern die Zeit nicht bekannt ist. Ist die Zeit bekannt, so reichen drei Satelliten hierzu aus. Um eine Erhöhung der Genau­ igkeit der Positionsbestimmung zu erreichen, steht die Kommuni­ kationseinrichtung 10 ferner mit einem DGPS-Sender 40 in Kommunikationsverbindung, wie durch die Ziffer 58 angedeutet ist. Der DGPS-Sender empfängt die Signale der Satelliten 42, 44, 46, 48 und vergleicht diese mit den berechneten Positionsdaten für einen bekannten Fixpunkt. Die Abweichungen zwischen der Ist- Position und der Soll-Position werden als Korrekturdaten ausge­ strahlt und können zur Korrektur der von den Satelliten 42 bis 48 unmittelbar aufgenommenen (aus militärischen Gründen teil­ weise fehlerbehafteten) Information verwendet werden, um so die Genauigkeit der Positionsbestimmung zu verbessern. Die Kommuni­ kationseinrichtung 10 steht ferner mit einer Relais-Station 62 eines digitalen Mobilfunknetzes (GSM-Netzes) in Verbindung, wie durch die Ziffer 60 angedeutet ist. Die Relais-Station 62 steht wiederum entweder unmittelbar oder über weitere Netzknoten des Mobilfunknetzes mit einer Überwachungsstation 66 in Kommunika­ tionsverbindung, wie durch die Ziffer 64 angedeutet ist. Bei der Überwachungsstation 66 kann es sich bspw. um ein Call- Center, um eine automatische Überwachungsstation oder ähnliches handeln.

Bei Aktivierung der Kommunikationseinrichtung 10 können somit automatisch fehlerkorrigierte Positionsdaten 68, über die Posi­ tion des Nutzers der Kommunikationseinrichtung 10 an die Über­ wachungseinrichtung 66 übertragen werden.

Will der Benutzer der Kommunikationseinrichtung 10 einen Notruf auslösen, so legt er bspw. die Kommunikationseinrichtung 10 auf die Frontseite, z. B. auf einen Tisch oder auf den Boden. Nun müssen die beiden nebeneinander befindlichen Notruftasten 20, von denen in Fig. 1 nur eine dargestellt ist, gemeinsam ge­ drückt werden, um die automatische Notruffunktion zu aktivie­ ren. Es kann bspw. durch ein rhythmisches Tonsignal und entsprechendes Blinken der LEDs 32 angezeigt werden, daß der Not­ ruf aktiviert wurde. Solange das Aktivierungssignal anhält (z. B. 10 Sekunden), kann etwa durch nochmaliges Drücken einer der Notruftasten 20 der Alarm abgebrochen werden (z. B. bei Fehlalarm). Wird der Notruf jedoch nicht abgebrochen, so star­ tet der GPS-Empfänger 28 automatisch die Positionsbestimmung und beginnt, unmittelbar nachdem die Positionsdaten 68 aufge­ nommen sind und ggf. noch mittels der von dem DGPS-Sender 40 aufgenommenen Korrektursignale korrigiert wurden, die Positi­ onsdaten als vorbereitete SMS an die Überwachungsstation 66 zu übertragen. Die Überwachungsstation 66 (z. B. ein Call-Center) kann dann ggf. von sich aus den Benutzer anrufen, um Kontakt mit ihm aufzunehmen oder andere vorbereitete Schritte einlei­ ten.

Sollen die Systemkosten reduziert werden, so kann natürlich auf die Korrektur der Positionsdaten nach dem DGPS-Verfahren ver­ zichtet werden.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Kommunikationsein­ richtung 10 besteht darin, daß ein herkömmliches Mobilfunkteil 12 verwendet werden kann, das lediglich durch Austausch seines Akkumulators 18' gegen die Baueinheit 14 in die erfindungsgemä­ ße Kommunikationseinrichtung 10 umgebaut werden kann, ohne daß hierzu besondere Kenntnisse erforderlich sind. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die vorhandene Gerätezulassung des Mo­ bilfunkteils für den Betrieb der Kommunikationseinrichtung aus­ reichend ist, da am Mobilfunkteil keinerlei Veränderungen vor­ genommen werden und die Kommunikation vollständig über die Schnittstelle 24 des Mobilfunkteils 10 abgewickelt wird.

Claims (8)

1. Kommunikationseinrichtung zur Übertragung von Positionsda­ ten (68) eines Teilnehmers, mit einem Mobilfunkteil (12), das einen Akkumulator (18) sowie eine Schnittstelle (24) aufweist, und mit einem Positionsbestimmungsmodul (16) zur Bestimmung der Position aus satellitengestützten (42, 44, 46, 48) oder terrestrischen Daten, wobei der Positionsbe­ stimmungsmodul (16) mit dem Akkumulator (18) zu einer ge­ meinsamen Baueinheit (14) gekoppelt ist, die lösbar mit dem Mobilfunkteil (12) verbunden ist, dadurch gekennzeich­ net, daß der Positionsbestimmungsmodul (16) einen GPS- Empfänger (28) mit GPS-Antenne (30) aufweist, der mit dem Mobilfunkteil (12) über dessen Schnittstelle (24) elek­ trisch gekoppelt ist, und daß die Baueinheit (14) einen Stecker (22) aufweist, der bei Befestigung der Baueinheit (14) am Mobilfunkteil (12) mit der Schnittstelle (24) des Mobilfunkteils (12) gekoppelt wird.

2. Kommunikationseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Baueinheit (14) mit dem Mobilfunkteil (12) über Rastmittel (26) verbindbar ist.

3. Kommunikationseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel (28, 30, 31) zur automatischen Positionsbestimmung und Übertragung der Po­ sitionsdaten (68) an eine Überwachungsstation (66).

4. Kommunikationseinrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Mittel (28, 30, 31) zur Übertragung der Positionsda­ ten (68) unter Nutzung des Short-Message-Service (SMS) ei­ nes digitalen Mobilfunknetzes (60, 62, 64).

5. Kommunikationseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine Taste (20) zur automatischen Auslösung eines Notrufs.

6. Kommunikationseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Anzeigemittel (32, 36) zur optischen und/oder akustischen Statusanzeige, insbesondere zur Signalisierung eines Notrufes.

7. Kommunikationseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionsbe­ stimmungsmodul (16) Mittel zur Verbesserung der Genauig­ keit der Positionsbestimmung durch das Differential-GPS- Verfahren aufweist.

8. Baueinheit umfassend einen Akkumulator (18) und einen da­ mit kombinierten Positionsbestimmungsmodul (16) mit einem GPS-Empfänger (28) und mit einer GPS-Antenne (30) zur Be­ stimmung der Position aus satellitengestützten (42, 44, 46, 48) oder terrestrischen Daten, ferner umfassend einen Stecker (22), der zur Kopplung der Baueinheit (14) mit ei­ ner Schnittstelle (24) eines Mobilfunkteils (12) einer Kommunikationseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist, wobei die Baueinheit (14) zur Befe­ stigung am Mobilfunkteil (12) und zu dessen Spannungsver­ sorgung ausgebildet ist und Mittel zur Übertragung der von dem Positionsbestimmungsmodul (16) ermittelten Positions­ daten eines Teilnehmers über das Mobilfunkteil (12) an ei­ ne externe Relais-Station (65) aufweist.