CN1295670A - 远程移动的监视和通信系统 - Google Patents

Abstract

一个用来监视目标/人员在一个所希望的区域的位置和/或存在的系统和方法包括一个移动基站(78),一个中央控制中心(70),一个由被监视的目标/人员所携带的移动的发信号设备(80),以及一个大地定位设备。该移动基站( 78)可以运输到任意一个场所并且将被监视的目标/人员(80)限制在一个所希望的区域。中央控制中心(70)确定被监视的目标/人员(80)的位置的可接受性,并且当被监视的目标/人员不在所希望的区域时可以产生一个告警条件。

Description

远程移动的监视和通信系统

本发明涉及用于连通和监视移动的、远程目标包括人的位置的系统。更具体地说，本发明涉及一个用于对不加负担于带有笨重通信装备的监视目标(包括人)进行定位并与之通信的系统。

已知的系统说明用于本发明的各种需要，并且这些努力只是部分地满足这些需要。例如，室内制动系统连续地监视被判决限制在一个规定的、受限制的区域以便确保事实上限制在所容许的区域范围内的人员。这些系统提供连续的监督而且经受着能够只将罪犯监视在一个单独固定的位置，例如在它的住所。

其他已知的囚犯监视系统努力收容被判决的罪犯以便原则地限制在一个区域而且在有限的时间期间容许到第二区域旅行，例如，除了在工作时间可以到她的业务地方去旅行之外，该罪犯必须限制在她的住处。但是，这些系统不能连续地监视罪犯并限制了监视区域或距离。

此外，存在关于重新找到被盗窃的车辆的另一种类型问题。象最受小汽车窃贼欢迎的已知的某些车辆或财产可以安装车辆跟踪系统。这些由车辆蓄电池驱动并在规模和传输功率能力方面不过分地限制的车辆跟踪系统容许有权在一个扩展的范围和一个延长的时间周期内跟踪该车辆的位置。但是，这种系统并没有通知失主该车辆被盗以及该车辆被转移到可搜索的区域之外或者在盗贼被发现和回收系统被激活之前被拆卸。因此，一种需要被提出以便迅速地通知失主该车辆已被盗。

在一种类似的方式中，当某种财产从一个固定的位置被移动时，需要一种自动通知系统通知适当的管理机构。例如，在银行，众所周知在一捆或多捆钞票内隐藏着一种与永久性染料结合在一起的小的易爆设备。当带有该染料的一捆钞票从银行被移动时，一种信号被提供给该易爆设备使它爆炸，结果在钞票上和靠近钞票的人的身上喷洒该染料。这种设备的一个问题是无罪的过路人可能被来自爆炸的碰撞所伤害以及窃贼随着爆炸可能变得更疯狂。因此，在这种钞票包中最好使用临近定位设备。在一个基本单位范围之外的临近设备的通过可以开始使在适当的管理机构中的警铃发信号，并且，如果需要的话，对在该钞票包内的定位设备开始进行大地定位，对窃贼完全没有发报警信号，否则会在可能无罪人的附近引起爆炸。

美国专利号NO.4918432的说明书说明一个已知的系统，在该系统中被监视的个体移动限于一个单独的固定区域，并且，公布一种系统，该系统以一种识别标记的形式包含一个小发射机，该标记通过被监视的个体表现着，并将一个周期信号直接发送到一个现场监视设备(FMD)，或者，如果固定区域有通信盲点，就经由一种中继器发送给该FMD。然后FMD例如通过调制解调器和电话线传递到一个中心的固定位置以便当被监视的个体离开或重新进入被监视的区域时通知中心位置。如果被监视的个体离开固定位置，中心位置不知道个体的位置。不利的是，还没有生产用于中心位置与该个体通信或该个体与中心位置通信的装置。如果该系统被用来监视在保护的监禁下的个体并与他通信，这样使得他们在不带笨重的装备的情况下必须能够自由地来回运动，并使得他们必须准备与中心监视场所保持联系以便发送或接收应急信号。

美国专利号NO.5461390的说明书说明一种已知的成果，该成果通过周期地接触和确定一个定位器设备的位置用来提供一个个体的断续的移动监视，该定位器设备以一个用带子捆在个体的腿上的小发射机的形式附着在个体身上。该中心位置通过经由无线电例如蜂窝系统发送一个轮询信号给该定位器启动一个监视周期。在接收轮询信号时，该定位器询问一个定位系统以便查明它的当前位置并将该位置发回到中心计算机。然后中心计算机通过将该个体的位置与数据库记录比较完成该监视周期以便确定该个体是否在一个被指定的位置范围。当该系统提供用于被监视的个体的移动等级时，要求该定位器设备限制小体积和轻重量，在传输距离和该定位器用它能够轮询的频率方面委托(mandate)折中办法。因此，在中心位置和定位器设备之间被中心站连续监视和在离无线电传输点的更大距离上通信是不可能的。

本发明的一个目的是打算避免已知的问题。

另一个目的是打算提供一个监视和通信系统，借此，一个主要的基站通过指示可以连续地监视一个远程的、可移动的附上一个个人发射机的个体，这些指示指出该个体在一个移动的而且通过用一个可移动的、远程的基站补充主要基站的可确定的位置周围所规定的区域，这个可移动的、远程的基站可操作地维持主要基站和移动的个体之间的通信。

另一个目的是打算提供一种监视和通信系统，借此，一个固定的基站连续地监视一个远程的、移动个体通过该固定的基站被加强，该固定的基站有选择地改变该移动个体被监视在其范围内的所规定的区域的大小，并且还利用一个主要的基站经由一个远程的、可移动的基站有效地与一个移动个体接触，该基站将有关该移动个体的位置和邻近的信息发送给主要的基站，邻近的等级有选择地在可移动的基站或通过移动个体可以调节。

本发明包含一个用于监视一个实体的位置和用于指示该实体离开在该位置周围一个规定的区域的系统，该系统包括：

一个用于建立一个中心的移动基站，所规定的区域由该中心确定，所述基站包括：

一个便携式电源，这样，所述基站可以运输，

用于指示该实体已离开所规定的区域的第一邻近设备，以及

用于发送由所述大地定位设备确定的所述基站的位置和该实体已离开由所述第一邻近设备提供的被规定区域的指示的设备；

一个用于由该实体携带的标记，该实体包括与所述第一邻近设备一起可操作的第二邻近设备，第一邻近设备用来设定所规定区域的大小和确定该实体已离开所规定的区域；

一个大地定位设备，用来确定所述基站的位置；以及

一个控制中心，用来监视所述基站的位置并提供一个该实体已离开所规定的区域的指示，所述控制中心包括：

用来从所述基站接收传输的设备，

用来由选择地显示所述基站的位置的设备，以及

一个报警装置，用来指示接收该实体已离开规定区域的指示。

本发明还包含一个用来查明某个实体是否在中心定在一个移动基站的规定区域范围内的系统，所述移动基站包括一个便携式第一电源，这样使得所述基站可以运输；一个用来确定所述基站的位置的大地定位设备，用来查明该实体是否在所规定区域的第一邻近设备，所述第一邻近设备与第二邻近设备一起是可操作的，由该实体携带的第二邻近设备用来设定所规定区域的大小并查明该实体是否在所规定的区域范围内；用来发送由所述大地定位设备确定的所述基站的位置和一个该实体是否在由所述第一邻近设备提供的所规定的区域范围内的指示的设备。

此外，本发明包含一个与一个中心场所和一个移动收发信机一起工作的远程监视器以便提供管理和通信功能，该远程监视器包括一个便携式电源，这样使得所述监视器可以移动；一个通信部分，它包括用来接收涉及所述监视器位置的信息的设备，用来发送信息给所述中心场所并从该场所接收信息的设备，用来发送信息给所述收发信机并从该收发信机接收信息的设备；一个处理部分，它包括，用来从涉及所述监视器的位置的所述信息确定所述监视器的位置以及用来使所述通信部分发送所述位置给所述中心场所以便容许该中心场所管理所述监视器的位置的设备，用来可操作地发送信息给所述收发信机并从该收发信机接收信息以及从那里确定在所述监视器和所述收发信机之间的距离以便管理在所述监视器和所述收发信机之间的距离的设备，用来从由所述收发信机接收的信息中确定所述收发信机的状态以便容许所述收发信机将状态报告传递到所述监视器的设备，用来在所述监视器和所述收发信机之间设定一个参考距离以便在所述监视器和所述收发信机之间建立一个管理距离的设备，用来确定所述收发信机是否在所述参考距离范围内以及用来使所述通信部分发送所述信息给所述中心场所以便使得所述监视器可以与中心场所进行所述收发信机是否在所述被确立的管理距离内的设备。

现在，通过参照附图的举例说明本发明，其中：

图1是本系统的一个实施例的插图表示。

图2是本系统的另一个实施例的插图表示。

图1说明一个用作囚犯监视系统的实施例，该系统监视在一个移动的而且经常是已知的位置附近的被规定的区域内的囚犯。该系统10可以包含三个主要的、交互式的部件：一个可运输的基站20，一个囚犯手镯或标记30，以及一个主要的控制基站40。

可运输的基站20包含一个使可运输的基站因而也是囚犯能够做长期的、移动的运动的便携式电源；一个能使该系统继续知道可运输的基站的位置的大地定位设备；一个协同地与囚犯手镯30一起工作以便监视该囚犯是否在所规定的监视区域50范围内的第一邻近设备；以及一个用来连续地与主要控制基站联系它的位置和一个该囚犯是否在所规定的监视区域内的指示的发射机。因此，通过中介地为囚犯手镯和主要控制基站服务以及通过经常地限制与囚犯手镯和主要控制基站的通信，虽然在电子方面受可运输基站的限制，但当容许该囚犯增加移动性的等级时，可运输的基站20将使连续对囚犯的监视变得容易。

囚犯手镯30(或“标记”)用若干已知方法的一种，例如通过一种捆绑在

腿上的合适形式或将合适的坚硬的多片手镯封闭在腕关节上面的前臂周围被固定在囚犯身上。手镯30包含一个与可运输基站20的第一邻近设备一起可工作的第二邻近设备。第一和第二邻近设备的传输特征共同地确定一个在可运输基站开始的二个设备之间的监视距离，“r”60。被监视距离，”r”限制在可运输基站周围的区域确定该监视区域50。该监视距离60，从而也是监视区域50最好设定小于在可运输基站和囚犯手镯之间的最大通信范围的某一数值。

使用装载在学校汽车上的可运输基站，该装置能够用来监视在野外旅行或外出时学校学生的位置。在另一个实施例中，一个系统能够用来确保哨兵被适当地布哨在被保护的一个目标的预定范围内。应当指出，当可运输系统能够容易地建立在任何需要安全的区域时(例如当巡视时环绕某个政府首脑的区域)，被移动和用于大地定位的可运输基站的能力将加强本发明的有用性。

可运输基站可以包含常规手段，例如，信号强度，多普勒效应，相移，无线电测向，到达时间差值(“TDOA”)以及用来确定在该基站和手镯之间的被设定的监视距离和实际距离的无线电频率测距。

用于确定监视距离的设备从一个接收机确定距离而不是相对于该接收机的位置。在另一个实施例中，根据本发明的一个系统还可以包含一个具有一个监视设备的可运输基站装置，该监视设备能够确定大于一个监视目标离基站的距离，并且还可以从可运输基站装置提供关于所监视目标的位置和/或相对位置。

在另一个这样的系统中，在所规定的区域的哨兵能够被监视以便确保不仅他们不离开所规定的区域，而且他们与另一个哨兵一起被定位以便在所监视区域的周围避免出现“漏洞”。在这样的系统中，每个哨兵可以携带一个移动装置并被可运输装置监视以便定位。可运输装置或中心装置可以使用哨兵定位信息以便确保哨兵坚持在哨位上并不得无意识地集中在剩下另一个未受保护的区域。

类似地，在另一个实施例中，该系统可以用来监视象自动搜索装备那样的移动目标。在这样的实施例中，该移动装备例如可以被附加在引动传感器系统上，该系统用来搜索一个预定目标的规定地区。通过用另一个具有对移动装置定位能力的基站装置监视该移动装置，系统用户就可以保证整个给定区域被搜索。

在一个优先实施例中，可运输基站和囚犯手镯使用一个常规的RF方案和协议进行通信。另一种通信手段包含微波，射频，扩谱，以及专有的RF编码/解码方案。

从可运输的基站接收通信的主要控制基站40监视可运输基站的位置以及囚犯是否离开被监视的区域。在一种优先实施例中，由主要控制基站接收的可运输基站通信由一个定位通信和一个该囚犯在所监视的区域范围内的肯定通信组成。在另一个优先实施例中，可运输基站通信由一个定位通信和一个只在囚犯离开所监视的区域时才进行的通信所组成。还是在另一个实施例中，只有当可运输基站在移动并且它的位置正在改变时可运输基站才发送定位通信(信号)。

可运输基站的大地定位可以使用任何常规大地定位技术并可以通过可运输基站或通过另一个系统实行。例如，可运输基站可以使用导航卫星，惯性导航，基于机内传感器的航位推算或当前有用的许多导航辅助设备中的任何一个(例如LORAN和/或飞机系统)。另一方面，可运输基站可以提供一个信号或具有一个识别特征以便使得其他的系统能够确定可运输基站的位置并将该基站的大地定位传递到中心系统。这样系统的例子包括使用一个从可运输的装置发射的信标，该装置通过例如轨道卫星或蜂窝基站那样的现存的无线电接收机被传感和大地定位。在这样一种情况下，该传感装置可以使用常规设备将可运输基站的大地定位报告给中心位置。如果需要用于一种特定的应用，那么当在移动，即使没有固定位置也容许该监视系统工作时，可运输装置可以被激励。

在另一个实施例中，可运输基站和主要控制基站使用RF通信进行通信。通信的另一种手段包括微波，射频，扩谱，卫星线路，计算机网络，直接数字(ISDN)和/或在一种电话线路上的调制信号。通常，最好是，在该基站装置和中心装置之间的信号以这样一种方式被加密或被编码，这样使得该系统不能轻易通过窃听或干扰信号被欺骗。

可运输装置可以使用多个移动装置，这样的装置将距离信息或位置信息以及每个自身识别信息通过常规手段提供给可运输装置。

主要控制基站还包括这样的设备，该设备用来有选择地显视可运输基站的位置以及一种用来接收囚犯离开中心定在可运输基站的监视区域的指示的“超出区域”报警信号。

因为该手镯只要求最小的电路与可运输基站进行通信并没有使用象大地定位或往回传输到主要控制基站的其他功能来加重负担，因而它的功率要求大大地减小，结果容许延长在一个不引人注目的小包中的电池组寿命。由于可运输基站可以位于离该囚犯的方便距离内并可以隐蔽在象汽车车尾行李箱或公事包那样的不引人注目的容器内，因此可运输基站的大小和功率消耗小于临界范围。便携式电源因此可以具有常规设计和定尺寸以便满足与专用的囚犯监视应用一致的监视和/或传输距离以及耐用要求。

在另一个实施例中，某些象在可运输基站中那样被说明的部件可以包括在该移动装置中，反之亦然，它又包括在本应用的范围内。例如，大地定位能力可以包含在该移动装置中，该装置将一个相对低的功率信号与大地定位信息一起中继到可运输基站装置。因为该移动装置与一个比较邻近的可运输基站装置通信而不与一个远程中心装置通信，因此对于一个移动装置的该实施例的功率要求可以维持最低限度以便减小对功率的要求并且减小携带在移动用户周围的大电池组的重量。

在这种情况下被监视区域的大小按照需要被改变以便增加或减小离可运输基站的距离，所监视的个体在不关闭“超出区域”报警器的情况下应被容许移动。如所说明的那样，通过改变第一和第二邻近设备的功率和传输特性，在二个设备之间的监视距离，“r”可以改变。为了适应这一情况，可运输基站还可以包含这样的设备，该设备用于一个本地操作员改变第一邻近设备的功率或改变它的传输特性以便改变有效的监视距离。用这种方法，使被监视的个体限制在一个较小或较大的监视区域。另一方面，主要监视基站可以包括一台发射机，并且，可运输基站可以包括一个接收站，这样使得主要监视基站可以通过发送一个信号给可运输基站有选择地改变监视距离。

在被监视的个体被提供更多的信息和控制另一个实施例中，可运输基站可以发送距离信息给可以包含一种距离指示器的手镯。在该实施例中，手镯可以包含一个选择器，该选择器使得向可运输基站的信号传输有选择地改变监视距离。该手镯进一步包含一个在按下时发送一个信号给可运输基站的“应急按钮”，该信号使得可运输基站发送一个应急信号给主要控制基站。该控制基站包含一个用来指示接收该应急信号的报警器。

这样的一种监视应用还要求主要控制基站迅速地同被监视的个体接触。该控制基站可以有选择地发送一个信号给可运输基站，这样的信号使得可运输基站发送一个信号给该手镯。该手镯可以包含一个用来接收这个信号和一个指示接收该信号的报警信号的设备。

图2示出另一个实施例，它包括经由常规通信线路74与一个或多个分站72通信的一个中心处理装置70。该分站72与一个或多个移动基站78通信每个移动基站可以与一个或多个被监视的装置80通信。

基站78与被监视的装置80通信以便确保被监视的装置保留在一个希望靠近该基站78的区域范围内。该移动基站可以确定它们自己的大地定位(例如通过一种GPS定位器)并发送关于它们的位置的信息给分站72或可以提供一个信号给该分站72，通过该信号外部设备或系统可以确定并报告该移动基站78的大地定位。当该移动基站78从一个位置行驶到另一个位置时，该基站78可以与不同的分站72通信，这样使得由多个分站72所覆盖的整个区域可以在该基站78的许可行驶位置范围内。当该移动站从一个分站72的区域行驶到另一个区域时，关于该移动基站78的信息控制和信息在中心处理装置70的控制下可以从一个分站72传到另一个分站。

一种用来监视一个在所希望的区域的目标/人员的位置和/或存在的系统和方法包括一个移动基站，一个中央控制中心，一个由被监视的目标/人员携带的移动的发信号设备，以及一个大地定位设备。该移动基站可以运输到任何场所，并将所监视的目标/人员限制在一个所希望的区域内。中央控制中心确定所监视的目标/人员的位置的可接受性，并且可以当被监视的目标/人员不在所希望的区域时产生一个报警条件。

Claims (11)

1．一个用来监视一个实体位置和用来指示该实体离开该位置周围的一个规定区域的系统，该系统包括：

一个用来建立一个中心的移动基站，所规定的区域由该中心确定，所述基站包括：

一个使所述基站可以运输的便携式电源，

用来指示该实体已离开所规定的区域的第一邻近设备，以及

用来发送由所述大地定位设备确定的所述基站的位置和该实体离开由所述第一邻近设备提供的被规定区域的指示的设备；

一个由该实体携带的标记，该实体包括可以与所述第一邻近设备一起操作以便设定所规定的区域的大小和确定该实体离开所规定的区域的第二邻近设备；

一个用来确定所述基站的位置的大地定位设备；以及

一个控制中心，该中心用来监视所述基站的位置并用来提供一个该实体已离开所规定的区域的指示，所述控制中心包括：

用来从所述基站接受传输的设备，

用来有选择地显示所述基站的位置的设备，以及

一个用来指示接收该实体已离开所规定的区域的指示的报警装置。

2．根据权利要求1所述的系统，包括用来有选择地从所述控制中心或所述基站改变由所述第一和第二邻近设备设定的所规定的区域的大小的设备。

3．根据权利要求1或2所述的系统，包括用来从所述标记有选择地改变由所述第一和第二邻近设备设定的所规定区域的大小的设备，以及用来发送的设备和用来接受的设备，该系统包括一个计算机网络，在该网络中所述基站进一步包括一个用来确定所述基站和所述标记之间的距离的设备。

4．根据权利要求3所述的系统，其中，所述基站包括一个用来发送在所述基站和所述标记之间的距离给所述标记的设备，以及所述标记具有一个用来指示所述距离以便容许所述实体携带所述标记去监视在所述基站和所述标记之间的距离的设备，该系统还包括用来有选择地向所述控制中心发送以便所述实体发信号给所述中心的设备。

5．根据权利要求4所述的系统，其中，所述控制中心包括一个用来指示接受由所述实体开始的所述信号传输的报警装置，以及所述基站包括一个用来指示该标记已开始了一个信号传输给控制中心，在该系统中，所述控制中心包括用来有选择地使所述基站向所述标记发送以便容许所述控制中心发信号给携带所述标记的所述实体的设备，以及所述标记包括一个用来指示接收由所述控制中心开始的所述信号传输的报警装置。

6．用来查明实体是否位于中心定在一个移动站的所规定区域内的一个系统，所述移动站包括一个使得所述基站可以运输得便携式第一电源，一个用来确定所述基站的一个位置的大地定位设备，用来查明该实体是否在所规定的区域范围内的第一邻近设备，所述第一邻近设备可以与一个由该实体携带的第二邻近设备一起操作以便设定所规定区域的大小和查明该实体是否在所规定区域的范围内，以及用来发送由所述大地定位设备确定的所述基站的位置和该实体是否在由所述第一邻近设备提供的规定区域的设备。

7．根据权利要求6所述的系统，包括一个用来监视所述基站的位置和用来提供一个该实体是否在所规定区域的指示的控制中心，所述控制中心包括用来从所述基站接受传输的设备，用来有选择地显示所述基站的位置的设备，以及一个用来指示接收该实体是否不在所规定区域的指示的报警装置，在该系统中，所述控制中心包括用来改变由所述第一和第二邻近设备所设定的被规定区域的大小的设备。

8．根据权利要求6或7所述的系统，其中，所述基站包括用来改变由所述第一和第二邻近设备所设定的被规定区域的大小的设备，第二邻近设备包含一个第二电源以便用一个可替换电源提供给所述基站。

9．根据权利要求6-8的任何一项所述的系统，其中，基站包括一个当第一邻近设备查明该实体不在所规定区域时被激励的报警装置和一个用来发送通知信号给第二邻近设备的设备。该通知信号可能对从基站选择的距离或从控制中心选择的距离很敏感。

10．一个远程监视器，与一个中心场所和一个移动收发信机一起工作以便提供管理和通信功能，该远程监视器包括一个使所述监视器可以移动的便携式电源，一个通信部分包括，用来接收有关所述监视器的位置的信息的设备，用来向所述中心场所发送信息并从该场所接收信息的设备，用来向所述收发信机发送信息并从该收发机接收信息的设备，一个处理部分包括，用来从所述有关所述监视器的位置的信息确定所述监视器的位置和用来使所述通信部分发送所述位置给中心场所以便容许该中心场所去管理所述监视器的位置的设备，用来向所述收发信机可操作地发送信息并从该收发信机接收信息从而确定所述监视器和所述收发信机之间的距离以便管理所述监视器和所述收发信机之间的距离的设备，用来从由所述收发信机接收的信息确定所述收发信机的状态以便容许所述收发信机将状态报告通知给所述监视器的设备，可以与所述收发信机一起操作用来设定在所述监视器和所述收发信机之间的参考距离以便在所述监视器和所述收发信机之间建立管理的距离的设备，用来确立所述收发信机是否位于所述参考距离范围内并用来使所述通信部分发送所述信息给所述中心场所使得所述监视器可以将所述收发信机是否在所述被确立的管理距离范围内的信息通知给所述中心场所。

11．权利要求10所述的监视器，包含一个可操作地与所述处理部分连接的报警装置部分，第一报警装置对确定收发信机不在所述管理距离范围内的处理机部分很敏感地被激励，该处理机部分进一步包括一个可选择地被启动的设备，该设备用来使通信部分在确定所述收发信机不在所述管理距离范围内时发送一个信号给所述收发信机以便将在所述收发信机和所述监视器之间的距离已超过所述管理距离以外的信息通知给所述收发信机，其中处理机部分进一步包括用来使通信部分将所述收发信机状态报告发送给所述中心场所的设备，并且，当该中心场所发送一个希望与该收发信机通信的信息时，该处理机部分还包括用来确定所述信息的特性和用来使通信部分向所述收发信机发送所述信息的特性的设备。

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