ПЕРСОНАЛЬНЫЙ РАДИОСИГНАЛЬНЫЙ МОДУЛЬ, СПОСОБ ПЕРСОНАЛЬНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ О ПОМОЩИ ПРИ ВОЗНИКНОВЕНИИ ОПАСНОЙ СИТУАЦИИ, СИСТЕМА ДЛЯ ПРИЕМА И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ, ПОСТУПАЮЩЕЙ С ПЕРСОНАЛЬНОГО РАДИОСИГНАЛЬНОГО МОДУЛЯ Российский патент 2010 года по МПК G08B25/08 

Изобретение относится к оповещению служб скорой медицинской помощи и охраны правопорядка, а также специальных служб, например министерства по чрезвычайным ситуациям и т.п., при угрозе возникновения опасности или в случаях, когда требуется максимально быстрое оказание помощи лицу или группе лиц, имеющих в пользовании персональные радиосигнальные модули.

В качестве основного средства, применяемого в оповещении о тревоге, является персональный радиосигнальный модуль.

Известен персональный радиосигнальный модуль, содержащий радиоканал для передачи сигнала тревоги [1].

Владелец сигнализатора при опасности или в критической ситуации подает радиосигнал, поступающий на приемное устройство пункта контроля, на котором принимают решение об оказании помощи. Определение местоположения владельца сигнализатора возможно лишь при передаче им речевого или кодированного сообщения о местоположении, которое ему может быть неизвестно. В случае потери сознания такое сообщение не может быть передано.

Известен также персональный радиосигнальный модуль, содержащий корпус, в котором установлены источник питания, кнопка для подачи сигнала тревоги, радиоканал, который содержит генератор несущей частоты, соединенный с усилителем мощности, подключенным к антенне. Радиосигналы поступают на пункт приема и анализа информации [2].

В известном персональном радиосигнальном модуле при подаче сигнала тревоги генерируется радиосигнал постоянной амплитуды по мощности. Сигналы, поступившие с промежуточных пунктов на пункт контроля и анализа, не несут необходимой достоверной информации о реальном местоположении промежуточных пунктов. Поэтому оценка местоположения владельца модуля является неточной. Кроме того, в реальной ситуации у владельца модуля могут произойти осложнения, как правило, сердечной деятельности, что требует немедленной оценки такой ситуации на пункте приема и анализа. Для этого на этот пункт должна поступить информация о некоторых значимых параметрах, отражающих сердечную деятельность владельца модуля (давление, ЧСС и т.д.). В случае осложнений должна быть оказана незамедлительная помощь или иное воздействие на владельца, не дожидаясь приезда спасателей. Известный модуль не обеспечивает такую возможность. Также при возникновении опасной ситуации и подаче сигнала тревоги на пункте приема крайне важна визуальная и аудиоинформация об окружающей владельца модуля, или информация о его перемещении по контролируемой территории. Известный модуль также не обеспечивает такие возможности. Кроме того, модуль работает в режиме длительного генерирования радиосигналов постоянной мощности, что сокращает время его работы, следовательно, время его эффективного поиска, особенно в зоне нахождения его владельца.

Технический результат состоит в обеспечении формирования с персонального радиосигнального модуля сигнала, позволяющего повысить точность определения его местоположения на контролируемой территории, а также дополнительно расширить его функциональные возможности за счет контроля сердечной деятельности владельца модуля и обеспечения, в случае необходимости, воздействия на сердечную мышцу владельца радиосигнального модуля импульсами напряжения, а также видео- и аудиоконтроля местности, на которой находится владелец радиосигнального модуля, и возможности определения направления перемещения владельца радиосигнального модуля по контролируемой территории.

Указанный технический результат в персональном радиосигнальном модуле, предназначенном для передачи на пункт приема и анализа информации о помощи при возникновении опасной ситуации, а также помощи спасательных служб, содержащем корпус со средствами крепления его на владельце, в котором установлены источник питания, кнопка включения питания и индикатор заряда источника питания, кнопка подачи сигнала тревоги, основной радиоканал, содержащий генератор несущей частоты, соединенный с усилителем мощности, подключенным к антенне для передачи радиосигналов, достигается за счет того, что содержит программатор, выходом подключенный к управляющему входу усилителя мощности и предназначенный при включении кнопки подачи сигнала тревоги для формирования на его выходе пакетов сигналов импульсного вида с изменением их дискретно по мощности, причем с уменьшением от максимума и до установленного минимального значения, а также в сочетании с сигналами, имеющими постоянную мощность для формирования сигналов соответствующего вида на выходе усилителя мощности.

Кроме этого возможны частные решения, заключающиеся в том, что:

- радиосигнальный модуль содержит дополнительный радиоканал, функционирующий в цифровом стандарте GSM, или радиоканал, аналогичный данному радиоканалу, обеспечивающий обмен радиосигнальной информацией с пунктом приема и анализа информации и содержащий канал приема и канал передачи, соединенные через антенный коммутатор с микропроцессором, у которого соответствующие информационные входы предназначены для подключения SIM-карты для регистрации в сети связи, а также содержит микроконтроллер, управляющие выходы которого подключены к входам основного радиоканала и дополнительного радиоканала для обеспечения их поочередной работы, а входы микроконтроллера подключены соответственно к кнопке включения и подачи питания и к кнопке включения сигнала тревоги;

- в дополнительный радиоканал введены датчики контроля физического состояния владельца персонального радиосигнального модуля, таких параметров как электрическое сопротивление кожи, тонус мышц, скорость кровотока, частота сердечных сокращений, подключенные для оценки физического состояния владельца радиосигнального модуля к информационным входам микропроцессора, к управляющему выходу которого подключен вход генератора разряда, к выходу которого подключены электроды для стимуляции сердечной деятельности владельца радиосигнального модуля, при этом вход питания генератора разряда подключен к источнику питания через кнопку включения питания, а контрольный выход генератора разряда подключен к индикатору минимального сопротивления кожи между электродами, соответствующего линии меридиана, проходящего через синус сердца, используемому для контроля при установке или для коррекции положения корпуса персонального радиосигнального модуля в процессе ношения, подключенному параллельно электродам и выведенному на информационную панель радиосигнального модуля;

- дополнительный радиоканал содержит блок для ближней связи по радиоканалу Bluetooth, у которого цепь управления подключена к выходу микропроцессора, а канал передачи и канал приема подключены к соответствующим выходу и входу микропроцессора;

- радиосигнальный модуль содержит видеокамеру и микрофон, установленные на корпусе персонального радиосигнального модуля и подключенные к входам коммутатора информационных сигналов, выходы которого подключены к информационным входам микропроцессора, а управляющий вход коммутатора информационных сигналов соединен с одним из выходов микроконтроллера, на котором формируется сигнал при включении кнопки подачи сигнала тревоги;

- радиосигнальный модуль содержит регистратор напряженности магнитного поля на участках контролируемой территории вследствие пересечения владельцем персонального радиосигнального модуля при его перемещении магнитных силовых линий Земли и/или действия магнитных маркеров, например, вмонтированных в землю в каждом из контролируемых участков и имеющих для каждого участка установленную индивидуальную величину напряженности, при этом выход регистратора напряженности магнитного поля подключен к дополнительному входу коммутатора информационных сигналов;

- регистратор напряженности магнитного поля содержит генератор, частота которого изменяется при пересечении его чувствительным электромагнитным элементом, выполненным на основе мягкого ферромагнетика, магнитных силовых линий Земли или магнитных маркеров;

- радиосигнальный модуль дополнительно содержит генератор для управления несущей Fн основного радиоканала с целью передачи радиосигналов с дискретным изменением частоты несущей в пределах ΔFн=+/-(0.05-0.07)Fн, при частоте изменения 0.9-1.1 кГц, для обеспечения режима "прыгающих частот".

Известен способ, обеспечивающий последовательность обработки радиосигналов, подаваемых с персонального радиосигнального модуля. Радиосигнал принимают на приемном устройстве пункта контроля, его подвергают обработке и анализу. После определения местоположения радиосигнального модуля принимают решение о выезде на это место спасательной команды. При выполнении операций по определению местоположения источника радиосигнала и, соответственно, владельца персонального радиосигнального модуля могут быть допущены ошибки, поскольку сигналы, поступающие с промежуточных пунктов, предаются также по радиоканалам. Кроме того, данная система не дает возможности представить в пункт контроля информации о бессознательном состоянии лица, подавшего сигнал тревоги, со стороны третьих лиц, находящихся вблизи от владельца персонального радиосигнального модуля или в зоне его прямой видимости. В известной системе также не обеспечивается в необходимой и достаточной степени точное определение местоположения владельца источника радиосигнала, что особенно важно, когда он, из-за ряда причин, оказался в труднодоступном для обнаружения месте, например в завале различного вида строений или деревьев [1].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному способу является способ персональной сигнализации о помощи при возникновении опасной ситуации, заключающийся в том, что на персональном радиосигнальном модуле осуществляют генерирование сигнала, который передают через его радиоканал в эфир, принимают этот радиосигнал на промежуточных пунктах, распределенных по контролируемой территории и оснащенных телефонными линиями связи. На этих пунктах осуществляют преобразование радиосигнала и дальнейшую трансляцию по телефонным линиям на пункт приема и анализа информации, на котором определяют местоположение источника радиосигнала в соответствии с расположением промежуточных пунктов, с которых поступило сообщение. После этого принимают решение о необходимости работы медицинских или спасательных служб в зоне нахождения владельца персонального радиосигнального модуля [2].

При реализации данного способа на промежуточных пунктах, располагаемых на различном расстоянии от источника радиосигналов, поступивших с персонального радиосигнального модуля, не обеспечивается их разграничение по дальности, т.е. как на ближайших к источнику радиосигналов промежуточных пунктах, так и на наиболее отдаленных, на их выходе, предназначенном для передачи информации на пункт приема и анализа информации, формируется сигнал одного и того же уровня. Это обстоятельство оказывает отрицательное влияние на точность определения местоположения персонального радиосигнального модуля. Как только положение владельца персонального радиосигнального модуля обнаружено в некотором локальном участке, сотрудники службы спасения в ближайшей зоне используют радиолокационные методы обнаружения. В персональном радиосигнальном модуле предусмотрен пассивный микрочип, переходящий в активный режим работы, за счет энергии облучения пеленгатором, и регистрируемый сотрудниками службы спасения. Такое обнаружение возможно лишь на незначительных расстояниях. Таким образом, в известном способе не обеспечиваются режимы обнаружения посредством пеленгации сигналов с персонального радиосигнального модуля при его значительном удалении от средств пеленгации. Кроме того, сигнал с персонального радиосигнального модуля действует в течение значительного промежутка времени, на неизменном уровне по мощности, что сокращает время работы его источника питания.

Технический результат заявляемого способа состоит в повышении точности обнаружения места, в котором находится владелец персонального радиосигнального модуля, подавший сигнал тревоги.

Указанный технический результат в способе персональной сигнализации о помощи при возникновении опасной ситуации, а также помощи спасательных служб, заключающемся в том, что на персональном радиосигнальном модуле осуществляют генерирование сигнала, который передают в эфир через его основной радиоканал для приема его на промежуточных пунктах, распределенных по контролируемой территории и оснащенных телефонными линиями связи, и последующего преобразования на них радиосигнала и дальнейшей трансляции по телефонным линиям на пункт приема и анализа информации для определения местоположения источника радиосигнала в соответствии с расположением промежуточных пунктов, с которых поступило сообщение, и принятия решения о необходимости работы медицинских или спасательных служб в зоне нахождения владельца персонального радиосигнального модуля, с которого поступил сигнал о помощи, достигается за счет того, что с персонального радиосигнального модуля генерируемый сигнал осуществляют в виде пакетов радиосигналов импульсного вида со ступенчатым убыванием их по мощности от максимального уровня и до установленного минимального уровня, для обеспечения приема из пакета радиосигнала с максимальным уровнем, возможно и с меньшим уровнем, промежуточными пунктами наиболее отдаленными от персонального радиосигнального модуля, и приема радиосигнала из пакета с его установленным минимальным уровнем, возможно и с большим уровнем, посредством промежуточных пунктов, находящихся в наибольшей близости от персонального радиосигнального модуля, а в сочетании с пакетами радиосигналов импульсного вида с персонального радиосигнального модуля в эфир также передают радиосигналы с постоянной мощностью, предназначенные для приема средствами локальной пеленгации, находящимися в пользовании спасательных служб и используемыми непосредственно в зоне нахождения персонального радиосигнального модуля.

Кроме этого также возможны частные решения, заключающиеся в том, что:

- радиосигналы импульсного вида передают в эфир несколькими пакетами, например от двух до десяти, а радиосигнал с постоянной мощностью располагают последовательно с пакетами радиосигналов;

- для радиосигналов импульсного вида в каждом пакете устанавливают следующую дискретность изменения по текущей мощности: Рт=Рм / 1, 2, 4, где: Рт - текущая мощность, Рм - максимальная мощность;

- что с персонального радиосигнального модуля осуществляют передачу, а также прием на персональный радиосигнальный модуль информации посредством дополнительного радиоканала, функционирующего в цифровом стандарте GSM, или радиоканала, аналогичного данному радиоканалу, а на пункте приема и анализа информации осуществляют ее прием с помощью радиоканала, также функционирующего в цифровом стандарте GSM, или радиоканала, аналогичного данному радиоканалу;

- с персонального радиосигнального модуля по дополнительному радиоканалу, в дежурном режиме его работы, передают информацию о параметрах, свидетельствующих о физическом состоянии владельца персонального радиосигнального модуля, измеряемых посредством датчиков, находящихся на персональном радиосигнальном модуле, а на пункте приема и анализа информации ее диагностируют и, при необходимости, направляют спасательную службу к владельцу или, при неотложной ситуации, передают на дополнительный радиоканал сигнал или несколько подобных сигналов, также основанных на проведенной диагностике, осуществляют их преобразование и направляют на электроды персонального радиосигнального модуля, располагаемые на его поверхности корпуса, обращенной к запястью владельца, импульс напряжения или последовательность импульсов для коррекции сердечной деятельности владельца, а после коррекции на пункте приема и анализа информации проводят контроль состояния владельца, причем информацию о физическом состоянии владельца персонального радиосигнального модуля передают на основе параметров, как электрическое сопротивление кожи, тонус мышц, кровоток, частота пульса;

- с персонального радиосигнального модуля по дополнительному радиоканалу, в дежурном режиме его работы, передают информацию о параметрах, свидетельствующих о физическом состоянии владельца персонального радиосигнального модуля, от биочипа, вживляемого, по медицинским показаниям, в зону сердечной мышцы владельца, связанного по радиоканалу ближней радиосвязи с дополнительным радиоканалом персонального радиосигнального модуля, а на пункте приема и анализа информации ее диагностируют и, при необходимости, направляют медицинскую спасательную службу к владельцу или, при неотложной ситуации, передают на дополнительный радиоканал сигнал или последовательность подобных сигналов, также основанных на проведенной диагностике, осуществляют их преобразование в данном радиоканале, передают далее по радиоканалу ближней связи (Bluetooth) в биочип, в который после преобразования направляют импульс напряжения или последовательность таких импульсов на электроды биочипа, для коррекции сердечной деятельности владельца, а после коррекции на пункте приема и анализа информации проводят контроль состояния владельца, причем информацию о физическом состоянии владельца персонального радиосигнального модуля передают с биочипа на основе параметров, как электрическое сопротивление биологической ткани, шумы сердца, частота сердечных сокращений, электрический потенциал и тонус сердечной мышцы;

- на персональном радиосигнальном модуле при подаче сигнала о возникновении опасной ситуации формируют информацию о естественной напряженности магнитного поля Земли на данном участке контролируемой территории или напряженности, создаваемой искусственными маркерами для отдельных участков контролируемой территории, и осуществляют ее передачу по дополнительному радиоканалу на пункт приема и анализа информации, на котором проводят сравнение с заранее измеренными значениями естественной напряженности магнитного поля или напряженности, создаваемой искусственными маркерами на отдельных участках, и введенными в память вычислительного компьютера, и дополнительно уточняют положение владельца персонального радиосигнального модуля и возможный путь его перемещения;

- с персонального радиосигнального модуля при подаче сигнала о возникновении опасной ситуации осуществляют передачу по дополнительному радиоканалу аудиоинформации и фотоинформации окружающей обстановки.

Реализация последовательности операций упомянутого способа сигнализации о помощи осуществляется за счет технических средств, входящих в систему для осуществления персональной сигнализации.

Наиболее близкой к заявленной системе является известная система для реализации персональной сигнализации, которая содержит пункт приема и анализа информации, имеющий в своем составе вычислительный компьютер, монитор, канал телефонной связи, а также промежуточные пункты, распределенные по контролируемой территории, предназначенные для приема сигналов с основного радиоканала персонального радиосигнального модуля их преобразования и трансляции полученных сигналов по каналам телефонной связи на пункт приема и анализа информации. Кроме этого известная система содержит вспомогательные средства пеленгации радиосигналов от персонального радиосигнального модуля, которые предназначены для работы сотрудников медицинских или спасательных служб в зоне обнаружения персонального радиосигнального модуля [2].

Недостаток известной системы заключается в том, что в ней на пункте приема и анализа не обеспечивается распознавание промежуточных пунктов, с которых поступило сообщение, в зависимости от дальности их расположения. Вследствие этого точность определения местоположения владельца персонального радиосигнального модуля недостаточно высока. Кроме того, на данном пункте отсутствуют средства для проведения локации в зоне обнаружения владельца персонального радиосигнального модуля, которые выявляли бы сигналы с этого модуля.

Технический результат заявленной системы состоит в повышении точности и надежности обнаружения места, в котором находится владелец персонального радиосигнального модуля, как со стороны промежуточных пунктов, так и непосредственно в зоне нахождения персонального радиомодуля. Кроме этого расширяются функциональные возможности системы за счет приема с персонального радиосигнального модуля дополнительной информации и возможности подачи управляющих сигналов на этот модуль, обеспечивающих поддержание его владельца сознательном состоянии.

Указанный технический результат в системе персональной сигнализации для приема и обработки информации о помощи, поступающей с персонального радиосигнального модуля, и сигнала о помощи при возникновении опасной ситуации, а также помощи спасательных служб, содержащей пункт приема и анализа информации, поступающей на данный пункт при подаче радиосигналов, по крайней мере, с одного персонального радиосигнального модуля, причем пункт приема и анализа информации имеет в своем составе вычислительный компьютер, монитор и канал телефонной связи, система также содержит промежуточные пункты, распределенные по контролируемой территории, предпочтительно, равномерно, предназначенные для приема сигналов с основного радиоканала персонального радиосигнального модуля и служащие для преобразования сигналов с основного радиоканала персонального радиосигнального модуля и трансляции полученных сигналов, а также вспомогательные средства пеленгации радиосигналов от персонального радиосигнального модуля, предназначенные для работы сотрудников медицинских или спасательных служб в зоне обнаружения персонального радиосигнального модуля, достигается тем, что вычислительный компьютер пункта приема и анализа информации предназначен для определения участка контролируемой территории с учетом ближайших промежуточных пунктов, с которых по телефонной линии поступило сообщение, при этом память вычислительного компьютера содержит электронную карту контролируемой территории с предварительно занесенными на нее промежуточными пунктами, выводимую для визуального отображения, а вспомогательные средства пеленгации радиосигналов выполнены с обеспечением регистрации радиосигналов, имеющих постоянную мощность.

Также возможны дополнительные решения, состоящие в том, что:

- пункт приема и анализа информации содержит дополнительный радиоканал, функционирующий в цифровом стандарте GSM, или радиоканал, аналогичный данному радиоканалу, предназначенный для приема информации в дежурном режиме его работы с персонального радиосигнального модуля, также оснащенного аналогичным дополнительным радиоканалом, при этом выход дополнительного радиоканала соединен с входом вычислительного компьютера для приема информации или визуального отображения, выводимых на монитор, а клавиатура вычислительного компьютера или клавиатура ручного ввода дополнительного радиоканала пункта приема и анализа информации предназначены для подачи управляющих воздействий на дополнительный радиоканал персонального радиосигнального модуля;

- система дополнительно содержит биочип, вживляемый, по медицинским показаниям, в зону сердечной мышцы владельца персонального радиосигнального модуля, и включающий в себя герметичную капсулу, выполненную из неагрессивного к биологической ткани материала и прозрачного для радиоволн и электромагнитного поля, в корпусе которой закреплены герметично установленные электроды, выведенные за пределы герметичной капсулы, а также смонтированные в ней подзаряжаемый аккумулятор, микропроцессор, радиоканал, работающий на ближней связи (Bluetooth) с дополнительным радиоканалом персонального радиосигнального модуля, содержащий антенну, соединенную с антенным коммутатором, подключенным к сигнальным входу и выходу микропроцессора, у которого управляющий выход соединен с входом переключения антенного коммутатора, коммутатор цепей подзарядки аккумулятора, цепи подзарядки аккумулятора, одна из которых выполнена на основе тензоэлемента, расположенного и закрепленного вне герметичной капсулы, и соединенного с фильтром, подключенным к измерительному входу микропроцессора, измерительный выход которого подключен к одному из входов коммутатора цепей подзарядки аккумулятора, а другая цепь подзарядки аккумулятора образована катушкой наведения эдс от внешнего источника, соединенной с выпрямителем, кроме того, биочип содержит блок импульсов разряда, а также датчик кровотока, выполненный на лазере и светодиоде, и микрофон шумов сердца, соединенные с информационными входами микропроцессора, у которого один из выходов управления соединен с входом переключения коммутатора цепей подзарядки аккумулятора, подключенного к аккумулятору, при этом аккумулятор подключен по цепи контроля к входу микропроцессора, а по цепи питания аккумулятор соединен с управляющим входом блока импульсов разряда, у которого информационный выход соединен измерительным входом микропроцессора, выходы блока импульсов разряда соединены с электродами, один из входов коммутатора цепей подзарядки аккумулятора соединен с выпрямителем цепи подзарядки аккумулятора, а выход управления микропроцессора подключен к входу управления блока импульсов разряда;

- память вычислительного компьютера содержит электронную карту контролируемой территории, выводимую на средства для визуального отображения, на которой зафиксированы предварительно измеренные значения естественной напряженности магнитного поля или напряженности, создаваемой искусственными маркерами, для отдельных участков контролируемой территории.

Изобретение поясняется следующими графическими материалами.

Фиг.1 - пример реализации блок-схемы основного радиоканала персонального радиосигнального модуля.

Фиг.2 - вид сигналов, изменяемых с убыванием по мощности, генерируемых в персональном радиосигналъном модуле, в его основном радиоканале.

Фиг.3 - общий вид сигналов, генерируемых в основном радиоканале персонального радиосигнального модуля, как сочетание сигналов, изменяемых по мощности и сигналов с постоянной амплитудой.

Фиг.4 - радиосигналы с основного радиоканала персонального радиосигнального модуля при подаче сигнала тревоги.

Фиг.5 - один из вариантов изменения частоты несущей радиосигналов с персонального радиосигнального модуля в режиме «прыгающих частот».

Фиг.6 - внешний вид персонального радиосигнального модуля, функционирующего с основным радиоканалом.

Фиг.7 - вид А на фиг.6.

Фиг.8 - блок-схема радиоканала, функционирующего в цифровом стандарте GSM, и введенные в блок-схему этого радиоканала дополнительные информационные блоки и элементы, а также радиоканал ближней связи (Bluetooth).

Фиг.9 - пример реализации блок-схемы персонального радиосигнального модуля основного радиоканала в сочетании с радиоканалом, функционирующим в цифровом стандарте GSM.

Фиг.10 - общий вид персонального радиосигнального модуля с основным радиоканалом и радиоканалом, функционирующим в цифровом стандарте GSM.

Фиг.11 - вид В на фиг.10.

Фиг.12 - вид С на фиг.11.

Фиг.13 - блок-схема для иллюстрации способа персональной сигнализации.

Фиг.14 - блок-схема промежуточного пункта, выполненного в жилых домах или административных зданиях, оснащенных телефонными аппаратами.

Фиг.15 - блок-схема промежуточного пункта, выполненного на отдаленных объектах-вышках.

Фиг.16 - блок-схема пункта приема и анализа информации.

Фиг.17 - блок-схема устройства для местной радиолокации, находящегося в пользовании сотрудников службы спасения.

Фиг.18 - блок-схема биочипа.

Фиг.19 - радиосигналы, поступающие с биочипа на радиоканал ближней связи (Bluetooth).

Фиг.20 - пример сигнала коррекции, поступающего на биочип по радиоканалу ближней связи (Bluetooth) с пункта контроля и анализа через дополнительный радиоканал персонального радиосигнального модуля.

Фиг.21 - пример реализации внешнего вида биочипа.

Фиг.22 - вид контролируемого участка, отображаемого на мониторе пункта контроля и анализа информации.

Фиг.23 - несколько участков контролируемой территории при наличии на них магнитных маркеров.

Фиг.24 - диаграммы совместной работы радиоканала, функционирующего в цифровом стандарте GSM, биочипа в дежурном режиме, и основного радиоканала при подаче сигнала тревоги.

Блок-схема основного радиоканала персонального радиосигнального модуля (далее радиосигнальный модуль) представлена на фиг.1. В ее состав входят источник питания 1, который может быть выполнен на батарейках или аккумуляторе, кнопка 2 включения и проверки питания, индикатор 3 заряда источника питания 1, кнопка 4 подачи сигнала тревоги, сигнализатор 5 включения сигнала тревоги. Кнопка 4 блокируется кнопкой 2, т.е. может быть включена после включения кнопки 2.

К основным функциональным блокам радиосигнального модуля относятся генератор 6 несущей частоты (Fн=433.9 МГц), усилитель 7 мощности, к управляемому входу которого подключен программатор 8, выход которого подключен к управляющему входу усилителя 7 мощности. Программатор 8 предназначен при включении кнопки 4 подачи сигнала тревоги для формирования на его выходе пакетов сигналов импульсного вида с изменением их дискретно по мощности, причем с уменьшением от максимума и до установленного минимального значения, а также в сочетании сигналами с постоянной мощностью. На выходе усилителя 7 формируются пакеты сигналов импульсного вида с изменением их дискретно по мощности, причем с уменьшением от максимума Pмах, далее до значения Pмах/2, и затем до установленного минимального значения - Pмах/4. Между этими импульсами установлен временной интервал Ти (фиг.2).

Выход усилителя 7 подключен к выходной антенне 9 основного радиоканала.

На фиг.3 изображена последовательность пакетов сигналов импульсного вида Pпi в сочетании с сигналами С, имеющими постоянную мощность. Длительность Тс сигнала С составляет 3-5 Тп, где Тп - максимальная длительность пакета сигналов. Радиосигналы импульсного вида Pпi передают в эфир несколькими пакетами, например от двух до десяти, а радиосигналы с постоянной мощностью С располагают последовательно с этими пакетами.

Общий вид радиосигнала на выходе основного радиоканала представлен на Фиг.4.

Для ослабления помех в городских условиях работа генератора 6 может осуществляться в режиме так называемых «прыгающих частот». Этот режим реализуется с помощью блока 10 управления. При этом обеспечено дискретное изменение частоты несущей в пределах ΔFн=+/- (0.05-0.07) Fн, при частоте изменения 0.9-1.1 кГц для осуществления такого режима.

Радиосигнальный модуль (фиг.6) содержит корпус 11 со средствами его крепления на владельце, например это может быть ремешок 12. На корпусе 11 установлена антенна 9 основного радиоканала, кнопка 2 включения и проверки питания, индикатор 3 заряда источника питания 1, кнопка 4 подачи сигнала тревоги, сигнализатор 5 включения сигнала тревоги. На торце корпуса 11 выполнен штекер 13 для заряда аккумулятора (фиг.7).

Радиосигнальный модуль может быть оснащен дополнительным радиоканалом, функционирующим в цифровом стандарте GSM, или радиоканалом, аналогичным данному радиоканалу. Такой радиоканал существенно расширят функциональные возможности радиосигнального модуля.

Дополнительный радиоканал содержит (фиг.8) антенну 14, канал приема, канал передачи и канал переключения, подключенные к антенному коммутатору 15, который соединен с микропроцессором 16.

Работа дополнительного канала аналогична работе такого канала в сотовых радиотелефонах, следовательно, необходима регистрация в сети связи посредством индивидуальной SIM-карты, поэтому один из входов микропроцессора 16 предназначен для подключения SIM-карты 17.

Функциональные возможности радиосигнального модуля расширены за счет возможности контроля физического состояния его владельца. Для этого к информационным входам микропроцессора 16 подключены средства контроля физического состояния владельца радиосигнального модуля, такие как датчик 18 скорости кровотока, который может быть выполнен на лазере 19 и приемном диоде 20 или ультразвуковом генераторе 21. По показаниям этих приборов можно оценивать состояние сосудов по скорости кровотока, а также вязкость крови. Кроме этого к третьему информационному входу микропроцессора 16 подключен датчик 22, который обеспечивает измерение пульса, давления и скачков пульса, выполненный на тензодатчике 23 и микрофоне 24, которые подключены к счетчику импульсов 25.

Микропроцессор 16 также обеспечивает подачу сигнала на управляющий вход генератора 26 разряда импульсов, выходы которого подключены к электродам 27, расположенным на корпусе 11 радиосигнального модуля (Фиг.12). При этом вход питания генератора 26 разряда подключен к источнику 1 питания через кнопку 2 включения и проверки питания.

При необходимости коррекции сердечной деятельности владельца персонального радиосигнального модуля на электроды 27 подаются импульсы высокого напряжения, которые прикладываются к поверхности кожи его запястья. Для контроля величины электрического сопротивления между электродами 27 предусмотрен индикатор (омметр) 28 с целью контроля владельцем радиосигнального модуля минимального сопротивления кожи между ними, соответствующего линии меридиана, проходящего через синус сердца. Индикатор 28 используется для периодической коррекции положения корпуса 11 радиосигнального модуля в процессе его ношения и устанавливается на информационной панели 29 радиосигнального модуля (фиг.10).

Кроме этого к информационным входам микропроцессора 16 подключены видеокамера 30, внешний микрофон 31 и регистратор 32 изменения напряженности магнитного поля на участках контролируемой территории. Регистратор 32 содержит индуктивность 33 и генератор частоты 34, сердечник которого выполнен на основе мягкого ферромагнетика. Указанные элементы подключены через коммутатор 35 информационных сигналов.

Дополнительный радиоканал работает на частоте 900 МГц, поддерживаемой посредством генератора 36.

Блок-схема радиосигнального модуля при работе с основным и дополнительным радиоканалом изображена на фиг.9. Основной радиоканал 37 и дополнительный радиоканал 38 подключены к микроконтроллеру 39, который осуществляет поочередное подключение их при работе, к его двум управляющим выходам, соответственно 40 и 41. Третий управляющий выход 42 подключен к управляющему входу коммутатора 35, к сигнальным входам которого подключен блок 43 информационных сигналов, включающий в себя (фиг.8) видеокамеру 30, внешний микрофон 31 и регистратор 32 напряженности магнитного поля. Выход коммутатора 35 подключен к дополнительному радиоканалу 38, к информационным входам микропроцессора 16, входящего в его состав (фиг.8).

К дополнительному радиоканалу 38, к информационным входам микропроцессора 16, также подключен блок 44 датчиков, контролирующих состояние владельца радиосигнального модуля, - измеритель 22 пульса и давления и датчик 18 скорости кровотока (фиг.8). Информационные входы микроконтроллера 39 соединены с кнопкой 2 включения и контроля питания и с кнопкой 4 подачи сигнала тревоги.

Общий вид радиосигнального модуля, содержащего в своем составе кроме основного радиоканала 37 и дополнительный радиоканал 38, изображен на фиг.10, фиг.11 и фиг.12. На информационной панели 29 расположена кнопка 2 включения и контроля питания, кнопка 4 подачи сигнала тревоги, индикатор 3 разряда батареи (аккумулятора), индикатор 5 включения сигнала тревоги, индикатор 28 контроля минимального сопротивления кожи между электродами 27, соответствующего линии меридиана, проходящего через синус сердца, видеокамера 30 и внешний микрофон 31. На корпусе 11 выполнен штекер 13 заряда аккумулятора 1. На ремешке 12 установлен внутренний микрофон 24, а также тензодатчик 23, которые подключены к счетчику 25 импульсов (фиг.8). На внутренней стороне корпуса 11 установлены электроды 27, соединенные с выходом генератора 26 разряда (фиг.8), а также один из возможных вариантов датчика скорости кровотока: это или лазер 19 и приемный диод 20, или ультразвуковой измеритель 21 скорости.

На фиг.13 представлена блок-схема, поясняющая порядок выполнения основных операций при осуществлении способа персональной сигнализации о помощи при возникновении опасной ситуации. На блок-схеме изображены радиосигнальный модуль 45, расположенный у его владельца, находящегося на контролируемой территории, промежуточные пункты 46₁, 46₂, количество которых выбрано условно, а также промежуточный пункт (или пункты) 47, обеспечивающие прием радиосигналов с персонального радиосигнального модуля 45. Промежуточные пункты 46₁, 46₂ и 47 изображены относительно радиосигнального модуля 45 на различных расстояниях L₁, L₂ и L₃, причем L₃>L₂>L₁. Радиальные линии показаны условно, поскольку промежуточные пункты 46₁, 46₂ и 47 расположены, как правило, вокруг относительно владельца радиосигнального модуля 45.

Ближайший к радиосигнальному модулю 45 промежуточный пункт 46₁ принимает радиосигналы с мощностью, значение которой P₁=Рмах+Рмах/2+Рмах/4, т.е. принимает, как правило, все составляющие импульсных сигналов на выходе основного радиоканала (фиг.2 и фиг.3). Возможны, однако, случаи, когда наименьшая компонента сигнала - Рмах/4 - может не быть принята таким пунктом.

Более отдаленный промежуточный пункт 46₂ принимает с наибольшей вероятностью радиосигналы с мощностью, значение которой Р₂=Рмах+Рмах/2, т.е. принимает уже ограниченное число составляющих импульсных сигналов на выходе основного радиоканала. И в этом случае возможен прием радиосигналов как с наименьшей компонентой Рмах/4, так и отсутствие приема сигнала с компонентой Рмах/2. Наиболее отдаленный промежуточный пункт 46 может принимать радиосигналы, причем с высокой степенью вероятности, с максимальной составляющей по мощности Р₃=Рмах. При работе с таким расположением промежуточного пункта (пунктов) 46 возможен прием радиосигналов и с ближайшей компонентой, т.е. Рмах/2.

Промежуточные пункты 46 и 47 обеспечивают прием радиосигналов с радиосигнального модуля 45, их преобразование и последующую передачу телефонных сигналов по линиям 48 на телефонную станцию 49, которая также по телефонной линии связи 50 связана с пунктом 51 приема и анализа информации.

Пункт 51 приема и анализа информации снабжен антенной 52 для связи с радиосигнальным модулем 45 по дополнительному радиоканалу 38 (фиг.9) и приема радиосигналов, дающих информацию о состоянии его владельца. После подачи сигнала тревоги с радиосигнального модуля 45 на пункт 51 приема и анализа информации дополнительно поступают радиосигналы видео- и аудиоинформации (фиг.8, фиг.9).

Кроме этого пункт 51 приема и анализа информации снабжен антенной 53 для связи с транспортным средством 54. Это средство предназначено для спасательной команды, выезжающей по команде, поступающей с пункта 51 приема и анализа информации, к месту обнаружения владельца радиосигнального модуля 45. Транспортное средство 54 снабжено приемной антенной 55, посредством которой сотрудники службы спасения вблизи от зоны обнаружения владельца радиосигнального модуля 45 применяют стационарный локатор или ручной локатор 56, который регистрирует радиосигналы, имеющие постоянную мощность. Эти радиосигналы поступают с основного радиоканала 37 радиосигнального модуля 45.

Промежуточные пункты 46 могут быть организованы на жилых и административных зданиях. Пункты 46 содержат приемные антенны 57, приемник 58, преобразователь 59 радиосигналов, устройство 60 дозвона и телефонные аппараты 61 (фиг.14). Промежуточные пункты 47, как правило, находятся на отдаленных участках контролируемой территории, выполнены на вышках и подобных конструкциях и содержат приемную антенну 57, приемник 58, преобразователь радиосигналов 59 и устройство 60 дозвона (фиг.15).

Блок-схема пункта 51 приема и анализа информации представлена на фиг.16, которая содержит приемник-преобразователь 61 телефонных сигналов, поступающих от промежуточных пунктов 46 и 47, который подключен к вычислительному компьютеру 62, который содержит в своем составе определитель участков контролируемой территории, с промежуточных пунктов которых по телефонной линии поступило сообщение сигнала о помощи. Вычислительный компьютер 62 соединен с монитором 63 и с клавиатурой 64, с блоком 65 радиоканала, функционирующего в цифровом стандарте GSM, или радиоканала, аналогичного данному радиоканалу, обеспечивающему радиосвязь с радиосигнальным модулем 45 (фиг.13). Прием информации, поступающей с радиосигнального модуля 45 через основной радиоканал 37 или от дополнительного радиоканала 38 (фиг.9), а также ее обработка на пункте 51 приема и анализа информации и управление командными сигналами, исходящими с пункта 51 приема и анализа информации, производятся посредством вычислительного компьютера 62. Также возможно введение командной информации с пульта 66. Пункт 51 приема и анализа информации также содержит средство 67 телефонной связи и средство 68 мобильной связи.

Реализация одного из возможных вариантов радиолокатора для использования на месте обнаружения радиосигнального модуля 45 представлена на фиг.17. В его состав входит антенна 69, приемник-фильтр 70 для пропуска сигнала с постоянным уровнем мощности, преобразователь 71 и индикатор 72. Данный радиолокатор реагирует на составляющую из импульсных сигналов, имеющую только постоянный уровень по мощности (фиг.3), и может применяться как на специальном транспортном средстве 54, так и при ручном использовании сотрудниками спасательных служб (фиг.13).

Функциональные возможности радиосигнального модуля могут быть усилены еще в большей степени за счет того, что в дополнительный радиоканал введен блок 73 ближней радиосвязи, работающий частоте 2.4 ГГц и реализующий стандарт беспроводной связи на коротких расстояниях (Bluetooth). Передача сигналов с антенной 74 (фиг.8). Данный блок предназначен для радиосвязи с биочипом 75 (фиг.9), вживляемым, по медицинским показаниям, в зону сердечной мышцы владельца, а через дополнительный радиоканал 38 радиосигнального модуля 45 - с пунктом 51 приема и анализа информации.

Вариант реализации биочипа представлен на блок-схеме фиг.18. Биочип содержит приемопередающую антенну 76, антенный коммутатор 77, у которого информационные входы-выходы и вход переключения соединены с микропроцессором 78. Электропитание биочипа осуществляется от подзаряжаемого аккумулятора 79. Подзарядка осуществляется дублировано, за счет двух цепей подзаряда. Первая цепь образована тензоэлементом 80, соединенным с фильтром 81. Функционирование тензоэлемента 80 связано с работой мышц сердца. В результате их сокращения происходят возвратно-поступательные колебания тензоэлемента 80, и на его пластинах возникают высоковольтные импульсы, которые благодаря фильтру 81 выпрямляются, что необходимо для подзаряда аккумулятора 79. Вторая цепь подзаряда аккумулятора 79 образована плоской катушкой индуктивности 82 для наведения эдс от внешнего источника, соединенной с выпрямителем 83. Работа данной цепи подзаряда сводится к тому, что при передвижении владельца радиосигнального модуля происходит воздействие на катушку индуктивности 82 внешнего электромагнитного поля Земли, наводящего в ней ток, преобразуемый в постоянный выпрямителем 83. Выход фильтра 81 по цепи 83 соединен с информационным входом микропроцессора 78, а его выход по цепи 84 подключен к одному из входов переключателя 85, другой вход которого соединен по цепи 86 с выходом выпрямителя 83. Переключатель 85 по цепи 87 соединен с управляющим выходом микропроцессора 78. Выход переключателя 85 подключен к аккумулятору 79.

Биочип также содержит в своем составе лазерный датчик 87 кровотока с диодом 88, датчик 89 шумов сердца или внутренний микрофон, подключенные к информационным входам микропроцессора 78. Аккумулятор 79, кроме выполнения своей функции по обеспечению электропитания элементов блок-схемы, несет еще дополнительную функцию для питания по цепи 90 блока 91 импульсов разряда. К выходам этого блока по цепям 92 и 93 подключены электроды 94 и 95, с которых напряжение Uразр. подается на мышцу сердца владельца радиосигнального модуля. Сигнал для срабатывания блока 91 разряда формируется в микропроцессоре 78 и передается по цепи 96 по сигналам с блока 73 ближней связи (фиг.8) и при условии, что аккумулятор 79 заряжен до необходимого уровня, что контролируется по цепи 97 контроля в микропроцессоре 78. Отдельные цепи биочипа несут информацию о состоянии владельца радиосигнального модуля, также поступающую для обработки в микропроцессоре 78. Так, выходной сигнал с датчика 89 шумов сердца несет данную информацию, трансформируясь в сигнал Uшс. Сигналы Uтсм и Iтсм (тонус или частота сердечной мышцы) пропорциональны частоте переключений тензоэлемента 80, а сигнал Uпсм (потенциал сердечной мышцы) на выходе блока 91 импульсов разряда свидетельствует о текущем состоянии сердечной мышцы.

Сигналы, поступающие с биочипа на блок 73 ближней радиосвязи, изображены на фиг.19. При удовлетворительном состоянии владельца радиосигнального модуля они соответствуют параметру «Норма». При каком-либо отклонении контролируемых данных от нормы параметры сигналов с Uбиочипа изменяются, например, по частоте, амплитуде или скважности, или в любом их сочетании. После передачи их с блока 73 ближней радиосвязи по дополнительному радиоканалу 38 на пульт 51 приема и анализа информации на последнем осуществляют ее анализ (фиг.20), диагностику и, при необходимости, в обратной последовательности посылают сигналы коррекции сердечной деятельности в момент tk1, например один или несколько, моменты tkn, (фиг.19 и фиг.20) - за счет подачи сигналов на блок 91 импульсов разряда.

Внешний вид биочипа в увеличенном масштабе представлен на фиг.21. Реальный размер биочипа в диаметре около 2-3 мм и длиной около 10-15 мм.

Его компоненты смонтированы в корпусе 98 герметичной капсулы 99, выполненной из неагрессивного к биологической ткани материала и прозрачного для радиоволн и электромагнитного поля. На торцах корпуса 98 закреплены электроды 94 и 95, установленные герметично и выведенные за пределы корпуса 98. Тензоэлемент 80 расположен за пределами корпуса 98 и также закреплен герметично.

В системе персональной сигнализации о помощи в памяти вычислительного компьютера 62 содержится электронная карта контролируемой территории, выводимая на монитор 63 (фиг.16). На этой карте, изображенной на фиг.22, кроме строений, находящихся на контролируемой территории, обозначены персональный радиосигнальный модуль 45, промежуточные пункты 46, т.е. здания, и 47, т.е. вышки.

При работе радиосигнального модуля 45, функционирующего только с основным радиоканалом (фиг.1), реализуется способ персональной сигнализации о медицинской помощи при возникновении опасной ситуации, при этом система персональной сигнализации о помощи функционирует следующим образом.

Для выхода на контролируемую территорию осуществляют контроль заряда источника питания. Для этого нажимают на радиосигнальном модуле кнопку 2 и по индикатору 3 определяют степень заряда аккумулятора (фиг.6). Если уровень заряда недостаточен, то дополнительно подзаряжают аккумулятор. Для оказания медицинской помощи или при возникновении опасной ситуации после нажатия кнопки 4 с радиосигнального модуля 45 происходит генерирование импульсных сигналов (фиг.3), которые передают через основной радиоканал радиосигнального модуля в эфир, далее обеспечивают их прием на промежуточных пунктах 46 и 47, распределенных по контролируемой территории и оснащенных телефонными линиями 48 (фиг.13). На этих пунктах радиосигналы преобразуют в телефонные сигналы и по линиям 48 направляют на пункт 51 приема и анализа информации. Устройства 60 дозвона обеспечивают, в течение некоторого времени, периодический повтор информации, поступившей на тот или иной промежуточный пункт 46 или 47. При нахождении владельца радиосигнального модуля в прямой видимости от жителей или сотрудников зданий, оснащенных приемными антеннами 57, они могут сообщить на пункт 51 приема и анализа информации необходимые сведения, используя телефонные аппараты 61 (фиг.14).

Используя данные, поступающие от определителя участков контролируемой территории, находящегося в вычислительном компьютере 62, а также электронную карту местности, выводимую на монитор 63, на пункте 51 приема и анализа информации определяют по расположению промежуточных пунктов 46 и 47, с которых поступили сигналы, местоположение радиосигнального модуля. После этого к месту нахождения владельца высылают транспортное средство 54 со спасателями. По прибытии спасателей с транспортного средства 54, при необходимости, проводят радиолокацию местности, используя стационарный радиолокатор, а в непосредственной близости от владельца применяют переносной радиолокатор 56. После обнаружения владельца радиосигнального модуля, при необходимости, ему оказывают необходимую помощь

В том случае, если радиосигнальный модуль оснащен кроме основного радиоканала 37 еще и дополнительным радиоканалом 38 (фиг.9), то реализация способа персональной сигнализации о медицинской помощи при возникновении опасной ситуации осуществляется посредством дополнительных операций, а система персональной сигнализации о помощи функционирует следующим образом.

Перед выходом на контролируемую территорию осуществляют контроль заряда источника питания. Для этого нажимают на радиосигнальном модуле кнопку 2 и по индикатору 3 определяют степень заряда аккумулятора (фиг.10). При недостаточном уровне заряда также осуществляют подзарядку с помощью адаптера через штекер 13. После повторного включения кнопки 2 (фиг.24, график "Канал основной", 1вкл), питание с аккумулятора 1 подается на блок 26 разряда, а с микропроцессора 39 по цепи 41 сигнал поступает в дополнительный радиоканал 38 (фиг.9). В результате по дополнительному радиоканалу 38 передается в эфир информация с датчиков 18 и 22 (фиг.8).

На фиг.24 на графике "Канал GSM" индексами а1 и а2 условно обозначены сигналы, свидетельствующие о состоянии владельца радиомодуля в норме. Такими же индексами к1 и к2 на графике "Сигнал от биочипа" также условно обозначены аналогичные сигналы, поступающие непосредственно из области сердечной мышцы владельца, в которую введен биочип. Эта информация с датчиков 80, 87 и 88, 89 (фиг.18 и фиг.19) передается с него через канал 73 ближней связи на дополнительный радиоканал (фиг.8) с некоторой задержкой t3 (фиг.24) и далее через промежуточные пункты 46 и 47 на пункт 51 приема и анализа информации.

При нарушениях сердечной деятельности у владельца радиосигнального модуля (фиг.24, график "Канал GSM", индекс b1 или график "Сигнал от биочипа", индекс 12) на пункте 51 приема и анализа информации выносят решение о необходимости оказания помощи еще до прибытия службы спасения и по истечении некоторого времени, равного taн, с клавиатуры 64 или с пульта 66 посылают сигнал коррекции tk1. При недостаточной коррекции ("Канал GSM", индексы с1 и d1 или "Сигнал от биочипа", индексы m2 или n2) посылают дополнительные сигналы tk2 до момента tkn, при котором формируются сигналы, свидетельствующие о положительных результатах проведенной коррекции - е1, "Канал GSM", или р2, "Сигнал от биочипа". По дополнительному радиоканалу 65 они передаются на аналогичный канал 40 (фиг.9). С данного канала сигнал подается на генератор 26 разряда импульсов, а также по каналу 73 ближней связи на радиоканал биочипа 75 (фиг.9, фиг.18). С его микроконтроллера 78 по цепи 96 подается команда на срабатывание блока 91 импульсов разряда.

В некоторый момент времени владелец радиосигнального модуля подает сигнал тревоги. Этот момент на графике "Канал основной" обозначен как t сигнал "Тревога" вкл" (фиг.24). При этом с выхода основного радиоканала 37 подаются радиосигналы тревоги, поступающие в конечном итоге на пункт 51 приема и анализа информации. Одновременно с микропроцессора 36 (фиг.9) подается команда на коммутатор 35 и на пульт 51 контроля и анализа, и с видеокамеры 30 и микрофона 31 (фиг.8) поступает информация об окружающей обстановке владельца радиосигнального модуля (фиг.24, "Канал GSM", индексы c1, d1 и е1).

Территория контроля может быть условно разделена на участки с меньшей площадью, например А1…А10, В1…В10, … J1…J10 (фиг.22). С целью контроля передвижения владельца радиосигнального модуля 45 для каждого из этих участков предварительно регистрируют величину их естественной напряженности магнитного поля и ориентацию относительно силовых магнитных линий Земли, т.е. направление N-S, и заносят в память вычислительного компьютера 62. Аналогичный контроль можно осуществлять и при закладке в указанные участки искусственных магнитных маркеров 100 (фиг.23), величину напряженности каждого из них также заносят в память вычислительного компьютера 62.

При перемещении владельца радиосигнального модуля 45 (фиг.23), например, с участка G7, маркер которого имеет значение HG7, на участок G6, маркер которого имеет иное значение, равное HG6, оба этих значения как HG7, так и HG6 поступают последовательно на радиосигнальный модуль 45, а с него - на ближайшие промежуточные пункты 46 или 47.

В качестве примера на фиг.23 такой промежуточный пункт 46 находится на участке G8. С этого участка с промежуточного пункта 46 осуществляется передача информации на пункт 51 приема и анализа информации (фиг.13), далее на вычислительный компьютер 62 (фиг.16), где оператор, например с помощью монитора 63, определяет направление перемещения владельца радиосигнального модуля.

На фиг.24 на графике "Канал GSM", среди импульсов, отмеченных индексами c1, d1 и е1, изображены эти сигналы как "Информация о положении ПРСМ (персонального радиосигнального модуля)".

Такое решение может существенно облегчить работу сотрудников спасательных служб, направляющихся к месту предварительного обнаружения владельца радиосигнального модуля.

Источники информации

1. Патент ЕР О631 264, МКИ G08B 25/01, 1994.

2. Патент Российской Федерации №2184395, МКИ G08B 25/08, 1999 (прототип).

Изобретение относится к оповещению служб скорой медицинской помощи, служб спасения при чрезвычайных ситуациях при угрозе возникновения опасности для лица, имеющего в пользовании персональный радиосигнальный модуль. Охарактеризован радиомодуль, содержащий источник питания, кнопку включения питания и индикатор заряда источника питания, кнопку для подачи сигнала тревоги, основной радиоканал, содержащий генератор несущей частоты и усилитель мощности, а также программатор, подключенный к управляемому входу усилителя мощности для формирования пакетов сигналов импульсного вида с изменением их дискретно по мощности, причем с уменьшением от максимума и до установленного минимального значения, а также в сочетании с сигналами с постоянной мощностью. Раскрыт также способ персональной сигнализации на персональном радиомодуле и система персональной сигнализации о помощи с использованием данного радиомодуля. Технический результат - повышение точности определения местоположения радиомодуля. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 24 ил.

1. Персональный радиосигнальный модуль, предназначенный для передачи на пункт приема и анализа информации о помощи при возникновении опасной ситуации, а также помощи спасательных служб, содержащий корпус со средствами крепления его на владельце, в котором установлены источник питания, кнопка включения питания и индикатор заряда источника питания, кнопка подачи сигнала тревоги, основной радиоканал, содержащий генератор несущей частоты, соединенный с усилителем мощности, подключенным к антенне для передачи радиосигналов, отличающийся тем, что содержит программатор, выходом подключенный к управляющему входу усилителя мощности и предназначенный при включении кнопки подачи сигнала тревоги для формирования на его выходе пакетов сигналов импульсного вида с изменением их дискретно по мощности, причем с уменьшением от максимума и до установленного минимального значения, а также в сочетании с сигналами, имеющими постоянную мощность для формирования сигналов соответствующего вида на выходе усилителя мощности.

2. Радиосигнальный модуль по п.1, отличающийся тем, что он содержит дополнительный радиоканал, функционирующий в цифровом стандарте GSM, или радиоканал, аналогичный данному радиоканалу, обеспечивающий обмен радиосигнальной информацией с пунктом приема и анализа информации и содержащий канал приема и канал передачи, соединенные через антенный коммутатор с микропроцессором, у которого соответствующие информационные входы предназначены для подключения SIM-карты для регистрации в сети связи, а также содержит микроконтроллер, управляющие выходы которого подключены к входам основного радиоканала и дополнительного радиоканала для обеспечения их поочередной работы, а входы микроконтроллера подключены соответственно к кнопке включения и подачи питания и к кнопке включения сигнала тревоги.

3. Радиосигнальный модуль по п.2, отличающийся тем, что в дополнительный радиоканал введены датчики контроля физического состояния владельца персонального радиосигнального модуля, таких параметров как электрическое сопротивление кожи, тонус мышц, скорость кровотока, частота сердечных сокращений, подключенные для оценки физического состояния владельца радиосигнального модуля к информационным входам микропроцессора, к управляющему выходу которого подключен вход генератора разряда, к выходу которого подключены электроды для стимуляции сердечной деятельности владельца радиосигнального модуля, при этом вход питания генератора разряда подключен к источнику питания через кнопку включения питания, а контрольный выход генератора разряда подключен к индикатору минимального сопротивления кожи между электродами, расположенными на линии меридиана, проходящего через синус сердца, используемому для контроля при установке или для коррекции положения корпуса персонального радиосигнального модуля в процессе ношения, подключенному параллельно электродам и выведенному на информационную панель радиосигнального модуля.

4. Радиосигнальный модуль по п.2, отличающийся тем, что дополнительный радиоканал содержит блок для ближней связи по радиоканалу Bluetooth, у которого цепь управления подключена к выходу микропроцессора, а канал передачи и канал приема подключены к соответствующим выходу и входу микропроцессора.

5. Радиосигнальный модуль по п.3, отличающийся тем, что он содержит видеокамеру и микрофон, установленные на корпусе персонального радиосигнального модуля и подключенные к входам коммутатора информационных сигналов, выходы которого подключены к информационным входам микропроцессора, а управляющий вход коммутатора информационных сигналов соединен с одним из выходов микроконтроллера, на котором формируется сигнал при включении кнопки подачи сигнала тревоги.

6. Радиосигнальный модуль по п.5, отличающийся тем, что он содержит регистратор напряженности магнитного поля на участках контролируемой территории вследствие пересечения владельцем персонального радиосигнального модуля при его перемещении магнитных силовых линий Земли и/или действия магнитных маркеров, например, вмонтированных в землю в каждом из контролируемых участков и имеющих для каждого участка установленную индивидуальную величину напряженности, при этом выход регистратора напряженности магнитного поля подключен к дополнительному входу коммутатора информационных сигналов.

7. Радиосигнальный модуль по п.6, отличающийся тем, что регистратор напряженности магнитного поля содержит генератор, частота которого изменяется при пересечении его чувствительным электромагнитным элементом, выполненным на основе мягкого ферромагнетика, магнитных силовых линий Земли или магнитных маркеров.

8. Радиосигнальный модуль по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что он дополнительно содержит генератор для управления несущей Fн основного радиоканала с целью передачи радиосигналов с дискретным изменением частоты несущей в пределах AFн=+/-(0,05-0,07) Fн, при частоте изменения 0,9-1,1 кГц, для обеспечения режима "прыгающих частот".

9. Способ персональной сигнализации о помощи при возникновении опасной ситуации, а также помощи спасательных служб, заключающийся в том, что на персональном радиосигнальном модуле осуществляют генерирование сигнала, который передают в эфир через его основной радиоканал для приема его на промежуточных пунктах, распределенных по контролируемой территории и оснащенных телефонными линиями связи и последующего преобразования на них радиосигнала и дальнейшей трансляции по телефонным линиям на пункт приема и анализа информации для определения местоположения источника радиосигнала в соответствии с расположением промежуточных пунктов, с которых поступило сообщение, и принятия решения о необходимости работы медицинских или спасательных служб в зоне нахождения владельца персонального радиосигнального модуля, с которого поступил сигнал о помощи, отличающийся тем, что с персонального радиосигнального модуля генерируемый сигнал осуществляют в виде пакетов радиосигналов импульсного вида со ступенчатым убыванием их по мощности от максимального уровня и до установленного минимального уровня, для обеспечения приема из пакета радиосигнала с максимальным уровнем, возможно и с меньшим уровнем, промежуточными пунктами наиболее отдаленными от персонального радиосигнального модуля, и приема радиосигнала из пакета с его установленным минимальным уровнем, возможно и с большим уровнем, посредством промежуточных пунктов, находящихся в наибольшей близости от персонального радиосигнального модуля, а в сочетании с пакетами радиосигналов импульсного вида с персонального радиосигнального модуля в эфир также передают радиосигналы с постоянной мощностью, предназначенные для приема средствами локальной пеленгации, находящимися в пользовании спасательных служб и используемыми непосредственно в зоне нахождения персонального радиосигнального модуля.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что радиосигналы импульсного вида передают в эфир несколькими пакетами, например от двух до десяти, а радиосигнал с постоянной мощностью располагают последовательно с пакетами радиосигналов.

11. Способ по п.9 или 10, отличающийся тем, что для радиосигналов импульсного вида в каждом пакете устанавливают следующую дискретность изменения по текущей мощности: Рт=Рм/ 1, 2, 4,
где Рт - текущая мощность;
Рм - максимальная мощность.

12. Способ по п.9, отличающийся тем, что с персонального радиосигнального модуля осуществляют передачу, а также прием на персональный радиосигнальный модуль информации посредством дополнительного радиоканала, функционирующего в цифровом стандарте GSM, или радиоканала аналогичного данному радиоканалу, а на пункте приема и анализа информации осуществляют ее прием с помощью радиоканала, также функционирующего в цифровом стандарте GSM, или радиоканала аналогичного данному радиоканалу.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что с персонального радиосигнального модуля по дополнительному радиоканалу, в дежурном режиме его работы, передают информацию о параметрах, свидетельствующих о физическом состоянии владельца персонального радиосигнального модуля, измеряемых посредством датчиков, находящихся на персональном радиосигнальном модуле, а на пункте приема и анализа информации ее диагностируют и, при необходимости, направляют спасательную службу к владельцу или, при неотложной ситуации, передают на дополнительный радиоканал сигнал или несколько подобных сигналов, также основанных на проведенной диагностике, осуществляют их преобразование и направляют на электроды персонального радиосигнального модуля, располагаемые на его поверхности корпуса, обращенной к запястью владельца, импульс напряжения или последовательность импульсов для коррекции сердечной деятельности владельца, а после коррекции на пункте прием и анализа информации проводят контроль состояния владельца, причем информацию о физическом состоянии владельца персонального радиосигнального модуля передают на основе параметров, как электрическое сопротивление кожи, тонус мышц, кровоток, частота пульса.

14. Способ по п.12, отличающийся тем, что с персонального радиосигнального модуля по дополнительному радиоканалу, в дежурном режиме его работы, передают информацию о параметрах, свидетельствующих о физическом состоянии владельца персонального радиосигнального модуля, от биочипа, вживляемого по медицинским показаниям в зону сердечной мышцы владельца, связанного по радиоканалу ближней радиосвязи с дополнительным радиоканалом персонального радиосигнального модуля, а на пункте приема и анализа информации ее диагностируют и, при необходимости, направляют медицинскую спасательную службу к владельцу или, при неотложной ситуации, передают на дополнительный радиоканал сигнал или последовательность подобных сигналов, также основанных на проведенной диагностике, осуществляют их преобразование в данном радиоканале, передают далее по радиоканалу ближней связи (Bluetooth) в биочип, в который после преобразования направляют импульс напряжения или последовательность таких импульсов на электроды биочипа, для коррекции сердечной деятельности владельца, а после коррекции на пункте приема и анализа информации проводят контроль состояния владельца, причем информацию о физическом состоянии владельца персонального радиосигнального модуля передают с биочипа на основе таких параметров, как электрическое сопротивление биологической ткани, шумы сердца, частота сердечных сокращений, электрический потенциал и тонус сердечной мышцы.

15. Способ по п.12, отличающийся тем, что на персональном радиосигнальном модуле при подаче сигнала о возникновении опасной ситуации формируют информацию о естественной напряженности магнитного поля Земли на данном участке контролируемой территории или напряженности, создаваемой искусственными маркерами для отдельных участков контролируемой территории, и осуществляют ее передачу по дополнительному радиоканалу на пункт приема и анализа информации, на котором проводят сравнение с заранее измеренными значениями естественной напряженностей магнитного поля или напряженности, создаваемой искусственными маркерами на отдельных участках, и введенными в память вычислительного компьютера, и дополнительно уточняют положение владельца персонального радиосигнального модуля и возможный путь его перемещения.

16. Способ по п.12, отличающийся тем, что с персонального радиосигнального модуля при подаче сигнала о возникновении опасной ситуации осуществляют передачу по дополнительному радиоканалу аудиоинформации и фотоинформации окружающей обстановки.

17. Система для приема и обработки информации и сигнала о помощи при возникновении опасной ситуации, а также помощи спасательных служб, поступающих с персонального радиосигнального модуля, охарактеризованного по пп.1-8, содержащая пункт приема и анализа информации, поступающей на данный пункт при подаче радиосигналов, по крайней мере, с одного персонального радиосигнального модуля, причем пункт приема и анализа информации имеет в своем составе вычислительный компьютер, монитор и канал телефонной связи, система также содержит промежуточные пункты, распределенные по контролируемой территории, предпочтительно равномерно, предназначенные для приема сигналов с основного радиоканала персонального радиосигнального модуля и служащие для преобразования сигналов с основного радиоканала персонального радиосигнального модуля и трансляции полученных сигналов, а также вспомогательные средства пеленгации радиосигналов от персонального радиосигнального модуля, предназначенные для работы сотрудников медицинских или спасательных служб в зоне обнаружения персонального радиосигнального модуля, отличающаяся тем, что вычислительный компьютер пункта приема и анализа информации предназначен для определения участка контролируемой территории с учетом ближайших промежуточных пунктов, с которых по телефонной линии поступило сообщение, при этом память вычислительного компьютера содержит электронную карту контролируемой территории с предварительно занесенными на нее промежуточными пунктами, выводимую для визуального отображения, а вспомогательные средства пеленгации радиосигналов выполнены с обеспечением регистрации радиосигналов, имеющих постоянную мощность.

18. Система по п.17, отличающаяся тем, что пункт приема и анализа информации содержит дополнительный радиоканал, функционирующий в цифровом стандарте GSM, или радиоканал, аналогичный данному радиоканалу, предназначенный для приема информации в дежурном режиме его работы с персонального радиосигнального модуля, также оснащенного аналогичным дополнительным радиоканалом, при этом выход дополнительного радиоканала соединен с входом вычислительного компьютера для приема информации или визуального отображения, выводимых на монитор, а клавиатура вычислительного компьютера или клавиатура ручного ввода дополнительного радиоканала пункта приема и анализа информации предназначены для подачи управляющих воздействий на дополнительный радиоканал персонального радиосигнального модуля.

19. Система по п.17, отличающаяся тем, что дополнительно содержит биочип, вживляемый по медицинским показаниям в зону сердечной мышцы владельца персонального радиосигнального модуля, и включающий в себя герметичную капсулу, выполненную из неагрессивного к биологической ткани материала и прозрачного для радиоволн и электромагнитного поля, в корпусе которой закреплены герметично установленные электроды, выведенные за пределы герметичной капсулы, а также смонтированные в ней подзаряжаемый аккумулятор, микропроцессор, радиоканал, работающий на ближней связи с дополнительным радиоканалом персонального радиосигнального модуля, содержащий антенну, соединенную с антенным коммутатором, подключенным к сигнальным входу и выходу микропроцессора, у которого управляющий выход соединен с входом переключения антенного коммутатора, коммутатор цепей подзарядки аккумулятора, цепи подзарядки аккумулятора, одна из которых выполнена на основе тензоэлемента, расположенного и закрепленного вне герметичной капсулы, и соединенного с фильтром, подключенным к измерительному входу микропроцессора, измерительный выход которого подключен к одному из входов коммутатора цепей подзарядки аккумулятора, а другая цепь подзарядки аккумулятора образована катушкой наведения эдс от внешнего источника, соединенной с выпрямителем, кроме того, биочип содержит блок импульсов разряда, а также датчик кровотока, выполненный на лазере и светодиоде, и микрофон шумов сердца, соединенные с информационными входами микропроцессора, у которого один из выходов управления соединен с входом переключения коммутатора цепей подзарядки аккумулятора, подключенного к аккумулятору, при этом аккумулятор подключен по цепи контроля к входу микропроцессора, а по цепи питания аккумулятор соединен с управляющим входом блока импульсов разряда, у которого информационный выход соединен измерительным входом микропроцессора, выходы блока импульсов разряда соединены с электродами, один из входов коммутатора цепей подзарядки аккумулятора соединен с выпрямителем цепи подзарядки аккумулятора, а выход управления микропроцессора подключен к входу управления блока импульсов разряда.

20. Система по п.17, отличающаяся тем, что память вычислительного компьютера содержит электронную карту контролируемой территории, выводимую на средства для визуального отображения, на которой зафиксированы предварительно измеренные значения естественной напряженности магнитного поля или напряженности, создаваемой искусственными маркерами, для отдельных участков контролируемой территории.