保护、安全和移动跟踪发光标签系统的制作方法

专利名称：保护、安全和移动跟踪发光标签系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用来保护、控制、监视室内和室外的对象、物品、设 备、动物或人，甚至跟踪其移动的设备，更具体是保护、安全和移动跟踪 发光标签系统。
背景技术：
目前存在许多涉及对物品和人进行监督、保护、警卫或跟踪的系统。
其中存在用来基于读取磁性标签、具有电子芯片的标签、RFID "签条"、 生物特征(指紋、虹膜特征等)或者检测磁性环形签条来控制通行的入口 、 门或气闸，还存在入侵检测装置(基于接触、振动、加速等)、运动检测器、 存在或不存在检测器(红外、超声波、无线电波等)以及用于控制所被监视 人的手镯。
所有这些系统都基于检测生物或物体在预定空间和/或房间中的存在 或不存在，或者基于在固定点(通行点、封闭区入口和出口等)上的控制。 另外，它们大多数需要以中央警报单元或监视，和/或安全控制室形式的中 央监视或安全管理。
虽然基于GPS使用的应用不限于固定点，但是，它们一方面确实需要 使用卫星即不受用户控制的以外设施，另 一方面它们实际在建筑物内不起 作用，而且最终它们是高能量耗品，因此在供给它们的能量来源的必要能 量的情况下，它们是难以小型化。
显然，致力于定位或安全的发明避免了使用外部额外设施。因此，该 专利US2006/0013070披露了基于使用超声波或无线电波的专有额外设施 的精制设备。尽管具有其性能特性，但是，这个发明要实现是昂贵的，并 且配备在物体或人的移动设备上出现缺乏功能的缺点。另外，它所包括的 构件的确不具有下面这个文献所述的本发明构件的多种用途特性。

发明内容
本发明的目的在于通过提供一种新颖的设备来改善其中 一些在上面描述的现有监视、安全或跟踪系统的受限或受约束的性能特性，该新颖的设 备尤其克服了固定通行控制系统的缺陷以及基于对在预定、固定和有限空 间和/或前提中的存在或不存在的简单检测，并且甚至需要中央管理系统或 者需要利用不受用户控制的基础设施的那些系统的不足之处。实际上，室 内室外都能起作用的该新颖设备使得任意个人、动物或监视装置能够在任 意时刻、在本发明所覆盖的任意位置点处，并且按照简单的方式验证人、 动物或物体是否允许存在或必须不存在，或者甚至允许在一些条件下存在 于所监视的地方的任意位置处。本发明还提供在人、动物或物体离开由本 发明所覆盖的地方边界的情况下发出信号。
本发明还提供了对在将危险地方通知他们的次数的主要考虑因素的解 决方案，即在安保方面对人和物品进行保护。因此，使之能够实现两个主 要目的对物体、设备、物品、动物和人的移动进行安全保护、监视和跟
踪；以及对这些物体、设备、物品、动物和人相对于它们所处的地方或环 境进行保护(安全保护)。
本发明基于简单的原理所要监视的人、动物、物品、设备或物体设 有能够通过发送一种或多种效果例如照射光和/或发出声音信号(示例性而 非穷举性列举)来用信号通知，从而在空间中定位的装置、给予佩戴它的物 体、物品、设备、动物或人的验证。所发出的效果不仅能够被所述装置的 实际佩戴者觉察到，而且还能够被处于该地方中的其它人、动物或生物以 及包括那些设计用来监视这些地方的装置的机器(摄像机、传感器、检测器 等)觉察到，从而使得后者能够立即并且按照明白的方式确认在物体、设备、 物品、动物或人在该地方中所受到的授权或限制，而与该位置无关(并且不 限于控制位置)，只要它位于本发明所覆盖的封闭区域中。
本发明的具体技术实施方案根据其设备的精细和复杂程度而可以按照 许多方式实施。
因此，本发明涉及一种监视设备，它包括
至少一个可移动标签，它设有至少一个能量辐射源和一个用于所述辐 射源的促动构件，设有一个存储器； 至少一个促动构件编程单元；以及
在编程单元和促动构件存储器之间的接口 ，用于传送一个操作程序从 所述编程单元到所述促动构件存储器，所述接口包括
至少一个信标；
至少一个给信标发送能量波的发送器；以及 至少一个所述能量波的接收器，由所述标签支撑；并且 上述促动构件及其存储器的驱动是通过所述标签相对于信标的空间位
置，在任意时刻所述空间位置是通过操作程序，根据由信标发出的信息计算出。
在本发明的设备中，我们使用术语"标签，，来正确表示由人、动物或 物体所佩戴的标签，以及可以应用于物品、i殳备、物体、动物、人、包裹 支撑件、安装件或甚至零件或衣服装饰品的任意种类、形式和尺寸的物体, 物体的种类、形式和尺寸对于本发明不重要。在某些情况中，标签可以结 合在这些物体或生物中。对于本发明的具体实施方案而言，对于减小包含 在标签中的装置的体积，以及在操作中、中止和空闲时的能耗方面明显作 出的有益效果。
术语"能量辐射源"大体上指的是能够产生出作用的任意装置。它尤 其包括声音辐射源、电磁辐射源、发光源、液压能量源和热源，以及能够 产生出指令以驱动位于标签上，或其外面的与之物质联接或者通过无线通 信装置联接机构的机械或电气构件(示例性而非详尽列举)。
术语"无线通信"指的是能够在不使用通过导线、电缆等进行机械或 物质联接的情况下传送信号或数据的任意装置。这种通信方式大多数基于 传送能量波例如声波或电磁波。下面给出的通过能量波的联接的定义也可 以应用于术i吾"无线通信"。
根据本发明，优选从声音辐射源和电磁波辐射源中选择能量辐射源。 在声波辐射源的情况下，当该标签期望由对超声波敏感的接收器或对超声 波敏感的动物(例如，经训练对超声波反应的狗)识别时，后者可以为超声 波。通常优选采用其频率范围可由人耳听到的声音源。在电磁辐射源的情 况中，后者优选为光源。它可以是单色或多色光源或激光源。不可见辐射 源(例如，在红外或紫外光谱中的)落入在本发明的范围内。 一般来说，根
方进行计数、跟踪，或甚至监视和/或安保的那些装置在内的任意检测器， 或及其察觉到的效果的那些辐射源中选取能量辐射源。这些效果可以由标签自身或者由"外设"即由所述标签驱动，并且与之物质联接的任意元件 或者通过无线通信技术发送出，并且设有一个或多个能量辐射源。为了简 化说明，我们将采用"佩戴者"来表示配备有在上面定义的上述标签的物 体、设备、物品、包裹、支撑件、安装件、零件或衣服装饰物、动物和人。 术语"可移动标签"表示其位置经过编程或为随机变量的物质对象。这些 变量的快速性对于本发明而言不重要。
促动构件的功能在于促动能量辐射源。它包括存储器并且通常是多功 能的，这意味着它设计用来根据装在其存储器中的预定操作程序，对能量 辐射源的一个或多个参数作用。在声音或电磁辐射源的特定情况中，这些 参数包括辐射源的促动、频率和强度。操作程序的简化示例包括在标签位 于不允许存在的地方中时使光源发光。下面将对预定程序的详细示例进行 说明。
编程单元的功能在于生成上述操作程序，并且将它传送给促动构件的 存储器。操作程序的生成一般由操作人员来进行。操作程序可以通过将一 系列离散指令组合在一起来生成。根据本发明的具体实施方案，还可以在 从预建立并且预存储在编程单元中的几个程序中选择开始的操作程序。为 此，在本发明设备的优选实施方案中，编程单元包括几个预存储的程序和 用于根据需要从这些预存储的程序中选择出一个作为上述操作程序的装 置。之后，术语"操作程序"将表示位于标签的能量辐射源的促动构件存 储器中，并且驱动该促动构件的操作的程序。术语"预建立程序"将表示 由操作人员(个人或一组人)创建的程序，并且术语"预存储程序，，将表示 存储在编程单元中的预建立程序。编程单元可以是移动的或是固定的，术 语"能够移动"具有与上面针对可移动标签给出的定义相同的定义。如上 所述，可移动标签的能量辐射源的促动构件存储器包含有操作程序。该操 作程序驱动所述能量辐射源的促动构件，因此使得标签能够自主反应。它 可以在编程单元中通过指令组合生成(预建立程序)或者它从预先存储在编 程单元中的程序列表中选出(预存储程序)。该操作程序以及在适当的情况 下那些预存储程序包含有 一 系列指令，它们取决于能够自身移动的标签、 其目的地和其功能，并且还取决于它所期望用于的佩带者。例如，授予其 佩带者的授权、 一秒至几天、几月或甚至几年的周期几次的位置计算频率、 给它接收以及在适当情况下，它发送的消息加密的钥匙和方法，而且还有
9在设备中与在制造时或在任意情况中，在市场上销售之前已经固定的可能 独特标识符相关或不相关的独特标识符的分配。例如，公司CE0的标签将 使得他能够进入到公司的任意地点，同时将对他自身存在真实危险的地方 警告他。另一方面，维护分包者的标签将在他在这些地方没有得到授权的 地方发出信号，但是在他必须去进行其工作的地方(某些走廊、制造车间楼 层、制造车间楼层控制室、便利设施等的全部或一部分)不发出信号。同样， 标签的操作程序可以包含专属于该标签的佩带者的信息，以通过利用由标 签(或由后者控制的外设)发出的特定颜色光信号来区分这些人是占据这些 地方的公司成员、来自外面需要进行特定分包工作的人员还是参观者来给 其佩带者划分等级，从而给例如在公司内的实际活动情况提供响应。
接口的功能在于从编程单元将上述操作程序传送给用于可移动标签的 促动构件存储器。其另一个功能在于将其参数传送给信标，其定义将在下 面给出。结构能够移动或是固定，术语"能够移动"具有与上面针对可移 动标签给出的定义相同的定义。在不可拆除的联接的情况中，编程单元可 以是结构的一个整体组成部分。但是，根据本发明的变型，编程单元优选 与接口分开，并且可拆卸地与之联接以便能够与之分开。在本发明的范围 内可以采用任何适当的用于传送包含数据或指令的信号的接口 。最合适接 口的选择将取决于可移动标签和编程单元，并且根据编程单元是否能够移 动或是固定、接口是否能够移动或是固定，以及接口是可拆卸地或不可拆 卸地联接在编程单元上而不同。
信标的功能在于将由可移动标签的能量波接收器拾取的能量波周期性 地发送。为此，它设有用来建立能量波传送的步调的时钟和存储器，该存 储器包含有特定数量参数，例如发送的周期性、发送的功率、其在设备内 的独特标识符、在所发送的信号中将要传送的消息和数据中所采用的钥匙 和加密方法。由信标发送的能量波将包含数据，该数据尤其将使得标签能 够识别出信标并且计算出其相对于信标的位置。标签的操作程序会考虑该 定位数据，以根据包含在存储器中的指令对辐射源的促动构件进行作用。 用于信标的电源可以由任意外部电源形成，包括配电网络。但是，优选给 信标配备自主能源，例如蓄电池或电池，它将在外部电源断电的情况下继 续给信标供电。这样，整个设备即使在这些情况下也将保持正常运行。在
本发明的变型中，信标将根据从编程单元或接口获得的命令传送其能量波信号。
编程单元的功能还在于调节信标的参数，包括信标的发送功率(由于后
者可以实时或离线调节)、在设备内的信标与在制造时或在任意情况中，在
市场上销售之前，已经固定的可能独特标识符相关或不相关的独特标识符、
给它发送，以及在适当情况下它接收的消息加密的钥匙和方法(示例性而非 详尽例举)。
根据本发明，"通过能量波联接"包括基本上在没有通过电线、电缆 等进行的物质连接的干预下进行的能量传送。形成该通信的能量波可以包 括声波。它们优选包括电磁波，尤其是在无线电联接中所通常采用的那些
类型的无线电频率波。VHF和UHF频段波是理想的。也可以采用通过激光 束进行的联接。
本发明的示例性和值得注意的特征在这些定义之后已经浮现出，即可 移动标签在其行为中是主动的并且自主的。该示例性且值得注意的特征 使得本发明能够提供在能够移动的物体或人配备有无源装置、和/或没有任 何智能功能、和/或人工逻辑的装置时不可能提供的功能。
在本发明的优选实施方案中，可以向操作程序加入空间定位表和/或地 形测绘表。空间定位表包括一系列参数，这些参数根据由信标发出，并且 与可移动标签的空间坐标相关的指令被选择地促动，以驱动可移动标签的 促动构件。在这个驱动作用下，能量辐射源将根据能够移动的所述标签的 相对空间坐标进行由促动构件限定的工作。地形测绘表包括一 系列参数， 这些参数将根据由信标发出，并且与这些地方的地形例如，建筑物的不同 高度或楼层或对能量波的正常传播造成障碍的障碍物相关的指令，被选择 地促动以驱动可移动标签的促动构件。这些障碍物例如，包括墙壁、楼梯、 斜面、悬吊的天花板、能量辐射源、雕像或其它装饰物、花瓶、金属块、 水容器、喷泉等。例如，在可移动标签的能量辐射源包括声音或电磁辐射 源的情况下，上述驱动将根据可移动标签的空间坐标(在空间定位表的情况
影响声音或电磁辐射源的频率和/或强度。
在本发明的特别优选的实施方案中，接口将配备有能够由标签的能量 波接收器拾取的能量波的发送器。然后可以通过这种非物质联接来进行操 作程序，从编程单元向可移动标签的促动构件存储器的传送。本发明的这个实施方案提供了使之，即使在标签和/或编程单元和/或接口移动的情况 下，也能够在编程单元和可移动标签的存储器之间保持联接的特殊特征。 这使之能够永久地任意改变包括在可移动标签的存储器中的操作程序。
在上述特别优选实施方案的另一个实施方式中，该设备还包括控制装 置，设计用来在其存储器中的那些指令之外、或者在后者短路之后通过接 口、和/或信标给可移动标签的促动构件传送一次性指令。在本发明的这种 另外的实施方式中，设备允许所述控制装置与由序列号限定的能够移动的 特定标签合作，以便将指令传送给能够移动的该标签并且向后者发送特定 的指令，以便使得能量辐射源的促动构件的功能适用于还没有编程的各种 情况，例如可移动标签的空间或地理位置、出现没有预料到的或特定现象、 出现局部或偶然信息、压力或环境温度或环境照明的变化(示例性而非详尽 例举)。在多个物体中搜寻小物体中可以出现采用本发明这个特征的实施 例。这种情况在对销售公司中的区域进行分组、分配和调度中经常出现。 在出现这种情况时，可以使用上述的控制装置来向所涉及物品的标签发送 命令以用低功率(以便不会造成频段混乱和/或干扰部分设备)，并且以非常 短的间隔发送特定的识别信息。为了进一步提高对检索的帮助，例如可以 让标签发送闪烁光线。通过配备有将会拾取所述特定信息的接收器，从而 可以方便迅速地指定所要搜寻的物体所处的位置，并且通过它正在发送的 闪烁光信号来识别出后者。
一旦发现后者，则可以请求所述控制装置向所 发现的物体的标签发送命令，以根据在其促动装置的存储器中运行的操作 程序使之返回到其正常操作模式。
在上述特别优选实施方案的另一个实施方式的优选变型中，上述控制 装置可以结合在编程单元中。
在本发明的特别优选的实施变型中，接口的功能可以由信标或每个信 标承担(全部或部分)。这样，这些功能一起整合在该设备的单个元件中。 在该情况中，接口将优选采用信标的能量波发送器来向可移动标签传送操 作程序。在上述本发明的特别优选的实施变型中，因此，可以在任意时刻 用另一个操作程序更换可移动标签正在运行的搡作程序。同样，这将使之 能够向可移动标签发送直接指令，该指令在适当的情况下可以优先于操作 程序。
在上述本发明的特别优选实施变型的另一个实施方案中，在编程单元和信标或每个信标和/或固定的接口之间的联接可以用物质方式形成。该物 质联接使之不仅能够传送数据而且还能够给这些元件提供能量。本发明的 这个另外实施方案还使之能够在任意时刻改变信标或每个信标的参数。在 本发明的这个另外实施方式的简化形式中，信标或每个信标局限于单个标 准发送器，用来传送由与之联接的编程单元实时生成的信号。在该情况中， 信标或每个信标不再配备有电池、存储器或时钟，除非该设备的可靠性程
度和操作授权要求信标或每个信标，即使在与编程单元的物质联接断开的 情况下也要保持工作。
在本发明的另一个特别优选的实施变型中，可移动标签必要时可以包 括能量波的发送器，并且信标或每个信标和/或接口在必要时可以包括能量 波接收器。在本发明的这个变化实施方案中，可移动标签的收发器以及信 标和/或接口的收发器可以按照这样的方式对话，从而可移动标签的上述促 动构件对来自信标的信号进行响应，所述信号一开始通过由可移动标签的 发送器传送给信标和/或接口的接收器的信息驱动。同样，为了各种目的， 例如，建立可移动标签的移动统计或历史和/或进行分析，以1"更改变由信标
(99)以便存储在其中。
术语"处理单元"用来表示能够监视数据及通过使用该数据进行算术 或逻辑操作，并且执行预存储指令(计算机程序)的装置。该装置优选配备 有必要的接口以便与其它人及其它机器通信。微型计算机对于处理处理单 元所需的功能而言是理想的。
在本发明的设备中，可移动标签必要时能够包括一个或多个传感器， 其技术功能在于，使得存储在其存储器中的上述操作程序能够根据局部参 数(例如，那些地方的光强度、光强度变化、环境温度变化、或者在标签本 体的情况中，其佩带者的生理参数的变化)对可移动标签的能量辐射源的促 动构件进行响应。作为变型，操作程序可以设计成传送用于信标的这些局 部参数和/或传送给接口 ，以便能够从可移动标签的能量辐射源的促动构件
中接收特定的驱动指令。如上所述，这些参数优选可以传动给处理单元， 以便为了各种目的存储和/或进行实时分析，以便在佩带者的生理参数表明 他正在患严重疾病(心脏病发作、癫痫病突然发作等)的情况下，或者在佩 带者所处的环境的物理和/或化学参数中的一个出现异常值的情况下发送求助信号。本发明的这个实施方案满足通过监视某些化学和/或物理参数和 /或甚至在适当的情况下监视生理参数，并且通过在其中一个经审核的参数 的数值偏离正常值的情况下警告佩带者自身、其同事或中央监视系统来改 善对人、生物、物品或物体的保护的要求。
在本发明设备的另一个附加实施方案，可移动标签包括第二存储器， 其功能在于记住并且存储通过传感器、或其它等同装置所获得的所述可移 动标签的环境的参数，以及所述标签相对于一个或多个信标的空间位置， 所述第二存储器适用于由接口读取。该设备的这个附加实施方案能够对标 签以及其佩带者进行跟踪。这使之能够对标签的移动提供监视，并且能够 用来确保标签的可跟踪性或标签、和/或其用户、和/或其环境的安全性。 在某些情况下，标签可以主动通过接口和/或信标将包含在这个第二存储器 中的数据传送给处理单元、或者通过接口和/或信标将它所收集的数据直接 实时地传动给处理单元。
在上述本发明的另外特别优选实施方式的具体实施方案中，可以将处 理单元联接在用于显示地图或平面图的装置上，以便在其中实时或离线表 示出，在由该设备控制的地方中以及由该标签发信号表明的特定事件中标 签佩带者的移动。通过对包括位置数据在内的这个数据进行分析，因此， 它在寻找事故或犯罪的嫌疑人或事件起因中，在其调查中提供涉及与附加 因素相关的人。本发明还在用户应该离开在设备控制下的区域的情况下进 行响应和发信号。
在本发明的优选实施方式中，编程单元的功能以及用来给标签发送特 定指令的控制装置的那些功能将结合在处理单元中。
在上述本发明的另一个特别优选的实施方式中，可以向可移动标签加 入麦克风和扬声器(例如耳机或耳塞)，这将使得标签的佩带者能够通过使 用在标签与接口和/或信标之间交换的能量波信号来与一个或多个其它佩 带者进行对话。由于能够移动的每个标签具有专属于它的标识符，所以来 自标签的音频信号也可以唯一识别出，从而使之能够区分它们。因此，该 设备能够在不混淆的情况下，输送几个音频会话同事在几个佩带者之间建 立共同的通信。音频通信的管理可以由处理单元来处理。本发明的变型通 过给标签配备Ad hoc(点对点无线连接)外设，从而使得用于音频通信的上 述技术能够延伸至其它信号类型的通信例如，图像、照片、文件或计算机数据通信(示例性而非详尽列举)。
在其实施方案的另一个特别优选的变型中，本发明提供了控制装置， 从而，使之能够检测在监视装置(标签)和其佩带者之间的相关性。该原理 防止了入侵者能够通过盗窃或替换其标签来盗用佩带者的授权。由本发明
带者中的)，并且专属于该佩带者的另一个物体例如RFID(独特标识符)关
联。在该情况中，标签将定期验证该物体的存在及接近度以查看该物体或 自身是否已经离开其佩带者。如果标签确认它不再与所关心的物体相关联， 则它将采取永久警报状况，并且还使用所配备的发送器通过信标和/或接口 将该警报传送给上述处理单元。
该实施方案在标签没有固定结合在其佩带者中的时候特别有用，因此
实际上使之不可能盗用其佩带者的标识。术语"RFID"用来标识包括与包 含有包括独特标识符在内的数据的电子芯片相关联的天线的小物体。这些 小物体可以通过由收发器发出的无线电波接收请求，这些小物体通过将包 含在电子芯片中的包括其标识符在内的数据发送出来对请求进行响应。
在标签的佩带者为人的情况下，上述本发明的另一个特别优选实施变 型的实施方案，包括将该RFID结合在配备有各种传感器，包括那些用来测 量佩带者的生理参数的传感器的内衣中。由于传感器与该RFID连接，所以 标签将通过询问RFID来收集来自这些传感器的数据，并且它能够自主处理 所述数据和/或通过其能量波发送器，以及接口和/或信标的能量波接收器 将它传送给处理单元。
在本发明的特别优选的实施方式中，标签也可以承担信标的角色。标 签的这个多功能特性为本发明的显著特征。该通用性对于改善可移动标签 的定位精度，以及使得本发明的某些具体实施方案能够实现特别有用。实 际上，该设备的处理单元很容易将在一定时间内占据固定位置的标签区分 出。处理单元然后能够给可疑的标签发出指令以承担信标的角色。接收到 该附加信号的可移动标签，因此将具有额外的定位信息，这将使之能够改 善其位置的计算。通过用多个标签重复该操作，将可以建立更加精确的标 签地图，并且能够实现这些标签在图、平面图或地图上的像素化。本发明 的这个特别优选的实施方式能够应用于进行永久移动的能够移动的那些标 签。这使之能够更加容易地实施本发明的某些实际实施方案。下面将对采本发明的重要的、示例性的以及显著的特定特征在于，标签在开始计 算其位置时，并且相对于其操作程序施加在促动构件上的动作方面都是自 主的。但是，电子元件的小型化和标签能耗的减小限制了所记住的数据大 小以及其计算能力的范围。因此，为了克服由该技术施加的限制，本发明 的优选实施变型必要时在标签和处理单元之间提供了协同工作模式，以尤 其改善标签定位计算。可以采用许多这种协同工作方法。第一种方法在于 让标签将由它所收集到的信标发送出的数据传送给处理单元。处理单元可 以在更加复杂的统计计算中使用该数据，这些计算尤其考虑了与标签移动 的历史、理论统计标签位置预报、由信标发出的信号柱状图，以及在适当 的情况下设备自监视数据相关的那些数据更多的数据，从而以明显更好的 精度确定出标签的位置。在该计算完成时，处理单元可以向标签传送所述 标签的位置的更精确坐标，为了促动促动构件并且也在其位置的下一次自 主计算中其操作程序能够考虑的坐标。除了从该计算中得出的坐标之外， 处理单元还可以向标签发送特定的指令、或新的操作程序以更换标签的正 在运行的操作程序。第二种方法基于第一种，但是优选的是在其计算之后， 处理单元讲其定位坐标传送给标签，而且在适当的情况下改变标签的地形 和/或空间定位表。通过该方法，标签操作程序可用的数据在使用该标签时 得到改善，这提高了其自主定位、计算的精度。第三种方法类似于第二种 方法，除了由标签发送给处理单元的数据增加了。实际上，在该方法中， 本发明的所期望特征得到完全开发，即构成该设备的元件的多用途特性。 本发明的元件的这个多功能特征，尤其指的是标签可以用作信标。因此， 所涉及的标签还能够听到由其它标签发送的信号，并且按照使用由信标传 送的信号相同的方式使用它们。因此，它将该数据传送给用来整理数据的 处理单元，从而使得后者能够更加精确地计算所述标签的位置及其它标签 的位置。我们在这里要说明的第四和最后一种方法使计数器运行到在本发 明中的标签的自主性上，但是在某些应用情况中是有利的。该方法包括让 标签将它所收集的数据传送给处理单元，然后让其操作程序等待以接收由 处理单元进行的定位计算的结果，以及任意一次性指令、和/或新的空间定 位表、和/或新的地形测绘表、和/或用于其操作程序的新的操作程序(可能 新的操作程序)以对其促动构件作用。在上述本发明的各种实施方式和实施变型的尤其优选的实施方式中， 该设备包括至少两个通过网络联接的信标(通过具有总线式拓朴结构(共享 电缆)或包括专用电缆的星形拓朴结构的布线、计算机网络电缆的电网电缆 或通过利用能量波进行传送)，每个信标包括如上所述的能量波的收发器和 存储器。但是，这些信标不再需要设有时钟，只要其传送步调由用来管理 网络的装置控制。设定网络的一种方法包括通过单独作用的每个信标的发 送器连续扫描可移动标签。例如，在其中该设备包括一方面五个每个都设 有辐射源和接收器的可移动标签，以及另一方面十个每个都设有发送器的 信标的情况下，能够移动的每个标签(单独考虑)的接收器由一连串四个单 独信号扫描，这些信号分别、连续并且按照能够预定的顺序从信标开始。
知的方法代替，例如具有允许冲突的协议的网络。这些信标可以都是固定 的或是都是能够移动的；作为变型，其中一些可以是固定的，而另一些能 够移动。网络的类型对于本发明而言不重要，并且或者允许同时使用几种 网络类型。网络类型的选择将取决于各种因素，包括与其中应用本发明的 环境相关的那些因素。网络的管理或监督可以由"主"信标或专用装置来 承担。在本发明的优选实施方案中，网络管理将由处理单元承担。
在上述优选实施变型的另外优选的形式中，在出现意外或事故时通过 发送能够被所述生物、人或物体察觉的信号以引导它们离开，这让它们能 够在最大程度地安全离开该地方，从而，可以改善对配备有能够理解由标 签发送的信号的天然或人工职能的人和生物或物体的保护。本发明的这个 尤其优选实施方案的变型为标签配备有个人扬声器(例如耳机)，必要时通 过处理单元和/或信标的支持通过由标签自动选择的信息(合成或预记录的) 来引导其佩带者。本发明设备的这个另外特别优选形式的另一个变型在于， 固定信标可以看到配备有一个或多个能量辐射源，通过这些辐射源处理单 元可以组织促动，以便与上述可移动标签一样指明从由本发明覆盖的封闭 区域通向出口的无危险通道。
根据本发明的设备的特别实施方式在于，信标配备有用于火、烟和/或 气体包括有毒气体或者甚至运动、入侵的普通传感器或检测器以及其它危 险检测器。该实施方式的目的仅在于避免在所要保护的地方中重复设置安 全单元。殊情况。例如， 一些精密的体积存在和/或运动检测器能够以相对较好的精 度建立它们已经识别出的动物或物体的数量。通过将该数据与位于设有所 述检测器的信标处的标签数量进行比较，可以建立一个或多个入侵者存在 的可能性，因此发出特定警告。不论情况怎样，如果信标配备有检测器或 传感器，则它们会将后者的状况报告给处理单元，该处理单元必要时将该 信息传送给专用于管理这种传感器或检测器的 一个或多个中央系统。
在本发明设备的另一个实施方式中，与在基于使用GPS的系统中一样， 能够请求标签将其佩带者引导至在由本发明所覆盖的地方中的规定地点。 该自动引导能够所控制的标签和/或外设所设有的能量辐射源按照许多方 式实施。优选的方式例如，以筒单合成或预记录引导信息形式并且通过扬 声器(个人喜好，例如耳机)传送给佩带者的声音进行引导、或者通过图像 例如由用来实时再现出那些地方的平面图或地图、标签佩带者的位置、所 遵循的方向以及目的地(这取决于图面大小)的显示屏幕(优选手持式或个 人的)产生出概括图像来进行引导。
在上述特别优选实施方案的另一个实施变型中，通过在接口的发送器 (或者在适当的情况下收发器)和一个或多个信标的接收器(或者在适当的 情况下收发器)之间的能量波形成的联接，通过配备有能量波收发器的至少 一个传送中继器(例如，微波中继器)。本发明的这个变型在其中接口和/ 或信标期望在较大表面区域上设置、或移动的设备、或者表示出对能量波 传送造成障碍的天然或人工障碍物的设备的情况中是有利的。在上述特别 优选实施方案的另一个实施变型的具体实施方案中，中继功能可以通过一 个或多个信标来实现。
在本发明设备的具体实施方案中，可移动标签的能量辐射源包括中继 器。在本发明的这个实施方案中，中继器用来根据来自促动构件的指令促 动位于可移动标签上或者与后者分离的机构。
在本发明的另一个实施方案中，该设备包括用于可移动标签及其外设
的标记单元，它包括与可移动标签相关联的RFID。在本发明的这个附加实 施方案中，优选的是，该设备还包括用于其它部件例如处理单元、编程单 元、接口和/或信标等的标记单元。本发明的这个特别实施方案使之能够将 根据本发明的设备的各个单元与根据本发明的另一个设备的相应单元区分开。因此防止的预定设备的单元(例如标签或信标)能够由另一个设备的相 应单元代替。该设备还设有这样的程序，它使得不同标记的单元能够在它 们都按照相同方式标记的情况一样，同时在一个相同的设备中使用。
在本发明的变化实施方案中，可以增加无源信标(与配备有与是否存在 标签无关地运行的发送器的有源信标不同)，例如无源RFID,或者用更便 宜的无源信标代替(全部或部分)有源信标。在该情况中，标签将从无源信 标中读取用来识别它的信息。操作程序将按照与它使用由有源信标发送的
数据相同的方式考虑该数据。本发明的这个具体变型的优点在于，可以用 更低的成本增加信标数量同时改善标签位置计算精度。
在本发明的另一个优选实施方案中，标签和/或接口和/或信标和/或传 送中继器可以配备有按照不同方式取向的多个发送和/或接收天线，以便克 服天线的发送和接收区域的方向性及能量波在封闭介质中的行为，因此改 善传送以及可移动标签的定位精度。
在本发明的特别优选实施方案中，标签和/或接口和/或信标使用了能 量波的不同频段和/或共同使用多个能量波频段，和/或甚至共同使用几个 能量波类型来发送和接收信号。这个特定特征使之能够增加所发送或交换 的信号的数量和/或速度。在本发明的这个优选实施方案中，标签和/或接 口和/或信标可以配备有多个适用于该实施方案的发送器和/或接收器。本 发明的这个特别优选实施方案还使得该设备即使在要使用外部现象，因此 干扰了在设备中所采用的 一部分能量波频段的情况下，也能保持正常运行。 本发明将设备设置成自动改变它所使用的频段，以便避开受到这种干扰的 频^歐。这些变化可以记录在处理单元中。
在本发明的特别优选的实施方式中，该设备设置成针对与能量波传送 相关的参数设定自动校准。以便适应于外部干扰并且最好能够在这种自动 程序，不论因为什么原因而不能进行的情况下，最好能够一次性和/或不按 计划地适用于地方布局的改变并且发出警告信号。这个自动校准将由处理 单元控制，该处理单元将使用从在正常使用模式中，从设备的各个单元接 收到的这些信号和数据，以及专门针对这个目的通过在设备的一部分组成 部件上命令执行某些特定动作，但是在不会干扰其正常操作的情况下收集 的数据。但是通过这种自动校准功能来修正这些参数将审慎地受到限制， 以便让设备不会在没有触发警告的情况下，校正在其组成部件上的故障或破坏。上述参数的修正可以在处理单元中记录。
根据在本发明应用方面中这个功能的重要性，本发明设置成让设备永 久地或周期性地监视所有其组成部件的正确操作。该功能将由处理单元来 承担并且管理，该处理单元将通过发出适用于所碰到的问题的警告来用信 号表明任意故障。该功能的另一个目的在于检测该设备可能碰到的任何破 坏或盗用。可移动标签以及该设备的所有元件出于其自身的考虑，也将尤 其针对那些设有自主能量源的部件执行这个自监测功能，能量源的监测依 然保留在所述自主能量源中。必要时，观察到问题的单元将向处理单元发 送警告。在可移动标签的情况下，后者将传送局部警告作用以警告其佩带 者或者在其团队中的任意其它人。所有这些控制和警告可以记录在处理单
的时钟或与时间相关的计数系统。如果处理单元与时间源例如，原子钟或 时间服务器联接，则它将使用该时间源的时间服务来使得其它元件的时钟 同步之前，使得其自身时钟同步。
在本发明的设备中，设有许多警告传送情景。本发明设置成让这些警 告通过普通方法，例如在屏幕上显示、点亮警告指示器或者传送由扬声器、 高音喇叭或汽笛发出的声音，以及通过利用了现代通信手段(通过在固定或 便携式电话上、在管理者或操作人员的计算机工作站等上的书面或声音消 息)的新方法发出。如果警告传送给远程位置，则该自监测程序将设置用于 验证通信装置的正确操作，该通信装置联接着设备的处理单元和远程位置 的处理设施，就好像远程位置的设施将永久或定期验证设备的处理单元的 俄正确操作，以及因此该设备的整个正确操作一样。由此确定所采用的通 信装置将是有关其安全性的特别注意的问题。由设备发送的所有警告可以 记录在处理单元中。
本发明的实施变型对于大部分设备而言，尤其为了让处理单元能够由 多个网络连接的处理单元构成。处理单元的这种构造可以基于地理分布以 及功能分布。连接处理单元的网络类型对于本发明而言不重要。网络类型 的选择将取决于网络的拓朴结构以及各个地方和环境的地形。
本发明的具体实施方案是为了让标签的位置数据和该设备知道其位 置数据的设备的其它单元(例如信标)的位置数据，能够通过向处理单元指 明位于由该设备覆盖的地方中的两个固定地点的绝对地理坐标(经度和维度)、或者甚至是单个固定地点的地理坐标，以及方向轴来在绝对地理坐标 方面有系统地表达。在该设备位于移动地方(例如船)中的情况下，该设备 必须用两个GPS接收器来实施，这些GPS接收器将相对于由该设备覆盖的 地方设置在固定地点处，并且必须与处理单元联接，以便后者在其将预定 时刻的局部定位数据转换成绝对地理坐标的计算中，考虑在这些参考地点 的随着时间裱画的地理坐标。
在本发明的设备中，可移动标签必须配备有自主发电机，以便具体用 来应付其促动构件的操作。同样，在编程单元能够移动的情况中，它通常 必须配备有自主发电机。这同样适用于接口，只要后者能够移动或者能够 与编程单元以及某些信标脱离联系。可移动标签以及在适当情况下编程单 元和/或接口和/或信标的自主发电机，对于本发明的限定而言不重要。其 选择将取决于各种参数，例如可移动标签的(以及在适当的情况下编程单元 和/或接口和/或信标的)特性、形状、尺寸和目标。该发电机可以是交流发 电机或直流发电机。根据情况，该自主发电机例如可以选自电池、燃料电 池和蓄电器(例如电容器和可充电电池)。在它们是固定时，编程单元和接 口可以配备有自主发电机或与供电网络联接、或通过与处理单元联4妄的联匸 接电缆供电。在本发明设备的具体实施方案中，上述接口包括其应用是已 知的透明或基于感应的电连接器，以及通过能量波形成的链路(涉及一个或 多个信标以及在适当的情况下 一个或多个中继器，这些元件在上面已经作 了定义和解释)。该实施方案非常适用于包括可充电蓄电器和用于其组成部 件的标记单元的设备。然后使用透明或基于感应的电连接来产生出组成部 件的标记，并且将蓄电器联接在充电装置上，同时使用由能量波形成的链 来使得编程单元与可移动标签的促动构件存储器通信。在改进的实施方案 中，还使用透明或基于感应的电连接，来使得编程单元与可移动标签的促 动构件存储器通信。在本发明的这个改进实施方案中，从预建立并且预存 储在编程单元中的程序开始，使用电连接器来将操作程序传送到所述存储 器中，而在该设备使用期间使用由信标和能量波形成的链，在实时地修正 该操作程序或者向它发送专属于局部情况，例如环境压力和温度、环境光 线、可移动标签的空间位置、是否存在天然或人工障碍物、这些地方的地 形(示例性而非详尽例举)的指令。
对于本发明设备的电子器件而言，优选选择小尺寸低能耗的部件。因此，本发明使之能够使得该设备的组成部件小型化，并且降低其在运行时 及在空闲时的能耗。标签的电子器件按照模块化方式设计有这样的独特特 征，即每个功能模块可以单独等待。操作程序的设计最大程度地考虑了该 独特特征，因此，优选考虑将其活跃性对于它而言不是必须的那些模块设 置成等待。例如，在两个位置计算之间存在非常长的周期(每个小时或一天 一次、 一月一次或甚至一年一次)的标签的操作程序在不活动的期间，将使 得该标签的所有电子器件设置成等待，因此将其能耗降低至绝对最小(几个 毫安)。本发明提供了各种未编程的唤醒方法，包括给它配备具有可调节灵 敏度的加速器。如果施加在标签上的加速器超过设定阈值，则该加速器将 把标签的操作程序重新唤醒，然后该操作程序将分析为什么被唤醒的原因， 并且根据在该情况下为此所提供的指令进行作用。
本发明的设备可以应用于各种各样的区域、情景和地方，例如办公室、 生产车间、核电站或其它有危险企业、医院、容纳有必须受到跟踪或监视 的人的建筑物、结构或机构、机场、机抢、文化或训练设施、银行、管理 中心、军事设施、设备维护跟踪、 一般公司、由多个公司共享的办公建筑、 身份保护、后勤(一般用于跟踪包裹并且更具体地说跟踪危险、稀有、贵重 或高价值物体或生物)、销售区域(在 一般安保区域中以及在用于市场调 查)、医疗领域、测绘领域(使得测绘能够脱离其静态方面以通过实时跟踪 物体以及生物来实现动态测绘应用)等(示例性而非详尽列举)。
在我们将不再详细说明的这些实施例中，本发明能够给有关地方和辅 助设施的撤出提供帮助，并且所有都来自其大部分示例性实施方案。实际 上，本发明能够很容易通知操作人员在这些地方的可疑部分中是否仍然存 在仍处于危险中的人、生物或物体，而不需要佩带者通过特别通行控制来 在撤出时通知它们从该地方离开。因此使得他们能够明显通过能够指出它 们的存在而且主要是指出其位置，从而更有效地参与到解救受危险的人们。 另外，通过按照可靠的方式引导处于那些地方中的它们并且通过指出到达 它们的最短路径(没有危险的)，从而它甚至能够帮助救援人员。如上所述， 该引导可以通过音频信息或者通过在手持式屏幕上显示出危险地方的平面 图，以及操作人员的位置以及所要解救的佩带者的位置来提供。为了使得 事情对于操作人员更容易，本发明也允许通过位于这些地方外面(例如局部 危机中心)并且具有如上所述的显示屏，同时由于其位置知道尤其与所有辅助设施的机构相关的更全面的数据，并且知道事故正在如何发展的人对后 者进行远程控制。
在实际工作的不同方面中，本发明甚至可以用于例如，通过光信号鉴 定其佩带者。例如，通过让标签(或由该标签控制的外设)发出特定颜色光 来将作为这些地方的占据者团队成员与进行精确分包工作所需的人们和参 观者区分开。


图1为小型设备示意图2为另一种本发明设备覆盖的存储位置示意图； 图3为本发明另一个实施例的大型超级市场示意图； 图4为受到高度监视的建筑物中的设备示意图； 图5为用来提供服务以改善并且保障场所参观的设备的方框图； 图6为在维护领域中的设备方框图。
具体实施例方式
下面的实施例结合附图对本发明作详细说明。图l为小型设备覆盖的建 筑物的楼层示意图。它是用来详细说明在系统中的 一 个单元的初始化和包 括警告触发行为在内的标签操作程序的一些行为。
所示设备包括
处理单元99包括一个编程单元91， 一个用于接收在2. 4GHz ISM频段(工 业、科学和医疗，能够自由用于工业、科学和医疗用途的频段)中的微波接 收器93的^l妻口92,以及具有四个信标和汽笛95的四个物理4连^各94。因此， 在该实施例中，接口功能与信标的功能部分重叠；
标号为21至24的四个信标，每个都配备有一个用于2. 4GHz ISM频段中 的微波的发送器。它们每个都通过用来承担数据传送的物质链94 (电缆) 与处理单元99的接口92联接，而且还与给这些信标(通过星形拓朴结构联接 的信标)提供电能的电源联接。在该情况中，这些信标不是并且不能是自主 的，因为它们没有包含任何自主电源或存储器。详细地说，在该情况中的 信标缩小至由处理单元驱动的微波发送器，并且通过也用来给发送器供电 的电缆94与后者联接。
标号为1至9的九个可移动标签，每个都配备有一个光源、 一个薄膜发 声器和一个2.4GHz ISM频段微波收发器。在这里所述的设备的标签1至9的细节显示在标签40中，该标签包括一个电源41、 一个单色LED42、 一个薄膜 发声器43、 一个用于LED42以及一个薄膜发声器43的促动构件44、 一个存储 器45和一个微波收发器46。
该楼层包括标号为11至14的四个办公室、会议室15、接待厅15、走廊 17、便利设施18和由楼梯通道19。通向该楼层30的入口门和从接待厅通向 办公室的门31都配备有具有电动开门器的锁，从而，防止人们在没有得到 授权的情况下进入这些办公室。
对进入这些房间的授权如下进行设定
除了保留用于任意参观者的标签5至9之外，每个标签佩带者具有其自 己的办公室，并且他显然被允许毫无限制地存在在自已的办公室(为了不会 使得该实施例复杂化)。因此，标签l、 2、 3和4的佩带者的个人办公室分别 为办/>室11、 12、 13和14;
包括参观者在内的所有标签的佩带者都可以在会议室16、走廊17和便 利间18中存在；
通向楼梯19的通道对于所有标签都是禁止的，这防止了其佩带者带着 标签离开该楼层；
任何标签的佩带者(包括参观者)都能够进入除了其自己办公室之外的 一种办公室，该办公室的占据者是在室内的情况；
公司的经理为标签l的佩带者。他具有不受限的授权进入所有房间；
除了它的个人办公室12之外，经理助理，标签2的佩带者，具有除了办 公室11之外的其它办公室的进入授权；
标签3的佩带者没有任何特殊授权；
佩带标签14的秘书具有进入所有办公室的授权，但是如果占据者不在 办公室内则局限于进入l分钟。
该说明从下面的情况开始，即在设定期间，在设备初始化和测试阶段 中，安装者已经在编程单元中预存储从技术操作中推导出的数据，尤其是 与房间的布置相关的数据。他将同样将信标参数化，因为这项任务也涉及 技术操作。
由安装者进行的初始化
在用户开始涉入之前，如下设定主要参数处理单元的编程单元知道以下数据其(制造)序列号为SO,所属的系 统具有标号lll、系统的加密钥匙为钥匙X和Y，并且所采用的加密方法为方 法Z,扫描间隔为5秒，标签的传送功率设定为PO。本发明让系统标号是唯 一的。它将通过要使用由对该系统进行初始化的操作人员提供的某些数据 (因此只有他单独知道)，以及编程单元的独特序列号来分配出。因而，标 号11^U又以示例的方式给出；
信标21具有序列号S1，属于系统lll,它在该系统具有标号l并且以功 率P1发送，加密钥匙和方法与该系统的那些是相同的；
信标22具有序列号S2，属于系统lll，它在该系统具有标号2并且以功 率P2发送，加密钥匙和方法与该系统的那些是相同的；
信标23具有序列号S3，属于系统lll，它在该系统具有标号3并且以功 率P3发送，加密钥匙和方法与该系统的那些是相同的；
信标24具有序列号S4，属于系统lll,它在该系统具有标号4并且以功 率P 4发送，加密钥匙和方法与该系统的那些是相同的；
在使用该设备之前，用户必须设定这些标签的功能和授权。他将使用 编程单元和接口来进行这项操作。
如上所述，每个元件从其制造开始或者从将它投放到市场上时，开始 具有独特的序列号。将使用这个独特的序列号来对这些元件进行第一次初 始化。
用户对这些标签进行的初始化； 因此用户将如下设定标签l:
a)他将给予编程单元或者从后者获得某些参数，例如 输入标签1的制造序列号S1。该序列号是重要的，因为该系统还不知道
该标签并且其制造序列号是唯一可能并且不容质疑的识别手段。
通过提供该数据，编程单元也得到警告，即它是与之配套的该系统的
新元件。
系统号由编程单元给出(在该情况中为lll); 该标签在该系统中的号码由编程单元自动给出(这将为l)。 位置计算模式由编程单元给出-由安装者初始化。在该情况中，计 算模式将是自主的。 有限授权无。禁止房间19-10。 IO表示警告的严重性。它给操作程序指明在该标签
处于这种状况的情况下，它必须采取的动作。在这里给出的实施例中，根 据警告等级标签的行为是在编程单元中的预存储程序，因为它是所有标签 所共同的。
信标选择是。通过这个设定，编程单元将给该标签分配信标号(这将 为5)。实际上，对于其它标签，在它们处于CEO办公室中时，后者必须执行 这项功能以便能够确定CEO是否存在。
一旦设定该数据，编程单元将将开始与标签联系以将它初始化。信息 的交换将通过信标21至24,以及用于由编程单元91发出的信息的标签收发 器的接收部分，并且通过标签的收发器的发送器部分和用于由标签发送的 信息的接口接收器93来进行。在整个标签初始化过程中，所交换的信息将 专门标记，以将它们与用于该设备的正常操作的信息区分开，并且直到信 息的加密完成，它将是要用作这些信息的标识符的标签的制造序列号。
b) 这个第一次接触的第一步将包括对所交换的信息加密所需的数据进 行交换。该步骤在这里将不进行说明，因为这是公知的。但是，应该补充 的是，如果该标签已经分配给系统，则该步骤直到完成也不会进行。在该 情况中，该标签将非常迅速地将这个事实告知编程单元，并且针对所涉及 的标签的初始化程序将停止。编程单元将用一个ad hoc信息告知用户该程 序停止的原因。应该说明的是，如果确实出现这种情况，则该标签所属的 系统的识别号将不会由标签传送给编程单元，更不用说传送给用户。这是 用来防止用户盗用不属于他的标签的程序。如上所述，可以应用程序来让 许多系统如它们就是一个系统一样操作，但是，这需要知道有关这些混合 系统的某些机密信息。
c) 如果该程序继续，则它前进至当前步骤，其最终目的在于将该标签 结合在该系统中。编程单元将给该标签发送用于其正确操作所需的信息， 例如在由标签进行的计算中用来确定其位置的地形测绘表和空间定位表、 计算其位置的方法、其所属的系统的标号、其在系统中的标签号，以及在 当前情况，在该系统中的其信标号，以及它的禁止。应该说明的是，这些 数据的一些是采取上述搡作程序的形式，它由编程单元在这个初始化阶段 期间传送给标签。d) —旦标签已经处理并且记住这个数据，它将向编程单元发送信息， 以确认其附属于该系统而且确认其操作状态。对于它已经从编程单元接收 到的数据而言，该标签将把它存储在其存储器的非易失性部分中，这意味 着在它断电的情况下，该数据不会从存储器中删除。该存储模式至少具有
两个目的首先，在其电池失效的情况下，实际上不需要用户必须对标签 重新初始化；第二，涉及用来防止对已经属于一个设备的标签进行初始化 的标签保护程序。
在完成这个操作时，用户将继续按照相同的方式对第二标签和随后的 标签进行初始化。下面只是给出了专用于每个标签的数据，而不论该数据 是由在用户在编程单元中编码或是由或者给出；
e) 标签2数据 制造序列号S2
系统号由编程单元给出(在该情况中为lll); 在该系统中的标签号由编程单元自动给出(这将为2); 有限授权房间11+标签1-5(这意味着标签2在房间11中没有得到授权， 除非标签l也在那里，否则该标签将进入类型5警告)； 禁止房间19-10; 信标选择是(这将为6)。
f) 标签3数据 制造序列号S3
系统号由编程单元给出(在该情况中为lll); 在该系统中的标签号由编程单元自动给出(这将为3); 有限授权房间ll+标签l-7，房间12+标签2-5,房间14+标签4-2; 禁止房间19-10; 信标选择是(这将为7)。
g) 标签4数据 制造序列号S4
系统号由编程单元给出(在该情况中为lll); 在该系统中的标签号由编程单元自动给出(这将为4);有限授权房间11+标签1-7,房间12+标签2-5,房间13+标签3-2,房 间11<1分钟-7 (这意味着该标签能够进入房间ll但是在他单独处于该房间 的情况下不能在那里停留超过一分钟)，房间12<1分钟-5，房间13〈1分钟-5;
禁止房间19-10;
信标选择是(这将为8)。
h)标签5至9数据(参观者)
制造序列号顺序为S5、 S6、 S7、 S8或S9
系统号由编程单元给出(在该情况中为lll);
在该系统中的标签号由编程单元自动给出(这将顺序为5、 6、 7、 8、
9);
有限4受^l:房间11+标签1-10,房间12+标签2-7,房间13+标签3-7,房 间14+标签4-5;
禁止房间19-10;
信标选择无，不会给参观者标签提供安全方案以通向授权。因此， 它们绝不会用作信标。
通过将分配给不同标签的涉及有限授权的指令进行比较，可以看出， 假设警告情况相同，警告等级对于被邀请者的标签而言要明显高于公司职 员的标签。
有限授权指令在这里以实施例的方式给出。除了这里所给出的那些之 外，它们还可以包括许多其它参数，例如在触发警告之前的宽限时期、警 告重复周期、用于处理单元或另一个标签的附加指令等。
编程单元将明显检查出这些安全约束条件是相容的。例如，如果它发 现在一个约束条件中测试到CEO的存在，并且CEO的标签没有被促动以承担 移动信标角色，则它会将这种情况告知操作人员，并且在某些情况中提出 必要的修正以确保安全规则的相容性。
在将这些标签初始化时，该系统完全可运行。
该系统在正常模式中如何操作的说明
每隔五秒，编程单元将让其信号连续发送给每个固定信标，以及处于 其信标功能中的标签1至4。这些信标不论是固定的或是移动的都将发送至 少包含以下数据在内的信息通知该消息为定位信息的数据帧、信标号、信标类型(固定的、可靠移动的或不受控制移动的)、位置坐标、传送功率(示 例性而非穷举性例举)。
在开始时，处理单元将给信标21的发送器发送它已经发送出的信息。
然后，信标22也做相同的事情，然后23，接着信标24。紧接着，它将通过 这些信标的发送器给具有信标号5的标签1发送命令，以进步发送作为信标 的信息。由于这是第一次扫描，所以标签l仍然还不能计算其位置，并且因 此将不会发送任何定位信息。这对标签2、 3和4也一样。处理单元然后将通 过固定信标的发送器发送信息，指出这些信标的发送(扫描)结束并且这些 标签能够开始计算其位置。因此这终止了通过这些信标进行的第一次扫描。 在标签层级处，然后理想上每个已经接收到来自这10个信标中的至少 三个的消息(安装者将必须对这进行检查)，这些标签还没有发送任何定位 消息。如果标签已经接收到包括两个来自固定或可靠移动(在安全性方面) 的信标的消息在内的三个以下的信标定位消息，则它不能正常计算其位置， 但是由于地形测绘表和空间定位表及其统计计算，在某些情况下它甚至能 够因此确定其位置。如果这不是该情况，则它将等待下一次扫描以计算它。 如果在固定次数扫描之后它仍然没有接收到至少三个信号(包括至少两个
来自固定或移动可靠的信标的信号)，则它将被设定成警告模式并且还向处 理单元传送警告。这实际上不应该出现，除非该标签开始离开该系统的覆 盖范围。
如果标签已经接收到至少三个定位信号(包括至少两个来自固定或移 动可靠的信标的信号)，则它将使用所接收到的数据计算出其位置。位置计 算基于将与用于处理由这些信标发出的数据的统计方法相关的多个计算结 果，与根据其移动历史得出的与标签最可能位置相关的可能性计算结果进
行比较，而且还与由该设备覆盖的地方的各个位置的柱状图，以及从空间 定位表和地形测绘表中获得的数据进行比较。
一旦已经计算出其位置，其操作程序将遵循其判断逻辑，并且在适当 的情况下将对LED和/或薄膜发声器的促动构件作用，并且在设置该功能的 情况下给处理单元发送一个ad hoc信息。下面给出了一些具体实施例，但 是在看这些实施例之前，我们将检查在假设所有标签在第一次扫描之后， 已经能够计算其位置的情况下的第二次扫描进行的方式。在第二次扫描期间，固定信标21至24将发送其定位信号，标签1至4也将一样，因为每个都 知道其位置，所以它们能够进行其移动标签角色。
由于这个第二次扫描，假设是成功的话，则一切就绪以说明几个具体 标签行为场景。
标签操作程序的一些行为的实施例
CE0及其助理是在CE0的办公室11内。该CE0的标签1已经计算出它处于 对它没有任何安全约束条件的办公室ll中。因此，它自己设定等待下一次 扫描。助理的标签2也已经计算出它处于对它具有约束的办公室11中，即需 要标签1(或者更精确地说信标5)也在办公室11中。因此，它检查它已经从 信标5(因此从标签1)接收到的位置，并且观察到它处于办公室ll中。由于 满足该条件，所以它能够自身设定为等待下 一 次扫描。
秘书处于办公室12中。其标签(标号4)已经计算出它处于对它具有许多 约束的办公室12中首要的约束是在CEO助理不在该办公室中的情况下，停 留不超过l分钟。因此秘书的标签的操作程序通过检查标签2 (更具体地说信 标6)的位置来进行检查以查看CE0助理是否在该办公室中。它观察到后者不 在该办公室中，并且在后台从一分钟开始运行倒计时。如果秘书的标签计 算出它不再处于CEO助理的办公室中，或者如果它观察到它仍然处于CEO助 理的办公室中但是后者也在，则该倒计时在下一次扫描时停止。如果倒计 时到达0 ，则秘书标签的操作程序将针对由秘书佩带的标签4进行类型5警告 (有限授权指令"房间12<1分钟-5")所设置的动作。
标签3的佩带者已经进入秘书的办公室14。操作程序观察到它在该房间 受到有限授权(房间14+标签4-2)。它检查秘书的标签4(或者更具体地说， 信标8)已经发出的位置并且观察该标签是否在房间14中。由于在有限授权 参数中没有指出任何时间，所以标签3的操作程序立即执行类型2警告的动 作(低级警告，因为该警告的目的主要在于该标签的佩带者自身，并且可能 的话引起在这些办公室中的其它人的注意)。犯规的标签的操作程序触发后 台任务，该任务驱动用于它的薄膜声源以按照緩慢的周期发送简短的声音， 然后向处理单元发送警告信息，指出处理单元只是应该记录该警告而不应 该采取任何其它动作。在标签3的佩带者离开秘书房间或者后者返回到其办 公室的情况下，由该标签传送的警告将立即停止。图2显示出由本发明所覆盖的存储场所示意图。它说明了在采用本发明 对货物和值得注意的装置进行安保时，由本发明提供的帮助，即它能够实 施用来校正会具有严重后果的错误。
该设备包括
一个处理单元99,它与一个显示屏98、 一个键盘97和一个鼠标96以及 包括一个耳机和扬声器在内的工业全双工通信装置95联接。该处理单元包 括配备有外部天线93的2. 4GHz ISM频,更;微波收发器94。该处理单元还通过 TCP/IP与开关88联接，该开关又与公司的安全TCP/IP网络89联接。它还通 过电缆与开关78联接，该开关又与公司的计算机网络79联接。该计算机和 安全TCP /1P网络的隔离是战略性公司选择的结果；
一个2. 4GHz ISM频段微波收发器92和天线91,它们通过电缆与配备有 载荷电流R J4 5端口的开关8 7联接；
配备有载荷电流RJ45端口的四个信标21、 22、 23和24,它们每个都通 过电缆与配备有载荷电流RJ45端口的开关87联接，该端口与公司的安全 TCP/IP网路89联接。这四个信标中的每一个配备有一个2. 4GHz ISM频l殳孩i 波收发器；
三个封装标签l、 2和3,其细节呈现在标签40中。
在这里所属的设备中，标签l、 2和3包括一个电源41、 一个单色LED42、 一个薄膜发声器43、 一个用于LED42和薄膜发声器43的促动构件44、 一个存 储器45、 一个加速器46和一个2. 4GHz ISM频段孩i波收发器47;
一个标签30,它包括一个电源、 一个多色LED(RGB) 31、 一个薄膜发声 器32、 一个用于LED31和薄膜发声器32的促动构件33、 一个存储器34、 2. 4GHz ISM频段微波收发器35，以及一个用于与伴随着标签的耳机37(扬声器+麦克 风)会话的低范围收发器36。
该收发器92的功能在于在适当的情况下代替公司的安全TCP/IP网络的 有线链接，这使得开关87和8能够响应。如果电缆链被切断，则收发器92 可以与该处理单元99的收发器94会话。
存储车间包括标号为11至17的七个存储位置。该存储位置12和15是空 着的。三桶高度易燃产品布置在存储位置17中。每个桶51、 52和53具有贴 在其上的相应标签l、 2和3。已经要求所配备的工人移动这三个桶，以将它们存力欠在位置15中。工
人配备有标签3 0和伴随着该标签的耳机3 7 。
贴在这些桶上的三个标签l、 2和3中的每一个处于等待状态，因为其操 作程序规定一天只是给出其位置一次。但是，每个都配备有加速器以使在 贴着该标签的桶受到冲击或运动的情况下，使它离开其等待模式。离开等
待模式使得其操作程序重新开始监测其上贴着该标签的桶的运动。
工人拿着第一个桶并且将它错误地存放在位置12中。紧接着在将该桶
存放之后，贴在其上的标签开始闪烁并且发送非常迅速的蜂鸣声。该标签 已经自身设定成警告模式并且工人不理解为什么。他会呼叫控制室，但是 它是采取主动的控制室。实际上，该警告也会在处于控制室中的操作人员 的屏幕上发出。后者点击发出警报的线路，并且指示出其类型(存放位置错 误)，并且屏幕直接向他显示出存放车间的平面图，从而以在位置12中的闪 烁点的方式给可疑桶的标签发信号。工人的所在现场也在平面图上用信号 表示，因为他是在警告时离标签最近的人。通过表示人的黑影的象形图来 在屏幕上的平面图上表示出他。当他在屏幕上表示出期间，朝着其保护联 系的原因(他可能受伤)与基于获得信息的有效性以及确保快速处理该警告 的原因一样多。
通过点击象形图，显示出命令的一份列表菜单，其中一个可能的选项 是通过声音联系该人，因为他配备有这项功能。通过他的通信，因此操作 人员开始与采用了与其标签30联接的无线耳机37的工人联系。因此操作人 员可以与工人一起检查以查看他是否受伤，检查那里是否没有其他人受伤 或任何损坏，并且在没有的情况下向工人解释他所犯的错误。然后，通过 点击表示已经触发警告的桶的闪烁点，操作人员能够直接观看该桶的数据 表，以及其存放约束条件还有由于在处理单元99和公司的计算机网络79之 间的联接所以他能够获得的数据。另外，由于该操作是经过编程序并且在 管理软件允许的情况下，它还可以观察到所请求的操作在于将这些桶移动 到位置15。工人通过在警告条件下针对该桶执行该操作来纠正其错误，并 且有效地使得标签停止其警报。该事故可以结束。如果操作该桶的工人没 有音频通信装置并且系统还没有对在公司的这个部分中的人进行实时跟 踪，则操作人员将能够向系统发送请求以确定配备有音频通信装置(专用于本发明的这个实施方案，或者其它例如便携式电话)的离事故地点最近的人 或人们的方位以便联系他们。
因此，通过实施这项技术，操作人员立即能够任何警告结果的报告， 并且能够非常迅速地实施方案以纠正错误。通过应用本发明，已经能够避 免火灾或爆炸的严重危险，以及会导致货物物理管理中的干扰的错误操作。
一些技术说明将给一些机构提供更好的理解
紧接着在它重新被唤醒之后，桶的标签能够通过拾取来自信标21至24 的信号而自己定位；
因为该系统在工厂的这个地点中提供了对人的实时跟踪，或者因为桶 的标签的操作程序在这种警告的情况下具有指令以请求处理单元99确定离 它最近的人的位置，所以最近的工人能够被指定。如果处理单元99观察到 在这部分公司中没有进行对人的实时跟踪，则它通过开关88、安全网络89、 开关87以及最终信标21至24给由人佩带的标签发送请求，以便确定它们的 位置和/或给出它们的位置。实际上，即使在该系统没有对人提供实时跟踪 的情况下，标签的操作程序也继续计算标签的位置以提供其它功能，例如 安全功能。因此这些标签定期接听标签的信号，并且能够接收到由处理发 送的特定命令。
桶的标签在它存放在位置12时设定为警告模式，或者因为其操作程序 在其存储器中包含有针对该位置的授权限制，或者因为该标签的操作程序 已经询问了处理单元，从而确认它所存》文的位置是否存在任何危险，并且 由于该位置没有得到授权，所以处理单元已经命令它将它自己设定为警告 模式。
通过在其信号通过其标签30转换的工人的耳机37、由信标21至24转换 的来自标签的信号之间的链进行音频定位，为此该信号通过开关87、安全 网络89、开关88以及最终处理单元99传送给操作人员的通信装置。
一旦已经将桶重新安放在位置15，则警告停止并且由处理单元99记录， 该处理单元在必要时能够将它传送给公司的管理计算机系统。可疑桶的标 签再次进入等待状态直到其下一次有计划的定位报告，或者直到下一次冲 击或运动。
图3为大型超级市场的示意图。该图的目的在于显示出对于实施而言， 简单而有效的本发明的其它值得注意的用途。该设备包括
一个处理单元99，它与一个显示屏98、 一个键盘97和一个鼠标96联接。 它通过特定布线(未示出)与每个信标联接，该布线使得能够进行数据传送 而且还可以给信标供电。
九个信标ll,它们已经单独标号，因为这对于该设备的说明而言是必 须的。这些信标都配备有一个2. 4GHz ISM频段微波收发器。该收发器承担 了定位功能。每个信标通过特定布线与处理单元联接。
封装的标签40,它们安装不可拆卸但是可见(靠近提手)的方式固定在 由客户用来进行购物的小车或篮子上。在这里所述的设备中，这些标签包 括一个电源41、 一个或多个多色(RGB)LED42、 一个薄膜发声器43、 一个用 于LED或LEDS42和薄膜发声器43的促动构件44、 一个存储器45和一个2， 4GHz ISM频段微波收发器47。
销售区包括一个单层建筑物l,它包括商品展示部4、 一个管理办公室2、 存储区3、结帐区5、 一个进出大厅6和一个将要特别关注的预定部门(或者 显示器)7。
本发明可以承担的其中一个首要用途涉及销售调查，即大商店常常期 望改进各个部门的布局。这里所提出的设备使之能够使得在这个课题上的 数据收集自动化。实际上，通过为用于购物的小车或篮子配备标签，后者 的移动将能够被实时跟踪和记录。
通过采用本发明构建在其处理单元中的统计分析，它将能够建立消费 者行为曲线。
另外，必要时，该自主调查可以通过访问能够由观察者选择的某些消 费者来实施，或者根据由进行该调查的人建立的各种标准由处理单元自动 并且实时地实施。通过这个工具，专家显然能够在如何改进各个部门的布 局方面作出很好的建议。
另一个用途涉及促销。实际上，本发明可以，例如通过用礼物吸引他 们，而且通过将所有用户更普遍地参与来在促销中提高消费者的参与。以 所要促销的部门7的情况为例。消费者将被告知经过该部门并且表明对它感 兴趣持续30秒或更长时间的人将能够带走精美礼品。抽签每半个小时出现。 在该图面之前的半个小时期间，该设备将收集在该部门停留了至少3O秒的 标签数量。在半个小时后，该设备草拟出潜在获胜者的标签的详细目录，并且估计出不再存在的那些人(没有任何人贏得的奖金抽签马上会失去可 信度)。 一旦已经完成，通知抽签。这时，在所有商店的小车或篮子的标签 上的LEDS开始以所有颜色闪烁。在几秒之后，通过由处理单元进行的抽签 指定一标签，并且按照其自己的方式通过发出各种声音和光线或这些标签 能够配备的其它装置通知它是获胜者。获胜者因此被广而告之并且能够去 领取其礼品。为了避免在所要促销的部门中出现拥堵，可以使用该设备随
意改变该部门。因此，可以在开^:日对于所有部门而言布置成已经对消费
者高亮显示出。还可以通过在非高峰时刻确定将消费者吸引到处于非高峰 时刻的那些部门根据开放时间选择部门。该策略使之能够使得这些部门随 着时间的客流量平稳并且因此提高了其销售潜力。
在这里所提出的这些部门的促销可能使得商店能够避免周期性进行的 部门机构变化，以便迫使人们重新发现该商店的礼物，而不会改善如在第 一用途中所述的部门本身的布局。
通过所提出的本发明实时跟踪设备，能够想到用来对产品、部门、商 店进行促销的游戏或销售活动数量只是受到销售人员的想象力限制，并且 由于几乎所有事情都能够由处理单元自动管理所以不需要很大的花费。
在技术层面上，某些有源信标还可以由无源信标代替。实际上，标签 可以通过使用分布在销售楼层四处的有源标签在任意情况下，继续实时地 给处理单元发送其位置信息。
图4显示出在受到高度监视的建筑物底层中的设备示意图。该图的目的
在于说明一种新的设备形式，以及本发明设备能够与普通安全系统合作的 方式。
该设备包括
一个处理单元99，它与一个显示屏98、 一个键盘97和一个鼠标96联接。 在这种设备中，可以假设定位单元将结合在安全控制室可用的装置中，包 括与作为本发明设备的一部分的部件(例如信标)，以及在该建筑物中所用 的其它外设和安全系统(通行气闸锁、电动开门器、视频监视摄像机、RFID 读取器等)。
信标(B)，每个都配备有一个2. 4GHz ISM波段^b皮收发器，并且通过布 线与处理单元联接，这种联接并不重要(具有或没有荷载电流的TCP/IP、特 定或其它布线)。可能多余的信标(B，)，设置用来满足二重目的，即一方面必要时代替 有缺陷的信标(B),并且另一方面确保更好的位置精度。
用于雇员的标签30，为了简化该图而未示出，它包括一个电源、三个
多色(RGB)LED31、 32和33、 一个薄膜发声器34、 一个用于LED31至33和薄膜 发声器34的促动构件35、 一个存储器36、 一个2. 4GHz ISM波段微波收发器 37、如果技术上需要还包括用于读取由团队成员佩带的RFID的低范围收发 器，并且对于一些另外还可以包括一个用于与将伴随着该标签的耳机(麦克 风+扬声器)39会话的低范围收发器38。
用于参观者的标签40,它与标签30相同，除了他们支撑着用作与标签 联接的物体的RFID。
两个气闸锁10,用于系统控制所有团队成员并且允许一次只能一人进 入或离开通道。这些气闸锁设有两个用于识别该人的RFID读取器(R)(在该 特定情况中还没有选择生物虹膜读取)。它们也配备有标签架。
一个气闸锁12,用于亲自检查想要进入或离开房间2的人。该气闸锁也 使用了两个RFID读取器R来识别人。
建筑物、其周围以及另外房间2由在该图中用 一 些摄像机14表示的视频 监视系统覆盖。
通向房间4的通道由具有电动开门器13的门防护，其打开由RFID读:f又器 R控制(可以进行选择以让门由标签打开)。
参观者通道由具有电动开门器ll控制，其打开由RFID读取器R控制。 该建筑物包括可以自由进出的进入大厅、可自由进出但是只有少数人 允许进入的房间l、处于高度监视下并且其进出由配备有RFID读取器R的气 闸锁12防护的房间2、可自由进出的房间3、其进入受到设有由RFID读:f又器 R控制的电动开门器13的门控制的房间4以及最后可自由进出的房间5和走 廊6。
团队成员的进出如下进行他或她通过读取个人RFID被识别并且能够 单独进入其中一个气闸锁IO。在该通道气闸锁中，设有其中布置有标签30 的托架。该托架具有多个功能它在标签30被离开的团队成员放下时给标 签电池充电，它在标签从托架中去除的情况下，通过将用来将该标签自动 设定到警告状态的操作程序传送给它，来使得后者的标签不能使用，最后 对于正在进入的团队成员，它将用于那个人的操作程序传送给在托架中的其中一个标签的存储器。该标签不是随机选择的实际上，用来控制并且 监督托架的处理单元，通过该人的统计和/或描述数据建立用于那个人的临 时时间表。处理单元然后将标签拿出，其电池充上了足够的电以便该标签 能够工作至少与该人处于该建筑物内的时间 一样长的时间。 一旦操作程序 已经完成了向所选标签传送，标签操作程序将使得所涉及的标签闪烁，从 而该人能够从托架中将它去除并且按照可见的方式安装它。在该人已经将 标签取出之后的一小段时间，该系统将气闸锁的门打开，这提供了通向建 筑物的通道。显然，存在这样的程序，即在人在气闸锁中遗忘了其标签， 则后者立即禁用并且直接发送出警告，气闸锁保持锁住直到安保组已经清 除了该警报。
对于团队成员的离开，这按照正好相反的方式进行该人通过其RFID 被识别出以使得气闸锁的门打开，从而提供了通向安全区域的通道。在进 入之后(单独)，门再次关闭并且该人将其标签放在托架中的自由位置中。 在由处理单元控制的托架已经将用来在将标签从托架中取出的情况下将它 立即设定为警告状态的操作程序传送到该标签的存储器中，气闸锁的出口 门打开并且人可以出去。
该程序因此保证了团队的任何成员在建筑物内配备有其标签，并且不 能带着其标签离开。它还值得团队成员不能够盗用团队的另 一个成员的权 利(除非该系统被RFID误导，但是在该层面处，生物读取或RFID的实施可以 消除这个危险)。
在要会见到达接待托架15的参观者时，后者表明其参观的原因并且它 所要会见的人的标识。该人将该数据输入到系统中，该系统因此将能够建 立参观者的标签的安全参数(以及因此操作程序)。这些参数尤其包括参观 者能够单独去的地方、参观者能够与这样的伴随人员一起去的地方、危险 地方(是否允许它们进出)等等。 一旦处理单元已经将该操作程序传送给在 接待托架中的其中 一个标签，则该标签为负责接待的人发射闪烁以便能够 识别出它，并且将它送给必须可视地佩带它的参观者。 一旦这已经完成， 参观者进出门ll打开并且参观者可以进入该建筑物。所要指出的一个小细 节在于，参观者的标签的LED31将发射用来将他或她标识为参观者的颜色 光。必要时，如果参观者请求它，标签可以通过使用将附着在标签上的耳机，将该参观者引导至他或她要会见的人。该附件的借出将记录在该系统 中，从而在参观者离开时可以将它取回。
记录参观者离开的程序与记录雇员离开的程序类似，除了参观者是通 过他或她进入的接待门离开。
为了加强该程序，进入大厅为仔细监视的对象，包括视频监视以及通 过设置在其中的信标B，永久收听以监测存在于该进入大厅中的任意标签。
显然，通过实施其它手^a例如生物识别、穿上包含有RFID的内衣或者
任意其它用于改善在团队成员和用来唯一 识别出所述团队成员的RFI D之间 的4关系的方法， >(人而可以进一步加强对建筑物的安^f呆和位于其中的人的保 护。
图5为用来提供服务以改善并且确保地方从那关的设备的方框图。该说 明将局限于所述该示例性设备能够提供的两种服务的筒要说明
通过引导员和用于由引导员作出的述说的同步人工翻译服务来对参观 团队进行监视；
通过在这些地方中的语音来进行引导。
该设备包括
一个处理单元99,它包括一个编程单元91、 一个设有在2. 4GHz ISM(工 业、科学和医疗，能够自由用于工业、科学和医疗用途的频段)中的微波的 接收器93的接口92,以及具有一些信标的物质链94 (电缆)。它与一个显 示屏98、 一个键盘97和一个鼠标96联接；
信标21每个都配备有 一个2. 4GHz ISM频段微波发送器。 一些能够通过 用来承担数据传送而且还承担用于信标(这些信标通过星形拓朴结构联接) 供电的物质链94与处理单元99的接口92物质联接。其它能够通过微波手段 提供与处理单元99的联接。用于没有与处理单元物质联接的电源可以是自 主的或者由该地方的电源电路提供，该电源电路在某些不重要的情况中， 可以用作用于将这些信标与处理单元联接的荷载网络，该处理单元在该情 况下，必须配备有将它联接在电源电网上以将它用作荷载网络的装置。
标签30，它包括一个电源、 一个单色或多色(RGB)LED31、 一个薄膜发 声器(34)、 一个用于LED31和薄膜发声器34的促动构件35、 一个存储器36、 一个2.4GHz ISM频段樣t波收发器37，以及对于一些标签而言还可以包括用 于与伴随着该标签的耳机(扬声器+麦克风)会话的低范围收发器。该监视设施的实施原理相当筒单。在他们进入到所参观的地方时，参 观者的标签被分配一个信标(它将是向导的标签)，他们必须不会与之分开 大于固定距离。向导的标签通过用作移动信标使得参观者的标签能够计算 出其相对于向导的位置。如果参观者落在后面或者离开该团队，则他的或 她的标签自己设定为警告状态。通过触发其严重程度随着参观者离向导的 距离而增大的警告，从而可以选择更温和的监视模式。例如，通过犯规参 观者的标签以在所述参观者离开向导时， 一直变大的频率发送出声音警告。 在标签到达限制距离时，它自己设定为严重警告状态，并且发出最大光和 声音效果。如果在其操作程序中允许，则它还可以让向导受到警告。为此， 它将向处理单元99发出请求，该处理单元将给向导的标签发出命令以发出 将会警告向导的固定效果。也可以通过由处理单元合成的音频信息，并且 在标签配备有所述耳机的情况下，发送给向导的耳机的扬声器来警告向导。 必要时，可以设想要求处理单元将向导引导至已经触发警告的参观者。为 此，处理单元将使用合成或预记录的音频信息。在向导不在期间，处理单 元也将自动将向导标签所承担的移动信标的角色转给在该团队中的一个参 观者的标签。这样，该团队保持受到控制。紧接着在处理单元观察到向导 已经重新加入团队，则处理单元将再次使用向导的标签作为移动信标。该 移动信标替换功能是该设备的值得注意的细微之处。因为是处理单元向标 签发出命令，所以可以将其信号作为信标发出。
如果向导的标签和参观者的标签配备有耳机，并且如果在入口每个参 观者声明了他想要听来自向导的解说所用的语言，则该系统可以组织对向 导的解说进行同步翻译，这将通过这些标签与信标、这些信标与处理单元 以及处理单元与翻译者的房间所形成的链提供。实际上，在每个参观者的 标签和向导的标签之间的关系是已知的，在参观者所期望的语言和参观者 之间的关系是已知的，因此，剩下的事在于建立在用于该语言的翻译室和 向导之间的关系。该服务不是本发明所专有的，而是可以通过构成该设备 的各个元件来实现。
对场所仓管进行自动和互动音频引导需要更多的准备。实际上，在位 于该地方上的位置或区域和所要发送的音频解说之间的关系必须建立起 来。解说自身可以按照至少两种方式提供，例如通过让它由处理单元提供， 但是该方案的缺点在对设备内的链负担过重，或者给标签配备包含有所有解说的音乐播放器(例如liquid音乐播放器)。该设备比基于粘帖在这些物 体上或者贴在房间中的RFID的类似系统更优的地方在于，它使得每个参观 者的标签位于所要参观的场所的任意地点处，因此丰富了解说。但是，其 主要优点在于，除了其引导功能之外，例如通过能够将只能与伴随人员一 起参观的危险地方通知参观者或者甚至通过给处于禁止位置的参观者发信 号，从而它能够提供朝着参观者的保护、房间的安全以及防止事故的方向 的服务。
图6为在维护领域中的设备的方框图。它对于移动设备提供了值得注意 的功能，这些功能对于固定设备是理想的。该设备能够实时地执行以下功 能
使移动设备定位；
确认移动设备的状态；
预定移动设备；
得到与该设备使用相关的数据；
按照简单的方式给用户发信号，指出该设备已经出故障或需要维护。 该i殳备包括以下元件
处理单元99,它包括一个编程单元91、 一个设有用于接收在2. 4GHz ISM 频段(工业、科学和医疗，能够自由用于工业、科学和医疗用途的频段)中 的微波的接收器93的接口92,以及一个具有一些信标的物质链94。它与一 个显示屏98、 一个键盘97和一个鼠标96联接，并且还包括与使用该设备的 结构(医院、工厂等)的计算机系统联接的链(为了筒化该图而未示出)；
信标21，每个都配备有一个2. 4GHz ISM频段微波发送器。 一些信标能 够通过用来承担数据传送，而且还承担用于信标(这些信标通过星形拓朴结 构联接)供电的物质链94与处理单元99的接口92物质联接。其它能够通过微 波手段提供与处理单元99的联接。用于没有与处理单元物理联接的电源可 以是自主的或者由该地方的电源电路提供。
标签30,它包括一个电源、 一个单色或多色(RGB)LED31、 一个薄膜发 声器(34)、 一个用于LED31和薄膜发声器34的促动构件35、 一个存储器36、 一个2.4GHz ISM频^:孩"皮收发器37。封装的标签固定在所要跟踪的设备上或者结合在其中。定位基于本发 明的全部原理，并且不必进一步说明。通过对处理单元作出《青求，例如， 可以获得所有承担特定功能或与预定部件列举码的设备。
如果与设备联接的封装标签设有 一个或多个，使之能够确定该设备是 否正在使用以及正在干什么的传感器，则它还可以确定哪个设备没有使用。
如果需要，可以通过请求封装的标签促动光源来促动预定功能，该光 源的颜色和闪烁频率与表明它被预定的组织码对应。
设有传感器的封装标签可以从传感器收集数据，记住该数据并且还将 它发送给处理单元99。因此可以建立与设备使用相关的统计。通过利用这 个特征，还可以对于目标设备监测其维护是否已经进行，只要这种操作由 计算机管理和跟踪。在设备没有正确维护的情况下，可以请求与之联接的 封装标签发出声音和/或光信号，这将通知用户他或她不再需要使用该设 备。如果封装的标签在设备中的结合彻底足够，则它甚至能够防止该设备 使用。该功能其重要之处在于，它能够避免提升设备、医疗或试验设备或 其故障会使得生物出危险的任意设备出现事故或严重错误。
权利要求
1.一种监视设备，它包括至少一个可移动标签(1，2，3，4，5，6，7，8，9，40)，它设有至少一个能量辐射源(41，42，43)和设有存储器(45)的用于所述辐射源的促动构件(44)；至少一个促动构件编程单元(91)；以及在编程单元和促动构件存储器之间的接口(92)，用于从所述编程单元将操作程序传送给所述促动构件存储器，所述接口包括至少一个信标(21，22，23，24)；至少一个发送器，用来给信标(21，22，23，24)发送能量波；以及所述能量波的至少一个接收器，它由所述标签支撑；并且上述促动构件(44)及其存储器(45)通过所述标签(1，2，3，4，5，6，7，8，9，40)相对于所述信标(21，22，23，24)的空间位置驱动，所述空间位置由操作程序根据由所述信标(21，22，23，24)发出的消息在任意时刻计算出。
2. 如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述信标(21, 22， 23， 24)包括时钟，它设计用来协调所述能量波由发送器的 发送。
3. 如权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述促动构件 (44)和所述存储器(45)根据由所述信标(21， 22， 23, 24)发送的指 令被驱动。
4. 如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述指令包括与可 移动标签(1， 2， 3， 4， 5, 6, 7, 8, 9， 40)的空间坐标相关的指令。
5. 如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述编程单元(91) 包括包含有空间定位表的程序，该空间定位表包括与所述标签 (1， 2， 3, 4， 5, 6， 7， 8， 9， 40)的上述空间坐标相关的参数。
6. 如权利要求1至5中任一项所述的设备，其特征在于，所述 促动构件(44)和所述存储器(45)根据由所述信标(21， 22， 23, 24) 发出的并且与可移动标签(1， 2, 3， 4， 5, 6， 7, 8， 9, 40)的环境的地形 相关的指令被驱动。
7. 如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述编程单元(91) 包括包含有地形测绘表的程序，该地形测绘表包括与可移动标签 (1， 2， 3, 4， 5，6,7, 8, 9， 40)的环境的上述地形相关的参数。
8. 如权利要求1至7中任一项所述的设备，其特征在于，可移 动标签(1， 2, 3， 4, 5， 6， 7， 8, 9， 40)包括能量波发送器(47)，并且所 述信标(21，22， 23，24)包括所述能量波的接收器，并且用于每个 可移动标签(1， 2， 3， 4， 5, 6， 7, 8， 9， 40)的所述促动构件(44)由从所 述可移动标签(1, 2， 3， 4, 5， 6, 7, 8， 9， 40)的发送器传送给所述信标 (21， 22， 23, 24)的接收器的信息驱动。
9. 如权利要求8所述的设备，其特征在于，它还包括用于从标 签和/或信标收集到的信息的处理单元(99)。
10. 如权利要求8或9所述的设备，其特征在于，它包括至少 一个配备有能量波的发送器和接收器的第二信标(21， 22， 23, 24)， 所述两个信标在网络中链接。
11. 如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述网络为具有 碰撞的网络。
12. 如权利要求IO所述的设备，其特征在于，所述网络为具有 扫描的网络。
13. 如权利要求8至12中任一项所述的设备，其特征在于，每 个可移动标签(1, 2, 3， 4， 5， 6， 7， 8， 9， 40)包括第二存储器，其功能 在于记住所述标签相对于所述或每个信标(21, 22, 23， 24)的空间 位置，所述第二存储器设计成由所述接口(92)读取。
14. 如权利要求1至13中任一项所述的设备，其特征在于，所 述或每个信标(21，22，23，24)包括脉冲计数器，设计用来以预定的 时间间隔从所述信标的发送器向所述可移动标签(l， 2, 3， 4， 5， 6，7， 8， 9， 40)的接收器发送能量信号。
15. 如权利要求1至14中任一项所述的设备，其特征在于，所 述编程单元(91)和/或所述信标(21， 22， 23， 24)能够移动。
16. 如权利要求1至15中任一项所述的设备，其特征在于，在 所述可移动标签(1， 2， 3， 4, 5， 6， 7， 8， 9, 40)的接收器和所述信标 (21， 22， 23， 24)的发送器之间的能量波链路通过至少一个配备有 能量波收发器的中继器。
17. 如权利要求1至16中任一项所述的设备，其特征在于，所 述标签(1, 2, 3， 4， 5, 6， 7， 8， 9， 40)支撑着至少一个运动检测器和/ 或至少一个用于物理或化学或生理参数的传感器。
18. 如权利要求17所述的设备，其特征在于，在所述标签(1， 2, 3， 4， 5， 6， 7，8，9，40)包括第二存储器的情况下，后者设计成 记录由检测器以及传感器测量出的参数数值。
19. 如权利要求1至18中任一项所述的设备，其特征在于，所 述标签(1， 2， 3， 4， 5， 6, 7， 8， 9， 40)与用来识别所述标签的佩带者的 物体联接。
20. 如权利要求1至19中任一项所述的设备，其特征在于，它 包括至少一个设有能量波接收器的第一可移动标签以及至少一个 设有能量波接收器和发送器的第二可移动标签，并且第一可移动 标签的促动构件(44)由从第二标签的发送器传送给第一标签的接收器的信息驱动。
21. 如权利要求1至20中任一项所述的设备，其特征在于，用 于所述可移动标签(1， 2， 3， 4， 5， 6， 7， 8， 9， 40)的所述能量辐射源 (41， 42, 43)包括声音(43)或电磁(42)辐射源，并且所述促动构件 (44)设计成对所述辐射的促动、频率和/或强度作用。
22. 如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述能量辐射源 为光源(42)。
23. 如权利要求1至22中任一项所述的设备，其特征在于，所 述标签(1， 2, 3， 4， 5， 6， 7， 8， 9, 40)包括麦克风和/或扬声器和/或图 像读取器和/或图像发送器。
24. 如权利要求1至23中任一项所述的设备，其特征在于，所述标签(1， 2， 3， 4， 5, 6， 7， 8， 9， 40)与信标(21, 22， 23， 24)连接。
25. 如权利要求1至24中任一项所述的设备，其特征在于，所 述标签(1, 2， 3， 4， 5， 6， 7， 8， 9， 40)由固定的或可动的人和/或动物 和/或物体佩带。
26. 如权利要求1至25中任一项所述的设备，其特征在于，它 还包括设有人工智能的装置，设计用来对由所述标签(1， 2, 3， 4， 5， 6， 7， 8， 9, 40)的能量辐射源发出的信号进行响应。
27. 如权利要求25或26所述的设备，用于监视建筑物的房间 (11， 12， 13， 14， 15， 16， 17， 18， 19)。
全文摘要
本发明涉及保护、安全和移动跟踪发光标签系统，一种用来保护、控制、监视室内和室外的对象、物品、设备、动物或人，甚至跟踪其移动的设备。包括至少一个设有电源(41)、至少一个能量辐射源(42)和与计算机存储器(45)连接的用于所述能量辐射源的促动构件(43)的标签(40)、能量波接收器(46)、促动构件编程单元(91)、在编程单元(91)和存储器之间的接口(92)以及信标(21)，所述标签能够移动，并且上述促动构件及其存储器根据标签的预定空间位置和/或从接口和/或信标接收到的指令被驱动。
文档编号G01S5/02GK101589315SQ200780041813
公开日2009年11月25日 申请日期2007年11月9日 优先权日2006年11月9日
发明者菲利普·豪曼 申请人:菲利普·豪曼