专利名称：运送系统的定位信号的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及无线定位通信系统，特别涉及一种用于个人的信 号定位服务的系统。
背景技术：
新近快速发展的无线通信装置和应用适合于除了基本的通信之外 的多种用途。这些装置的主要的用途已经允许家庭和朋友之间彼此保 持联络。然而，由于每月巨额的花费，给小孩提供这种装置是不经济 的。另外，非常小的小孩将不能正确操作典型的便携式电话。然而， 监控孩子们的安全是极受人关注的。因此，出现了使用无线技术以满 足提供孩子定位系统的解决方案。一个现有的方案是使用全球定位系统(GPS)提供定位服务。然 而，这种服务通常加在通信装置中并且一般不提供与外部装置和服务 的交互作用。另一个现有的方案例如在小汽车中安装射频(RF)标签， 如果汽车被盗它能传送该汽车的位置。同样，该技术是昂贵的并且要 求大量的发射机电源，例如汽车电池。另外，需要特殊的接收器和软 件用来探测信号。另一个现有的方案使用蜂窝技术定位蜂窝装置的控 制信号扫描。然而，这种技术要求高电源，用作连续多小区控制信号 扫描及其相应传输。所有上述技术具有高花费、不切实际或者难于使 用的特点。另一个现有的方案尝试提供一种相对较低成本的解决方案。 一种 这样的方案提供监护人和孩子之间在蜂窝网络上可操作的类似通信装 置。然而，这种装置要求复杂的寻址和定时调度以避免干扰类似的本 地装置。另一个方案在孩子身上提供一个发射机信标，它是将位置显
示给父母的简单的定向接收器。然而，该定向接收器要求特殊的硬件 以及父母连续监控。这个简单的方法并不好于父母持续盯着孩子，父 母持续盯着孩子仍然是今天使用最普遍的一种方法。另一种方案提供 一种定制系统，它提供手镯收发器给孩子以及监控收发器给父母，其 中父母能发出信号到手镯让孩子知道回到父母身边。然而，这个系统 不是独立的，并且要求在父母一方的明确动作来提供系统激活信号。因此，需要一种改进的方法和系统，它允许安全地将位置信息无 线传送到安全共享的无线域内的已注册的监控装置以便寻求服务。它 也方便提供一种方法给一个或多个监控装置以通知这些装置对服务请 求作出反应，确保在这个域中的每个人知道他们在提供服务中的职责。
被认为是新颖的本发明的特征在所附的权利要求中提出。本发明， 和其进一步的目的和优点一起，可以通过参考以下的描述和结合附图 得到最好的理解，在这些附图中相同的附图标记表示相同的元件，其 中图l显示了根据本发明的定位信号系统的简易示意图；并且 图2显示了根据本发明的定位信号方法的流程图。
具体实施方式
本发明提供一种改进的方法和系统，它允许安全地将位置信息无 线传送到安全共享的无线域内的已注册的监控装置以便为孩子请求服 务，例如接送。本发明还提供一种方法给一个或多个监控装置以通知 这些装置对服务请求作出反应，确保在这个域中的每个人知道他们在 提供服务中的职责。本发明可以有利地用于现有的无线电通信网络中。通过提供例如 可以被儿童穿戴的专用专业收发器装置，该收发器装置可以与例如父 母的便携电话的标准无线电通信装置通信，本发明可以以非常简洁且 成本有效的方式实现。建立安全的领域以便提供涉及重要的安全保障 的通信和位置信息，但是不允许一般目的的通信。通常地，父母给孩子提供无线通信装置的主要原因是为了安全的 因素。父母希望孩子无论何时需要他们或者无论何时他们需要帮助时 能呼叫他们。对孩子来说，通常不认为安全是具有无线通信装置的主 要原因。这将引出怎样提供无线通信装置的安全性给孩子的问题，并 且也避免或者控制该装置不希望的使用。许多的父母更喜欢出于安全 因素能提供有限的功能的装置，但是不允许其他类型的使用，其他类 型的使用从父母的观点是很少希望的。这里处理的主要问题是怎样提供孩子一个非常简单的装置，当被 询问时，该装置提供孩子当前的位置，并且还允许孩子请求例如"接 车"的服务。该请求被自动地送到父母(和"家庭域"中的其它有效 成员)，并且整个系统被组织起来以保证只有单个(以及一般地为最 近的)回应者允许去响应。整个系统必须在安全方式下工作以便它不 能被"戏弄"或者轻易地被破坏。在典型地情景下，儿童穿戴一个小垂饰或者手镯，它具有定位能 力，例如GPS系统。这个装置以安全的方式伴随父母拥有的无线装置。 父母中的每一人都能发送无线信息到该装置，该装置以GPS坐标的形 式返回其当前的位置，它将在父母的无线装置上显示为地图、地址、 或者导航信息。另外，此装置具有专门激活按钮或者开关。当被按下 后，按钮将发送用于孩子的预定义服务请求，例如接车(例如从游乐 聚会、足球训练、学校活动等等)。这个请求将被安全域内的所有工 作的无线装置接收，并且被标记时间而且包括当前位置信息。父母中的每一个能确认这个请求。如果这个请求被一个装置确认， 则所有其他的装置将自动地被发送提示，指示这个请求已经被服务了。 如果接收到多个确认，则最近的一个将被确认为确认者，然后所有其
他的装置将再次被发送一个提示指示请求已经被服务。确认装置使用 基于装置或者网络的导航应用计算到孩子的装置位置的路线。最后， 当父母到达该位置(或者足够接近)，孩子的装置将被发送一个简单 信号，说明接车已经到达(这能是一个例如视觉、听觉、或者触觉上 的提醒)。本发明的详细实施例将允许或多或少的复杂的优先级安排，包括 例如没有直接解决多个回答者的问题。同时包含的实施例不只是一个 按钮/消息，该装置将具有几个固定和预编程的消息，硬件编码特殊按 钮或者其他激发方法。另外，在各种位置中，包括在这个简单的装置 中，在无线网络中，在域管理器中，或者通过附加的更复杂的父母装 置之间的通信，能处理包括多种反应结果的本系统的各种方面。具体 实施例可以忽略时间戳信息。参考图1，本发明提供一种系统，该系统包括低成本专用无线射 频通信装置10以及关联基础设施和无线通信服务及应用软件，以便允许特殊的消息和位置信息从装置io被送到在安全域中注册的其他装置 12, 14，以查询简单装置IO的持有者的位置并允许持有者传送表示动 作或服务的请求的信号28 (通常为孩子传送给父母的接车的请求)， 且使响应者12能导航到孩子的位置装置10。有各种方式实施这种系统，但是所有的这些系统将具有相同的基 本部件。首先，可以提供低成本的无线射频通信装置10，例如可以给 孩子穿戴的手镯。装置10包括定位能力，用来计算其在通用的坐标系 统中的位置。定位能力可以使用地球同步卫星，例如所示的GPS系统 24，或者能利用本领域公知的其他的定位技术，例如通过陆基蜂窝网 络三角法或者到达时间技术。这些定位技术的组合也是可以使用的。通信装置10还包括简单的用户界面20，该用户界面包括一个或 几个特殊控制，例如开关或按钮。用户界面20具有发送和接收一组专用通信的能力。在这个最简单的实施例中，控制可以提供在用户界面 上，当例如由装置的持有者(例如孩子)激活时，将传送预先存储的 请求特定的服务或动作的消息28，例如请求被父母或者监护人接送。 由装置10的定位能力确定的装置位置也将被传送。预存储的消息被嵌 入到专用装置10的固件或者被编程到其中。按照它最基本的形式，装置io被限制成只能请求传送，提供它的位置，以及接收确认。优选地， 其他的控制能提供在用户界面20上用做其他特定的服务，这种服务具 有相关联的预存消息。另外， 一个紧急控制或者按钮能提供用来E911 服务。用户界面20还可操作用来接收通信，它能以音频、视频、或者 触觉形式呈现至持有者，如下面详细描述的一样。至少提供一个监控通信装置12， 14。优选地，监控装置充分地起 通信装置的作用，例如蜂窝无线射频电话。典型地，监控装置为孩子 父母或者监护人现有的移动电话。然而，应该注意到任何其他的通信 设备，例如PDA，电脑，寻呼机等能同样地使用在本发明中。监控装 置12， 14可操作以接收具有服务请求(例如接送)的位置，该请求通 过孩子的装置发射。监控装置12， 14还可操作以确认被孩子的装置10 接收的请求。为了提供安全的通信环境给孩子， 一个安全的加密消息系统将只 允许注册为装置组(例如"家庭域")的一部分的装置和"孩子装置" 在特别安全的域中通信，其中通信的安全形式仅仅可能用在该域内的 装置。因此，域管理器16可用于控制通信。域管理器16可以合并为 如图所示的一个或者多个父母的(监控)装置12， 14上的硬件和应用， 或者能由例如网络运营商作为服务远程提供。域管理器将是中心控制 点，用来在安全域中注册所有的装置10， 12， 14。域管理器还对装置 之间通信的业务流负责。通信是加密的以便它们只能被孩子的装置10 或者域内另一个监控装置14读取和理解。理想地，该域中引入装置应 该需要一些形式的接近或直接物理接触，或者一些安全共享的密钥服 务器通信形式，以便保证那些不希望的装置不能加入这个域。因此， 公共/私人密钥加密系统可以被使用，其中公共密钥可以嵌入到每一个装置10， 12， 14，或者密钥能在父母装置12， 14和孩子装置10之间 编程。为了最大的安全性，具有硬件独立密钥的加密系统是优选的， 这点在本领域是公知的。另外，必须注意到本系统能通过多个冗余域 控制器(例如父母之一或二者的便携式电话)来实现。在实际中，安全域管理器可操作地从无线电通信装置IO接收位置 和传送请求指令28，传递位置和传送请求指令到用户界面18上的至少 一个监控通信装置12，从用户界面18上的监控通信装置12中的一个 获得确认，并且向其他监控通信装置14和无线电通信装置10通知该 确认26。无线电通信装置10的用户界面20然后可操作地通知装置的 持有者确认已经被接收，表明确认该服务请求(例如接送)的一个监 控装置(12或者14)。另外，相关信息被压縮在请求的确认26中， 例如基于从监控装置12的用户输入的估计到达时间，可能通过来自导 航应用的信息进行补充。最简单的给孩子装置10的安全加密消息方案允许它仅仅用两个 方法中的一个进行通信a)装置10能通过用发送回发起装置的消息进行回答，来对从它的注册安全域内的装置12， 14接收的信息作出反应。 这个反应消息至少包含孩子装置的定位坐标，并且b)装置10能广播 消息到所有在注册安全域内的装置12， 14。消息至少包含孩子装置IO 的定位坐标。域管理器16可以增加状态标签，指示是否有任何其他监 控装置12， 14提供任何确认。域管理器16可以使用一种仲裁方案，它将确保当从孩子装置10 接收到广播时，它将仅被家庭域内的一个装置12， 14确认和接收，并 且所有其他的装置将接收广播26消息，指示请求已经被确认。优选地， 最优算法可用来加强仲裁方案，以确保当多个家庭域装置12， 14对服 务请求作出反应时，该请求被家庭域内位置最近的装置确认和接收， 而所有其他的装置收到请求已被确认的广播消息26。
确认之后，可以向确认监控装置(如所示例中12)提供到达孩子装置10的给定位置的导航信息。导航信息可以通过域管理器16或者 通过装置12直接地提供。家庭域装置的应用软件能合并在控制器22 中，它能在界面18上的地图上显示孩子装置的位置并且计算从家庭装 置的当前位置到孩子装置的路线。该应用软件能可选地依次提供导航 和路线指示用作计算的路线。该应用软件可以基于装置，基于网络的 或者两者的结合。典型地，这种导航信息可以由本领域公知的系统提 供，这种系统使用通过来自GPS系统24等的各个信号32， 30获得的 路线的起点和终点。在父母通过确定的路线到达给定的位置时，安全 域管理器16周期性询问孩子装置10关于它的位置并记录该位置。导 航信息因此能被更新。优选地，当使用装置IO， 12的定位能力，由域 管理器16确定监控装置12临近(例如小于10米)孩子装置10时， 信号可以提供在监控装置12的用户界面18上，指示同样的内容。这 个信号可以为视频、触觉或者听觉信号中的一个或者多个。在上述例子中，通信网络26， 28可以在兼容蜂窝电话协议的寻呼 信道上执行，以便成本有效。例如，如本领域所公知的，这样的消息 收发可以在GSM (全球移动通信系统)内的短消息服务(SMS)信道 中实现。在实际中，所有的网络通信在兼容的蜂窝无线电话系统上执 行。可以想象，如果孩子装置IO丢失或者不能作出反应了，这个装置 最后所知的位置被传送到监控装置12， 14。如图2所示，本发明还提供一种方法用来提供服务的定位信号。 这个方法包括第一步100，提供具有定位能力的无线电通信装置以及至 少一个监控通信装置。定位能力可以为本领域内公知的任一个技术， 例如使用GPS坐标。为了安全起见，通信装置和监控装置如前所述地 注册102在安全域中以利用加密信息，以便这种方法只能在无线电通 信装置和至少一个监控装置之间执行。优选地，通信装置被限制103 为只能请求接送，提供它的位置，以及接收确认。接下来的步骤包括从无线电通信装置向监控装置发送106位置和 服务请求指令。该步骤包括传送用于所请求的服务的预先记录的消息。 这个预存的消息能嵌入到通信装置的固件或者编程到其中。接下来的步骤包括接收108位置和服务请求指令。该请求能直接 通过监控通信装置接收，或者通过中间域管理器接收并且递送110到 监控通信装置，如前所述。接下来步骤包括从监控通信装置中的一个向其他监控通信装置以及无线电通信装置发送114确认，其中通信装置的持有者将被通知120 该确认，表明确认了该服务请求的一个监控装置。确认能直接被确认监控装置发送或者通过中间域管理器获得112， 中间域管理器向其他监控装置和无线电通信装置进行通报114。为了方便传送，导航信息能提供118到确认监控装置以提供到通 信装置的路线。优选地，当监控装置行进到通信装置时，监控装置能 向无线电通信装置查询116它的位置，并且按照需要更新行进路线。 将要到达时，当监控装置非常靠近通信装置时，可以向监控装置提供 信号，指示这一情况。本发明不同的实施例可以使用不同类型的无线通信方法，不同的 发送和接收信息的方法，不同的消息格式等。另外，本发明能结合许 多不同的面向家庭的无线服务计划使用。孩子装置(多个)能免费提 供，作为孩子装置"监控"的月服务计划的一部分，包括专用应用软 件，它能下载到支持无线服务计划的手持装置中。可替换地，简单的 装置本身能与应用软件捆绑出售，这个应用软件能上传到手持装置， 保证能对孩子装置的监控/通信。另外，尽管此处针对父母和孩子的用 途情形进行说明，仍然存在许多类似的潜在使用情形，在照顾老年人 的应用领域，以及某种特殊的商业服务类型(例如，清洁服务，它在 某位置放下员工并且当他们准备好被接时能得到通知)。尽管上述描述和附图已经描述和说明了本发明，但必须理解到这 个描述仅仅作为示例，并且本领域其他技术人员可以进行众多改变和 修正，而不脱离本发明的宽广范围。尽管本发明特别地使用在便携式 手机中，但是本发明还能应用到任何通信装置，包括寻呼机、电子记 事簿以及电脑。本发明应当仅由所附的权利要求限制。
权利要求
1.一种为服务提供定位信号的系统，包括无线电通信装置，它具有定位能力，所述无线电通信装置具有带有控制的用户界面，为所述无线电通信装置的持有者传送服务请求；以及至少一个监控通信装置，该监控装置用于利用来自所述无线电通信装置的服务请求而接收位置，并且发送确认到其他监控通信装置和无线电通信装置。
2. 如权利要求l所述的系统，其中所述无线电通信装置和所述至 少一个监控装置在安全域中注册，使得系统通信只能在所述无线电通 信装置和所述至少一个监控装置之间进行。
3. 如权利要求l所述的系统，其中所请求的服务是运送所述无线 电通信装置的持有者。
4. 如权利要求l所述的系统，其中当所述无线电通信装置的用户 界面的控制被激活时，用于所请求的服务的预先记录的通信被传送到 所述至少一个监控装置。
5. 如权利要求l所述的系统，其中所述至少一个监控装置用于向 所述无线电通信装置査询它的位置。
6. 如权利要求l所述的系统，其中，向所述一个监控通信装置提 供到达所述无线电通信装置的位置的导航信息。
7. 如权利要求l所述的系统，其中所述无线电通信装置的操作被限制为仅能请求服务、提供它的位置以及接收确认。
8. 如权利要求l所述的系统，其中所述无线电通信装置的用户界 面用于通知所述装置的持有者确认已经被接收，表明确认了所述服务 请求的所述一个监控装置。
9. 一种提供用于运送的定位信号的系统，包括无线电通信装置，它具有定位能力，所述无线电通信装置具有带 有控制的用户界面，以传送预先记录的通信，请求运送所述无线电通 信装置的持有者；至少一个监控通信装置，所述监控通信装置用于利用运送请求而 接收位置并且确认该运送请求；以及安全域管理器，其中所述无线电通信装置和所述至少一个监控装 置在具有所述安全域管理器的安全域中注册，所述安全领域管理器用 于从所述无线电通信装置接收位置和运送请求指令，传递所述位置 和所述运送请求指令给所述至少一个监控通信装置，从所述监控通信 装置中的一个获取确认，并且向其他的监控通信装置和所述无线电通 信装置通报该确认。
10. 如权利要求9所述的系统，其中所述安全域管理器用于周期 性地向所述无线电通信装置查询它的位置，以追踪所述无线电通信装 置。
11. 如权利要求IO所述的系统，其中，根据最后的位置查询，向 所述一个监控通信装置提供到达所述无线电通信装置的当前位置的导 航信息。
12. 如权利要求9所述的系统，其中所述无线通信装置的操作被 限制为只能请求运送、提供它的位置以及接收确认。
13. 如权利要求9所述的系统，其中所述无线电通信装置的用户 界面用于通知所述装置的持有者确认已经被接收，表明确认了所述运送请求的所述一个监控装置。
14. 一种为服务提供定位信号的方法，该方法包括以下步骤 提供具有定位能力的无线电通信装置以及至少一个监控通信装从所述无线电通信装置传送位置和服务请求指令； 由所述至少一个监控通信装置接收所述位置和服务请求指令；以及从所述监控通信装置之一向其他的监控通信装置和所述无线电通 信装置发送确认。
15. 如权利要求14所述的方法，进一步包括步骤在安全域中注 册所述无线电通信装置和所述至少一个监控装置，使得所述方法只能 在所述无线电通信装置和所述至少一个监控装置之间进行操作。
16. 如权利要求14所述的方法，其中所述传送步骤包括传送用于 所请求的服务的预先记录的通信。
17. 如权利要求14所述的方法，进一步包括步骤向所述无线电 通信装置查询它的位置。
18. 如权利要求14所述的方法，进一步包括步骤提供到达所述 无线电通信装置的位置的导航信息。
19. 如权利要求14所述的方法，进一步包括步骤限制所述无线 电通信装置的操作为只能请求服务、提供它的位置以及接收确认。
20. 如权利要求14所述的方法，进一步包括步骤通知所述装置 的持有者确认已经被接收，表明确认了所述服务请求的所述一个监控 装置。
全文摘要
一种系统和方法，用来为服务提供定位信号，例如从孩子发给他或她父母的从学校接回家的接送请求。专门的通信装置具有定位能力和向持有者请求服务的控制。至少一个监控通信装置，例如父母一人一个，可操作用于利用服务请求接收位置以及确认该服务请求。安全域管理器，能用来接收位置和请求服务指令，传送该位置和服务请求指令到监控装置(多个)，从一个监控装置获得确认，并且发送该确认到其他的监控装置以及通信装置的持有者。通信只允许在持有者的装置和监控装置之间进行。通信装置的位置可以被跟踪，同时可以向其提供导航。
文档编号G08B23/00GK101156188SQ200680006808
公开日2008年4月2日 申请日期2006年2月10日 优先权日2005年3月3日
发明者史蒂文·J·诺兰 申请人:摩托罗拉公司