用于在侵略環境中警告危險情況的報警系統的制作方法

用于在侵略環境中警告危險情況的報警系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于在侵略環境中警告危險情況的報警系統。用于在侵略環境中警告危險情況的報警系統包括至少一個射頻信標（3-9）和至少一個射頻標簽（11-17）。信標包括用于發射磁場波的裝置（3，5）。標簽包括用于接收信標輻射的磁場波的裝置（13，15）。標簽包括用于發射很高頻率波的裝置（17），其由用于接收信標輻射的磁場波的裝置（13，15）激活，標簽信標包括用于接收標簽發射的很高頻率波的裝置（7，9），所述用于接收很高頻率波的裝置（7，9）激活警告危險情況的報警設備。
【專利說明】用于在侵略環境中警告危險情況的報警系統
[0001]本發明涉及一種在侵略環境中警告危險情況的報警系統。危險情況包括行人和車輛之間的碰撞風險。尤其在無線電波的傳輸中，當引入干擾而阻礙報警系統的正確運行時，環境被視為侵略的。
[0002]在現有技術中，已知車輛被專門設計成在車間或倉庫的步行人群中(通常是在倉庫或車間中工作的專業人員)行駛。車輛和行人之間的碰撞可以具有嚴重后果。現在，因為這樣的場所的擁擠，因此倉庫或車間的過道中的移動車輛在接近行人時可能沒有任何能見度，并且隨著車輛的速度、區域的狹小以及致使車輛和行人彼此不可見的隱蔽角落和縫隙，碰撞的風險增加。
[0003]為了降低碰撞的風險，已知給行人提供射頻標簽以及給車輛提供信標，使得能夠遠程輪詢行人的標簽。然后，標簽和信標形成射頻類型的用于阻止碰撞的系統。現有技術中的這樣實施方式的例子可以在以下文獻中找到:W02006/128991、ΕΡ-Α-0, 933，747、W02007/149169、US2006/054691、US-A-4, 870，700、US2008/030335 (Al)、US2009/009322(Al)、EP-A-1, 445，749、US2008/272914(Al)。
[0004]該現有技術引起至少一個第一問題，即標簽是消耗能量的便攜式電子物體。該現有技術引起的第二問題是，當該能量由蓄電池或電池產生時，存在該能量被耗盡的風險。該情況進一步加重了碰撞的風險，因為風險的兩個主角，即行人和車輛，可能認為他們受防碰撞系統相對保護，然而他們不再受保護。
[0005]已知在射頻類型的用于阻止碰撞的該系統中，例如通過僅在危險情況期間打開這些標簽來減少這些標簽的消耗。因此，已經提出通過利用行人跨步激活的開關來檢測步行狀態，并且通過隨后打開標簽，僅在行人移動時啟動標簽。但是，電池耗盡的風險僅僅是被降低了。
[0006]射頻類型的用于阻止碰撞的系統的另一問題在于工業或類似的倉庫和車間。事實上，這些部分地覆蓋或完全地有屋頂的場所通常被金屬結構占據，金屬結構極大地阻止射頻類型的用于阻止碰撞的系統的信標-標簽對使用的射頻波的傳播用于存在的檢測。特別地，在車輛在車間或倉庫中移動時或期間，包括其中通過信標對標簽的檢測是正確的區域的檢測區域可能以不恒定的方式被限制和變形。
[0007]本發明提供了對現有技術的這些缺陷的補救方法。事實上，本發明涉及在侵略環境中警告危險情況的報警系統，其包括由兩個攜帶者攜帶的阻止彼此危險的至少一個信標和至少一個標簽。根據本發明，信標包括發射磁檢測波的裝置，而標簽包括接收信標輻射的磁檢測波的裝置。
[0008]有利的是，通過使用磁波，而非如眾多數據通信技術中的電磁波，執行報警系統的初始化。特別地，通過工作距離基本上對應于周圍介質中的磁波波長的近場輻射，報警系統在其初始化的整個時段工作。
[0009]根據另一特征，發射磁檢測波的裝置在25和150KHZ之間，并且優選地在50KHz和125KHz之間的低頻工作，并且其包括自動振蕩器，其尺寸被限定為產生安全操作區，安全操作區包括與侵略環境的干擾相匹配的任何發射圖樣。[0010]根據另一特征，發射磁檢測波的裝置包括消息生成器，該消息包括信標的標識符，從而發射裝置產生通過包括信標的標識符的所述消息而編碼的磁波。
[0011]根據另一特征，發射磁檢測波的裝置包括磁天線，該磁天線包括至少一個導電匝，該導電匝被配置成產生所述信標周圍的確定的磁檢測區域。
[0012]根據另一特征，標簽還包括報警裝置，該報警裝置由接收信標輻射的磁檢測波的裝置激活，并且分離地或組合地包括一個到三個效應器:
[0013]-聲音效應器，諸如微型揚聲器；
[0014]-視覺效應器，諸如發光二極管；以及
[0015]-動覺效應器,諸如與標簽的殼體的外壁聲學稱合的振動器。
[0016]根據另一特征，標簽包括發射超高頻波自動應答的裝置，其由接收信標輻射的磁檢測波的裝置激活，并且信標包括接收標簽發射的超高頻波自動應答的裝置，所述接收超高頻波應答的裝置激活危險情況的報警設備。
[0017]根據另一特征，標簽包括電源，該電源連接到受電源的喚醒電路控制的標簽的電路，電源借助于接收低頻磁檢測波的裝置來激活。
[0018]根據另一特征，接收信標輻射的磁檢測波的裝置包括一個到三個平面天線，所述天線的法線方向被設置在三面體的方向上，從而標簽的取向在信標輻射的磁檢測波的場中是無關緊要的。
[0019]根據另一特征，發射信標的磁檢測波的裝置包括根據預定協議和消息的消息幀生成器，該消息包括至少一個信標的標識符。
[0020]根據另一特征，幀生成器產生幀，該幀跟隨有靜默時間，以便將信道留給其他的發射磁檢測波的裝置，并且接收設置在信標周圍的確定的磁檢測區域中的至少一個標簽的自動應答的響應。
[0021]根據另一特征，信標還包括:
[0022]-在UHF信道上發射UHF信道捕獲請求的裝置；
[0023]-將UHF信道置于監聽模式的裝置；
[0024]-檢測UHF信道捕獲請求的裝置，其包括用于檢測通信協議的時段T的開始的電路；
[0025]-用于確定另一信標#y的UHF信道捕獲請求是否在捕獲時段外被接收的電路，該電路的輸出被連接到對信標#X和可能出現在信標區域中的標簽#1到#n之間的通信進行初始化的控制電路。
[0026]根據另一特征，至少一個信標包括標簽的所有或部分資源。
[0027]根據另一特征，至少一個標簽包括信標的所有或部分資源。
[0028]根據另一特征，該系統包括設置在確定場所的至少一個信標，以便生成禁止信標周圍的確定的磁檢測區域定界的禁止區域，禁止信標被賦予系統的信標和/或標簽的確定的和已知的標識符，從而接收出自禁止信標的磁檢測波并且識別禁止信標的標識符的至少一個標簽包括用于產生至少一個以下命令的裝置:
[0029]-斷開接收器標簽的報警裝置、從而它們保持不工作的命令；
[0030]-斷開標簽的UHF調制器、從而信標不再接收設置在禁止信標生成的禁止區域中的標簽的自動應答的命令。[0031]根據另一特征，每個信標被安裝在至少一個移動物體上，以便當移動物體進入安裝在移動物體上的每個信標周圍的確定的磁檢測區域的公共區域時，檢測碰撞情況，每個信標包括接收安裝在車輛上的另一信標發射的磁檢測波的至少一個裝置，以及生成作為超高頻(UHF)波的自動應答的裝置。
[0032]根據另一特征，至少一個信標包括用于接收磁檢測波的一組若干平面天線，所述天線被設置成使得他們的法線方向均勻分布在安裝有信標的移動物體的平移平面中。
[0033]根據另一特征，信標被安裝在攜帶者上，攜帶者尤其包括:
[0034]-用于倉庫、商店、車間的運輸和/或后勤車輛；
[0035]-用于農業工作、公共工作、土木工程和/或礦業的車輛；
[0036]-機場區域或海港或河港設施中部署的車輛；
[0037]-水道、河流、海港區域中操縱的船。
[0038]根據另一特征，信標被設置在諸如參考點的固定點，以便形成信標生成的低頻(LF)磁檢測波的活動區域覆蓋的特征區域，諸如X射線照相術裝置和配備標簽的人員，以便同時警告進入信標覆蓋區域的人員和為危險情況的工業射線照相術裝置服務的人員。
[0039]根據另一特征，至少一個標簽被諸如機器人或輸送線上的包裝調色板(packagingpalettes)的攜帶者攜帶。
[0040]借助于描述和附圖，本發明的其他特征和優點將被更好地理解，在附圖中:
[0041]-圖1表示本發明的基本系統的使用圖；
[0042]-圖2a和2b分別表示根據本發明的編碼磁場生成器的框圖以及根據本發明的信標中使用的該生成器的框圖的【具體實施方式】；
[0043]-圖3表示根據本發明的標簽的實施方式的框圖；
[0044]-圖4表示根據本發明的安裝在車輛或運輸車上的信標的實施方式的框圖；
[0045]-圖5表示解釋了本發明的原理的操作的圖；
[0046]-圖6表不磁波的傳輸協議的圖；
[0047]-圖7表示防碰撞的禁止區域的實施方式；
[0048]-圖8表示至少兩個車輛之間防碰撞的應用的情況圖；以及
[0049]-圖9表示用于根據本發明的報警系統的信標和多個標簽之間的對話的時間圖。
[0050]圖1中已經表示了用于本發明的實施方式中的在侵略環境中警告危險情況的報警系統的使用圖。運輸車輛I在車間中沿圖中的粗豎直箭頭移動，車間包括結構19和21，諸如鋼筋混凝土墻、由鋼或其他元素制成的梁，它們同時阻止車輛I的駕駛員看見攜帶標簽11的行人的接近，標簽干擾已知的射頻系統。攜帶標簽11的行人沿圖中的粗水平箭頭移動，從而在結構19和21之間的車間中形成的過道中存在同時出現車輛和行人的風險。對于行人存在碰撞風險和致命危險。
[0051]根據本發明，彼此呈現危險的攜帶者是:攜帶電動信標3-9的車輛I以及攜帶標簽11的至少一個行人。信標包括耦接到磁能發射設備9的磁檢測波發射器7。優選地，磁能發射設備9由自感應天線實施，自感應天線包括磁檢測波發射器7遞送的電流橫越的導電框。
[0052]在本發明的一個實施方式中，磁能發射設備9工作在低頻LF頻帶。
[0053]然后，低頻LF磁檢測波沿折線箭頭(I)朝向經過位于結構19和21之間的過道的行人攜帶的標簽11輻射。標簽包括連接到低頻LF磁檢測波接收器15的低頻匹配天線13。
[0054]在【具體實施方式】中，本發明的報警系統完全通過僅向行人攜帶的標簽添加危險報警裝置到來實現，危險報警裝置可以通過標簽接收能量或通過電能積蓄器來被極化或供能。在適當情況下，進一步描述這些報警裝置和電源。
[0055]在另一更復雜的實施方式中，安裝在車輛I上的信標3-9的磁檢測波發射設備9輻射的能量足夠使LF檢測波接收器15的電路極化。一旦被激活，LF磁檢測波接收器15被連接到用于在UHF帶的超高頻處激活射頻發射器17的輸入，射頻發射器17耦接到發射UHF自動應答或檢測響應波的天線。UHF檢測響應波被朝向(折線箭頭(3))嵌入車輛I的車載信標3-9輻射。車載信標包括連接到UHF檢測響應波接收器5的UHF接收天線5。UHF檢測響應波接收器5耦接到警告危險情況的報警設備3，然后報警設備3至少用信號向車輛的駕駛員通知危險情況出現，即這里有與攜帶根據本發明的標簽的看不見的行人碰撞的風險。
[0056]根據本發明，用于發射磁檢測波的裝置或設備的天線和發射電路被配置成生成所述信標周圍的確定的磁檢測區域，在該區域中，通過磁檢測波的發射，即使在沒有標簽的電源的情況下，配備有接收磁檢測波的裝置的標簽可以被喚醒或激活。
[0057]在本發明的一個實施方式中，報警設備3包括人機接口，尤其用于安裝有信標的車輛的駕駛員。人機接口通過受計算機控制的具有顯示文本和/或圖像的至少一個屏幕的計算裝置來實施，根據至少一個標簽發射的自動應答檢測的危險情況，計算機被編程以激活具有至少一個文本和/或至少一個圖像的顯示屏幕。在適當情況下，人機接口還包括聲音資源，聲音資源包括用于廣播可聽見的報警消息的揚聲器。
[0058]在本發明的一個實施方式中，LF磁檢測波接收器15包括用于將出自車輛的車載信標的磁檢測波(I)進行解碼的電路。將LF磁檢測波進行解碼的電路直接被天線13輻射和接收的能量極化，從而當解碼成功時，用于將LF磁檢測波進行解碼的電路的輸出端子轉到有效電位，有效電位使得可以關閉開關電路，諸如電開關(未示出)，開關電路將標簽11的電路的剩余部分連接到電能源，例如插入到標簽11中的電池(未示出)。
[0059]在本發明的一個實施方式中，標簽攜帶的UHF帶射頻發射器17還包括存儲器寄存器，在標簽11的制作或生效期間，在存儲器寄存器中以已知方式記錄代碼，該代碼使得可以標記射頻環境中行人攜帶的標簽的UHF響應。標記的代碼用作UHF帶的射頻發射器17的調制消息，并且標記的代碼通過UHF波(3)朝向車載信標的UHF檢測響應波接收器5傳送。因此UHF檢測響應波接收器5可以借助解調電路(未示出)將標記的代碼進行解碼并且區分接收信號和寄生信號，以便僅當至少一個標簽11已經響應發射的LF檢測波時，通過UHF檢測響應波接收器5的適當的輸出端子來激活或不激活警告危險情況的報警設備3。
[0060]在本發明的一個實施方式中，標簽11本身被賦予報警裝置(未示出)，該報警裝置耦接到發射的LF檢測波的接收器的輸出端子。這些報警裝置分離地或組合地包括行人敏感的一個到三個效應器:
[0061]-聲音效應器，諸如微型揚聲器；
[0062]-視覺效應器，諸如發光二極管；以及
[0063]-動覺效應器,諸如與標簽11的殼體的外壁聲學稱合的振動器。
[0064]每個效應器通過其自身的開關電路連接到集成在標簽11中的電源，諸如電池或蓄電池，其控制端子連接到LF檢測波接收器15的輸出端子，從而在接收LF檢測波(I)時，效應器被激活，以便對標簽攜帶者11發出報警。在【具體實施方式】中，通過接收標簽的磁波的裝置接收的能量來直接極化標簽的危險報警裝置。
[0065]在本發明的一個實施方式中，嵌入運輸車輛I的車載信標3-9配備有用于警告危險情況的報警設備3，報警設備3主要包括聲音報警單元和發光報警單元，聲音報警單元包括揚聲器，發光報警單元包括至少一個發光二極管。借助于開關電路激活聲音和發光報警單元，開關電路的控制端子連接到UHF檢測響應波接收器5的輸出端子，從而至少一個行人的標簽的UHF響應(3)激活報警設備，至少用信號向車輛I的駕駛員通知危險情況出現，即這里有與諸如標簽11的標簽的攜帶者碰撞的風險。在其他實施方式中，嵌入運輸車輛的車載信標3-9的開關電路耦接到車輛的信號設備，諸如車輛的聲音報警單元和/或照明燈，從而車輛特有的該信號設備協作或用作危險情況報警設備。該解決方案是有利的，尤其在車輛的聲音報警單元足夠強到被標簽攜帶者11聽到的情況下，這樣該標簽可以不配備報警裝置。
[0066]圖2a中示出了嵌入圖1的車輛I的車載信標的一部分的【具體實施方式】。在本發明的該實施方式中，在信標的制作或初始化期間，當在車輛上安裝和/或啟動信標時，信標接收標識符，從而通過信標和/或安裝有信標的車輛的標識符特征來調制LF檢測波。在該實施方式中，信標包括通過信標的標識符編碼的磁場生成器。編碼的磁場生成器主要包括根據預定通信協議的幀生成器30，幀生成器發射的每個幀包括用作調制消息的標識符的重復。
[0067]出自幀生成器30的信號被置于自動振蕩器32的調制輸入36處,在用于檢測機動車輛和攜帶標簽的行人之間的碰撞情況的應用中，自動振蕩器32的載波被選擇在25和150KHz之間，優選地在50和125KHz之間的頻帶中。
[0068]尤其根據通過環境施加到發射天線的寄生阻抗，自動振蕩器呈現出表明由結構建立的移向最高頻率或最低頻率的其諧振頻率的性質。該寄生阻抗可以由傳播介質的濕度、溫度引起，尤其由諸如結構19和21 (見圖1)的周圍結構的磁化率引起，結構19和21圍繞連接到自動振蕩器的輸出端子的自感應天線34輻射的磁能的傳播區域。通過選擇元件以實施功率耗散與傳播區域的環境相匹配的自動振蕩器，對比現有技術中使用的調制器，低頻傳輸的侵略條件的任意存在僅引起很少的負面影響。
[0069]圖2b中示出了根據本發明的自動振蕩器的【具體實施方式】。調制輸入端子36將包括信標和/或車輛的標識符重復的消息幀傳送到作為負增益放大器安裝的運算放大器33的第一輸入，優選地該放大器的增益等于值“-1”。放大器33的輸出連接到一對互補MOS晶體管35的柵極，這對晶體管通過它們的公共端子對由自感應框37組成的磁天線進行充電，自感應框37的其他端子借助于電容器38連接到編碼的磁場生成器的地電位“V-”。尤其基于信標的設計期間的磁天線的阻抗和電容器38的電容，和/或通過將信標安裝在車輛期間進行的調節，來選擇自動振蕩器的諧振頻率。自動振蕩器最后包括天線37和調諧電容器38之間的公共點的放大器33的第二輸入端子上的反饋作用。互補MOS晶體管對在編碼的磁場生成器的正電源“V+”和地電位“V-”之間被極化。
[0070]圖3中示出了根據本發明的標簽的實施方式的框圖。至少一個磁天線40被設置在標簽內。在優選實施方式中，該天線由至少一個導體的平面匝或均具有相同法線方向的一堆平面匝組成。根據各種電設置，根據本發明的標簽的使用環境，這些匝可以是關聯的。在優選實施方式中，例如上面描述的三個磁天線被耦接在一起，并且它們的法線方向根據空間中的三面體分布，從而安裝有三個天線的標簽的取向變得無關緊要。
[0071]通過電組合器42實現天線的耦合，電組合器42的輸出連接到LF低頻帶上的帶通濾波器的輸入，與標簽相關聯的信標工作在該低頻帶。該LF帶位于25和150KHz之間，并且優選地位于50和125KHZ之間。帶通濾波器43的輸出被傳送到信標的編碼磁場生成器(見圖1和2)發射的LF低頻檢測波的解調器44的輸入。根據與標簽相關聯的信標的編碼磁場生成器，構造LF解調器44。
[0072]帶通濾波器43的輸出被傳送到比較器45，比較器45的另一輸入連接到參考電壓生成器，參考電壓生成器可以在標簽配置期間被編程，或以自適應方式被控制，以便根據標簽和/或信標發射低LF檢測波處存在的接收條件來調整標簽喚醒的靈敏度。在標簽的天線40拾取磁波的檢測期間，在盡可能早地達到足夠電壓水平的濾波器43的電路的點上，選擇用于標簽喚醒檢測的帶通濾波器43的輸出。當在帶通濾波器43的電路上選擇的電壓至少等于參考電壓生成器41生成的參考電壓時，比較器45的輸出電壓轉換，并且連接到標簽電源的喚醒電路54的激活輸入。
[0073]然后，帶通濾波器43的主輸出被傳送到解調器44，解調器44使得可以提取信標朝向信標發射區域中存在的標簽組傳送的消息位(message bits)。
[0074]在一個實施方式中，信標在低頻磁路上執行ASK類型的調制。相關地，因此標簽的解調器44是ASK型調制解調器。通過作為ASK調制的變型的OOK調制并且通過NRZ類型的調制已獲得好的結果。然后，根據環境選擇標簽的解調器作為OOK或NRZ調制器。在OOK調制的情況下，在25KHz至150KHz的LF發射帶中，根據其中建立低頻磁鏈路的介質的侵略性，500比特/秒到1000比特/秒的比特率已經被成功地傳送。
[0075]解調器44的輸出包括從LF磁檢測波中的信標傳送的消息接收的解碼數據，解調器44的輸出被傳送到生成器46的輸入，生成器46實現信標發射的LF低頻檢測波(圖1的
(I))進行的LF檢測的自動應答。基于解調器44解碼的消息來生成應答消息。此外，應注意，解碼數據集還構成激活信號，用于危險報警或標簽攜帶的警報裝置，從而標簽的攜帶者被警告信標和/或車輛的存在或其他信標的攜帶者。這些報警裝置直接由喚醒電路54喚醒或激活的標簽的內部電源供電。
[0076]自動檢測應答生成器46在其輸出端子上產生應答消息，該輸出端子連接到UHF調節帶中的超高頻調制器的輸入端子。如將進一步描述的，自動檢測應答生成器包括用于通過編碼磁場生成器與LF低頻帶中發射的幀的協議同步的裝置(圖3中未示出)，從而UHF調節帶中的應答響應被同步。
[0077]為此，自動應答檢測生成器46的同步請求至少被傳送到UHF接收器裝置，使得可以給出用于同步應答生成器46產生的UHF幀的命令。在本發明的實施方式中，在標簽預期關聯的信標的UHF發射器-接收器中實現UHF同步接收器裝置。UHF同步接收器裝置接收標簽的同步請求，并且作為響應，根據編碼磁場生成器(圖2)的編碼幀30的生成器進行的幀的生成，為請求的標簽建立UHF幀的同步命令。然后，該UHF幀的同步命令被傳送到請求的標簽，請求的標簽的UHF接收器(未示出)使得可以接收同步命令。
[0078]自動檢測應答消息生成器46連接到UHF調節帶中的超高頻調制器48的輸入端子，超高頻調制器48驅動標簽(圖1的11)的UHF天線50。基于現有電路實施UHF調制器48。
[0079]在本發明的一個實施方式中，標簽的寬帶低頻調制器44的輸出還連接到標簽的電路46、48的其余部分的電源52的喚醒電路54。在一個實施方式中，通過將標簽的電路46、48的電源端子連接到包括電池的電源52的開關電路來實施該電路54。在解調器44的輸出上的非活動時段之后，喚醒電路54切換回非活動狀態，并且電源52再次從其負載斷開。因此，實現了標簽水平處的耗電的顯著下降。
[0080]在圖3中，集成在標簽中的報警裝置未被示出。如上所述，這些報警裝置包括取自揚聲器、顯示器和振動器的一個到三個效應器。每個效應器在適當情況下借助于控制輸入連接到寬帶LF解調器44的輸出端子的開關電路被控制，和/或通過編程被控制，和/或在標簽的試運行期間的配置期間被連接。當開關電路關閉時，標簽的電源52 (蓄電池，電池)的電流通過受控制的報警裝置。在另一實施方式中，接收磁檢測波的能量被用于極化報警裝置的標簽直接接收。
[0081]圖4中示意性地示出了在根據本發明的實施方式中安裝在運輸車輛上的信標。
[0082]車輛的底盤60包括基本上豎直的壁，在該壁外部設置有由多匝框76制成的磁天線78，多匝框76被裝在絕緣套74中。磁天線78通過護套電纜71連接到盒62，盒62中安裝有適當的信標，諸如尤其在圖1和2a中描述的信標。電纜71通過密封通道鏈接到信標的盒62，該密封通道通過車輛的底盤60的基本上豎直的壁。電纜71連接到信標的編碼磁場生成器的自動振蕩器32 (圖2)。
[0083]此外，在該壁上安裝的擋風玻璃70的周圍，自感應天線78安裝在支架72、73上，支架72、73分布在固定到底盤60的基本上豎直的壁的底座上。諸如支架71的每個支架包括具有圓柱支撐72的自由端，圓柱支撐72繞過構成框的電纜74，該框形成天線。電纜74由諸如線股76的若干線股組成，每個線股形成自感應天線78的匝。根據與自動振蕩器(圖2的32)的輸出的電連接的大量示圖，匝可以被連接，以便在車輛的底盤60上安裝天線78期間形成天線78的輻射圖樣。
[0084]圖5示出了解釋本發明原理的操作的圖。
[0085]標繪為橫坐標的是無線電低頻的頻譜，標繪為縱坐標的是用dB表示的弱化增益(weakening gain)。圖案80表示編碼磁場生成器的自動振蕩器(圖2a和2b)的安全操作區。圖案82表示本發明的自動振蕩器的自由場輻射功率的圖案，并且圖案84表示諸如具有金屬結構的車間中的侵略環境中輻射的功率的圖案(19、21:圖1)。
[0086]如包括在自動振蕩器的安全操作區80中的圖案84所示，通過實現自動振蕩器(32，圖2a ;36-39，圖2b)的元件的適當尺寸，可以獲得安全操作的寬帶25KHz至150KHz，從而由侵略環境引起的干擾的存在不為信標的毀壞或劣化負責。
[0087]圖6中示出了用于生成編碼幀生成器(30，圖2a)中使用的磁波的協議的圖。在用于第一幀#1的區域91標記的時段P#1的一小部分期間，根據采用的協議確定放置編碼消息所需的時間。接下來，在時段91期間設想靜默時間，并且隨后可以發射幀#2。在時段P#1期間，可以生成#1到#N的N個幀，從而高達N個信標可以在同一個接收區域中競爭。
[0088]接下來，后面的時段P#2打開，如此等等。
[0089]在一個實施方式中，準備I秒的時段P#1以傳送若干其他幀#1到#3，允許其他信標在相同區域中的它們的匝中發射。
[0090]圖7中示出了實現特定區域中報警禁止的模式。當信標在其平移期間檢測過高數量的標簽時，報警變得相對不起作用，并且與仍然攜帶標簽的行人的碰撞的危險增加。
[0091]為了至少部分地彌補該缺陷，準備在確定位置設置至少一個專門的信標，其生成車載信標產生的報警的禁止區域。車載信標之外的情況也可以受益于禁止區域。
[0092]在圖7的實施方式中，設置報警禁止信標100，其生成借助圖1到2b和6教導的LF磁檢測波。當標簽99位于信標100生成的LF磁檢測波覆蓋的區域102中時，標簽99檢測禁止信標的標識符。每個標簽中安裝的存儲器寄存器加載有禁止信標的標識符的列表。在加載到調制LF磁檢測波的消息中的信標標識符的解碼期間，標簽包括將LF接收器接收的標識符與禁止信標的標識符的寄存器中記錄的列表進行比較的裝置。
[0093]響應所述比較，將解碼的標識符與禁止信標的列表進行比較的裝置可以產生至少一個以下命令:
[0094]-斷開接收器標簽的報警裝置、從而它們保持不工作的命令；
[0095]-斷開標簽的UHF調制器(48，圖3)、從而配備信標的車輛不再接收設置在禁止信標100生成的禁止區域102中的標簽99的自動應答的命令。
[0096]為此，每個標簽被賦予: [0097]-用于開關標簽的報警裝置的電路，所述電路連接到將解碼的標識符與禁止信標的列表進行比較的裝置；
[0098]-開關電路，使得可以將自動應答生成器(46，圖3)的輸入端子從LF寬帶解調器(44，圖3)的輸出端子斷開，所述電路連接到將解碼的標識符與禁止信標的列表進行比較的
>j-U ρ?α裝直。
[0099]在本發明的一個實施方式中，將解碼的標識符與禁止信標的列表進行比較的裝置連接到標簽的LF寬帶解調器(44，圖3)的輸出端子。
[0100]因此，返回圖7，當尤其借助圖1和2描述的配備有信標的車輛在禁止區域外部，例如在位置94中行進時，信標生成LF磁檢測波的覆蓋區域95。如果例如行人99攜帶的標簽位于區域95中，將用信號向信標通知位置94中的車輛。接下來，車輛繼續它的軌跡，進入禁止信標100生成的禁止區域102，即位置97，車輛的信標生成LF磁檢測波的覆蓋區域98。標簽99中的例如行人攜帶的并且設置在禁止區域102和覆蓋區域98的交叉處的標簽，將不可被信標檢測。
[0101]圖8中示出了應用于至少兩個車輛之間防碰撞的情況圖。
[0102]在兩個車輛124和126彼此接近行駛，但在彼此的視野之外的情況下，碰撞的風險是可能的，本發明的信標可以用信號通知該碰撞風險。在該情況下，每個信標還被賦予寬帶LF解調器，該寬帶LF解調器允許檢測另一車輛發射的編碼磁檢測波。寬帶LF解調器完全類似于借助圖3描述的標簽的解調器44，并且因而信標還包括類似圖3的標簽的鏈46-50的自動應答消息發射鏈。
[0103]使用這些裝置，車輛126的信標生成LF磁檢測波的覆蓋區域120，配備LF接收和標簽的自動應答的UHF發射的裝置的車輛124的信標位于覆蓋區域120中。車輛126的信標生成LF磁檢測波128，隨后車輛124的信標的磁天線(或天線)接收該LF磁檢測波128。
[0104]然后在車輛124的信標中，檢測波的LF解調器對車輛126的信標的標識符進行解碼，并且它的輸出端激活:
[0105]-類似于借助圖3描述的標簽中設置的報警裝置，從而車輛124的駕駛員被警告與車輛126的碰撞風險，車輛126的軌跡在其行進的障礙物122之間被障礙物122遮掩，以及
[0106]-類似于圖3中描述的標簽的自動應答UHF發射鏈。
[0107]然后車輛124的信標的自動應答UHF發射鏈發射自動應答消息130，然后車輛126的信標的UHF接收天線接收該自動應答消息130，安裝在車輛126的信標中的UHF接收鏈對該自動應答消息130進行解碼，該UHF接收鏈類似于借助圖1描述的信標的自動應答的UHF接收鏈，事實上，如同車輛124的信標是車輛126的信標輪詢并且喚醒的標簽。在響應中，車輛126的信標的報警設備被激活，并且車輛126的駕駛員同樣被警告碰撞風險。
[0108]應注意，如果車輛124和126的信標安裝有相同的通信裝置，則車輛124同樣發射去往車輛126磁檢測波,車輛126同樣將像標簽一樣響應。隨后應注意，對于每個車輛，防碰撞檢測并行地進行兩次，從而增強了本發明的危險情況報警系統的可靠性。
[0109]在圖8的應用中，用于檢測車輛之間碰撞風險的信標必須具有增強的LF磁檢測波的活動區域。然后，準備不同于針對如圖3中限定的標簽描述的版本的LF磁檢測波接收天線。事實上，在大部分時間如車輛124或126的車輛被設置在平面中，并且提供法線方向沿場所豎直指向的接收磁天線是沒用的。在優選實施方式中，準備設置三個天線，這些天線的法線方向基本上在車輛平移的平面中，并且天線之間成120°角。因此這避免了支持車輛的平移平面中的碰撞方向。
[0110]圖9示出了用于根據本發明的報警系統的至少一個信標和多個標簽之間對話的時間圖。
[0111]前四行指示標為“信標#X”的信標。第一行描述了前面尤其借助圖2a描述的UHF信道上的發射。第二行描述了借助圖6描述的根據協議重復的LF低頻磁檢測幀的發射。第三行描述了與第一行上的發射相同的UHF信道上的、關于第一行的磁檢測幀喚醒的至少一個標簽的自動應答波的接收。第四行指示與信標#x相關聯的警報狀態。
[0112]應理解，對于LF磁檢測波，若干信標可以共享共同的接收區域。從而，尤其在UHF信道上必須準備行捕獲機制，使得在這里定義的協議的至少一個幀期間，信標可以單獨地發射。這是關于信標#X的第一 UHF發射行的任務。如同本發明的報警系統的所有信標，信標#x永久地將它的UHF信道置于永久監聽模式(信標#x的第三行)。如果它接收另一信標生成的UHF發射，同時它自己的用于執行協議的時段T沒有結束，則信標推斷另一信標#y處于在發射中請求UHF信道的處理。它禁用它可能的LF磁檢測波的發射。并且它留在UHF監聽模式。
[0113]如果信標#x在識別它的用于與標簽和可能設置在同一接收區域中的其他信標(如果存在)對話的協議的時段T的開始的日期t=0時已經發射UHF信道捕獲請求消息，則它自己接收該消息，并且然后觸發輪詢(2)，輪詢指令通過信標#x的LF磁檢測波的發射，如果存在，其他信標#y至少在LF信道上保持靜默。
[0114]然后，如果η個標簽被設置在區域中，則標簽#1到#η的LF接收器接收(3) LF磁檢測波。
[0115]接下來的一組三行涉及在信標“信標#x”發射的磁檢測波的覆蓋區域中，位于相同時間的一組N個標簽的射頻活動。標為“標簽#1”到“標簽#n”的每個標簽在標為“LF接收”的圖9的行上接收(3)信標“信標#x”幾乎與其發射同時產生的相同的輪詢或檢測幀。如借助圖3描述的那樣，通過信標“信標的編碼磁場生成器發射的LF低頻檢測波的寬帶解調器(44，圖3)來接收幀。
[0116]接下來，“標簽#1”到“標簽#n”的每個標簽的自動應答UHF發射鏈被“響應#1”到“響應#n”激活，并且生成(4) “標簽#1”到“標簽#n”的每個標簽的UHF通信網絡上的應答消息，其以發射器或檢測器信標“信標#x”作為目標(5)。與UHF響應同時，標簽#1到
激活其報警裝置。
[0117]然后，生成LF磁檢測波的信標#x接收存在的η個標簽的響應，即響應#1到響應#η,并且信標#χ激活(6)如上文所述的其自身的報警裝置。
[0118]因此應注意，覆蓋區域中存在的標簽的檢測器信標接收任意數量的自動應答。單個自動應答的接收足以用信號通知將在信標上觸發的危險情況的報警。
[0119]因此，為了管理UHF信道捕獲，每個信標包括在UHF信道上發射UHF信道捕獲請求的裝置和將UHF信道置于監聽模式的裝置。用于檢測UHF信道捕獲請求的裝置包括用于檢測本發明的報警系統的通信協議的時段T的開始的電路和用于確定另一信標#y的UHF信道捕獲請求是否在捕獲時段外部被接收的電路。用于確定UHF信道捕獲請求是否在捕獲時段外部被接收的電路的輸出隨后連接到用于對信標#x和可能出現在信標區域中的標簽#1到#n之間的通信進行初始化的控制電路，從而如果另一 UHF信道捕獲請求已經被另一信標#y提出，則開始磁檢測波的發射的禁止時段，并且如果沒有其他UHF信道捕獲請求被另一信標#y提出，則通過LF磁檢測波的發射對通信進行初始化。
[0120]根據環境，上述信標的一些或所有的資源建立在標簽上。相反地，如已針對車輛之間防碰撞的信標描述的，至少一個標簽的一些或所有資源建立在信標上。
[0121]應注意，本發明的用于在侵略環境中警告危險情況的報警系統在任何兩個攜帶者之間防碰撞中找到應用。事實上，配備標簽和/或信標的報警裝置使得可以向至少一個攜帶者警告碰撞風險。但是，本發明也在防碰撞設備中找到應用，其中如在信標安裝在運輸車輛上的情況下描述的那樣，報警裝置可以耦接到車輛運動的致動器，諸如使得可以防止碰撞的制動器。
[0122]應注意，根據本發明的應用環境，已經描述的攜帶信標的運輸車輛可以被其他類型的車輛代替，其中包括:
[0123]-用于倉庫、商店、車間的運輸和/或后勤車輛；
[0124]-用于農業工作、公共工作、土木工程和/或礦業的車輛；
[0125]-機場區域或海港或河港設施中部署的車輛；
[0126]-水道、河流、海港區域中操縱的船。
[0127]應注意，如針對禁止信標(圖7)已描述的，信標可以被設置在諸如參考點的固定點，以便形成信標生成的LF磁檢測波的活動區域覆蓋的特征區域。在具體應用中，信標與X射線照相術裝置相關聯，使得可以監控工業容器中的焊接或金屬片。在該具體應用中，在經受X射線監控的容器中工作的人員沒有意識到照相術裝置生成的X射線的活動區域。通過給他們提供如尤其借助圖3描述的那樣構成的標簽，并且通過鏈接如尤其借助圖l、2a、2b和6描述的那樣構成的信標，可以同時警告進入信標覆蓋區域的人員和為危險情況的工業照相術裝置服務的人員。[0128]應注意，如尤其在圖1和7中描述的那樣，行人或人員可以攜帶標簽。在其他應用中，其他行動者可以攜帶標簽，諸如機器人或輸送線上的包裝調色板。
[0129]應注意，在磁檢測波和/或超高頻的自動應答和/或用于發射幀同步的發射中可以攜帶其他消息。在該情況下，接收這些消息的裝置或資源連接到利用這些消息的資源。
【權利要求】
1.一種用于在侵略環境中警告危險情況的報警系統，包括彼此呈現危險的兩個攜帶者攜帶的至少一個信標(3-9)和至少一個標簽(11-17)，其特征在于，信標包括發射磁檢測波的裝置(7，9)，并且標簽包括接收信標輻射的磁檢測波的裝置(13，15)。
2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述發射磁檢測波的裝置(7，9)工作在25和150KHz之間，優選地50KHz和125KHz之間的低頻，并且所述系統包括自動振蕩器(36-39)，所述自動振蕩器(36-39)的尺寸被限定為產生安全操作區(80)，所述安全操作區(80)包括與侵略環境的干擾相匹配的任何發射圖樣(84)。
3.如權利要求1或2中的任一項所述的系統，其特征在于，所述發射磁檢測波的裝置(7，9)包括消息生成器，所述消息包括信標的標識符，從而所述發射裝置(7，9)產生通過包括信標的標識符的所述消息而編碼的磁波。
4.如權利要求3所述的系統，其特征在于，所述發射磁檢測波的裝置(7，9)包括磁天線，所述磁天線包括至少一個導電匝，所述至少一個導電匝被配置成產生所述信標周圍的確定的磁檢測區域。
5.如上述權利要求中的任一項所述的系統，其特征在于，標簽還包括報警裝置，所述報警裝置通過所述接收信標輻射的磁檢測波的裝置(13，15)激活，所述報警裝置分離地或組合地包括一個到三個效應器: -聲音效應器，諸如微型揚聲器； -視覺效應器，諸如發光二極管；以及 -動覺效應器，諸如與標簽(11)的殼體的外壁聲學稱合的振動器。·
6.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述標簽包括發射超高頻UHF波自動應答的裝置(17)，其由所述接收信標輻射的磁檢測波的裝置(13，15)激活，并且信標包括接收標簽發射的超高頻UHF自動應答波的裝置(5，3)，所述接收超高頻UHF自動應答波的裝置激活危險情況報警設備。
7.如上述權利要求中的任一項所述的系統，其特征在于，標簽包括電源(52)，所述電源(52)連接到受所述電源的喚醒電路控制的標簽的電路(46，48)，由接收標簽的低頻磁檢測波的裝置激活。
8.如上述權利要求中的任一項所述的系統，其特征在于，所述接收信標輻射的磁檢測波的裝置(13，15)包括一個到三個平面天線，所述天線的法線方向設置在三面體的方向上，從而標簽的取向在信標輻射的磁檢測波的場中是無關緊要的。
9.如上述權利要求中的任一項所述的系統，其特征在于，所述發射信標的磁檢測波的裝置(7，9)包括根據預定協議和消息的消息幀生成器(30)，所述消息包括至少一個信標的標識符。
10.如權利要求9所述的系統，其特征在于，所述幀生成器產生幀(#1)，所述幀跟隨有靜默時間，以便將信道留給其他的發射磁檢測波的裝置(7，9)，并且接收設置在信標周圍的確定的磁檢測區域中的至少一個標簽的自動應答的響應。
11.如權利要求9或10中的任一項所述的系統，其特征在于，每個信標還包括: -在UHF信道上發射UHF信道捕獲請求的裝置； -將UHF信道置于監聽模式的裝置； -檢測UHF信道捕獲請求的裝置，其包括用于檢測通信協議的時段T的開始的電路；-用于確定另一信標#y的UHF信道捕獲請求是否在捕獲時段外被接收的電路，所述電路的輸出被連接到對信標#x和可能出現在信標區域中的標簽#1到#n之間的通信進行初始化的控制電路。
12.如上述權利要求中的任一項所述的系統，其特征在于，至少一個信標包括標簽的所有或部分資源。
13.如權利要求1到12中的任一項所述的系統，其特征在于，至少一個標簽包括信標的所有或部分資源。
14.如權利要求12或13中的任一項所述的系統，其特征在于，其包括設置在確定場所的至少一個信標，以便生成禁止信標周圍的確定的磁檢測區域定界的禁止區域，所述禁止信標被賦予所述系統的信標和/或標簽的確定的和已知的標識符，從而接收出自所述禁止信標的磁檢測波以及識別所述禁止信標的標識符的至少一個標簽包括用于產生至少一個以下命令的裝置: -斷開接收器標簽的報警裝置、從而它們保持不工作的命令； -斷開標簽的UHF調制器(48，圖3)、從而信標不再接收設置在禁止信標(100)生成的禁止區域(102)中的標簽(99)的自動應答的命令。
15.如權利要求12所述的系統，其特征在于，每個信標被安裝在至少一個移動物體上，以便當移動物體進入安裝在移動物體上的每個信標周圍的確定的磁檢測區域的公共區域時，檢測碰撞情況，每個信標包括接收安裝在車輛上的另一信標發射的磁檢測波的至少一個裝置，以及生成作為超高頻(UHF)波的自動應答的裝置。
16.如權利要求15所述的系統，其特征在于，至少一個信標包括用于接收磁檢測波的一組若干平面天線，所述天線被設置成使得它們的法線方向以確定方式分布在安裝有信標的移動物體的平移平面中。
17.如權利要求1到16中的任一項所述的系統，其特征在于，信標被安裝在攜帶者上，所述攜帶者尤其包括: -用于倉庫、商店、車間的運輸和/或后勤車輛； -用于農業工作、公共工作、土木工程和/或礦業的車輛； -機場區域或海港或河港設施中部署的車輛； -水道、河流、海港區域中操縱的船。
18.如權利要求1到16中的任一項所述的系統，其特征在于，信標被設置在諸如參考點的固定點，以便形成信標生成的低頻LF磁檢測波的活動區域覆蓋的特征區域，諸如X射線照相術裝置和配備標 簽的人員，以便同時警告進入信標覆蓋區域的人員和為危險情況的工業射線照相術裝置服務的人員。
19.如權利要求1到16中的任一項所述的系統，其特征在于，至少一個標簽被諸如機器人或輸送線上的包裝調色板的攜帶者攜帶。
【文檔編號】G08G1/16GK103718222SQ201280032067
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年6月26日 優先權日:2011年6月29日
【發明者】吉勒·瓦坎, 奧利維耶·格勒尼耶, 讓-米歇爾·巴爾, 德尼·杜布勒梅勒 申請人:普羅克斯皮公司