用于在侵略环境中警告危险情况的报警系统的制作方法

用于在侵略环境中警告危险情况的报警系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于在侵略环境中警告危险情况的报警系统。用于在侵略环境中警告危险情况的报警系统包括至少一个射频信标（3-9）和至少一个射频标签（11-17）。信标包括用于发射磁场波的装置（3，5）。标签包括用于接收信标辐射的磁场波的装置（13，15）。标签包括用于发射很高频率波的装置（17），其由用于接收信标辐射的磁场波的装置（13，15）激活，标签信标包括用于接收标签发射的很高频率波的装置（7，9），所述用于接收很高频率波的装置（7，9）激活警告危险情况的报警设备。
【专利说明】用于在侵略环境中警告危险情况的报警系统
[0001]本发明涉及一种在侵略环境中警告危险情况的报警系统。危险情况包括行人和车辆之间的碰撞风险。尤其在无线电波的传输中，当引入干扰而阻碍报警系统的正确运行时，环境被视为侵略的。
[0002]在现有技术中，已知车辆被专门设计成在车间或仓库的步行人群中(通常是在仓库或车间中工作的专业人员)行驶。车辆和行人之间的碰撞可以具有严重后果。现在，因为这样的场所的拥挤，因此仓库或车间的过道中的移动车辆在接近行人时可能没有任何能见度，并且随着车辆的速度、区域的狭小以及致使车辆和行人彼此不可见的隐蔽角落和缝隙，碰撞的风险增加。
[0003]为了降低碰撞的风险，已知给行人提供射频标签以及给车辆提供信标，使得能够远程轮询行人的标签。然后，标签和信标形成射频类型的用于阻止碰撞的系统。现有技术中的这样实施方式的例子可以在以下文献中找到: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]该现有技术引起至少一个第一问题，即标签是消耗能量的便携式电子物体。该现有技术引起的第二问题是，当该能量由蓄电池或电池产生时，存在该能量被耗尽的风险。该情况进一步加重了碰撞的风险，因为风险的两个主角，即行人和车辆，可能认为他们受防碰撞系统相对保护，然而他们不再受保护。
[0005]已知在射频类型的用于阻止碰撞的该系统中，例如通过仅在危险情况期间打开这些标签来减少这些标签的消耗。因此，已经提出通过利用行人跨步激活的开关来检测步行状态，并且通过随后打开标签，仅在行人移动时启动标签。但是，电池耗尽的风险仅仅是被降低了。
[0006]射频类型的用于阻止碰撞的系统的另一问题在于工业或类似的仓库和车间。事实上，这些部分地覆盖或完全地有屋顶的场所通常被金属结构占据，金属结构极大地阻止射频类型的用于阻止碰撞的系统的信标-标签对使用的射频波的传播用于存在的检测。特别地，在车辆在车间或仓库中移动时或期间，包括其中通过信标对标签的检测是正确的区域的检测区域可能以不恒定的方式被限制和变形。
[0007]本发明提供了对现有技术的这些缺陷的补救方法。事实上，本发明涉及在侵略环境中警告危险情况的报警系统，其包括由两个携带者携带的阻止彼此危险的至少一个信标和至少一个标签。根据本发明，信标包括发射磁检测波的装置，而标签包括接收信标辐射的磁检测波的装置。
[0008]有利的是，通过使用磁波，而非如众多数据通信技术中的电磁波，执行报警系统的初始化。特别地，通过工作距离基本上对应于周围介质中的磁波波长的近场辐射，报警系统在其初始化的整个时段工作。
[0009]根据另一特征，发射磁检测波的装置在25和150KHZ之间，并且优选地在50KHz和125KHz之间的低频工作，并且其包括自动振荡器，其尺寸被限定为产生安全操作区，安全操作区包括与侵略环境的干扰相匹配的任何发射图样。[0010]根据另一特征，发射磁检测波的装置包括消息生成器，该消息包括信标的标识符，从而发射装置产生通过包括信标的标识符的所述消息而编码的磁波。
[0011]根据另一特征，发射磁检测波的装置包括磁天线，该磁天线包括至少一个导电匝，该导电匝被配置成产生所述信标周围的确定的磁检测区域。
[0012]根据另一特征，标签还包括报警装置，该报警装置由接收信标辐射的磁检测波的装置激活，并且分离地或组合地包括一个到三个效应器:
[0013]-声音效应器，诸如微型扬声器；
[0014]-视觉效应器，诸如发光二极管；以及
[0015]-动觉效应器,诸如与标签的壳体的外壁声学稱合的振动器。
[0016]根据另一特征，标签包括发射超高频波自动应答的装置，其由接收信标辐射的磁检测波的装置激活，并且信标包括接收标签发射的超高频波自动应答的装置，所述接收超高频波应答的装置激活危险情况的报警设备。
[0017]根据另一特征，标签包括电源，该电源连接到受电源的唤醒电路控制的标签的电路，电源借助于接收低频磁检测波的装置来激活。
[0018]根据另一特征，接收信标辐射的磁检测波的装置包括一个到三个平面天线，所述天线的法线方向被设置在三面体的方向上，从而标签的取向在信标辐射的磁检测波的场中是无关紧要的。
[0019]根据另一特征，发射信标的磁检测波的装置包括根据预定协议和消息的消息帧生成器，该消息包括至少一个信标的标识符。
[0020]根据另一特征，帧生成器产生帧，该帧跟随有静默时间，以便将信道留给其他的发射磁检测波的装置，并且接收设置在信标周围的确定的磁检测区域中的至少一个标签的自动应答的响应。
[0021]根据另一特征，信标还包括:
[0022]-在UHF信道上发射UHF信道捕获请求的装置；
[0023]-将UHF信道置于监听模式的装置；
[0024]-检测UHF信道捕获请求的装置，其包括用于检测通信协议的时段T的开始的电路；
[0025]-用于确定另一信标#y的UHF信道捕获请求是否在捕获时段外被接收的电路，该电路的输出被连接到对信标#X和可能出现在信标区域中的标签#1到#n之间的通信进行初始化的控制电路。
[0026]根据另一特征，至少一个信标包括标签的所有或部分资源。
[0027]根据另一特征，至少一个标签包括信标的所有或部分资源。
[0028]根据另一特征，该系统包括设置在确定场所的至少一个信标，以便生成禁止信标周围的确定的磁检测区域定界的禁止区域，禁止信标被赋予系统的信标和/或标签的确定的和已知的标识符，从而接收出自禁止信标的磁检测波并且识别禁止信标的标识符的至少一个标签包括用于产生至少一个以下命令的装置:
[0029]-断开接收器标签的报警装置、从而它们保持不工作的命令；
[0030]-断开标签的UHF调制器、从而信标不再接收设置在禁止信标生成的禁止区域中的标签的自动应答的命令。[0031]根据另一特征，每个信标被安装在至少一个移动物体上，以便当移动物体进入安装在移动物体上的每个信标周围的确定的磁检测区域的公共区域时，检测碰撞情况，每个信标包括接收安装在车辆上的另一信标发射的磁检测波的至少一个装置，以及生成作为超高频(UHF)波的自动应答的装置。
[0032]根据另一特征，至少一个信标包括用于接收磁检测波的一组若干平面天线，所述天线被设置成使得他们的法线方向均匀分布在安装有信标的移动物体的平移平面中。
[0033]根据另一特征，信标被安装在携带者上，携带者尤其包括:
[0034]-用于仓库、商店、车间的运输和/或后勤车辆；
[0035]-用于农业工作、公共工作、土木工程和/或矿业的车辆；
[0036]-机场区域或海港或河港设施中部署的车辆；
[0037]-水道、河流、海港区域中操纵的船。
[0038]根据另一特征，信标被设置在诸如参考点的固定点，以便形成信标生成的低频(LF)磁检测波的活动区域覆盖的特征区域，诸如X射线照相术装置和配备标签的人员，以便同时警告进入信标覆盖区域的人员和为危险情况的工业射线照相术装置服务的人员。
[0039]根据另一特征，至少一个标签被诸如机器人或输送线上的包装调色板(packagingpalettes)的携带者携带。
[0040]借助于描述和附图，本发明的其他特征和优点将被更好地理解，在附图中:
[0041]-图1表示本发明的基本系统的使用图；
[0042]-图2a和2b分别表示根据本发明的编码磁场生成器的框图以及根据本发明的信标中使用的该生成器的框图的【具体实施方式】；
[0043]-图3表示根据本发明的标签的实施方式的框图；
[0044]-图4表示根据本发明的安装在车辆或运输车上的信标的实施方式的框图；
[0045]-图5表示解释了本发明的原理的操作的图；
[0046]-图6表不磁波的传输协议的图；
[0047]-图7表示防碰撞的禁止区域的实施方式；
[0048]-图8表示至少两个车辆之间防碰撞的应用的情况图；以及
[0049]-图9表示用于根据本发明的报警系统的信标和多个标签之间的对话的时间图。
[0050]图1中已经表示了用于本发明的实施方式中的在侵略环境中警告危险情况的报警系统的使用图。运输车辆I在车间中沿图中的粗竖直箭头移动，车间包括结构19和21，诸如钢筋混凝土墙、由钢或其他元素制成的梁，它们同时阻止车辆I的驾驶员看见携带标签11的行人的接近，标签干扰已知的射频系统。携带标签11的行人沿图中的粗水平箭头移动，从而在结构19和21之间的车间中形成的过道中存在同时出现车辆和行人的风险。对于行人存在碰撞风险和致命危险。
[0051]根据本发明，彼此呈现危险的携带者是:携带电动信标3-9的车辆I以及携带标签11的至少一个行人。信标包括耦接到磁能发射设备9的磁检测波发射器7。优选地，磁能发射设备9由自感应天线实施，自感应天线包括磁检测波发射器7递送的电流横越的导电框。
[0052]在本发明的一个实施方式中，磁能发射设备9工作在低频LF频带。
[0053]然后，低频LF磁检测波沿折线箭头(I)朝向经过位于结构19和21之间的过道的行人携带的标签11辐射。标签包括连接到低频LF磁检测波接收器15的低频匹配天线13。
[0054]在【具体实施方式】中，本发明的报警系统完全通过仅向行人携带的标签添加危险报警装置到来实现，危险报警装置可以通过标签接收能量或通过电能积蓄器来被极化或供能。在适当情况下，进一步描述这些报警装置和电源。
[0055]在另一更复杂的实施方式中，安装在车辆I上的信标3-9的磁检测波发射设备9辐射的能量足够使LF检测波接收器15的电路极化。一旦被激活，LF磁检测波接收器15被连接到用于在UHF带的超高频处激活射频发射器17的输入，射频发射器17耦接到发射UHF自动应答或检测响应波的天线。UHF检测响应波被朝向(折线箭头(3))嵌入车辆I的车载信标3-9辐射。车载信标包括连接到UHF检测响应波接收器5的UHF接收天线5。UHF检测响应波接收器5耦接到警告危险情况的报警设备3，然后报警设备3至少用信号向车辆的驾驶员通知危险情况出现，即这里有与携带根据本发明的标签的看不见的行人碰撞的风险。
[0056]根据本发明，用于发射磁检测波的装置或设备的天线和发射电路被配置成生成所述信标周围的确定的磁检测区域，在该区域中，通过磁检测波的发射，即使在没有标签的电源的情况下，配备有接收磁检测波的装置的标签可以被唤醒或激活。
[0057]在本发明的一个实施方式中，报警设备3包括人机接口，尤其用于安装有信标的车辆的驾驶员。人机接口通过受计算机控制的具有显示文本和/或图像的至少一个屏幕的计算装置来实施，根据至少一个标签发射的自动应答检测的危险情况，计算机被编程以激活具有至少一个文本和/或至少一个图像的显示屏幕。在适当情况下，人机接口还包括声音资源，声音资源包括用于广播可听见的报警消息的扬声器。
[0058]在本发明的一个实施方式中，LF磁检测波接收器15包括用于将出自车辆的车载信标的磁检测波(I)进行解码的电路。将LF磁检测波进行解码的电路直接被天线13辐射和接收的能量极化，从而当解码成功时，用于将LF磁检测波进行解码的电路的输出端子转到有效电位，有效电位使得可以关闭开关电路，诸如电开关(未示出)，开关电路将标签11的电路的剩余部分连接到电能源，例如插入到标签11中的电池(未示出)。
[0059]在本发明的一个实施方式中，标签携带的UHF带射频发射器17还包括存储器寄存器，在标签11的制作或生效期间，在存储器寄存器中以已知方式记录代码，该代码使得可以标记射频环境中行人携带的标签的UHF响应。标记的代码用作UHF带的射频发射器17的调制消息，并且标记的代码通过UHF波(3)朝向车载信标的UHF检测响应波接收器5传送。因此UHF检测响应波接收器5可以借助解调电路(未示出)将标记的代码进行解码并且区分接收信号和寄生信号，以便仅当至少一个标签11已经响应发射的LF检测波时，通过UHF检测响应波接收器5的适当的输出端子来激活或不激活警告危险情况的报警设备3。
[0060]在本发明的一个实施方式中，标签11本身被赋予报警装置(未示出)，该报警装置耦接到发射的LF检测波的接收器的输出端子。这些报警装置分离地或组合地包括行人敏感的一个到三个效应器:
[0061]-声音效应器，诸如微型扬声器；
[0062]-视觉效应器，诸如发光二极管；以及
[0063]-动觉效应器,诸如与标签11的壳体的外壁声学稱合的振动器。
[0064]每个效应器通过其自身的开关电路连接到集成在标签11中的电源，诸如电池或蓄电池，其控制端子连接到LF检测波接收器15的输出端子，从而在接收LF检测波(I)时，效应器被激活，以便对标签携带者11发出报警。在【具体实施方式】中，通过接收标签的磁波的装置接收的能量来直接极化标签的危险报警装置。
[0065]在本发明的一个实施方式中，嵌入运输车辆I的车载信标3-9配备有用于警告危险情况的报警设备3，报警设备3主要包括声音报警单元和发光报警单元，声音报警单元包括扬声器，发光报警单元包括至少一个发光二极管。借助于开关电路激活声音和发光报警单元，开关电路的控制端子连接到UHF检测响应波接收器5的输出端子，从而至少一个行人的标签的UHF响应(3)激活报警设备，至少用信号向车辆I的驾驶员通知危险情况出现，即这里有与诸如标签11的标签的携带者碰撞的风险。在其他实施方式中，嵌入运输车辆的车载信标3-9的开关电路耦接到车辆的信号设备，诸如车辆的声音报警单元和/或照明灯，从而车辆特有的该信号设备协作或用作危险情况报警设备。该解决方案是有利的，尤其在车辆的声音报警单元足够强到被标签携带者11听到的情况下，这样该标签可以不配备报警装置。
[0066]图2a中示出了嵌入图1的车辆I的车载信标的一部分的【具体实施方式】。在本发明的该实施方式中，在信标的制作或初始化期间，当在车辆上安装和/或启动信标时，信标接收标识符，从而通过信标和/或安装有信标的车辆的标识符特征来调制LF检测波。在该实施方式中，信标包括通过信标的标识符编码的磁场生成器。编码的磁场生成器主要包括根据预定通信协议的帧生成器30，帧生成器发射的每个帧包括用作调制消息的标识符的重复。
[0067]出自帧生成器30的信号被置于自动振荡器32的调制输入36处,在用于检测机动车辆和携带标签的行人之间的碰撞情况的应用中，自动振荡器32的载波被选择在25和150KHz之间，优选地在50和125KHz之间的频带中。
[0068]尤其根据通过环境施加到发射天线的寄生阻抗，自动振荡器呈现出表明由结构建立的移向最高频率或最低频率的其谐振频率的性质。该寄生阻抗可以由传播介质的湿度、温度引起，尤其由诸如结构19和21 (见图1)的周围结构的磁化率引起，结构19和21围绕连接到自动振荡器的输出端子的自感应天线34辐射的磁能的传播区域。通过选择元件以实施功率耗散与传播区域的环境相匹配的自动振荡器，对比现有技术中使用的调制器，低频传输的侵略条件的任意存在仅引起很少的负面影响。
[0069]图2b中示出了根据本发明的自动振荡器的【具体实施方式】。调制输入端子36将包括信标和/或车辆的标识符重复的消息帧传送到作为负增益放大器安装的运算放大器33的第一输入，优选地该放大器的增益等于值“-1”。放大器33的输出连接到一对互补MOS晶体管35的栅极，这对晶体管通过它们的公共端子对由自感应框37组成的磁天线进行充电，自感应框37的其他端子借助于电容器38连接到编码的磁场生成器的地电位“V-”。尤其基于信标的设计期间的磁天线的阻抗和电容器38的电容，和/或通过将信标安装在车辆期间进行的调节，来选择自动振荡器的谐振频率。自动振荡器最后包括天线37和调谐电容器38之间的公共点的放大器33的第二输入端子上的反馈作用。互补MOS晶体管对在编码的磁场生成器的正电源“V+”和地电位“V-”之间被极化。
[0070]图3中示出了根据本发明的标签的实施方式的框图。至少一个磁天线40被设置在标签内。在优选实施方式中，该天线由至少一个导体的平面匝或均具有相同法线方向的一堆平面匝组成。根据各种电设置，根据本发明的标签的使用环境，这些匝可以是关联的。在优选实施方式中，例如上面描述的三个磁天线被耦接在一起，并且它们的法线方向根据空间中的三面体分布，从而安装有三个天线的标签的取向变得无关紧要。
[0071]通过电组合器42实现天线的耦合，电组合器42的输出连接到LF低频带上的带通滤波器的输入，与标签相关联的信标工作在该低频带。该LF带位于25和150KHz之间，并且优选地位于50和125KHZ之间。带通滤波器43的输出被传送到信标的编码磁场生成器(见图1和2)发射的LF低频检测波的解调器44的输入。根据与标签相关联的信标的编码磁场生成器，构造LF解调器44。
[0072]带通滤波器43的输出被传送到比较器45，比较器45的另一输入连接到参考电压生成器，参考电压生成器可以在标签配置期间被编程，或以自适应方式被控制，以便根据标签和/或信标发射低LF检测波处存在的接收条件来调整标签唤醒的灵敏度。在标签的天线40拾取磁波的检测期间，在尽可能早地达到足够电压水平的滤波器43的电路的点上，选择用于标签唤醒检测的带通滤波器43的输出。当在带通滤波器43的电路上选择的电压至少等于参考电压生成器41生成的参考电压时，比较器45的输出电压转换，并且连接到标签电源的唤醒电路54的激活输入。
[0073]然后，带通滤波器43的主输出被传送到解调器44，解调器44使得可以提取信标朝向信标发射区域中存在的标签组传送的消息位(message bits)。
[0074]在一个实施方式中，信标在低频磁路上执行ASK类型的调制。相关地，因此标签的解调器44是ASK型调制解调器。通过作为ASK调制的变型的OOK调制并且通过NRZ类型的调制已获得好的结果。然后，根据环境选择标签的解调器作为OOK或NRZ调制器。在OOK调制的情况下，在25KHz至150KHz的LF发射带中，根据其中建立低频磁链路的介质的侵略性，500比特/秒到1000比特/秒的比特率已经被成功地传送。
[0075]解调器44的输出包括从LF磁检测波中的信标传送的消息接收的解码数据，解调器44的输出被传送到生成器46的输入，生成器46实现信标发射的LF低频检测波(图1的
(I))进行的LF检测的自动应答。基于解调器44解码的消息来生成应答消息。此外，应注意，解码数据集还构成激活信号，用于危险报警或标签携带的警报装置，从而标签的携带者被警告信标和/或车辆的存在或其他信标的携带者。这些报警装置直接由唤醒电路54唤醒或激活的标签的内部电源供电。
[0076]自动检测应答生成器46在其输出端子上产生应答消息，该输出端子连接到UHF调节带中的超高频调制器的输入端子。如将进一步描述的，自动检测应答生成器包括用于通过编码磁场生成器与LF低频带中发射的帧的协议同步的装置(图3中未示出)，从而UHF调节带中的应答响应被同步。
[0077]为此，自动应答检测生成器46的同步请求至少被传送到UHF接收器装置，使得可以给出用于同步应答生成器46产生的UHF帧的命令。在本发明的实施方式中，在标签预期关联的信标的UHF发射器-接收器中实现UHF同步接收器装置。UHF同步接收器装置接收标签的同步请求，并且作为响应，根据编码磁场生成器(图2)的编码帧30的生成器进行的帧的生成，为请求的标签建立UHF帧的同步命令。然后，该UHF帧的同步命令被传送到请求的标签，请求的标签的UHF接收器(未示出)使得可以接收同步命令。
[0078]自动检测应答消息生成器46连接到UHF调节带中的超高频调制器48的输入端子，超高频调制器48驱动标签(图1的11)的UHF天线50。基于现有电路实施UHF调制器48。
[0079]在本发明的一个实施方式中，标签的宽带低频调制器44的输出还连接到标签的电路46、48的其余部分的电源52的唤醒电路54。在一个实施方式中，通过将标签的电路46、48的电源端子连接到包括电池的电源52的开关电路来实施该电路54。在解调器44的输出上的非活动时段之后，唤醒电路54切换回非活动状态，并且电源52再次从其负载断开。因此，实现了标签水平处的耗电的显著下降。
[0080]在图3中，集成在标签中的报警装置未被示出。如上所述，这些报警装置包括取自扬声器、显示器和振动器的一个到三个效应器。每个效应器在适当情况下借助于控制输入连接到宽带LF解调器44的输出端子的开关电路被控制，和/或通过编程被控制，和/或在标签的试运行期间的配置期间被连接。当开关电路关闭时，标签的电源52 (蓄电池，电池)的电流通过受控制的报警装置。在另一实施方式中，接收磁检测波的能量被用于极化报警装置的标签直接接收。
[0081]图4中示意性地示出了在根据本发明的实施方式中安装在运输车辆上的信标。
[0082]车辆的底盘60包括基本上竖直的壁，在该壁外部设置有由多匝框76制成的磁天线78，多匝框76被装在绝缘套74中。磁天线78通过护套电缆71连接到盒62，盒62中安装有适当的信标，诸如尤其在图1和2a中描述的信标。电缆71通过密封通道链接到信标的盒62，该密封通道通过车辆的底盘60的基本上竖直的壁。电缆71连接到信标的编码磁场生成器的自动振荡器32 (图2)。
[0083]此外，在该壁上安装的挡风玻璃70的周围，自感应天线78安装在支架72、73上，支架72、73分布在固定到底盘60的基本上竖直的壁的底座上。诸如支架71的每个支架包括具有圆柱支撑72的自由端，圆柱支撑72绕过构成框的电缆74，该框形成天线。电缆74由诸如线股76的若干线股组成，每个线股形成自感应天线78的匝。根据与自动振荡器(图2的32)的输出的电连接的大量示图，匝可以被连接，以便在车辆的底盘60上安装天线78期间形成天线78的辐射图样。
[0084]图5示出了解释本发明原理的操作的图。
[0085]标绘为横坐标的是无线电低频的频谱，标绘为纵坐标的是用dB表示的弱化增益(weakening gain)。图案80表示编码磁场生成器的自动振荡器(图2a和2b)的安全操作区。图案82表示本发明的自动振荡器的自由场辐射功率的图案，并且图案84表示诸如具有金属结构的车间中的侵略环境中辐射的功率的图案(19、21:图1)。
[0086]如包括在自动振荡器的安全操作区80中的图案84所示，通过实现自动振荡器(32，图2a ;36-39，图2b)的元件的适当尺寸，可以获得安全操作的宽带25KHz至150KHz，从而由侵略环境引起的干扰的存在不为信标的毁坏或劣化负责。
[0087]图6中示出了用于生成编码帧生成器(30，图2a)中使用的磁波的协议的图。在用于第一帧#1的区域91标记的时段P#1的一小部分期间，根据采用的协议确定放置编码消息所需的时间。接下来，在时段91期间设想静默时间，并且随后可以发射帧#2。在时段P#1期间，可以生成#1到#N的N个帧，从而高达N个信标可以在同一个接收区域中竞争。
[0088]接下来，后面的时段P#2打开，如此等等。
[0089]在一个实施方式中，准备I秒的时段P#1以传送若干其他帧#1到#3，允许其他信标在相同区域中的它们的匝中发射。
[0090]图7中示出了实现特定区域中报警禁止的模式。当信标在其平移期间检测过高数量的标签时，报警变得相对不起作用，并且与仍然携带标签的行人的碰撞的危险增加。
[0091]为了至少部分地弥补该缺陷，准备在确定位置设置至少一个专门的信标，其生成车载信标产生的报警的禁止区域。车载信标之外的情况也可以受益于禁止区域。
[0092]在图7的实施方式中，设置报警禁止信标100，其生成借助图1到2b和6教导的LF磁检测波。当标签99位于信标100生成的LF磁检测波覆盖的区域102中时，标签99检测禁止信标的标识符。每个标签中安装的存储器寄存器加载有禁止信标的标识符的列表。在加载到调制LF磁检测波的消息中的信标标识符的解码期间，标签包括将LF接收器接收的标识符与禁止信标的标识符的寄存器中记录的列表进行比较的装置。
[0093]响应所述比较，将解码的标识符与禁止信标的列表进行比较的装置可以产生至少一个以下命令:
[0094]-断开接收器标签的报警装置、从而它们保持不工作的命令；
[0095]-断开标签的UHF调制器(48，图3)、从而配备信标的车辆不再接收设置在禁止信标100生成的禁止区域102中的标签99的自动应答的命令。
[0096]为此，每个标签被赋予: [0097]-用于开关标签的报警装置的电路，所述电路连接到将解码的标识符与禁止信标的列表进行比较的装置；
[0098]-开关电路，使得可以将自动应答生成器(46，图3)的输入端子从LF宽带解调器(44，图3)的输出端子断开，所述电路连接到将解码的标识符与禁止信标的列表进行比较的
>j-U ρ?α装直。
[0099]在本发明的一个实施方式中，将解码的标识符与禁止信标的列表进行比较的装置连接到标签的LF宽带解调器(44，图3)的输出端子。
[0100]因此，返回图7，当尤其借助图1和2描述的配备有信标的车辆在禁止区域外部，例如在位置94中行进时，信标生成LF磁检测波的覆盖区域95。如果例如行人99携带的标签位于区域95中，将用信号向信标通知位置94中的车辆。接下来，车辆继续它的轨迹，进入禁止信标100生成的禁止区域102，即位置97，车辆的信标生成LF磁检测波的覆盖区域98。标签99中的例如行人携带的并且设置在禁止区域102和覆盖区域98的交叉处的标签，将不可被信标检测。
[0101]图8中示出了应用于至少两个车辆之间防碰撞的情况图。
[0102]在两个车辆124和126彼此接近行驶，但在彼此的视野之外的情况下，碰撞的风险是可能的，本发明的信标可以用信号通知该碰撞风险。在该情况下，每个信标还被赋予宽带LF解调器，该宽带LF解调器允许检测另一车辆发射的编码磁检测波。宽带LF解调器完全类似于借助图3描述的标签的解调器44，并且因而信标还包括类似图3的标签的链46-50的自动应答消息发射链。
[0103]使用这些装置，车辆126的信标生成LF磁检测波的覆盖区域120，配备LF接收和标签的自动应答的UHF发射的装置的车辆124的信标位于覆盖区域120中。车辆126的信标生成LF磁检测波128，随后车辆124的信标的磁天线(或天线)接收该LF磁检测波128。
[0104]然后在车辆124的信标中，检测波的LF解调器对车辆126的信标的标识符进行解码，并且它的输出端激活:
[0105]-类似于借助图3描述的标签中设置的报警装置，从而车辆124的驾驶员被警告与车辆126的碰撞风险，车辆126的轨迹在其行进的障碍物122之间被障碍物122遮掩，以及
[0106]-类似于图3中描述的标签的自动应答UHF发射链。
[0107]然后车辆124的信标的自动应答UHF发射链发射自动应答消息130，然后车辆126的信标的UHF接收天线接收该自动应答消息130，安装在车辆126的信标中的UHF接收链对该自动应答消息130进行解码，该UHF接收链类似于借助图1描述的信标的自动应答的UHF接收链，事实上，如同车辆124的信标是车辆126的信标轮询并且唤醒的标签。在响应中，车辆126的信标的报警设备被激活，并且车辆126的驾驶员同样被警告碰撞风险。
[0108]应注意，如果车辆124和126的信标安装有相同的通信装置，则车辆124同样发射去往车辆126磁检测波,车辆126同样将像标签一样响应。随后应注意，对于每个车辆，防碰撞检测并行地进行两次，从而增强了本发明的危险情况报警系统的可靠性。
[0109]在图8的应用中，用于检测车辆之间碰撞风险的信标必须具有增强的LF磁检测波的活动区域。然后，准备不同于针对如图3中限定的标签描述的版本的LF磁检测波接收天线。事实上，在大部分时间如车辆124或126的车辆被设置在平面中，并且提供法线方向沿场所竖直指向的接收磁天线是没用的。在优选实施方式中，准备设置三个天线，这些天线的法线方向基本上在车辆平移的平面中，并且天线之间成120°角。因此这避免了支持车辆的平移平面中的碰撞方向。
[0110]图9示出了用于根据本发明的报警系统的至少一个信标和多个标签之间对话的时间图。
[0111]前四行指示标为“信标#X”的信标。第一行描述了前面尤其借助图2a描述的UHF信道上的发射。第二行描述了借助图6描述的根据协议重复的LF低频磁检测帧的发射。第三行描述了与第一行上的发射相同的UHF信道上的、关于第一行的磁检测帧唤醒的至少一个标签的自动应答波的接收。第四行指示与信标#x相关联的警报状态。
[0112]应理解，对于LF磁检测波，若干信标可以共享共同的接收区域。从而，尤其在UHF信道上必须准备行捕获机制，使得在这里定义的协议的至少一个帧期间，信标可以单独地发射。这是关于信标#X的第一 UHF发射行的任务。如同本发明的报警系统的所有信标，信标#x永久地将它的UHF信道置于永久监听模式(信标#x的第三行)。如果它接收另一信标生成的UHF发射，同时它自己的用于执行协议的时段T没有结束，则信标推断另一信标#y处于在发射中请求UHF信道的处理。它禁用它可能的LF磁检测波的发射。并且它留在UHF监听模式。
[0113]如果信标#x在识别它的用于与标签和可能设置在同一接收区域中的其他信标(如果存在)对话的协议的时段T的开始的日期t=0时已经发射UHF信道捕获请求消息，则它自己接收该消息，并且然后触发轮询(2)，轮询指令通过信标#x的LF磁检测波的发射，如果存在，其他信标#y至少在LF信道上保持静默。
[0114]然后，如果η个标签被设置在区域中，则标签#1到#η的LF接收器接收(3) LF磁检测波。
[0115]接下来的一组三行涉及在信标“信标#x”发射的磁检测波的覆盖区域中，位于相同时间的一组N个标签的射频活动。标为“标签#1”到“标签#n”的每个标签在标为“LF接收”的图9的行上接收(3)信标“信标#x”几乎与其发射同时产生的相同的轮询或检测帧。如借助图3描述的那样，通过信标“信标的编码磁场生成器发射的LF低频检测波的宽带解调器(44，图3)来接收帧。
[0116]接下来，“标签#1”到“标签#n”的每个标签的自动应答UHF发射链被“响应#1”到“响应#n”激活，并且生成(4) “标签#1”到“标签#n”的每个标签的UHF通信网络上的应答消息，其以发射器或检测器信标“信标#x”作为目标(5)。与UHF响应同时，标签#1到
激活其报警装置。
[0117]然后，生成LF磁检测波的信标#x接收存在的η个标签的响应，即响应#1到响应#η,并且信标#χ激活(6)如上文所述的其自身的报警装置。
[0118]因此应注意，覆盖区域中存在的标签的检测器信标接收任意数量的自动应答。单个自动应答的接收足以用信号通知将在信标上触发的危险情况的报警。
[0119]因此，为了管理UHF信道捕获，每个信标包括在UHF信道上发射UHF信道捕获请求的装置和将UHF信道置于监听模式的装置。用于检测UHF信道捕获请求的装置包括用于检测本发明的报警系统的通信协议的时段T的开始的电路和用于确定另一信标#y的UHF信道捕获请求是否在捕获时段外部被接收的电路。用于确定UHF信道捕获请求是否在捕获时段外部被接收的电路的输出随后连接到用于对信标#x和可能出现在信标区域中的标签#1到#n之间的通信进行初始化的控制电路，从而如果另一 UHF信道捕获请求已经被另一信标#y提出，则开始磁检测波的发射的禁止时段，并且如果没有其他UHF信道捕获请求被另一信标#y提出，则通过LF磁检测波的发射对通信进行初始化。
[0120]根据环境，上述信标的一些或所有的资源建立在标签上。相反地，如已针对车辆之间防碰撞的信标描述的，至少一个标签的一些或所有资源建立在信标上。
[0121]应注意，本发明的用于在侵略环境中警告危险情况的报警系统在任何两个携带者之间防碰撞中找到应用。事实上，配备标签和/或信标的报警装置使得可以向至少一个携带者警告碰撞风险。但是，本发明也在防碰撞设备中找到应用，其中如在信标安装在运输车辆上的情况下描述的那样，报警装置可以耦接到车辆运动的致动器，诸如使得可以防止碰撞的制动器。
[0122]应注意，根据本发明的应用环境，已经描述的携带信标的运输车辆可以被其他类型的车辆代替，其中包括:
[0123]-用于仓库、商店、车间的运输和/或后勤车辆；
[0124]-用于农业工作、公共工作、土木工程和/或矿业的车辆；
[0125]-机场区域或海港或河港设施中部署的车辆；
[0126]-水道、河流、海港区域中操纵的船。
[0127]应注意，如针对禁止信标(图7)已描述的，信标可以被设置在诸如参考点的固定点，以便形成信标生成的LF磁检测波的活动区域覆盖的特征区域。在具体应用中，信标与X射线照相术装置相关联，使得可以监控工业容器中的焊接或金属片。在该具体应用中，在经受X射线监控的容器中工作的人员没有意识到照相术装置生成的X射线的活动区域。通过给他们提供如尤其借助图3描述的那样构成的标签，并且通过链接如尤其借助图l、2a、2b和6描述的那样构成的信标，可以同时警告进入信标覆盖区域的人员和为危险情况的工业照相术装置服务的人员。[0128]应注意，如尤其在图1和7中描述的那样，行人或人员可以携带标签。在其他应用中，其他行动者可以携带标签，诸如机器人或输送线上的包装调色板。
[0129]应注意，在磁检测波和/或超高频的自动应答和/或用于发射帧同步的发射中可以携带其他消息。在该情况下，接收这些消息的装置或资源连接到利用这些消息的资源。
【权利要求】
1.一种用于在侵略环境中警告危险情况的报警系统，包括彼此呈现危险的两个携带者携带的至少一个信标(3-9)和至少一个标签(11-17)，其特征在于，信标包括发射磁检测波的装置(7，9)，并且标签包括接收信标辐射的磁检测波的装置(13，15)。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发射磁检测波的装置(7，9)工作在25和150KHz之间，优选地50KHz和125KHz之间的低频，并且所述系统包括自动振荡器(36-39)，所述自动振荡器(36-39)的尺寸被限定为产生安全操作区(80)，所述安全操作区(80)包括与侵略环境的干扰相匹配的任何发射图样(84)。
3.如权利要求1或2中的任一项所述的系统，其特征在于，所述发射磁检测波的装置(7，9)包括消息生成器，所述消息包括信标的标识符，从而所述发射装置(7，9)产生通过包括信标的标识符的所述消息而编码的磁波。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述发射磁检测波的装置(7，9)包括磁天线，所述磁天线包括至少一个导电匝，所述至少一个导电匝被配置成产生所述信标周围的确定的磁检测区域。
5.如上述权利要求中的任一项所述的系统，其特征在于，标签还包括报警装置，所述报警装置通过所述接收信标辐射的磁检测波的装置(13，15)激活，所述报警装置分离地或组合地包括一个到三个效应器: -声音效应器，诸如微型扬声器； -视觉效应器，诸如发光二极管；以及 -动觉效应器，诸如与标签(11)的壳体的外壁声学稱合的振动器。·
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述标签包括发射超高频UHF波自动应答的装置(17)，其由所述接收信标辐射的磁检测波的装置(13，15)激活，并且信标包括接收标签发射的超高频UHF自动应答波的装置(5，3)，所述接收超高频UHF自动应答波的装置激活危险情况报警设备。
7.如上述权利要求中的任一项所述的系统，其特征在于，标签包括电源(52)，所述电源(52)连接到受所述电源的唤醒电路控制的标签的电路(46，48)，由接收标签的低频磁检测波的装置激活。
8.如上述权利要求中的任一项所述的系统，其特征在于，所述接收信标辐射的磁检测波的装置(13，15)包括一个到三个平面天线，所述天线的法线方向设置在三面体的方向上，从而标签的取向在信标辐射的磁检测波的场中是无关紧要的。
9.如上述权利要求中的任一项所述的系统，其特征在于，所述发射信标的磁检测波的装置(7，9)包括根据预定协议和消息的消息帧生成器(30)，所述消息包括至少一个信标的标识符。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述帧生成器产生帧(#1)，所述帧跟随有静默时间，以便将信道留给其他的发射磁检测波的装置(7，9)，并且接收设置在信标周围的确定的磁检测区域中的至少一个标签的自动应答的响应。
11.如权利要求9或10中的任一项所述的系统，其特征在于，每个信标还包括: -在UHF信道上发射UHF信道捕获请求的装置； -将UHF信道置于监听模式的装置； -检测UHF信道捕获请求的装置，其包括用于检测通信协议的时段T的开始的电路；-用于确定另一信标#y的UHF信道捕获请求是否在捕获时段外被接收的电路，所述电路的输出被连接到对信标#x和可能出现在信标区域中的标签#1到#n之间的通信进行初始化的控制电路。
12.如上述权利要求中的任一项所述的系统，其特征在于，至少一个信标包括标签的所有或部分资源。
13.如权利要求1到12中的任一项所述的系统，其特征在于，至少一个标签包括信标的所有或部分资源。
14.如权利要求12或13中的任一项所述的系统，其特征在于，其包括设置在确定场所的至少一个信标，以便生成禁止信标周围的确定的磁检测区域定界的禁止区域，所述禁止信标被赋予所述系统的信标和/或标签的确定的和已知的标识符，从而接收出自所述禁止信标的磁检测波以及识别所述禁止信标的标识符的至少一个标签包括用于产生至少一个以下命令的装置: -断开接收器标签的报警装置、从而它们保持不工作的命令； -断开标签的UHF调制器(48，图3)、从而信标不再接收设置在禁止信标(100)生成的禁止区域(102)中的标签(99)的自动应答的命令。
15.如权利要求12所述的系统，其特征在于，每个信标被安装在至少一个移动物体上，以便当移动物体进入安装在移动物体上的每个信标周围的确定的磁检测区域的公共区域时，检测碰撞情况，每个信标包括接收安装在车辆上的另一信标发射的磁检测波的至少一个装置，以及生成作为超高频(UHF)波的自动应答的装置。
16.如权利要求15所述的系统，其特征在于，至少一个信标包括用于接收磁检测波的一组若干平面天线，所述天线被设置成使得它们的法线方向以确定方式分布在安装有信标的移动物体的平移平面中。
17.如权利要求1到16中的任一项所述的系统，其特征在于，信标被安装在携带者上，所述携带者尤其包括: -用于仓库、商店、车间的运输和/或后勤车辆； -用于农业工作、公共工作、土木工程和/或矿业的车辆； -机场区域或海港或河港设施中部署的车辆； -水道、河流、海港区域中操纵的船。
18.如权利要求1到16中的任一项所述的系统，其特征在于，信标被设置在诸如参考点的固定点，以便形成信标生成的低频LF磁检测波的活动区域覆盖的特征区域，诸如X射线照相术装置和配备标 签的人员，以便同时警告进入信标覆盖区域的人员和为危险情况的工业射线照相术装置服务的人员。
19.如权利要求1到16中的任一项所述的系统，其特征在于，至少一个标签被诸如机器人或输送线上的包装调色板的携带者携带。
【文档编号】G08G1/16GK103718222SQ201280032067
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2012年6月26日 优先权日:2011年6月29日
【发明者】吉勒·瓦坎, 奥利维耶·格勒尼耶, 让-米歇尔·巴尔, 德尼·杜布勒梅勒 申请人:普罗克斯皮公司