用于确定移动设备、特别是紧急呼叫设备的位置的方法、紧急呼叫系统和紧急呼叫设备

摘要

本发明涉及一种用于确定移动设备、特别是紧急呼叫设备(11)之位置的方法，包括基于卫星的位置确定模块(24)和收发信机单元(26)，该收发信机单元(26)至少能够与紧急呼叫系统的中央站(10)建立数据传输链路。本发明的目的在于在所述设备启动以后几乎立即就能确定设备的位置。为了实现本发明的目的，一旦在移动设备(11)和中央站(10)之间建立数据传输链路，基于卫星的位置确定所必需的基本数据就从中央站(10)传送到移动设备(11)，利用从中央站(10)传送的基本数据，根据已经收到的卫星数据计算移动设备(11)的当前位置数据。紧急呼叫设备(11)特别包括紧急开关(29)，它用于将所述设备连接到内部电源(30)，以便接通控制单元和启动紧急呼叫传输程序。

说明书

本发明涉及一种用于确定移动设备、特别是紧急呼叫设备的位置的方法、和一种具有中央站和至少一个这种移动紧急呼叫设备的紧急呼叫系统，并涉及一种紧急呼叫设备本身。

如今，当使用适当的GPS模块时，借助于基于卫星的定位系统GPS(全球定位系统)，实际上可以确定在世界任何地方的场所或地理位置。之所以可以实现这样的功能，是因为GPS模块从不同的卫星接收恒定的定位信息，因此可以在正常固定的操作期间恒定地确定它的位置。

但是，如果这种模块在一个未知位置时处于关断状态，则它不能在被再次开机以后就立即建立它的当前位置，因为在可以获得关于时间、从中收到信号的不同卫星的标识和卫星轨道的信息之前，某些基本数据必须由从卫星收到的数据计算出来。只有在开始阶段持续几分钟以后，才有可能在未知位置的GPS模块开机以后建立GPS模块的精确位置。但是，直到可以确定位置的这种长时间的延迟对于计划用于每分钟都可能是至关重要的紧急系统来说是不能够接受的。

人车安全系统已经是机动车辆领域中的现有技术，它包括装备有GPS模块的紧急呼叫设备，该GPS模块可以借助于GSM模块(分组专用移动或全球移动通信系统)经移动通信网建立与中央站的连接。在紧急情况下，用户可以按下特定的按钮来向此中央站传送车辆的当前位置，在车辆中安装了紧急呼叫设备，同时建立话音连接，因此紧急呼叫设备的用户可以向中央站通知事故的原始状态。

用于获得需要保护的人(特别是小孩)的位置或一段路的安全的设备已经从DE 196 47 532 A1得知，根据该专利文献所述，受保护的人随身携带一台紧急呼叫设备，出现紧急情况时可以按下紧急信号按钮以启动紧急呼叫信号，然后该紧急呼叫设备经适当的无线网将紧急信号传送到紧急呼叫接收机，该紧急呼叫接收机又接收、显示这个紧急信号和/或将紧急信号传送到接收站。为了能够在紧急情况下定位需要帮助的人，启动安装在紧急呼叫设备的发射晶体，同时完成无线连接，因此设备可以在从发射晶体发射信号的帮助下来定位。

这种系统的一个重大的缺点在于发送紧急呼叫的位置只能在相当复杂的无线定位设备的帮助下建立，这会导致相当大的延迟，这个延迟反过来会在紧急情况下表现出非常严重的缺陷，在紧急情况下，所节省的每一分钟对于救援措施的成功都至关重要。

一种具体用于定位丢失儿童的现有技术系统(DE-Z，Bella，第33卷，2001年)需要在小孩的玩具熊上装上专用的定位设备，这种定位设备可以经GSM电话网用信号向焦急父母的专用电话号码告知玩具的位置，精确度能达到10米。

另外，已经设计了这样一种用于小孩的紧急信号发射机，只要小孩偏离预定区域太远就按下按钮或自动启动该发射机。然后借助于卫星建立位置。因此这个设计的紧急信号发射机与基于卫星的定位模块合作，这个基于卫星的定位模块永久开机，相应也连续消耗能量。因此，这个设备必须定期充电或者必须定期更换电池。

尽管这种现有技术的紧急信号发射机提供了这样的优点，即它的位置在紧急情况下可以直接登记，但是存在这样的危险，就是能量的永久消耗会导致在紧急情况发生时内部电源不足以能够发送紧急信号的结果。

鉴于上述的内容，本发明的任务是提供一种确定移动设备，特别是紧急呼叫设备的位置的方法，该方法允许在设备开机以后几乎立即就能确定设备的位置，结果是不再要求基于卫星的定位模块的连续工作。

本发明的另一个任务在于提供一种紧急呼叫系统和可用于这个系统的紧急呼叫设备，借助于这个系统可以在紧急情况下快速确定紧急呼叫设备的位置，而该设备不需要永久地登记它的位置。

这些任务通过权利要求1所述的方法、根据权利要求7的紧急呼叫系统和根据权利要求11的移动紧急呼叫设备来解决。本发明其它有利的改进和实施例在相应的从属权利要求中描述。

因此，本发明详细描述了这样一种方法，即在移动站和中央站之间建立数据传输连接以后，紧急情况下基于卫星的定位系统所需的基本数据从中央站传送到移动设备，因此借助于从中央站传送的基本数据，由从卫星接收的数据，在移动设备中可以立即确定当前位置。

因此，根据本发明的方法能够在设备开机和数据传输连接建立以后的最短时间(小于30秒)内确定移动设备的位置，精确度为10米，而且不需要设备持续开机。根据本发明的方法相应地使移动设备，特别是紧急呼叫设备能够在若干年内都能保持实际的可操作性而不需要维护。例如，如果移动设备使用电池，这种电池可以在至少七年的时间内都能保持其能量，则这种设备可以可靠地在五年的时间内(即，减去两年的安全余量以后)保持待机模式，因为在待机模式时不使用能量。

为了进一步减少基于卫星的定位系统所必需的计算工作，因此也减少计算所需的时间，提供进一步的优点在于在移动设备和中央站之间已经建立数据传输连接以后，最初建立移动设备的大致位置，而且根据这个大致位置在中央站计算基于卫星的定位所需的基本数据。这个设备的大致位置可以很容易确定，特别是当移动设备利用蜂窝移动电信网来建立与中央站的数据传输连接。

尽管通常可以想到基于卫星的定位所需的基本数据可以被中央站访问，但是紧急呼叫本身直接传送到特定的救援服务或某个类似的点，所以本发明一个实际的改进在于将移动设备计算后的位置数据传送到中央站，其中，当正在建立数据传输连接时，移动设备向中央站传送参与者标识号。

这样，中央站除了可以建立紧急事故的位置以外，还可以建立紧急情况下人的身份，特别是当国际上唯一的号码用作参与者标识时，这个号码最好被编码在移动设备的硬件中，并在中央站中与该参与者的个人数据唯一地匹配。

为了区分根据本发明的方法是用于告警还是某种其它的原因，例如测试移动设备，所以本发明的方法提供进一步的优点在于，当正在建立数据传输连接时，移动设备向中央站传送呼叫类型标识码。

而且使用这种呼叫类型标识意味着根据本发明的方法还可以与这些设备一起使用，这些设备例如向用户提供不仅发送紧急呼叫还快速和可靠地建立他的地理位置的可能性，该设备不必一直处于工作状态或者不必长时间等待来得到定位结果。

本发明一个实际改进的特征在于，这个呼叫类型的标识用于中央站以区分紧急和测试信号，每个数据传输连接与有关的呼叫类型一起存储在中央站中用于记录。这又意味着在中央站中可以根据所执行的测试呼叫的号码和持续时间来估计剩余的电池容量，因此用户可以被告知他的紧急呼叫设备的电池何时由于这种测试呼叫而变得太低。

在本发明的再一个实际的改进中，在中央站中根据从卫星接收的数据而连续更新基于卫星的定位所需的基本数据。

根据本发明的方法可以特别有利的方式用于紧急呼叫系统中，该紧急呼叫系统具有中央站和至少一个、但最好是多个移动紧急呼叫设备，这些移动紧急呼叫设备可以连接到中央站，用于通过至少一个数据传输连接传送呼叫，以便向中央站传送借助于基于卫星的定位系统计算的移动紧急呼叫设备的位置。中央站其中包括输入模块，用于接收卫星数据和用于确定基于卫星的定位所需的基本数据；输入输出单元，用于从紧急呼叫设备接收呼叫和用于与紧急呼叫设备交换数据；输出单元，用于发送与紧急呼叫有关的数据；和中央控制单元，用于控制在中央站和移动紧急呼叫设备之间经数据传输连接的数据交换，以及发送关于紧急呼叫的数据，同时紧急呼叫设备具有至少一个基于卫星的定位模块和一个收发信机，以便确定当前位置数据和将它们传送到中央站。

为了从中央站传送关于紧急事故的位置和事实的信息到救援服务机构，离紧急事故位置最近的救援或援助点，例如最近的警察局，本发明一个有利的改进规定中央站具有存储参与者专用的数据的参与者数据库、以及救援和/或援助点的电话号码和/或联系地址的数据库。

一个特定的优点在于，当中央站的输出单元包括另一个收发信机单元，因此呼入的紧急呼叫可以传送到有关救援和/或援助点时，其中中央站的输出单元配置有显示单元，用于显示关于已接收紧急呼叫的信息。

为了使发现自己处于紧急情况的用户能够将紧急情况的位置通知紧急站，本发明的另一个实施例使中央站和紧急呼叫设备每个都装备有可以听到语音的设备，因此话音传输连接可以经输入输出单元和收发信机单元建立。

可以有利地用于根据本发明的紧急呼叫系统的移动紧急呼叫设备包括基于卫星的定位模块；收发信机单元，用于与中央站建立数据传输连接；中央控制单元，用于控制与中央站的数据传输连接和与中央站的数据交换；以及紧急开关，它可以将设备连接到内部电源，用于切换控制单元和启动紧急呼叫传输程序。

单个紧急开关不仅对内部电源进行开关，因此启动紧急呼叫设备，而且同时还启动紧急呼叫传输程序，使用这种紧急开关意味着可以提供一种紧急呼叫设备，在适当集成到紧急呼叫系统时允许其用户在紧急情况下有可能在几秒钟内不加考虑地发出紧急呼叫。因为只有一个开关要启动，这个设备可以由用户快速和可靠地操作，即使是在紧张忙碌或受伤情况下。

还提供这样一种实际的解决方案，即基于卫星的定位模块可以从中央控制单元得到基于卫星的定位所需的基本数据。

为了使根据本发明的紧急呼叫设备不仅能够用于触发到达远处救援服务点或警察局的紧急呼叫，还能用于寻求紧急事故附近的帮助，以及阻止想要攻击的人，在一个特别优选的实施例中装配有报警器，这个报警器可以用紧急开关激活，同时启动紧急呼叫传输程序，其中紧急开关设计成当电源已被接通时，它无法被再次断开。

在根据本发明的集成的报警器的帮助下，本发明的紧急呼叫设备在一个方面变成一种自我防卫设备，在危险的情况下可以启动该设备，然后在非常多的情况下可以吓退想要攻击的人，这些人通常想隐藏自己的罪行以避免被发现和侦查，另一方面，报警器发出的声音信号还充当求助呼叫，它会有助于发现处于紧急情况的人。特别是在紧急呼叫设备用作对攻击者的自我防卫的声音武器的情况下，紧急呼叫设备不能被罪犯关闭的事实阻止报警信号的传输被中断。

因为根据本发明的紧急呼叫设备由用户携带而且必须潜在地使用若干年，所以实际上当设置测试开关和输出设备时，它们发送表示设备是否可操作的信号，通过该测试开关可以连接用于切换控制单元和用于激活测试呼叫传输程序的内部电源。这使用户能够偶尔测试紧急呼叫设备，因此他可以连续确保设备正常工作。

下面根据附图用示例描述本发明：

图1表示用于示范根据本发明的紧急呼叫系统结构的示意简化图。

图2表示根据本发明的紧急呼叫设备的示意简化方框电路图。

图3表示根据本发明的紧急呼叫系统的中央站的示意简化方框电路图。

不同的附图用相同的附图标记表示相应的组件。

如图1所示，紧急呼叫系统具有中央站10和优选的多个移动紧急呼叫设备11，只示出了其中一个。中央站10包括具有相应天线13的输入模块12，用于接收从多个卫星14发射的卫星数据，如图1所示，箭头15表示相关的传输路径。卫星14属于基于卫星的定位系统，例如目前优选使用的GPS系统。

当使用GPS系统时输入模块是GPS模块12，它从已接收卫星数据中计算基本数据，该基本数据是基于卫星的定位所必需的，根据图3，输入模块具有中央控制单元16，用于控制中央站10和其中一个紧急呼叫设备11之间通过输入输出单元17的数据交换。输入输出单元17可以是具有天线18的移动远程通信模块，用于通过GSM移动远程通信网与各个的紧急呼叫设备11通信。除了GSM模块以外，输入输出单元17还可以是合适的地面网模块，它通过输入输出连接18’连接到相关的地面网。根据本发明的一个特定实施例，输入输出单元17可以与可听到语音的设备17’匹配，因此通过移动或地面网的话音连接也是可能的。

为了发出关于紧急呼叫的数据，中央站10还具有输出单元20，该输出单元具有另一个收发信机单元21和显示单元22。收发信机单元21可以是任一种地面网模块，因此通过地面网可以与各种救援和/或救助点或本地救援或警察局完成连接。但是，收发信机单元还可以是移动远程通信模块，它根据GSM标准或现在或将来通用的某个其它的标准，例如UMTS标准工作。紧急呼叫数据还可以通过适当的收发信机单元21发送到数据网，例如互联网，在其中这些数据可以由救援和救助服务机构访问到。

显示单元22最好设计成它可以给出紧急事故位置的地图表示，还可以同时显示关于报警人的信息，该信息存储在中央站10中的相关数据库23中，而且在出现紧急情况时可以从中央控制单元传送到显示单元22。

从图2可以更清楚地看出，根据本发明的紧急呼叫设备包括基于卫星的定位模块24，例如是具有相关天线25的GPS模块；收发信机单元26，例如是移动远程通信模块，特别是具有相关天线27的GSM模块；中央控制单元28，用于控制与紧急呼叫系统的中央站10的数据传输连接的建立和与中央站10的数据交换；以及紧急开关29，借助于此开关，内部电源30可以被连接到控制单元28，以便为它提供电源和启动紧急传输程序。紧急开关29还在输出端连接到报警器32的驱动器31，报警器32作用于相应的电声转换器或扬声器33。根据本发明的一个特定实施例，收发信机单元26可以链接到可听到语音的设备26’，因此语音连接也是可能的。由此，收发信机单元26优选的设计方式是使得紧急呼叫设备11不仅可以工作在GSM网中，还能工作在任何其它的移动通信网中，但优选的是蜂窝式移动远程通信网。

为了允许在本发明中紧急呼叫设备11的测试操作，还可以设置测试开关24，用于将中央控制单元28连接到内部电源30，通过与紧急开关29不同的输入，以便启动测试传输程序。可以设置显示灯或二极管作为输出设备35，用于表示紧急呼叫设备是否正常工作的信号。

为了可靠地防止紧急呼叫设备在借助于紧急开关启动以后再被断开，紧急开关29除了紧急启动开关29.1以外，还包括锁定开关29.2，例如锁定开关29.2可以设计成场效应晶体管。

如果根据本发明的设备还用于快速和可靠地计算用户的当前地理位置，则额外的电源(未示出)是必需的，这个额外的电源将由额外的开关(也未示出)启动。显示或公告设备(未示出)也是必需的，以便在已经建立位置以后输出计算的位置。这些设备还必需从额外的电源供电，使得主电源或紧急信号电源可以只用于紧急或测试呼叫。

下面将更详细地描述根据本发明地紧急呼叫系统的功能。

在紧急情况下，根据本发明的紧急呼叫设备同时被处于紧急情况的人按下紧急开关来接通和启动。紧急开关29设计的方式使得用户不需要看就能感觉和启动紧急启动开关29.1。在紧急呼叫设备的电源被紧急开关29接通后，报警信号将从报警器发出，该报警信号最好非常响，因此在攻击情况下发出的报警噪声将会吓退大约60％的攻击者。在发出报警信号的同时启动紧急传输程序。

为此，充当收发信机单元的移动远程通信模块26首先被接通和启动，以便通过正在使用的相关通信网建立与中央站10的数据传输连接。同时，GPS模块24开始接收卫星数据，该卫星数据从相关卫星接收。

在已经建立与中央站的数据传输连接以后，参与者标识号将由紧急呼叫设备传送，该号码最好存储在紧急呼叫设备的硬件上并唯一地分配给紧急呼叫设备的用户。

如果该紧急呼叫设备还具有测试功能，则在完成连接的同时还可以传送呼叫类型信号，这个呼叫类型信号表示呼叫是真正的紧急呼叫还是测试。但是，还可以想到，只有执行测试时才传送这种呼叫类型信号，因此在中央站中，没有呼叫类型信号就被认为表示紧急呼叫。

在已经建立数据传输连接以后，GPS模块中定位操作所需的当前基本数据、日期时间和优选的还有紧急呼叫设备的大致位置将被从中央站发送到此设备。在数据传输连接借助于蜂窝移动远程通信网建立的情况下，通过定位紧急呼叫设备所处的移动远程通信小区，可以确定紧急呼叫设备的大致位置。

因此，在基于卫星的定位所需的基本数据已经从中央站传送到移动紧急呼叫设备，和因此传送到GPS模块以后，紧急呼叫设备11的GPS模块24可以根据收到的卫星数据计算紧急呼叫设备的精确的位置数据。

因此，在已经成功定位紧急呼叫设备以后，此位置将被传送到中央站。

当用于计算当前位置的基本数据被传送时，这些基本数据可以根据紧急呼叫设备的大致位置选择。

在紧急呼叫设备11的参与者标识号和当前位置已经传送到中央站10以后，中央站首先可以提供发出紧急呼叫的位置的地图表示。同时，分配给这个参与者标识号的参与者数据将从参与者数据库23读出，最好也显示出来。

如果中央站10和紧急呼叫设备11每个都装备有可听到语音的设备17’，26’，语音连接也可以在建立数据传输连接的同时创建，因此用户还能够向中央站10传送关于紧急事故的进一步的信息。

根据现在可以得到的关于发送紧急信号的参与者的信息，现在各种地点，例如父母、公司、亲戚、配偶、警察局和/或其它的救援和救助服务机构都可以被告知该紧急事故。

特别是可以将紧急呼叫转发到离紧急事故的位置最近的警察局或救助服务机构。这意味着紧急呼叫发出和救助人员到达之间的时间被降到最小。

因为紧急呼叫设备11总是连续工作直到内部电源(最好由适当的电池形成)被用尽，所以此时它可以被建立，无论紧急呼叫设备是在移动还是静止。这使警察局或被通知的救援服务人员能够获得关于处于紧急情况的人的变化位置的持续更新的信息。

如果传送测试信号以检验紧急呼叫设备11的功能，则将启动测试信号开关34而不是紧急开关29，因此可以建立与中央站10的数据传输连接，因此在传送基本数据以后，可以借助于卫星数据确定当前位置。除了在这个系统中，当正在测试紧急呼叫设备10时不启动报警器32以外，也不转发紧急呼叫，这个过程通常与上述关于紧急呼叫的过程相同。在紧急呼叫设备11将其计算的位置发送到中央站10以后，中央站10向紧急呼叫设备11回送表示正常工作的信号，这个信号由输出设备35显示，该输出设备例如可以是绿色的发光二极管或者类似的器件。

在已经处理测试呼叫以后，测试呼叫同样被登记在特定紧急呼叫设备的中央站中，因此根据所执行的测试呼叫的数目和持续时间，可以估计紧急呼叫设备11中电池30的剩余电量。这样，紧急呼叫系统中所用的各个紧急呼叫设备11的功能可以被连续监视，而且用户可以被及时告知他的紧急呼叫设备中的电池不再具有紧急情况下完全发挥作用的性能，因此必需更新电池。

根据本发明的用于确定移动设备的位置(即紧急呼叫设备的位置)的方法意味着紧急呼叫设备可以被提供用于紧急呼叫系统，该系统不仅极容易使用，而且在较长的周期内都保持潜在的功效，因为该设备通常是被动的，因此不需要任何能量直到在紧急情况下启动。但是根据本发明的确定位置的方法使得可以在如此短的时间建立该设备的位置，以至于在发送紧急信号以后10到15秒，紧急呼叫系统的中央站中就已经知道紧急事故的位置，然后可以将该位置转发到适当的救援和救助服务机构。