Узел и способ указания в ответ на состояние - RU2671765C1

Чертежи

Описание

Уровень техники изобретения

1. Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к реагирующим на состояние указывающим системам. Более конкретно, изобретение относится к реагирующим на состояние указывающим системам, которые включают в себя персональные переносные устройства, которые должны быть надеты или переноситься людьми.

2. Описание предшествующего уровня техники

Текущее состояние техники для наблюдения и анализа данных, чтобы улучшать результаты безопасности жизнедеятельности, показывает значительный потенциал для улучшения. Например, промышленная безопасность традиционно фокусировалась на трех понятиях: (i) предоставление оснащения для физической защиты рабочего (например, каска, обувь, перчатки, защита органов зрения и слуха); (ii) обучение рабочего избегать возможных нарушений техники безопасности (например, семинары, сертификации, обучение на рабочем месте); и (iii) проверка знания требований безопасности и выполнение корректирующих воздействий. В зависимости от базовой отрасли, к средствам защиты в типичном варианте добавляется некоторая форма взаимодействия/связи между рабочим и его/ее окружением (например, радиостанция, прибор контроля угарного газа).

В среднем, предприятие может тратить тысячи долларов на человека каждый год на отдельное оснащение для безопасности и охраны труда и обучение, которое изменяется в зависимости от конкретных требований для отрасли. В последние годы прикладные задачи промышленной безопасности все в большей степени используют ИТ-системы, чтобы улучшать процессы безопасности, а также отслеживать соблюдение техники безопасности. Эти решения являются либо аппаратными решениями (например, PDA, учет материальных активов), либо программными решениями (например, отслеживание сертификации и степени соответствия, приборные панели для управления безопасностью).

Все из текущих решений промышленной безопасности, однако, сталкиваются с одной главной проблемой: после того как рабочий получил свою экипировку и обучился, ответственность за соблюдение стандартов безопасности остается на рабочем, в зависимости от множества случаев из его опыта и персонального взгляда на то, как вести себя и реагировать в некоторой ситуации.

Сущность изобретения

Переносной узел (аппаратура) связи берется человеком в удаленные местоположения. Переносной узел связи включает в себя блок управления. Биометрический датчик электрически соединяется с блоком управления. Биометрический датчик измеряет состояние человека и формирует биометрический сигнал, который передается блоку управления. Датчик состояния окружающей среды электрически соединяется с блоком управления. Датчик состояния окружающей среды измеряет состояние окружающей среды локально по отношению к человеку и формирует сигнал состояния окружающей среды, который передается блоку управления. Блок связи электрически соединяется с блоком управления. Блок связи принимает биометрические сигналы и сигналы состояния окружающей среды от блока управления и передает биометрические сигналы и сигналы состояния окружающей среды из удаленных местоположений.

Краткое описание чертежей

Преимущества изобретения будут без труда оценены, поскольку оно становится более понятным посредством ссылки на последующее подробное описание, когда рассматривается в соединении с сопровождающими чертежами, на которых:

Фиг. 1 - схематичный вид окружения одного варианта осуществления система, отвечающей изобретению;

Фиг. 2 - вид сбоку в частичном разрезе одного варианта осуществления носимого устройства, включающего в себя изобретение;

Фиг. 3 - вид сверху носимого устройства, показанного на фиг. 2;

Фиг. 4 - блок-схема аппаратных средств, включенных в носимое устройство; и

Фиг. 5A-5C иллюстрируют блок-схему последовательности операций способа относительно наличия опасных условий согласно изобретению.

Подробное описание изобретения

Обращаясь к фиг. 1, система связи, в целом, указывается по ссылке 10. Система 10 связи обеспечивает связь между центральным блоком 12 обработки и множеством переносных узлов связи, которые будут обсуждены более подробно позже. Центральный блок 12 обработки собирает все данные и сообщения и передает их платформе 14 приложений. Платформа 14 приложений может включать в себя такие функции как группирование данных, хранение данных, оповещения, предупреждения, службы определения местоположения, механизм аналитики, генератор отчетов, дисплей и пользовательский интерфейс. Центральный блок 12 обработки также включает в себя средство 16 хранения данных, прикладной программный интерфейс (API) 18, бинарный интерфейс приложений (ABI) 20 и модуль 21 идентификации инцидента (обсуждаемый более подробно позже).

Множество копий центрального блока 12 обработки показано по ссылкам 12' и 12''. Эти множественные копии 12', 12'' центрального блока 12 обработки могут либо работать совместно, чтобы увеличивать функциональность, либо независимо, чтобы обеспечивать резервирование системы.

API 18 предоставляет расширение центрального блока 12 обработки для разработки и наращивания центрального блока 12 обработки дополнительными приложениями системы программного обеспечения. В качестве примера, и как показано на фиг. 1, приложение 22 безопасности соединяется с центральным блоком 12 обработки через API 18. Два дополнительных сторонних приложения 23, 25 также показаны как примерные модули, которые предоставляют дополнительную функцию, которая считается необходимой для конкретного применения системы 10 связи.

Узел 10 связи также включает в себя концентратор связи, в целом, показанный по ссылке 24 на фиг. 1. Концентратор 24 связи функционально соединяется с центральным блоком 12 обработки и принимает сообщения через шину 26 связи. Шина 26 связи может быть локальной по отношению к концентратору 24 связи, или она может быть локальной по отношению к центральному блоку 12 обработки, когда предполагается, что связь между концентратором 24 связи центрального блока 12 обработки может осуществляться через электрическую сеть или беспроводным образом через любой беспроводной протокол, считающийся подходящим для связи между концентратором 24 связи и центральным блоком 12 обработки. Концентратор 24 связи может включать в себя множество центральных базовых станций 24a, 24b, 24c. Эти центральные базовые станции 24a, 24b, 24c могут действовать независимо друг от друга и могут быть расположены удаленно друг от друга в зависимости от применения системы 10 связи в конкретном окружении, в котором он применяется.

Центральные базовые станции 24a, 24b, 24c связываются с удаленными базовыми станциями 28a, 28b. Удаленные базовые станции могут быть дополнительно распределены по всему конкретному окружению, в которой система 10 связи применяется. Удаленные базовые станции 28a, 28b собирают данные и формируют оповещения и/или предупреждения, которые будут переданы концентратору 24 связи и, в конечном счете, центральному блоку 12 обработки, либо непосредственно, либо через одноранговую ячеистую сеть. Удаленные базовые станции 28a, 28b служат в качестве резервных соединений при условии, что эти удаленные базовые станции 28a, 28b могут также быть обойдены посредством наличия удаленных приемопередатчиков, соединенных непосредственно с центральными базовыми станциями 24a, 24b, 24c, как будет обсуждено более подробно позже. Удаленная шина 30 связи может протягиваться между удаленными базовыми станциями 28a, 28b и центральными базовыми станциями 24a, 24b, 24c.

Узел 10 связи также включает в себя множество переносных узлов 32 связи, которые функционально соединяются с центральным блоком 12 обработки без посредничества концентратора 24 связи. Каждый из множества переносных узлов 32 связи передает удаленные сообщения центральному блоку 12 обработки через концентратор 24 связи и принимает центральные сообщения, передаваемые центральным блоком 12 обработки, которые также передаются через концентратор 24 связи. Как может быть видно посредством двухсторонних стрелок 34, переносные узлы 32 связи могут связываться друг с другом в одноранговой ячеистой сети. Двухсторонние стрелки 36 показывают, что переносные узлы 32 связи могут также связываться двусторонним образом с удаленными базовыми станциями 28a, 28b. И, наконец, двухсторонняя стрелка 38 графически иллюстрирует переносные узлы 32 связи, которые могут связываться непосредственно с центральной базовой станцией 24a концентратора 24 связи. Переносные узлы 32 связи предназначены, чтобы обеспечивать связь способом, который оптимально передает данные, который будет предоставлять возможность наиболее эффективной передачи данных и действия, если необходимо, на основе доставляемых данных. Переносные узлы 32 связи также включают в себя множество датчиков, которые будут обнаруживать условия. Обнаруженные условия будут переданы из переносных узлов 32 связи другим переносным узлам 32 связи или центральному блоку 12 обработки, центральным базовым станциям 24 или базовым станциям 28.

Модуль 21 идентификации инцидента принимает дистанционные сообщения от множества переносных узлов 32 связи и идентифицирует часть дистанционных сообщений от части из множества переносных узлов 32 связи как указывающие ситуацию, требующую отправки сообщения части из множества переносных узлов связи. В одном варианте осуществления модуль 21 идентификации инцидента идентифицирует, когда возникает ситуация, которая, на основе показателей, принятых в дистанционных сообщениях, может влиять на людей, носящих часть из множества переносных узлов 32 связи, которые формируют эти дистанционные сообщения. В качестве примера, если часть (один или более) из множества переносных узлов 32 связи определяет высокие уровни угарного газа, модуль 21 идентификации инцидента будет выдавать предупреждение, которое центральный блок 12 обработки передает обратно в часть из множества переносных узлов 32 связи, которые либо измерили высокие уровни угарного газа, либо находятся в непосредственно близости к людям, таким образом, эти люди понимают, что необходимо немедленно покинуть область.

Узел 10 связи также включает в себя множество зарядных станций 40. Зарядные станции 40 могут быть рассредоточены повсюду в разрозненных местоположениях в окружении, в котором применяется система 10 связи, или могут даже носиться людьми, носящими одну из множества переносных узлов 32 связи. Зарядные станции 40 будут либо заряжать устройство накопления энергии, такое как аккумулятор, встроенный в переносные узлы 32 связи, либо будут приспособлены заряжать устройство накопления энергии, которое является съемным с переносных узлов 32 связи. Параметры конструкции будут диктовать, как устройство накопления энергии будет соединено с переносными узлами 32 связи, которые могут включать в себя размер аккумулятора, параметры, в пределах которых переносной узел 32 связи работает, и/или окружение, в котором переносные узлы 32 связи применяются.

Обращаясь к фиг. 2-4, более конкретно показано множество переносных узлов 32 связи. В предпочтительном варианте осуществления переносной узел 32 связи является носимым устройством 44. Более конкретно, носимое устройство показано как каска 44, и в то время как этот пример будет использован для оставшейся части описания, специалист в области техники должен понимать, что носимое устройство может быть другим предметом защитного снаряжения и все еще быть в рамках изобретения.

Каска 44 включает в себя дополнительные аппаратные средства, которые предоставляют возможность переносному узлу 32 связи связываться с центральным блоком 12 обработки, одноранговыми с ним переносными узлами 32 связи, удаленными базовыми станциями 28 или центральными базовыми станциями 24. Каска 44 включает в себя жесткую внешнюю оболочку 46 с жестким козырьком 48, к которому может быть присоединен солнцезащитный козырек 50. Солнцезащитный козырек 50 является прозрачным, чтобы предоставлять возможность человеку, носящему каску 44, видеть сквозь него. Регулировочный ремень 52 является регулируемым с помощью натяжного устройства 53, что предоставляет возможность носить каску 44 комфортно, но безопасно человеком, которому предназначается эта каска.

Блок 54 управления прикрепляется к носимому устройству 44. Биометрический датчик 56 электрически соединяется с блоком 54 управления. Биометрический датчик 56 также прикрепляется к носимому устройству 44 таким образом, что биометрический датчик измеряет состояние человека, носящего носимое устройство 44. Биометрический датчик 56 измеряет состояние и формирует биометрический сигнал, который передается блоку 54 управления. Переносной узел 32 связи также включает в себя датчик 58 окружающей среды, который электрически соединяется с блоком 54 управления. Датчик 58 состояния окружающей среды также прикрепляется к носимому устройству 44 таким образом, что датчик 58 состояния окружающей среды измеряет окружающие условия локально по отношению к человеку. Датчик 58 состояния окружающей среды может быть расположен на расстоянии от человека. Датчик 58 состояния окружающей среды формирует сигнал состояния окружающей среды и передает этот сигнал состояния окружающей среды блоку 54 управления. Блок 60 связи электрически соединяется с блоком 54 управления и передает биометрические сигналы и сигналы состояния окружающей среды из блока 54 управления в местоположение, удаленное от носимого устройства 44. Как показано в примере на фиг. 1, блок 60 связи будет передавать биометрические сигналы и сигналы состояния окружающей среды от переносного узла 32 связи как другому переносному узлу 32 связи, базовой станции 28a, 28b, так и/или центральной базовой станции 24a, 24b, 24c концентратора 24 связи. Посредством носимого устройства 44, имеющего блок 60 связи в нем, переносной узел 32 связи может связываться с другими переносными узлами 32 связи, или центральным блоком 12 обработки из состава системы 10 связи.

Переносной узел 32 связи включает в себя источник 62 питания, который предоставляет электропитание всем элементам переносного узла 32 связи, которые требуют электропитания. Источник 62 питания может быть переносным, так что источники питания могут быть заменяемыми, предоставляя возможность человеку, носящему переносной узел 32 связи, продолжать выполнять свои функции, просто заменяя один источник 62 питания на другой.

Переносной узел связи также включает в себя пользовательский интерфейс 64, чтобы предоставлять информацию человеку, носящему переносной узел 32 связи. Пользовательский интерфейс 64 может быть радио или некоторой другой формой аудиосвязи. Кроме того, пользовательский интерфейс может включать в себя тактильное устройство или вибратор 66 и/или устройство 68 визуальной связи, неподвижно прикрепленное к козырьку 48 или солнцезащитному козырьку 50 каски 44.

Устройство 68 визуальной связи может быть набором светоизлучающих диодов, которые предоставляют свет различных цветов, чтобы указывать, существуют ли некоторые происшествия или другие события, которые требуют, чтобы человек, носящий носимое устройство, знал состояние. В одном примере зеленый свет может указывать, что все системы работают, и не существует проблемы с какими-либо получаемыми показателями. Желтый свет может предупреждать человека о том, что что-то может произойти, что потребует внимания человека. И, наконец, красный свет может указывать, что человек должен предпринять немедленное действие, чтобы избегать или предотвращать ситуацию, которая может быть потенциально опасной. Например, красный свет может указывать человеку, что датчик угарного газа идентифицировал высокие уровни угарного газа в конкретной области, и что человек должен покинуть эту область как можно быстрее.

Дополнительно, устройство 68 визуальной связи может включать в себя индикацию на солнцезащитном козырьке, которая может отображать данные таким способом, что они появляются на солнцезащитном козырьке 50 каски 44. Данные могут быть световыми кодами, обсужденными выше, буквенно-цифровыми сообщениями, визуальными изображениями или любой их комбинацией.

Переносной узел 32 связи также включает в себя порт 70 связи, предоставляющий возможность переносному узлу 32 связи электрически соединяться с другой частью системы 10 связи, предоставляя ей возможность электрически загружать любую информацию, которая хранится локально на переносном узле 32 связи. Порт 70 связи будет электрически соединяться с запоминающим устройством 72, которое будет хранить данные, собранные биометрическим датчиком 56 и датчиком 58 состояния окружающей среды. (Примеры биометрического датчика 56 включают в себя датчик 56a сердечного ритма, температуры тела, датчик уровня кислорода, датчик артериального давления и т.п. Примеры датчика 58 состояния окружающей среды включают в себя датчик 58a угарного газа, датчик температуры окружающей среды, датчик радиации, датчик давления, датчик ядовитых испарений, акселерометр и т.п. Эти перечисления предназначены быть примерными и не должны рассматриваться каким-либо ограничивающим образом).

Носимое устройство может также включать в себя камеру 74, которая может получать изображения или видео, которые видны человеку, носящему переносной узел 32 связи, которые могут быть сохранены в запоминающем устройстве 72 или переданы обратно центральному блоку 12 обработки узла 10 связи через радиосвязь 64 или блок 60 связи.

Обращаясь, в частности, к фиг. 4, в целом, указывается схематичное представление переносного узла 32 связи. Пользовательский интерфейс 64 включает в себя такие элементы как визуальный дисплей 68, устройство 80 вывода звука, тактильный актуатор (вибрационный актуатор) 66 и лампа 84 аварийной сигнализации. Как обсуждено выше, визуальный дисплей 68 может быть показан на солнцезащитном козырьке 50 каски 44. Устройство 80 вывода звука может быть динамиком для передачи голоса или для тревожной сигнализации. Лампа 84 аварийной сигнализации может быть проблесковым маячком. Пользовательский интерфейс 64 включает в себя переключатели, потенциометры и переключатели 86 сигнализации и/или сочетанием 88 видеокамеры/микрофона (только видеокамера 74 показана на фиг. 3). Эти устройства 86, 88 предоставляют информацию центральному блоку 12 обработки узла 10 связи. Двухсторонний звуковой интерфейс предоставляет возможность связи между человеком, носящим носимое устройство 44, и теми, которые могут базироваться у центрального блока 12 обработки. В дополнение к биометрическим датчикам 56 и датчикам 58 состояния окружающей среды датчик 92 местоположения и контакта может предоставлять входные данные в блок управления носимого устройства 44, которые представляют, где находится носимое устройство 44. Другие такие датчики могут идентифицировать, как быстро оно движется, его местоположение и ориентацию посредством использований акселерометров и гироскопов, RFID-датчиков и GPS. Контроллеры 94 ввода и вывода управляют ходом связи.

Запоминающее устройство 72 в переносном узле 32 связи может включать в себя встроенное микропрограммное обеспечение 95, встроенную флэш-память 96 и резервную флэш-память 98. Контроллеры 100 связи управляют связью между всеми различными системами, которые продолжают использоваться для управления связью между носимым устройством 44 и близлежащей системой 10 связи. Переносные узлы 32 связи могут включать в себя несколько различных типов приемопередатчиков, чтобы обеспечивать связь настолько, насколько возможно. В качестве примера, приемопередатчик может включать в себя WiFi-приемопередатчик 102, GSM-приемопередатчик 104, Bluetooth®-приемопередатчик 106, RFID-приемопередатчик 108, ZigBee®-приемопередатчик 109 и/или спутниковый приемопередатчик. Должно быть понятно специалистам в области техники, что другие типы приемопередатчиков могут быть использованы без обхода рамок изобретенных концепций, раскрытых в данном документе. Системная шина 110 обеспечивает связь между всеми этими блоками.

Источник 62 питания более конкретно показан как включающий в себя схемы 112 управления питания, основной съемный и перезаряжаемый аккумулятор 114 и резервный съемный и перезаряжаемый аккумулятор 116.

Обращаясь к фиг. 5A-5C, на которых обведенные в круг буквы соединяют линии блок-схемы последовательности операций между фиг. 5A и 5B, способ связи между центральным блоком 12 управления и множеством переносных узлов 32 связи, в целом, указан по ссылке 200. Способ начинается на этапе 202 с включения переносного узла 32 связи. Инициализация в начале способа затем начинается на этапе 204. Датчики в системе инициализируются на этапе 206. Сохраненная встроенная конфигурация 208 вводится в систему, когда она загружается, и настройки оповещения устанавливаются на этапе 210. Тест питания запускается на этапе 212. Затем определяется, был ли тест включения электропитания успешным, на этапе 214. Если нет, оповещение указывается на этапе 216, и переносной узел 32 связи прекращает работу на этапе 220. Это выполняется для каждого из множества переносных узлов 32 связи. Сообщения затем передаются от каждого из множества переносных узлов 32 связи центральному блоку 12 обработки. Это выполняется на этапе 222. Датчики - это те датчики, которые являются датчиками состояния окружающей среды 58, биометрическими датчиками 56 и контекстными датчиками 92. Состояние устройства также передается. Также передается оповещение от центрального блока 12 обработки. Оповещения от других удаленных переносных узлов 32 связи представляются, и если какой-либо пользователь вручную нажимает кнопку SOS, оно также представляется. Данные принимаются центральным блоком 12 обработки на этапе 224. Очередь 226 событий идентифицирует и обозначает каждое принятое сообщение, датчики считываются на этапе 228, и все данные нормализуются и приоритезируются на основе конкретной конфигурации на этапе 230. Приоритезация данных следует таблице, показанной на фиг. 5C.

Если определяется, что оповещение должно быть представлено локально по отношению к индивидуальному переносному узлу 32 связи, это выполняется таким образом на этапе 232. Оповещение может быть звуковым, визуальным или тактильным на этапе 234. Запоминающее устройство 72 сохраняет оповещение и регистрирует его в своей базе данных. Локальное оповещение 232 будет происходить, когда идентифицируется, что часть из множества переносных узлов 32 связи отправила сообщения, указывающие, что пороговое значение состояния было удовлетворено.

Затем определяется на этапе 236, было ли событие сформировано локально. Если нет, определяется, существует ли дистанционное оповещение от базовой станции или ее одноранговых узлов, на этапе 238. Если событие было сформировано локально на этапе 236, событие отправляется базовой станции на этапе 240, где оно также регистрируется во встроенном запоминающем устройстве 72. Если сформированное событие было выполнено, таким образом, удаленно, тогда определяется, должно ли событие быть ретранслировано большей части из множества переносных узлов 32 связи относительно порогового предельного состояния, на этапе 242. Если так, трансляция события в качестве оповещения одноранговым узлам в большей части множества переносных узлов 32 связи выполняется на этапе 244. Если событие было определено как не нуждающееся в ретрансляции его одноранговым узлам (242), определяется, была ли нажата кнопка SOS, на этапе 246. Если нет, переносной узел 32 связи возвращается к подпрограмме получения данных способа на этапе 224. Если кнопка SOS была нажата на этапе 246, условие тревоги SOS отправляется на этапе 248. Тревога SOS продолжает отправляться до тех пор, пока устройство не будет сброшено на этапе 250. Этот способ 200 продолжается до тех пор, пока устройство не будет выключено.

Изобретение было описано иллюстративным образом. Должно быть понятно, что терминология, которая была использована, предназначена быть скорее в природе слов описания, чем ограничения.

Множество модификаций и вариаций изобретения возможны в свете вышеописанных учений. Следовательно, в рамках прилагаемой формулы изобретения, изобретение может быть применено на практике отлично от того, как конкретно описано.

Реферат

Изобретение относится к области радиосвязи. Технический результат заключается в повышении точности передаваемой информации для обеспечения безопасности рабочего. Носимое устройство связи содержит: блок управления; биометрический датчик, электрически соединенный с блоком управления; датчик состояния окружающей среды, электрически соединенный с блоком управления; блок связи, электрически соединенный с блоком управления для приема биометрических сигналов и сигналов состояния окружающей среды от блока управления и для передачи биометрических сигналов и сигналов состояния окружающей среды, при этом блок связи включает в себя приемопередатчик для передачи биометрических сигналов и сигналов состояния окружающей среды между упомянутым носимым устройством связи и другими такими носимыми устройствами связи для предупреждения остальных, находящихся в области, где имеет место ситуация, которая может потребовать внимания. 4 н. и 17 з.п. ф-лы, 7 ил.

Формула