Система оперативного контроля местоположения людей в зданиях и сооружениях.

Современное общество становится более активным и мобильным, поэтому для успешной работы крупного предприятия, склада, больницы и т.п. возникает необходимость в использовании системы оперативного определения местоположения людей и объектов в зданиях и сооружениях. Здравоохранение, производство, логистика, нефтяная, химическая и др. перерабатывающая промышленность – все это лишь малая часть сфер применения такой системы. Определение местоположения людей в зданиях и сооружениях позволит добиться четкой координации между сотрудниками, пациентами, обслуживающим персоналом, обеспечить быстрый доступ к технике, оборудованию, транспортным средствам, синхронизировать технологические процессы внутри предприятия, снизить затраты, за счет уменьшения количества оборудования, улучшить качество работы персонала и создать более надежную систему безопасности. Если Вам необходимо быстро найти персонал, расположение мобильного инвентаря, оборудования или аппаратуры, система предоставит такую возможность и, кроме быстрого определения текущего местонахождения, позволит постоянно следить за перемещениями, позволит получать сигналы нажатия тревожных кнопок и позволит передавать команды управления. Полностью автоматизированная система мониторинга позволит непрерывно контролировать местонахождение персонала и мобильного оборудования. Для современных систем определения местоположения мобильных объектов стало обычным использование систем спутниковой навигации GPS/ Глонасс и другие. Но существуют задачи, в которых использование систем спутниковой навигации невозможно. Системы спутниковой навигации не работают в зданиях, сооружениях, метро, тоннелях и везде, где нет прямой видимости зенита. В таких случаях, для решения задач определения местоположения обычно применяют методы радиопеленгации. Обсуждать достоинства и недостатки данного метода можно долго. Основные проблемы локации для подобных задач заключаются в переотражении сигналов от элементов зданий и сооружений. Поэтому низкая точность определения местоположения при высокой стоимости оборудования. Другой метод, оснащение людей радиометками достигает лучших результатов и, при уменьшении мощности излучения меток и увеличении количество стационарных устройств приема, уменьшаются проблемы переотражений. Одним из таких методов является использование радиочастотной идентификации (RFID). Недостатками RFID является маленькая дистанция между меткой и стационарным устройством приема, обычно не более 6 метров. Также недостатками являются, необходимость большого количества стационарных устройств обнаружения RFID радиометки, и без стационарных устройств определения RFID радиометки система не работает, потому что не используется прямая связь между метками.

Предлагается новый метод поиска и определения местоположения в зданиях и сооружениях, использующее сетевую архитектуру, позволяющую использовать все видимые мобильные радиометки и стационарные устройства для определения своего местоположения.

На основе последних достижения сетевых технологий, используется протокол оптимальной маршрутизации данных. Для прокладки оптимального маршрута передачи данных строится структура сети, где каждый участник сети передает данные о всех видимых им участниках сети. Вместе со списком участников сети передается ещё и расстояние до каждого участника сети. На сервере, рассчитывается местоположение каждого участника сети, относительно других участников, методом триангуляции. При этом обеспечивается связь с каждым участником сети и определяется относительное его местоположение по отношению местоположения других участников сети. Привязка к географическим координатам осуществляется участниками сети, размещенных стационарно и имеющих фиксированное местоположение или имеющими GPS приемники.

Такой метод позволяет работать системе, как без стационарных устройств с фиксированным местоположением, так и с ними. Разница в точности определения местоположения. Стационарно размещенные устройства в зданиях и сооружениях размещаются заранее и заранее указываются на карте их координаты. Эти стационарные приемопередающие устройства называются «Роутеры». Устанавливать можно, например, вместе с системами пожарной и охранной сигнализации. При проектировании систем пожарной и охранной сигнализации разрабатывается чертеж - схема размещения датчиков. Этот чертеж - схема размещается на специализированном Web сервере, который доступен заинтересованным предприятиям, например службам спасения.

Устройства «Роутеры» размещаются стационарно и отмечаются соответствующие точки их размещения на плане здания или сооружения. Размещение производится на всех этажах для трехмерного определения местоположения. Каждый мобильный объект или человек, за которым производится контроль, оснащается специальной радиометкой «Маячок». После этого можно наблюдать за перемещением объекта по территории на карте в реальном масштабе времени, а также сохранять историю перемещений для последующего анализа.

Система строится на 3-х типах устройств:

1.Конечное устройство "Маячок" - небольшой приемо-передатчик малой мощности с уникальным номером, устанавливается на контролируемом мобильном объекте (человеке);

2.Роутер приемопередатчик устанавливаемый стационарно в зданиях, сооружениях и подключается к стационарному источнику питания;

3.Координатор приемопередатчик со встроенным GPS приемником и осуществляет привязку к координатам на карте, также имеет радиоканал связи с роутерами и маячками, передает собранные данные на Web сервер.

Маячки работают на небольшие расстояния до 100 метров на открытой местности. После включения или по запросу, маячок определяет расстояния до всех видимых им устройств системы, с которыми он может связаться по радиоканалу. Полученный список устройств, с которыми имеется радиосвязь, а также расстояния до них сохраняются и обрабатываются в устройстве и по запросу координаторов передаются через любое из устройств системы. «Координатор», полученные данные и свое местоположение GPS передает на сервер при помощи канала связи GSM/GPRS. На сервере заранее прописаны расположения «Роутеров» и полученные данные  «Координаторов» с адресами размещения. Сервер, получая эти данные, рассчитывает текущее местоположение каждой радиометки. При помощи Web доступа заинтересованные подразделения предприятия или службы получают текущее местоположение радиометок в реальном масштабе времени. Выход из строя части оборудования не выведет систему из строя. Возможно использование системы без роутеров. Это обычно бывает при проведении экстренных спасательных работ в необорудованных помещениях. Спасатели оснащаются такими маячками, а координаторы устанавливаются на автотранспорт. Рекомендуется иметь несколько единиц автотранспорта и располагать вокруг объекта проведения спасательных работ. При этом, каждая метка работает как роутер для передачи данных, а во время передачи определяет свое относительное местоположение. Чем больше маячков находятся в зоне «радио видимости» друг с другом, тем точнее определяется местоположение каждого. Но есть недостаток, если один маячок отделился от крайнего человека группы на большое расстояние, то точность уменьшается и, если это расстояние превысило 100 метров, то связь может потеряться совсем. Поэтому в стратегии спасательных работ надо предусматривать этот факт и проводить работы в составе коллектива. Кроме работы в сетевой структуре, каждый маячок оборудован многофункциональной кнопкой, датчиками положення в пространстве и ускорения. При необходимости устанавливаются дополнительные датчики, например: температуры, влажности и т.д. по техническому заданию.

Благодаря методу сетевого поиска и определения местоположения не требуется большой мощности передачи от радиометки маячок. Поэтому длительность работы устройства высокая, при минимальных размерах. Методы модуляции позволяют производить связь в сложных условиях индустриальных помех и экранирования. Планируемое устройство «Маячок» будет иметь такие параметры:

1. Длительность работы без подзарядки в режиме ожидания не менее 1 месяца;
2. Длительность работы в рабочем режиме не менее 10 часов. Рабочий режим определения местоположения 1 раз в секунду;
3. Дальность работы в зданиях и сооружениях до 30 метров;
4. Дальность работы в условиях прямой видимости до 100 метров;
5. Точность определения местоположения в зданиях и сооружениях до 2-х метров, при условии видимости не менее 3-х сетевых устройств в разных плоскостях;
6. Точность определения местоположения на открытой местности до 1-го метра;
7. Размеры конечного устройства не превышают 50*40*18 мм;
8. Рабочий частотный диапазон не лицензируемый 2,4 ГГц;
9. Выходная мощность регулируемая от –30 dBm до 0 dBm;
10. Чувствительность –92 dBm;
11. Неограниченное географическое использование;
12. Быстрое развертывание сети с автоматической процедурой добавления / удаления устройств;
13. Скорость передачи данных – до 2000 кбит/сек;
14. Радиус покрытия – до 75м за зоной установки последних роутеров и координаторов;
15. Рекомендуемое расстояние между роутерами на открытой местности до 50 метров.
16. Рекомендуемое расстояние между роутерами в зданиях и сооружениях до 15 метров;
17. Рекомендуемое расстояние между координаторами на открытой местности до 100 метров;
18. До 255 подчиненных координатору устройств в сети;
19. До 255 параллельно работающих сетей;
20. Маячок имеет одну функциональную программно управляемую кнопку. (Назначение можно программировать);
21. Маячок оснащен датчиком ориентации в 3D пространстве. Точность ориентации не менее 3 градусов по каждой оси;
22. Датчик ориентации позволяет определять ориентацию в пространстве человека и различать: стоит, лежит, на каком боку лежит и т.д.;
23. Исполнение герметичное, искробезопасное, взрывобезопасное;
24. Заряд аккумулятора бесконтактный;
25. Количество циклов заряда 2500
26. Температурный диапазон от -25°С +70°С;
27. Корпус пластиковый, на корпусе имеется покрытие для быстрого крепления «Velcro» (липучка).

Подобные параметры имеет «Роутер», только отсутствуют датчики, исполнение стационарное, питание постоянное, от сети питания здания или сооружения от 50В до 220 В постоянного или переменного тока. Аккумулятор подключается в буфере, на случай отключения питания. «Координатор» дополнительно имеет GPS модуль, для привязки к системе географических координат, и канал связи GPRS для передачи данных на сервер системы. В экстремальных условиях возможно отсутствие всех стандартных каналов связи (например GSM/GPRS)  и стандартного питания. Поэтому, все устройства имеют аккумуляторную батарею с автономной работой до 10 часов. Также оборудуется автотранспорт диспетчерской службы встроенным рабочим местом, с автономным навигационным сервером и координатором. При экстремальных условиях, роль Web серверного оборудования берет на себя встроенный автомобильный сервер, который принимает данные от маячков, рассчитывает местоположения каждого устройства в системе и передает диспетчеру в реальном масштабе времени.

Дальнейшее развитие системы может быть в направлении того, что при экстремальной ситуации можно было бы дистанционно включить конечное устройство, не дожидаясь нажатия тревожной кнопки пользователем. Это необходимо в тех ситуациях, когда пользователь не может самостоятельно нажать тревожную кнопку. Также можно передавать на устройство различные команды управления и речевые команды.

Компания NaviDev принимает заказы.