DE10116000A1 - Überwachungssytem zur Vermeidung von Unfällen durch Ertrinken - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Überwachungssystem, das insbesondere zum Einsatz in Schwimmbädern vorgesehen ist. Das Überwachungssystem ist gekennzeichnet durch gegen Eindringen von Wasser geschützte Sendeeinrichtungen und eine Sendesignale der Sendeeinrichtung auswertende Empfängerzentrale für die Erzeugung eines Signals bei Absinken der Empfangsintensität eines der Sendesignale unter einen vorbestimmten Pegel. Indem das übertragene Signal unter Wasser befindlicher Sendeeinrichtungen durch das Wasser stark gedämpft ist, kann auf diese Weise registriert werden, ob sich eine die betreffende Sendeeinrichtung tragende Person unter Wasser befindet und zu ertrinken droht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Überwachungssystem, das z. B. in Schwimmbädern eingesetzt wer­ den kann.

In Schwimmbädern kommt es trotz Aufsicht immer wieder zu Todesfällen durch Ertrinken. Solche Unfälle ereignen sich mitunter selbst dann, wenn z. B. Schulklassen im Schwimmunter­ richt über die allgemeine Badaufsicht hinaus der Überwachung durch den Schwimmlehrer unterliegen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Überwachungssystem zur Erhöhung der Sicherheit in Schwimmbädern zu schaffen.

Das diese Aufgabe lösende Überwachungssystem nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch gegen Eindringen von Wasser geschützte Sendeeinrichtungen und eine Sendesignale der Sendeeinrichtungen auswertende Empfängerzentrale für die Erzeugung eines Signals bei Absinken der Empfangsintensität eines der Sendesignale unter einen vorbestimmten Pegel.

Kommt eine Person, die eine solche Sendeeinrichtung am Körper trägt, im Schwimmbad in die Situation, daß sie sich nicht mehr an der Wasseroberfläche halten kann und im Wasser untergeht, so wird das von der Sendeeinrichtung erzeugte Signal durch das Wasser zuneh­ mend geschwächt, so daß die Empfangsintensität des Sendesignals unter den vorbestimm­ ten Pegel absinkt und die Empfängerzentrale ein Alarmsignal abgibt.

Während es denkbar ist, Sendeeinrichtungen zu verwenden, welche Schall- oder Lichtsig­ nale erzeugen, liegt die bevorzugte Signalfrequenz im Mikrowellenbereich, insbesondere bei einer durch Wassermoleküle selektiv absorbierten Frequenz. Mit dem Eintauchen der Sende­ einrichtung ins Wasser ist das die Empfängerzentrale erreichende Sendesignal dann signifi­ kant gedämpft und es kann ein Pegel festgelegt werden, der eine sichere Unterscheidung zwischen durch Eintauchen der Sender in das Wasser gedämpften Sendesignalen und ungedämpften Signalen ermöglicht.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der vorbestimmte Pegel zur Anpas­ sung an unterschiedliche Dämpfungs- und Abstandsverhältnisse zwischen den Sendeeinrich­ tungen und der Empfängerzentrale einstellbar. Vorteilhaft kann die Einstellung insbesondere so erfolgen, daß erst von einer bestimmten Wassertiefe an die Empfangsintensität des Sen­ designals unter dem vorbestimmten Pegel liegt. Eintauchen in nur geringe Wassertiefen führt dann nicht zu einer ungewollten Alarmauslösung.

Der Auslösung von Fehlalarm kann durch eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung entgegengewirkt werden, bei welcher die Empfängerzentrale zur Erzeugung des Alarmsig­ nals nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne nach Absinken der Empfangsintensität unter den vorbestimmten Pegel vorgesehen ist. Diese Zeitspanne kann so gewählt sein, daß kurze Tauchgänge ohne Auslösung des Alarms möglich sind, und z. B. auf 20 Sekunden fest­ gesetzt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Sendesignale eine auf die jeweilige Sendeeinrichtung bezogene Kennung auf, wobei die Empfängerzentrale zur Registrierung der Kennungen innerhalb eines Beobachtungsintervalls, zur Diskriminierung des Signals mit der unter den vorbestimmten Pegel abgesunkenen Empfangsintensität und zur Alarmsignalerzeugung bei Ausbleiben der Registrierung der Kennung des diskriminierten Sendesignals während des Beobachtungsintervalls vorgesehen ist. Bei dieser Ausführungs­ form sind alle Kennungen der verwendeten Sendeeinrichtungen gespeichert und die Empfängerzentrale vergleicht während des Beobachtungsintervalls, ob Sendesignale ent­ sprechend allen gespeicherten Kennungen auftauchen. Fehlt eine Kennung, weil die Empfangsintensität infolge Dämpfung durch Wasser unter dem vorbestimmten Pegel liegt, so wird dies registriert und, ggf. nach einer vorbestimmten Zeitspanne, ein Alarmsignal erzeugt.

Bei den Sendesignalen der Sendeeinrichtungen kann es sich um diskrete Signale mit stochastisch schwankenden Impulsabständen handeln, wobei vorzugsweise sich die Frequenzen der Sendesignale der einzelnen Sendeeinrichtungen voneinander unterscheiden. Bei einer solchen Ausführungsform bedarf es keiner individuellen Signalkennung. Über einen angemessenen Beobachtungszeitraum wird von jeder Sendeeinrichtung störungsfrei ein Signal empfangen. Wird irgendein Sendesignal festgestellt, dessen Intensität unter dem vorbestimmten Pegel liegt, so erfolgt die Alarmauslösung.

In der vorteilhafteren Ausführungsform mit eine Kennung aufweisenden Sendesignalen kön­ nen sich die Signale der einzelnen Sendeeinrichtungen durch ihre Frequenz, eine Modula­ tion, Impulslängen oder/und Impulsabstände voneinander unterscheiden.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Empfängerzentrale mehrere Empfangskanäle mit mehreren an verschiedenen Orten plazierbaren Antennen zur Ortung einer Sendeeinrichtung anhand unterschiedlicher Laufzeiten ihres Sendesignals über die Empfangskanäle auf. Vorteilhaft kann durch diese Ortung eine in Not geratene Person schneller aufgefunden und so gezielt eine Rettung eingeleitet werden.

Im Zusammenhang mit der Einleitung von Rettungsmaßnahmen kann es auch von Vorteil sein, wenn in die Empfängerzentrale Informationen in Zuordnung zu der Signalkennung ein­ gebbar und aus dieser abrufbar sind. Insbesondere kann der Name des Trägers der jeweili­ gen Sendeeinrichtung eingegeben werden, so daß in einer Notsituation die betroffene Person bekannt ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Sendeeinrichtungen Bestandteil eines Transpondersystems (RFID) in passiver oder aktiver Ausführung. Gegebenenfalls brauchen die überwachten Personen keine Energiequelle zum Betrieb der Sendeeinrichtung mit sich zu führen, was den für das Überwachungssystem erforderlichen Wartungsaufwand wesentlich verringert.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und der beiliegenden, sich auf dieses Ausführungsbeispiel beziehenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschema eines erfindungsgemäßen Überwachungssystems, und

Fig. 2 ein Installationsbeispiel des Überwachungssystems von Fig. 1.

Mit dem Bezugszeichen 1 sind in der Fig. 1 Sendeeinrichtungen bezeichnet, die möglichst unverlierbar am Körper zu tragen sind. Die Sendeeinrichtungen können wasserdicht in Gummi- oder Kunststoffmaterial eingebettet sein, durch welches z. B. ein Halsring, Arm- oder Fußreif gebildet ist. Es ist ferner denkbar, die Sendeeinrichtungen 1 mit dem Gummimaterial einer Bademütze zu umhüllen.

Mit dem Bezugszeichen 2 ist eine mit Ladekontakten 3 zum Laden in die Sendeeinrichtungen 1 integrierter Akkus bezeichnet.

Wie bei 4 angedeutet ist, senden die Sendeeinrichtungen 1 Signale aus, die von einer Zentrale 5 empfangen werden.

Die Empfängerzentrale 5 weist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Empfangskanäle 6, 6' mit jeweils einer Antenne 7 bzw. 7' und einer PLL-Empfangseinheit 8 bzw. 8' auf. Die Empfangseinheiten 8, 8' sind mit einer Auswerteinheit 9 verbunden, die in dem betreffenden Ausführungsbeispiel durch einen Personalcomputer mit einem Videoschirm 10 und einer Eingabetastatur 11 gebildet ist.

Mit dem Bezugszeichen 12 ist eine durch die Auswerteinheit 9 einschaltbare Alarmsirene bezeichnet.

Es wird nun auf Fig. 2 Bezug genommen, wo ein Schwimmbadgelände 13 mit Schwimm­ becken 14 und 15 gezeigt ist, von denen das Schwimmbecken einen abgetrennten Nicht­ schwimmerbereich 16 aufweist. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist die Antenne 7 der Empfangs­ zentrale 5 von Fig. 1 an einer Schmalseite und die Antenne 7' an einer Längsseite des Schwimmbadgeländes 13 installiert.

Bei 17 ist ein Eingangsgebäude mit Umkleideräumen, einem Raum für den Bademeister und dergleichen angedeutet. In einem Raum des Eingangsgebäudes 17 sind die Empfängerein­ heiten 8, 8' und die Auswerteinheit 9 der in Fig. 1 gezeigten Empfangszentrale 5 unterge­ bracht, wobei die Empfangseinheiten 8, 8' in einer Baueinheit 18 zusammengefaßt sind, die in Verbindung mit den Antennen 7, 7' steht, wie durch Strichlinien 19, 20 angedeutet ist. Die Auswerteinheit 9 umfaßt einen Monitor 21 und eine Zentraleinheit 22 gebildet, wobei die Zentraleinheit 22 in Verbindung mit der die Empfangseinheiten 8, 8' enthaltenden Baueinheit 18 steht. Über die Zentraleinheit 22 ist die Alarmsirene 12 zum Ein- und Ausschalten ansteuer­ bar.

Im folgenden soll die Funktionsweise des anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Über­ wachungssystem erläutert werden.

Kommt in das Schwimmbad z. B. eine Schulklasse zum Schwimmunterricht, so legt jeder Schüler beim Umkleiden eine Sendeeinrichtung 1 an. Die Sendeeinrichtungen sind mit Nummern versehen. Jeder Schüler gibt die Nummer seiner Sendeeinrichtung und seinen Namen an, wobei Nummer und Name einander zugeordnet über die Tastatur 11 in die Aus­ werteinrichtung 9 eingegeben werden.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel geben die Sendeeinrichtungen impulsweise Sende­ signale mit einer Frequenz von ca. 2 GHz ab. Diese Frequenz liegt im Mikrowellenbereich und wird von Wassermolekülen besonders stark absorbiert. Die Impulse jeder Sendeeinrich­ tung weisen eine durch AM-Modulation gebildete, für die jeweilige Sendeeinrichtung spezi­ fische Kennung auf. Darüberhinaus unterscheiden sich die Abstände zwischen den Impulsen von Sendeeinrichtung zu Sendeeinrichtung, wodurch zusätzlich eine Signalkennung für die einzelnen Sendeeinrichtungen gegeben ist.

Die Auswerteinrichtung 9 speichert die eingegebenen Nummern der Sender in Zuordnung zu der jeweiligen Kennung der betreffenden Sendeeinrichtung 1.

Die Empfangseinheiten 8, 8' tasten in Beobachtungsintervallen zyklisch die Frequenzen der empfangenen Signale ab. Die Empfangseinheiten könnten stattdessen oder zusätzlich auch jeweils nacheinander auf die jeweiligen Impulsweiten oder/und Impulsabstände der einzel­ nen Sendeeinrichtungen abgestimmt werden.

Die empfangenen Sendesignale werden digitalisiert und der Auswerteinheit 9 zugeführt, wo die jeweilige Signalkennung mit den in Zuordnung zu den Nummern gespeicherten Ken­ nungen verglichen und registriert wird, ob in einem Beobachtungsintervall Signale entspre­ chend allen gespeicherten Kennungen mit ausreichender Intensität auftauchen. Es wäre auch denkbar, die Diskriminierung schwacher Signale bereits vor der Digitalisierung durch­ zuführen.

In dem hier vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der genannte Schwellenwert so eingestellt, daß die Intensität des empfangenen Sendesignals unterhalb des Schwellenwertes liegt, wenn sich die Sendeeinrichtung in einer Wassertiefe von ca. 1 m befindet.

Die Auswerteinheit 9 stellt dann fest, daß die betreffende Kennung während des Beobach­ tungsintervalls nicht mit ausreichendem Pegel aufgetaucht ist. Nach dieser Feststellung läßt die Auswerteinheit 9 noch eine Zeitspanne von ca. 20 Sekunden vergehen und gibt dann ein Signal zum Einschalten der Alarmsirene 12 ab, falls die Kennung zwischenzeitlich nicht wieder mit ausreichendem Pegel registriert wird.

Bei dem hier vorliegenden Ausführungsbeispiel für ein Überwachungssystem besteht ferner die Möglichkeit, die Laufzeiten diskriminierter Sendesignale über die Kanäle 6 und 6' zu bestimmen, die aufgrund unterschiedlicher Abstände der Sendeeinrichtungen 1 zu den Antennen 7, 7' unterschiedlich sind (siehe z. B. die Abstände A1 und A2 in Fig. 2). Aus den Laufzeiten berechnet die Auswerteinheit 9 die Position der Sendeeinrichtung, deren Sende­ signal diskriminiert wurde, und zeigt diese Position auf dem Bildschirm 10 des Monitors 21 an. Bei genauer Kenntnis der Position können gezielt Rettungsmaßnahmen eingeleitet werden.

Claims (10)

1. Überwachungssystem, gekennzeichnet durch gegen Eindringen von Wasser geschützte Sendeeinrichtungen (1) und eine Sendesignale der Sendeeinrichtungen auswertende Empfängerzentrale (5) für die Erzeugung eines Signals bei Absinken der Empfangsintensität eines der Sendesignale unter einen vorbestimmten Pegel.

2. Überwachungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendesignalfrequenz im Mikrowellenbereich, vorzugsweise bei einer durch Was­ sermoleküle selektiv absorbierten Frequenz, liegt.

3. Überwachungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Pegel zur Anpassung an unterschiedliche Dämpfungs- und Abstandsverhältnisse zwischen den Sendeeinrichtungen (1) und der Empfängerzentrale (5) einstellbar ist.

4. Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfängerzentrale (5) zur Erzeugung des Alarmsignals nach Ablauf einer vorbe­ stimmten Zeitspanne nach Absinken der Empfangsintensität unter den vorbestimmten Pegel vorgesehen ist.

5. Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendesignale eine auf die jeweilige Sendeeinrichtung (1) bezogene Kennung aufweisen, wobei die Empfängerzentrale (5) zur Registrierung der Kennungen innerhalb eines Beobachtungsintervalls, zur Diskriminierung des Sendesignals mit der unter den vorbestimmten Pegel abgesunkenen Empfangsintensität und zur Signalerzeugung bei Ausbleiben der Registrierung der Kennung des diskriminierten Signals während des Beobachtungsintervalls vorgesehen ist.

6. Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendesignale der Sendeeinrichtungen (1) zeitdiskrete Signale mit stochastisch schwankenden Impulsabständen sind oder/und daß sich die Signale von Sendeeinrich­ tung zu Sendeeinrichtung durch Frequenz, Modulation, Impulsweite oder/und Impuls­ abstand unterscheiden.

7. Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfängerzentrale (5) mehrere Empfangskanäle (6, 6') mit mehreren, an ver­ schiedenen Orten plazierbaren Antennen (7, 7') zur Ortung einer Sendeeinrichtung (1) anhand unterschiedlicher Laufzeiten ihres Sendesignals über die Empfangskanäle (6, 6') aufweist.

8. Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinrichtungen (1) jeweils mit einer eigenen Energiequelle versehen oder/und Bestandteil eines Transceivers sind.

9. Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in die Empfängerzentrale (5) Information in Zuordnung zu der Signalkennung eingebbar und aus dieser abrufbar ist.

10. Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtungen Bestandteil eines Transpondersystems (RFID) in passiver oder aktiver Ausführung sind.