TWI566211B - Wireless communication rescue system - Google Patents

Description

無線通訊救援系統

本發明係關於一種無線通訊救援系統，尤指一種利用求援者與救援者之行動通訊裝置間之無線訊號回授強弱，計算獲得求援者之精確位置及方向，達到迅速搜得求援者之系統者。

按，人的生活環境中需面臨各種災難的發生(如火災、風災、地震、山難、土石流、車禍、摔傷、受困電梯、遇襲，以及其他各種突發意外事件)，當災害發生時受難者第一時間都希望能獲得救助，期能在最短時間內迅速脫離險境，救難人員最感到困難的就是到救援現場時無法立即掌握受難人員精確位置，而在分秒必爭的災害現場，只要稍微的延遲，不僅無法對受難者伸出及時的救援，甚至造成生命危機，故，問題的關鍵所在，在於救難人員必須能夠正確掌握受難人員訊息及位置，才能快速及圓滿達成救災任務；以地震災害為例，當地震來臨時，若有人員不幸被倒塌建築物活埋而命在旦夕，救難人員則必須靠各種搜救裝置來進行全面地毯式的搜尋，一般而言，搜救裝置包括生命探測器或以搜救犬嗅覺方式探索搜救；然上述習用搜救裝置於使用時，搜救的過程相當耗時且無明確目標，而錯失所謂的黃金救援時間。

另，亦有受難人員以手機通訊裝置利用GPS(Global Positioning System)全球衛星定位系統，提供所在位置的座標值給救難人員，惟，一般狀況下，GPS誤差值約是半徑10公尺左右，故於發生災害現場，亦 無法提供精確位置予救難人員搜救。本發明創作人有鑑於上述缺失，以從事於此行業累積之多年經驗，始設計出此種透過無線通訊計算距離方式以精確得知受難人員之位置。

本發明主要目的係在於解決上述問題，而提供一種無線通訊救援系統，具有更佳實用、方便之功效，主要技術、目的為：本發明之一目的係以遠端之伺服主機資料庫20以接收來自求援者行動通訊裝置30之求援訊息，並發送求援者之求援訊息至救援者無線通訊設備40，並提供搜救中心10雙方面之訊息，已利其指揮調度，依災害地點調派適當之救難人員，達到救難人員可快速抵達災害現場之功效。

本發明之另一目的係求援者行動通訊裝置30及救援者行動通訊裝置401間可藉由WiFi(建立於IEEE 802.11標準的無線區域網路設備)無線通訊連線，透過兩裝置之WiFi訊號連線，利用回授訊號的強弱，而可求得兩裝置間之距離，藉由與求援者多個不同方位相對距離，可計算獲得求援者之精確位置及方向，達到縮短搜救時間，避免錯失黃金救援時間之實用功效。

10‧‧‧搜救中心

20‧‧‧伺服主機資料庫

30‧‧‧求援者行動通訊裝置

31‧‧‧控制處理單元

32‧‧‧定位單元

33‧‧‧緊急求援單元

331‧‧‧求援訊息傳遞單元

332‧‧‧求援狀態提醒單元

34‧‧‧無線訊號搜尋單元

35‧‧‧可攜式無線基地台控制單元

36‧‧‧安全回報單元

37‧‧‧災害資訊單元

40‧‧‧救援者無線通訊設備

401‧‧‧救援者行動通訊裝置

41‧‧‧演算控制單元

42‧‧‧定位單元

43‧‧‧緊急救援單元

431‧‧‧救援訊息傳遞單元

432‧‧‧救援狀態提醒單元

44‧‧‧無線訊號搜尋單元

45‧‧‧可攜式無線基地台控制單元

第1圖，係本發明系統架構圖

第2圖，係本發明求援者行動通訊裝置架構示意圖

第3圖，係本發明救援者行動通訊裝置架構示意圖

第4圖，係本發明求援者行動通訊裝置救援機制流程圖

第5圖，係本發明救援者行動通訊裝置救援機制流程圖

第6圖，係本發明求援者及救援者行動通訊裝置雙向救援機制流程圖

為使 貴審查委員對本發明有更進一步瞭解，茲舉一較佳實施例並配合圖式，詳述如後：請參閱第1、2、3圖，係搜救中心10連設一伺服主機資料庫20、該伺服主機資料庫20可接收求援者行動通訊裝置30的求援訊息，亦可發送求援者之求援訊息至包含多個救援者行動通訊裝置401之救援者無線通訊設備40，該求援者行動通訊裝置30分別與不同位置之救援者行動通訊裝置401互設為WiFi無線通訊基地台熱點或搜尋系統內建之複數個求救網路名稱(SSID)並建立無線網路連線，形成一小型區域網路，並透過兩裝置間之WiFi連線而可求得兩裝置間之距離，而可換算出求援者精確的位置；該求援者行動通訊裝置30係包含：控制處理單元31、定位單元32、緊急求援單元33、無線訊號搜尋單元34、可攜式無線基地台控制單元35、安全回報單元36、災害資訊單元37，其中，該控制處理單元31係耦接定位單元32、緊急求援單元33、無線訊號搜尋單元34、可攜式無線基地台控制單元35、安全回報單元36及災害資訊單元37，該控制處理單元31係配合該定位單元32取得目前位置資訊，並將此資訊傳送給緊急求援單元33、伺服主機資料庫20及該災害資訊單元37；該定位單元32係可配合緊急求援單元33發送所在位置資訊予控制處理單元31，以及提供所在之座標位置，並可讓家人、搜救中心10知道求援者之所在地；該緊急求援單元33係可手動啟動或自動啟動，其包含求援訊息傳遞單元331、求援狀態提醒單元332；該求援訊息傳遞單元331可撥出已設定之連絡人電話及簡訊，並發出求援者之名字、位置訊息(透過GPS定位)、生存訊息(透過陀螺儀)及內建無線基地台名稱供遠端之伺服主機資料庫20接收，並通知 搜救中心10使明確知道求援者發生災害之地點位置；該求援狀態提醒單元332係可以燈號、振動及語音通知救援者已抵達現場之提醒；該無線訊號搜尋單元34係配合可攜式無線基地台控制單元35交替啟動搜尋或不搜尋內建之救援者行動通訊裝置401之網路基地台名稱來建立連線；該可攜式無線基地台控制單元35係配合無線訊號搜尋單元34交替啟動或關閉可攜式無線基地台。該安全回報單元36係由手動控制回報搜救中心10及設定之連絡人自身安全狀況與否，並可校正系統自動啟動緊急求援機制之誤判狀況；該災害資訊單元37係依據該控制處理單元31取得之目前位置資訊，而可接收所在地各種災害資訊，包括地震、火災、土石流…等災害資訊，並可通知已發生災難之求援者災害資訊或提供平常災害之預防；該救援者行動通訊裝置401係包含：演算控制單元41、定位單元42、緊急救援單元43、無線訊號搜尋單元44、可攜式無線基地台控制單元45，其中，該演算控制單元41係耦接定位單元42、緊急救援單元43、無線訊號搜尋單元44、可攜式無線基地台控制單元45，該演算控制單元41係配合該定位單元42取得目前位置資訊，並將此資訊傳送給緊急救援單元43、伺服主機資料庫20，使搜救中心10了解其所在位置，並可計算該無線訊號搜尋單元44、可攜式無線基地台控制單元45與求援者行動通訊裝置30間無線連線之距離；該定位單元42係可配合配合網路地圖資訊供顯示所在之座標位置，並提供位置予搜救中心10方便分派調度救援任務；該緊急救援單元43係包含救援訊息傳遞單元431、救援狀態提醒單元432；該救援訊息傳遞單元431可接收來自遠端之伺服主機資料庫20求援者之名字、位置訊息、生存訊息(透過陀螺儀)、求救無線基地台網路名稱代號，該搜救中心10可依求援者發生災害之地點位置分派救援者；該救援狀態提醒單元 432係可發出抵達通知予求援者，並以燈光、振動及語音提醒周圍有求援者；該無線訊號搜尋單元44係配合可攜式無線基地台控制單元45交替啟動搜尋或不搜尋內建之救援者行動通訊裝置401之網路基地台名稱來建立連線；該可攜式無線基地台控制單元45係配合無線訊號搜尋單元44交替啟動或關閉可攜式無線基地台。

本發明之組成，細節說明如下：如第1圖所示，本系統利用既有技術無線通訊網路(3G、WiFi)，使發生災難之人員於利用求援者行動通訊裝置30(該裝置可為：手機、平板電腦、智慧型手錶…)上傳求救訊息至搜救中心10之伺服主機資料庫20，由該搜救中心10即時掌握災難資訊以及可立即分派任務給最接近災區之救援者以爭取救難時間，並將求援者求救訊息發送至救援者無線通訊設備40，並於前往災區途中，即可了解受困人員數量以及傷害程度，俟救援者抵達災區，指揮者可將多個救援者行動通訊裝置401(該裝置可為：手機、平板電腦、智慧型手錶…)安排於災區各方位，該些裝置設有多組系統認可之無線網路基地台名稱，供求援者行動通訊裝置30搜尋並建立連線而成為小型區域網路，而可計算出求援者與救援者間之距離(WiFi回授訊號間之距離計算已得科學驗證，在此不在贅述)，且藉由多方位與救援者連線計算出求援者距離，再傳送予遠端伺服主機資料庫20，並由搜救中心10整合各資料計算出之求援者位置，則可精確找出求援者位置，進而可迅速展開救援行動，以最短時間就出求援者。

請參閱第2圖所示，本系統之求援訊息傳遞單元331可定期自動上傳或使用者上傳座標位置資料至伺服主機資料庫20，並可收到所在地之災害相關資訊；該救援機制之啟動，係可分為使用者手動啟動及自動啟動，該自動啟動機制可依據：1.使用者預設啟動時機(例如地震規模大於5級時…)。2.系統偵測行動通訊裝置陀螺儀異常(例如突然摔倒而急速改變方位 及震動…)，而可判定使用者尚有生命之生存訊息。3.系統主機自動機制(例如地震規模大於6級時、現場救援站開立時…)，當緊急求援單元33啟動時，求援訊息傳遞單元331發出位置、求援訊息，並藉由安全回報單元36回報本身安全狀況，其可分為安全、輕傷、重傷、不安全，並藉由回報「安全」，亦可作為發生災害時，更正系統自動啟動緊急求援單元33之誤判狀況，可讓救援者搶救更需要救援之受難者，又，待救援者抵達災區現場，該救援者救援狀態提醒單元432配合定位單元42可計算出已接近求援者，此時，發出抵達通知予求援狀態提醒單元332，該求援狀態提醒單元332可發出燈光、振動及語音提醒求援者，該救援狀態提醒單元432可發出燈光、振動及語音提醒救援者周圍有求援者，求援者可開啟可攜式無線基地台控制單元35，讓救援者搜尋WiFi訊號建立連線，或由求援者以無線訊號搜尋單元34搜尋救援者所開設之WiFi無線基地台訊號，讓多方位之救援者依序建立連線，並計算出相對距離，進而可精準算出求援者之位置。

請參閱第3圖所示，本系統之搜救中心10從伺服主機資料庫20接獲求救訊息時，救援者可由伺服主機資料庫20下載求援者資料，若救援者已抵達災區現場，該救援狀態提醒單元432可發送抵達通知，並由救援訊息傳遞單元431發送無線通訊網路名稱給周圍之求援者，求援狀態提醒單元332並以燈光、振動及語音通知求援者，求援者、救援者可開啟可攜式無線基地台控制單元45，讓求援者搜尋WiFi訊號建立連線，或由救援者以無線訊號搜尋單元44搜尋求援者所開設之WiFi無線基地台訊號，與多方位之救援者依序建立連線，並計算出相對距離，而可精準算出求援者之位置。

當求援者、救援者建立連線，救援者行動通訊裝置401記錄回授之WiFi訊號，其訊號強弱及相對距離均可換算，可求出求援者與救援者間距離之圓半徑範圍，透過複數個救援者行動通訊裝置401距離之圓半徑 範圍記錄，可求出求援者與救援者的相對方位，其做法如下：

1.以兩個訊號記錄為例，請參閱表一，救援者A點、救援者B點各求得與求援者之距離，A點距離之圓半徑範圍與B點距離之圓半徑範圍會產生重疊區域，該求援者訊號發生在此重疊區域，故可縮小搜救範圍，救援者可依此重疊區域方位進行搜索，縮短救援的時間。

2.以三個訊號記錄為例，請參閱表二，救援者A點、救援者B、救援者C點各求得與求援者之距離，A點距離之圓半徑範圍、B點距離之圓半徑範圍與C點距離之圓半徑範圍會產生交會點，該求援者訊號發生在交會點上，故可精確得知求援者位置，可依此交點位置進行搜索找出求援者。

請參閱第4至6圖所示，係本發明救援機制流程圖，當求援者接獲通知救援者已抵達並分佈於災區各方位位置，其救援機制可分三種方式進行：

1.如第4圖所示，由救援者開設WiFi無線基地台訊號，再由求援者主動搜尋救援者網路訊號，若找尋成功則彼此建立連線，並發送/接收訊號，而建立訊號相對位置，將訊號演算後得到求援者相對距離，並將資料發送至伺服主機資料庫20，通知搜救中心10整合演算。

2.如第5圖所示，由求援者開設WiFi無線基地台訊號，再由救援者主動搜尋救援者網路訊號，若找尋成功則彼此建立連線，並發送/接收訊號，而建 立訊號相對位置，將訊號演算後得到求援者相對距離，並將資料發送至伺服主機資料庫20，通知搜救中心10整合演算。

3.如第6圖所示，若先由求援者開設WiFi無線基地台訊號，再由救援者主動搜尋救援者網路訊號，若未找尋成功則系統自動交替轉換由救援者開設WiFi無線基地台訊號，再由求援者主動搜尋救援者網路訊號，如此反覆交替轉換，直至彼此建立連線，達到快速展開救援搜索，把握救難之黃金時間。

綜上所述，本發明之結構，極具產業上利用價值；且又未見有相同或類似之發明出現於國內外刊物或公開使用，確實具有極佳之實用性與增進功效，誠符合專利法之規定，爰依法俱文提出申請。

10‧‧‧搜救中心

20‧‧‧伺服主機資料庫

30‧‧‧求援者行動通訊裝置

40‧‧‧救援者無線通訊設備

401‧‧‧救援者行動通訊裝置

Claims (8)

1. 一種無線通訊救援系統，係設成搜救中心連設伺服主機資料庫、該伺服主機資料庫可接收求援者行動通訊裝置的求援訊息，亦可發送求援者之求援訊息至包含多個救援者行動通訊裝置之救援者無線通訊設備，該求援者行動通訊裝置分別與不同方位之該救援者行動通訊裝置互為搜尋建立無線網路連線，並透過兩裝置間之WiFi連線而可求得之間距離，藉由與求援者多個距離結果而可換算出求援者精確的位置；該求援者行動通訊裝置係包含：一控制處理單元、一定位單元、一緊急求援單元、一無線訊號搜尋單元、一可攜式無線基地台控制單元及一災害資訊單元；其中，該控制處理單元係耦接該定位單元、該緊急求援單元、該無線訊號搜尋單元、該可攜式無線基地台控制單元及該災害資訊單元，該控制處理單元係配合該定位單元取得目前位置資訊，並將此資訊傳送給該緊急求援單元、該伺服主機資料庫及該災害資訊單元；該定位單元係可配合該緊急求援單元發送所在位置資訊予該控制處理單元；該緊急求援單元，係包含：一求援訊息傳遞單元及一求援狀態提醒單元；該求援訊息傳遞單元可發出求援訊息供該伺服主機資料庫接收，並通知該搜救中心發生災害之地點位置；該求援狀態提醒單元係可提醒救援者已抵達現場；該無線訊號搜尋單元係配合該可攜式無線基地台控制單元交替啟動搜尋或不搜尋內建之該救援者行動通訊裝置之網路基地台名稱來建立連線； 該可攜式無線基地台控制單元係配合該無線訊號搜尋單元交替啟動或關閉該可攜式無線基地台；該災害資訊單元係依據該控制處理單元取得之目前位置資訊，而可接收所在地各種災害資訊；該救援者行動通訊裝置係包含：一演算控制單元、另一定位單元、一緊急救援單元、另一無線訊號搜尋單元及另一可攜式無線基地台控制單元，其中，該演算控制單元係耦接該定位單元、該緊急救援單元、該無線訊號搜尋單元及該可攜式無線基地台控制單元，該演算控制單元係配合該定位單元取得目前位置資訊，並將此資訊傳送給該緊急救援單元、該伺服主機資料庫，使該搜救中心了解其所在位置，並可計算該無線訊號搜尋單元、該可攜式無線基地台控制單元與該求援者行動通訊裝置間無線連線之距離，並發送至該伺服主機資料庫供該搜救中心整合；該定位單元係可配合網路地圖資訊供顯示所在之座標位置，並提供位置予該搜救中心分派調度任務；該緊急救援單元係包含一救援訊息傳遞單元及一救援狀態提醒單元；該救援訊息傳遞單元可接收來自遠端之該伺服主機資料庫求援者之求援訊息；該救援狀態提醒單元係可發出抵達通知予求援者，並提醒周圍有求援者；該無線訊號搜尋單元係配合該可攜式無線基地台控制單元交替啟動搜尋或不搜尋內建之該救援者行動通訊裝置之網路基地台名稱來建立連線；該可攜式無線基地台控制單元係配合該無線訊號搜尋單元交替啟動或關閉該可攜式無線基地台。
2. 如申請專利範圍第1項所述之無線通訊救援系統，其中，該緊急求援單元係可手動啟動或系統自動啟動。
3. 如申請專利範圍第1項所述之無線通訊救援系統，其中，該求援狀態提醒單元及該救援狀態提醒單元係以燈光、振動及語音方式提醒。
4. 如申請專利範圍第1項所述之無線通訊救援系統，其中，該求援者行動通訊裝置可為手機、平板電腦、智慧型手錶。
5. 如申請專利範圍第1項所述之無線通訊救援系統，其中，該救援者行動通訊裝置可為手機、平板電腦、智慧型手錶。
6. 如申請專利範圍第1項所述之無線通訊救援系統，該求援訊息為求援者之名字、位置訊息、生存訊息(透過陀螺儀)、內建無線基地台名稱。
7. 如申請專利範圍第1項所述之無線通訊救援系統，其中，該求援者行動通訊裝置進一步包含一安全回報單元並耦該接控制處理單元。
8. 如申請專利範圍第7項所述之無線通訊救援系統，其中，該安全回報單元之回報狀況可分為安全、輕傷、重傷及不安全。