WO2006089525A1 - Method for recording localising and management of objects with an inventory or resource management system and corresponding arrangement - Google Patents

Method for recording localising and management of objects with an inventory or resource management system and corresponding arrangement Download PDF

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WO2006089525A1
WO2006089525A1 PCT/DE2006/000316 DE2006000316W WO2006089525A1 WO 2006089525 A1 WO2006089525 A1 WO 2006089525A1 DE 2006000316 W DE2006000316 W DE 2006000316W WO 2006089525 A1 WO2006089525 A1 WO 2006089525A1
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network
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PCT/DE2006/000316
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Volker Gehrmann
Jürgen HUPP
Alexander Pflaum
Karin Loidl
Christian FLÜGEL
Matthias GÖPPNER
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Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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Publication date
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    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
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    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
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    • G01S5/0284—Relative positioning
    • G01S5/0289—Relative positioning of multiple transceivers, e.g. in ad hoc networks
    • G—PHYSICS
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    • H04W72/00—Local resource management

Definitions

  • the present invention relates to a method for detecting, locating and managing objects with an inventory or resource management system and to an arrangement formed in carrying out the method. Moreover, the present invention may find application for monitoring objects in logistics systems.
  • object is to be interpreted broadly and may include objects of any kind, but also persons, animals and plants.
  • generic method within the scope of an inventory or resource management is to answer the following questions: How many and which objects are located in a particular room (building, warehouse, zoo, enclosure, etc.) at which position is a particular object located, and which object may need to be maintained, treated or edited? State of the art
  • Radio Frequency Identification Radio Frequency Identification
  • tags allow easy capture of the objects with readers that can be mobile or stationary.
  • monitoring of objects using RFID technology is only possible in a spatially limited reading area around the RFID reading stations.
  • the respective detection process is linked to a reading process or the passing of a reading device.
  • the inventory of objects thus captured by the system depends on the associated entry procedures or corresponding data entries in terms of its topicality and correctness. If, for example, objects are removed or added from the stock without data entry or a corresponding entry, the reality no longer matches the database.
  • a necessary adjustment today typically takes place within the framework of the procurement or Deinventarmaschinesvorgangs, or periodically in the form of inventories or the like instead.
  • the object of the present invention is to provide a method for detecting, locating and managing objects with an inventory or resource management system that provides a spontaneous and reliable overview of current inventory numbers and the current locations of the respective objects.
  • the mentioned disadvantages of known inventory or resource management systems should be avoided.
  • the method should be suitable to provide information about the state of the respective objects.
  • the method should be suitable for monitoring and managing objects within buildings.
  • Claim 16 indicates an arrangement resulting from the application of the method.
  • Advantageous embodiments of the method and the arrangement are subject of the dependent claims or can be found in the following description and the embodiment.
  • mobile object nodes and fixed anchor nodes each having a processing unit, a transceiver, a storage unit, a power supply and an individual identifier, and one or more mobile or fixed access nodes, which additionally have an input and / or output unit used.
  • the object nodes, the anchor nodes and the access nodes thus have a fundamentally identical electronic infrastructure, which enables them to communicate with each other wirelessly. All nodes form a self-networked, communicating network. At least one additional node must be reachable within the send and receive range of each individual node. Otherwise, no topology is specified for the nodes.
  • Each object to be monitored or inventoried is assigned an object node.
  • object is to be interpreted broadly, including objects of any kind, but also persons, animals or plants, for which purpose the object node is attached to the object
  • object node For each individual object, only one object node can be assigned to each container.As a result of the individual identifier of each object node, each object (container) is assigned an individual identifier.
  • the stationary anchor nodes are used. Since the positions of the anchor nodes are known, an approximate position determination of an object node takes place, for example, by an evaluation of the neighborhood relationships of the nodes.
  • the direct neighbors of a node lie within its transmitting and receiving range. If, for example, for each node its direct neighbors are known, this results in the corresponding neighborhood relationships. A further refinement of the position determination results, if not only the direct, immediate neighbors of each
  • Knotens are known, but also, for example, his neighbors neighbor are known.
  • methods for determining the position of object nodes via the measurement and evaluation of received signal parameters are used, for example by measuring and evaluating signal propagation times of specially emitted positioning signals.
  • the respective object nodes send out positioning signals which are received and evaluated by the respective other nodes.
  • the corresponding position calculation takes place either in the object node, in the anchor node, in the access node, or in a central computer networked with one or more access nodes.
  • the position determination of the object nodes is preferably repeated automatically, so that current position data for the individual objects are always present within the scope of a desired time resolution.
  • this position is transmitted to further nodes and stored there.
  • the stored position data is either overwritten in principle or only in the case of deviating current position data. If such current position data of object nodes exist at some or all nodes, they are used for further object nodes during the position determination and thus reduce the computational effort in determining the position of the other objects.
  • the access node or nodes serve basically as a human-machine interface between the operating personnel and the inventory and resource monitoring system consisting of the nodes.
  • the access nodes are used to enter data, system or stock inquiries and, on the other hand, to output the requested information. Such queries can be made by the access nodes automatically or after a manual polling by an operator.
  • the access nodes have manual, acoustic or visual input means, for example a keyboard or a touchscreen, as well as optical, acoustic or haptic output units.
  • the communication between the nodes takes place either directly or by way of a multi-hop method.
  • the communication between an object node Ol and an access node Zl can take place in the context of the multi-hop method via different communication paths: eg. Ol-03-06-A2-Z1 (A2 stands for anchor node 2) or, for example, alternatively via 01 03 - Z3 - 05 - Zl (Z3 stands for access node 3).
  • the nodes Ol and Zl are within the transmission and reception range of the other
  • the communication is typically done directly between oil and Zl.
  • the method is characterized in particular by the fact that it describes a self-organizing network with any topology, ie the communication not only takes place directly between object node and access node, but it can take place between any node.
  • the system meshes independently according to predetermined criteria.
  • the nodes preferably communicate with each other in such a way that they monitor each other and recognize certain changes detected by them and communicate them to other nodes, or store them at any time from the network.
  • These changes include, for example, changes in the mutual position of the nodes and the
  • Remove or add objects For example, the removal of an object from the network from the tearing off of the radio contact to this object node or a weakening of the radio connection is detected below a predefinable threshold value of the previously located in radio range adjacent radio node.
  • the present method thus enables the detection and localization of objects, and thus the management of objects with an inventory or
  • the inventory or resource monitoring system includes object, anchor, and access nodes that communicate with each other wirelessly and that interlink and monitor each other. That from the
  • Node formed system is thus able to change the structure of the nodes independently, for example by removing an object or to detect the movement of an object, ie the change in the position of an object node.
  • one, several or all object nodes each have direct or indirect sensors, with which one or more properties of the respective object or an environment of the respective object are detected and communicated to other nodes.
  • sensors detect environmental parameters, such as, for example, temperature, pressure or humidity of the ambient air.
  • additional sensors detect parameters that provide information about the state of the object itself, such as operating temperature, object speed, oil level, fill amount, battery charge, etc.
  • some or all of the nodes also have sensors or devices that cause tampering or damage of the node, the shielding of nodes and the removal of nodes.
  • the nodes preferably also have further information in their respective memory unit, which enables, for example, autonomous, autonomous and intelligent behavior of the nodes.
  • This additional information includes: semantic information that describes the object in more detail (eg “table”, “cabinet”, “doctor”, “nursing staff”), permitted areas (eg “object may not be in development", "object belongs
  • Ambient conditions "Operating temperature 0 to 20 ° C"
  • - Position information as well as temporal information.
  • This information which is assigned to a node, enables spatially limited tasks and activities to be carried out autonomously on site, without requiring access to a central instance, for example to a central server or a computing unit. Intelligence is thus transferred to the network.
  • Each node comprises a processing unit, a power supply, a storage unit and a transceiver unit.
  • the processing unit manages and stores information. It executes one or more applications, such as, for example, regular transmission of signals or data, evaluation of semantic queries or information retrieval from the environment, for example by determining the neighborhood relationships of the node, determination of one's own
  • the applications can be autonomous or autonomous.
  • the power supply supplies the node with energy.
  • primary cells rechargeable batteries, self-sufficient energy production by solar cells or vibrator generators, piezo elements or Peltier elements can be used.
  • the transceiver unit consists of a transmission unit for wireless communication with the other nodes.
  • the radio technology is used for this purpose.
  • optical, acoustic or other wireless communication techniques are also suitable.
  • the transceiver unit also handles network management to detect adjacent or reachable nodes.
  • At least one access node is connected to a further network and / or a central computer with which the access node exchanges data.
  • a further alternative is the coupling of multiple each consisting of object, anchor and access node existing networks via one or more access nodes or a central computer.
  • one, several or all object nodes have an input unit via which at least the object characterizing data is entered.
  • the object nodes therefore each also have an output unit, via which data available at the respective object node can at least partially be output or displayed.
  • This variant makes it possible to use the method, for example, in the field of personnel deployment planning and monitoring.
  • This is a person Assigned object node. Via the network, the whereabouts of the person can be retrieved, for example, at an access node. Furthermore, the person can be actively communicated via an access node and the input and output unit at the object node.
  • Another development makes it possible for the organization and / or the coordinated control of individual processes, which run at different object nodes, a corresponding data exchange between the individual affected object nodes independently co-operative or controlled by another body.
  • neighboring object nodes can mutually exchange current operating data of their respective assigned objects, for example production machines, and, for example, autonomously regulate their uniform utilization.
  • Such applications are varied.
  • Nodes locally application-related tasks can also be taken over and worked off independently on the network in a cooperative or delegated manner.
  • the procedure It also allows the detection, localization of objects and their condition, as well as the detection of the removal of objects from the network (eg by theft) or the manipulation of objects.
  • the method and the arrangement also enable the continuous and spatially high-resolution tracking of the objects, for example of goods in logistics networks.
  • the nodes also have actuators which are controlled autonomously or in a coordinated manner and influence the respective object itself or its surroundings.
  • FIG. 1 shows an example of a group of medical measuring devices to each of which an object node has been attached and which are distributed within a hospital
  • Fig. 2 shows an example of a group of stand personnel, each employee of the booth staff was equipped with an object node.
  • the present method is exemplified below using the example of the distribution of medical measuring devices within a hospital.
  • Medical gauges of high economic value are used today especially in intensive care used. Both for purposes of equipment deployment planning as well as for purposes of inventory and equipment monitoring, it is necessary to know the location of the respective measuring devices within the hospital. Especially for purposes of resource planning, it is also desirable in addition to the respective location of the meter to collect information about the operating and maintenance status of the device and make available. This task can be solved with the described method.
  • FIG. 1 shows the layout of a hospital station with six individual rooms and a corridor in between.
  • An object node (Ol to 05) is attached to each of the medical measuring devices present in this station.
  • five anchor nodes (Al to A5) are still attached to fixed, known positions.
  • two access nodes (Z1, Z2) are present, at which a query of the detected operating state data of the measuring devices and the position of the respective object nodes by means of a keyboard input is possible.
  • speech recognition systems or touchscreens can also be used to enter queries in the access nodes.
  • the access nodes have a monitor.
  • output units are also displays, signal lamps, speakers or printer systems into consideration.
  • local data processing can be started or influenced via the input unit in the access node, or the data obtained can be sent to one sent to the access node connected to the central computer.
  • the object nodes To record the operating and maintenance status of the medical measuring device, the object nodes have corresponding sensors which record this data on the respective measuring device and forward it to the network. All nodes form a self-crosslinking wirelessly communicating network. The data exchange between individual nodes takes place either directly, for example between 02 and 05 or via a multi-hop
  • the anchor nodes (Al - A5) installed at the respectively known fixed positions and the permanently installed Access node (Zl, Z2) used.
  • the access nodes may well be implemented as mobile units. In this case, they are taken into account in position determination analogous to the likewise mobile object nodes.
  • the position determination is carried out in the present embodiment on the basis of the evaluation of neighborhood relationships of the respective nodes.
  • the position can be determined on the basis of transit time measurements of the signals specially emitted by the respective object nodes for this purpose.
  • the medical staff is capable of the position a specific measuring device, on the other hand, more information about the maintenance status or the operating state of the device query.
  • the maintenance and operating status of each device can be monitored continuously by the monitoring computer, and if this should detect exceeding of certain limit values, for example maintenance intervals, the output takes place, for example a warning signal.
  • this monitoring of the maintenance status is shifted to the object node itself.
  • the object node itself knows corresponding operating or maintenance limit values and compares the compliance of these limit values in each case autonomously with measured values of likewise existing corresponding sensors. If a limit value is exceeded, the object node sends out a corresponding signal, which can be called up at the access node and there, for example, triggers a corresponding warning signal.
  • a corresponding signal can be called up at the access node and there, for example, triggers a corresponding warning signal.
  • FIG. 2 shows a further embodiment in which the method described is used for the presence check and localization of stand personnel on a trade fair stand.
  • Each employee of the stand personnel is assigned an object node (Ol to 04) for this purpose.
  • Five anchor nodes with fixed and known positions are distributed on the stand.
  • At the information desk of the exhibition stand there is an access station (Zl).
  • the object nodes as well as the access station comprise additional data input and output units.
  • the whereabouts of each exhibition stand employee can be queried via the access station.
  • An input unit at each object node also allows the respective employee to enter information about his current activity and make it available to the network. Thus, for example, it is possible for him to deposit information in his object node that he is currently in discussion with the customer.
  • this information can be queried at any time. In addition to the position of this employee, this information is also available at the access node.
  • the access node also enables the registration of all employees present at the booth. Furthermore, information about the access node to a specific exhibition stand employee can also be selectively transmitted, for example, that the employee is needed at the information desk. A targeted exchange of information between individual employees (object nodes) is also possible. So An employee (Ol) can send a message to his colleague (03).

Abstract

The invention relates to a method and an arrangement for recording localising and management of objects with an inventory or resource management system or a logistic system. In said method, mobile object nodes (O) and fixed anchor nodes (A) each comprise a processing unit, a transceiver unit, a memory unit, a power supply and an individual code and one or more mobile or fixed access nodes (Z), which additionally comprise an input/output unit and a self-connecting wireless communication network. The anchor nodes are arranged in known positions. Each object for monitoring is allocated an object node (O). A data exchange then occurs between individual nodes (A, O, Z) and the access node(s) (Z) request data from the object nodes (O) and/or received transmitted data from the object nodes (O) for monitoring of the objects. Said method permits a spontaneous overview of current state numbers and the current location of each object and optionally further information on the object and the environment thereof.

Description

Verfahren zur Erfassung, Lokalisierung und Verwaltung von Objekten mit einem Inventar- oder Betriebsmittelverwaltungssystem sowie zugehörige A method for capturing, locating and managing objects with an inventory or resource management system and associated ones
Anordnungarrangement
Technisches AnwendungsgebietTechnical application
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung, Lokalisierung und Verwaltung von Objekten mit einem Inventar- oder Betriebsmittel- Verwaltungssystem sowie eine bei Durchführung des Verfahrens gebildete Anordnung. Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung zur Überwachung von Objekten in Logistiksystemen Anwendung finden.The present invention relates to a method for detecting, locating and managing objects with an inventory or resource management system and to an arrangement formed in carrying out the method. Moreover, the present invention may find application for monitoring objects in logistics systems.
Die Erfassung, Lokalisierung, Verwaltung und Über- wachung von Objekten spielt heute in vielen Bereichen eine wichtige Rolle. So besteht beispielsweise ein starker Bedarf an der Erfassung und Lokalisierung von Objekten bei der Verwaltung von Inventar oder Betriebsmitteln oder an der Sicherung und der Verfolgung von Gütern in Logistiknetzen. Der Begriff „Objekt" ist dabei weit auszulegen. Er kann Gegenstände jeglicher Art, aber auch Personen, Tiere und Pflanzen umfassen. Typischerweise gilt es mit dem gattungsgemäßen Verfahren im Rahmen einer Inventar- oder Betriebs- mittelverwaltung beispielsweise die folgenden Fragestellungen zu beantworten: Wie viele und welche Objekte befinden sich in einem bestimmten Raum (Gebäude, Lagerhalle, Zoo, Gehege, etc.)? An welcher Position befindet sich ein bestimmtes Objekt? Welches Objekt muss ggf. gewartet, behandelt oder bearbeitet werden? Stand der TechnikThe collection, localization, management and monitoring of objects plays an important role in many areas today. For example, there is a strong need for capturing and locating objects when managing inventory or assets or securing and tracking assets in logistics networks. The term "object" is to be interpreted broadly and may include objects of any kind, but also persons, animals and plants.Typically, for example, the generic method within the scope of an inventory or resource management is to answer the following questions: How many and which objects are located in a particular room (building, warehouse, zoo, enclosure, etc.) at which position is a particular object located, and which object may need to be maintained, treated or edited? State of the art
Bisher sind der Anmelderin keine Inventar- oder Betriebsmittelverwaltungssysteme bekannt, die eine spontane, d.h. zu beliebigen Zeiten erstellbare, und zuverlässige Übersicht über aktuelle Bestandszahlen, über die aktuellen Aufenthaltsorte oder den aktuellen Zustand der zu überwachenden Objekte liefern.So far, the Applicant is not aware of any inventory or resource management systems which require a spontaneous, i.e. Can be created at any time, and provides reliable overview of current inventory numbers, the current whereabouts or the current state of the objects to be monitored.
Typischerweise werden heute in Inventar- oderTypically, today in inventory or
Betriebsmittelverwaltungssystemen die zu erfassenden Objekte mit Barcodes oder mit RFID-Transpondern (Radio Frequency Identification) , so genannten Tags, ausgestattet . Diese Tags erlauben eine einfache Erfassung der Objekte mit Lesegeräten, die mobil oder stationär ausgelegt sein können. Eine Überwachung von Objekten ist dabei mittels der RFID-Technologie jedoch nur in einem räumlich begrenzten Lesebereich um die RFID- Lesestationen möglich.Equipment management systems, the objects to be detected with barcodes or with RFID transponders (Radio Frequency Identification), so-called tags equipped. These tags allow easy capture of the objects with readers that can be mobile or stationary. However, monitoring of objects using RFID technology is only possible in a spatially limited reading area around the RFID reading stations.
Sowohl bei Barcodes, als auch bei RFID-Transpondern ist der jeweilige Erfassungsvorgang jedoch an einen Lesevorgang oder das Passieren einer Leseeinrichtung gebunden. Der vom System damit erfasste Bestand an Objekten ist hinsichtlich seiner Aktualität und Richtigkeit von den zugehörigen Erfassungsvorgängen oder entsprechenden Dateneingaben abhängig. Werden beispielsweise Objekte ohne eine Dateneingabe oder eine entsprechende Erfassung aus dem Bestand entnommen oder hinzugefügt, so stimmt die Realität nicht mehr mit dem Datenbestand überein. Ein notwendiger Abgleich findet heute typischerweise im Rahmen des Beschaffungs- oder Deinventarisierungsvorgangs, oder zeitlich regelmäßig in Form von Inventuren oder ähnlichem statt.However, in the case of barcodes as well as RFID transponders, the respective detection process is linked to a reading process or the passing of a reading device. The inventory of objects thus captured by the system depends on the associated entry procedures or corresponding data entries in terms of its topicality and correctness. If, for example, objects are removed or added from the stock without data entry or a corresponding entry, the reality no longer matches the database. A necessary adjustment today typically takes place within the framework of the procurement or Deinventarisierungsvorgangs, or periodically in the form of inventories or the like instead.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Erfassung, Lokalisierung und Verwaltung von Objekten mit einem Inventar- oder Betriebsmittelverwaltungssystem anzugeben, das eine spontane und zuverlässige Übersicht über aktuelle Bestandszahlen und die aktuellen Aufenthaltsorte der jeweiligen Objekte liefert. Die angeführten Nachteile bekannter Inventar- oder Betriebsmittelverwaltungssysteme sollen dabei vermieden werden. Zudem soll das Verfahren geeignet sein, Informationen zum Zustand der jeweiligen Objekte zu liefern. Insbesondere soll sich das Verfahren dabei zur Überwachung und Verwaltung von Objekten innerhalb von Gebäuden eignen.The object of the present invention is to provide a method for detecting, locating and managing objects with an inventory or resource management system that provides a spontaneous and reliable overview of current inventory numbers and the current locations of the respective objects. The mentioned disadvantages of known inventory or resource management systems should be avoided. In addition, the method should be suitable to provide information about the state of the respective objects. In particular, the method should be suitable for monitoring and managing objects within buildings.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Die Aufgabe wird mit dem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelost. Der Anspruch 16 gibt eine aus der Anwendung des Verfahrens resultierende Anordnung an. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sowie der Anordnung sind Gegenstand der Unteransprüche oder lassen sich der nachfolgenden Beschreibung sowie dem Ausführungsbeispiel entnehmen.The object is achieved by the method according to claim 1. Claim 16 indicates an arrangement resulting from the application of the method. Advantageous embodiments of the method and the arrangement are subject of the dependent claims or can be found in the following description and the embodiment.
Bei dem vorliegenden Verfahren zur Erfassung, Lokalisierung und Verwaltung von Objekten mit einem Inventar- oder Betriebsmittelverwaltungssystem werden mobile Objektknoten und ortsfeste Ankerknoten, die jeweils eine Verarbeitungseinheit, eine Sende/ Empfangseinheit, eine Speichereinheit eine Stromversorgung sowie eine individuelle Kennung aufweisen, sowie ein oder mehrere mobile oder ortsfeste Zugangs- knoten, die zusätzlich über eine Eingabe- und/oder Ausgabeeinheit verfügen, eingesetzt. Die Objektknoten, die Ankerknoten und die Zugangsknoten weisen somit eine grundlegend identische elektronische Infrastruktur auf, die sie in die Lage versetzt miteinander drahtlos zu kommunizieren. Alle Knoten bilden ein sich selbst vernetzendes, miteinander kommunizierendes Netzwerk. Dabei muss innerhalb der Sende- und Empfangsreichweite jedes einzelnen Knotens mindestens ein weiterer Knoten erreichbar sein. Ansonsten ist keine Topologie für die Knoten vorgegeben.In the present method for capturing, locating and managing objects with an inventory or resource management system, mobile object nodes and fixed anchor nodes, each having a processing unit, a transceiver, a storage unit, a power supply and an individual identifier, and one or more mobile or fixed access nodes, which additionally have an input and / or output unit used. The object nodes, the anchor nodes and the access nodes thus have a fundamentally identical electronic infrastructure, which enables them to communicate with each other wirelessly. All nodes form a self-networked, communicating network. At least one additional node must be reachable within the send and receive range of each individual node. Otherwise, no topology is specified for the nodes.
Jedem zu überwachenden, bzw. zu inventarisierenden Objekt wird ein Objektknoten zugeordnet. Wie vorstehend bereits angeführt, ist der Begriff „Objekt" dabei weit auszulegen. Darunter fallen Gegenstände jeglicher Art, aber auch Personen, Tiere oder Pflanzen. Der Objekt- knoten wird hierzu an dem Objekt angebracht. Liegen mehrere Objekte als Gebinde vor, so kann anstelle jedes einzelnen Objektes auch nur jedem Gebinde ein Objekt- knoten zugeordnet werden. Aufgrund der individuellen Kennung jedes Objektknotens wird somit jedem Objekt (Gebinde) eine individuelle Kennung zugeordnet.Each object to be monitored or inventoried is assigned an object node. As already stated above, the term "object" is to be interpreted broadly, including objects of any kind, but also persons, animals or plants, for which purpose the object node is attached to the object For each individual object, only one object node can be assigned to each container.As a result of the individual identifier of each object node, each object (container) is assigned an individual identifier.
Zur Lokalisierung der Objektknoten werden die ortsfesten Ankerknoten herangezogen. Da die Positionen der Ankerknoten bekannt sind, erfolgt eine näherungsweise Positionsbestimmung eines Objektknotens beispielsweise durch eine Auswertung der Nachbarschaftsbeziehungen der Knoten. Dabei liegen die direkten Nachbarn eines Knotens (Objekt-, Anker-, Zugangsknoten) innerhalb dessen Sende- und Empfangs- bereichs. Sind beispielsweise für jeden Knoten dessen direkte Nachbarn bekannt, so ergeben sich daraus die entsprechenden Nachbarschaftsbeziehungen. Eine weitere Verfeinerung der Positionsbestimmung ergibt sich, wenn nicht nur die direkten, unmittelbaren Nachbarn jedesTo locate the object nodes, the stationary anchor nodes are used. Since the positions of the anchor nodes are known, an approximate position determination of an object node takes place, for example, by an evaluation of the neighborhood relationships of the nodes. The direct neighbors of a node (object, anchor, access node) lie within its transmitting and receiving range. If, for example, for each node its direct neighbors are known, this results in the corresponding neighborhood relationships. A further refinement of the position determination results, if not only the direct, immediate neighbors of each
Knotens bekannt sind, sondern darüber hinaus auch bspw. seine übernächsten Nachbarn bekannt sind. Alternativ werden Verfahren zur Positionsbestimmung von Objekt- knoten über die Messung und Auswertung von Empfangs- Signalparametern eingesetzt, bspw. durch die Messung und Auswertung von Signallaufzeiten von speziell ausgesandten Positionierungssignalen. Hierzu senden die jeweiligen Objektknoten Positionierungssignale aus, die von den jeweils anderen Knoten empfangen und ausge- wertet werden. Die entsprechende Positionsberechnung erfolgt dabei entweder im Objektknoten, im Ankerknoten, im Zugangsknoten, oder in einem mit einem oder mehreren Zugangsknoten vernetzten zentralen Rechner. Die Positionsermittlung der Objektknoten wird vorzugsweise automatisch wiederholt, so dass im Rahmen einer gewünschten Zeitauflösung immer jeweils aktuelle Positionsdaten zu den einzelnen Objekten vorliegen.Knotens are known, but also, for example, his neighbors neighbor are known. Alternatively, methods for determining the position of object nodes via the measurement and evaluation of received signal parameters are used, for example by measuring and evaluating signal propagation times of specially emitted positioning signals. For this purpose, the respective object nodes send out positioning signals which are received and evaluated by the respective other nodes. The corresponding position calculation takes place either in the object node, in the anchor node, in the access node, or in a central computer networked with one or more access nodes. The position determination of the object nodes is preferably repeated automatically, so that current position data for the individual objects are always present within the scope of a desired time resolution.
Vorzugsweise wird nach der Ermittlung der Position eines Objektknotens, diese Position an weitere Knoten übermittelt und dort gespeichert. Beim Empfang aktueller Daten werden die gespeicherten Positionsdaten entweder grundsätzlich, oder nur bei abweichenden aktuellen Positionsdaten überschrieben. Liegen bei einigen oder allen Knoten derartige aktuelle Positionsdaten von Objektknoten vor, so finden diese bei der Positionsermittlung für weitere Objektknoten Verwendung und verringern somit den Rechenaufwand bei der Positionsbestimmung der weiteren Objekte.Preferably, after determining the position of an object node, this position is transmitted to further nodes and stored there. When receiving current data, the stored position data is either overwritten in principle or only in the case of deviating current position data. If such current position data of object nodes exist at some or all nodes, they are used for further object nodes during the position determination and thus reduce the computational effort in determining the position of the other objects.
Der oder die Zugangsknoten dienen grundsätzlich als Mensch-Maschine Interface zwischen dem Bedienpersonal und dem aus den Knoten bestehenden Inventar- und Betriebsmittelüberwachungssystem. Über die Zugangs- knoten werden Daten-, System- oder Bestandsabfragen eingegeben und andererseits die abgefragten Infor- mationen ausgegeben. Derartige Abfragen können von den Zugangsknoten automatisch oder nach manueller Einzel- abfrage durch eine Bedienperson erfolgen. Hierfür weisen die Zugangsknoten manuelle, akustische oder optische Eingabemittel, bspw. eine Tastatur oder einen Touchscreen, sowie optische, akustische oder haptische Ausgabeeinheiten, auf.The access node or nodes serve basically as a human-machine interface between the operating personnel and the inventory and resource monitoring system consisting of the nodes. The access nodes are used to enter data, system or stock inquiries and, on the other hand, to output the requested information. Such queries can be made by the access nodes automatically or after a manual polling by an operator. For this purpose, the access nodes have manual, acoustic or visual input means, for example a keyboard or a touchscreen, as well as optical, acoustic or haptic output units.
Sämtliche Zugangs-, Objekt- und Ankerknoten kommunizieren miteinander. Dadurch ergeben sich im allgemeinen redundante Kommunikationspfade, die dasAll access, object and anchor nodes communicate with each other. This results in generally redundant communication paths that the
System zuverlässig machen. Die Kommunikation zwischen den Knoten erfolgt dabei entweder direkt oder im Wege eines Multi-Hop-Verfahrens . So kann die Kommunikation zwischen einem Objektknoten Ol und einem Zugangsknoten Zl im Rahmen des Multi-Hop-Verfahrens über verschiedene Kommunikationspfade erfolgen: bspw. Ol - 03 - 06 - A2 - Zl (A2 steht für Ankerknoten 2) oder bspw. alternativ über 01 - 03 - Z3 - 05 - Zl (Z3 steht für Zugangsknoten 3) . Liegen die Knoten Ol und Zl bspw. innerhalb der Sende- und Empfangsreichweite des jeweils anderenMake the system reliable. The communication between the nodes takes place either directly or by way of a multi-hop method. Thus, the communication between an object node Ol and an access node Zl can take place in the context of the multi-hop method via different communication paths: eg. Ol-03-06-A2-Z1 (A2 stands for anchor node 2) or, for example, alternatively via 01 03 - Z3 - 05 - Zl (Z3 stands for access node 3). For example, the nodes Ol and Zl are within the transmission and reception range of the other
Knotens, so erfolgt die Kommunikation typischerweise direkt zwischen Ol und Zl . Das Verfahren zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass es ein sich selbst organisierendes Netzwerk mit beliebiger Topologie beschreibt, d.h. die Kommunikation erfolgt nicht nur direkt zwischen Objektknoten und Zugangsknoten, sondern sie kann zwischen beliebigen Knoten stattfinden. Das System vermascht sich selbstständig nach vorgegebenen Kriterien.Knotens, the communication is typically done directly between oil and Zl. The method is characterized in particular by the fact that it describes a self-organizing network with any topology, ie the communication not only takes place directly between object node and access node, but it can take place between any node. The system meshes independently according to predetermined criteria.
Weiterhin kommunizieren die Knoten vorzugsweise derart miteinander, dass sie sich gegenseitig überwachen und sie bestimmte, von ihnen erfasste Veränderungen erkennen und anderen Knoten mitteilen, bzw. von dem Netzwerk jederzeit abrufbar speichern. Zu diesen Veränderung zählen bspw. Veränderungen in der gegenseitigen Lage (Position) der Knoten und dasFurthermore, the nodes preferably communicate with each other in such a way that they monitor each other and recognize certain changes detected by them and communicate them to other nodes, or store them at any time from the network. These changes include, for example, changes in the mutual position of the nodes and the
Entfernen oder das Hinzufügen von Objekten. So wird bspw. das Entfernen eines Objektes aus dem Netzwerk aus dem Abreißen des Funkkontaktes zu diesem Objektknoten oder einer Abschwächung der Funkverbindung unter einem vorgebbaren Schwellwert von den vorher in Funkreichweite befindlichen benachbarten Funkknoten erkannt.Remove or add objects. Thus, for example, the removal of an object from the network from the tearing off of the radio contact to this object node or a weakening of the radio connection is detected below a predefinable threshold value of the previously located in radio range adjacent radio node.
Das vorliegende Verfahren ermöglicht somit die Erfassung und Lokalisierung von Objekten, und damit die Verwaltung von Objekten mit einem Inventar- oderThe present method thus enables the detection and localization of objects, and thus the management of objects with an inventory or
Betriebsmittelverwaltungssystem oder in einem Logistiksystem. Das Inventar- oder Betriebsmittelüberwachungs- system umfasst dabei drahtlos miteinander kommunizierende Objekt-, Anker-, und Zugangsknoten, die sich gegenseitig vernetzen und überwachen. Das aus denResource management system or in a logistics system. The inventory or resource monitoring system includes object, anchor, and access nodes that communicate with each other wirelessly and that interlink and monitor each other. That from the
Knoten gebildete System ist dadurch selbstständig in der Lage, Veränderungen in der Struktur der Knoten, beispielsweise durch das Entfernen eines Objektes oder das Bewegen eines Objektes, d.h. der Veränderung der Position eines Objektknotens zu erkennen.Node formed system is thus able to change the structure of the nodes independently, for example by removing an object or to detect the movement of an object, ie the change in the position of an object node.
In einer vorteilhaften Weiterbildung verfügen ein, mehrere oder alle Objektknoten jeweils mittelbar- oder unmittelbar über eine Sensorik, mit der ein oder mehrere Eigenschaften des jeweiligen Objektes oder einer Umgebung des jeweiligen Objektes erfasst und an andere Knoten mitgeteilt werden. Damit werden bspw. aktuelle Betriebsdaten oder Zustandsinformationen über das jeweilige Objekt, sowie Informationen über dessen Umgebung erfasst und im Netzwerk verfügbar gemacht. Darüber hinaus erfassen Sensoren Umgebungsparameter, wie bspw. Temperatur, Druck oder Feuchtigkeit der Umgebungsluft. In einer weiteren Ausführungsform erfassen zusätzliche Sensoren Parameter, die Auskunft über den Zustand des Objektes selbst liefern, wie bspw. Betriebstemperatur, Objektdrehzahl, Ölstand, Füllmenge, Batterieladung etc.. Vorteilhafterweise verfügen einige oder alle Knoten auch über Sensoren oder Einrichtungen, die Manipulationen oder Beschädigungen des Knotens, der Abschirmungen von Knoten und die der Entfernung von Knoten erkennen.In an advantageous development, one, several or all object nodes each have direct or indirect sensors, with which one or more properties of the respective object or an environment of the respective object are detected and communicated to other nodes. Thus, for example, current operating data or status information about the respective object, as well as information about its environment are detected and made available in the network. In addition, sensors detect environmental parameters, such as, for example, temperature, pressure or humidity of the ambient air. In a further embodiment, additional sensors detect parameters that provide information about the state of the object itself, such as operating temperature, object speed, oil level, fill amount, battery charge, etc. Advantageously, some or all of the nodes also have sensors or devices that cause tampering or damage of the node, the shielding of nodes and the removal of nodes.
Neben der Kennung weisen die Knoten in ihrer jeweiligen Speichereinheit vorzugsweise auch weitere Informationen auf, die beispielsweise ein selbstständiges, autonomes und intelligentes Verhalten der Knoten ermöglichen. Diese zusätzlichen Informationen enthalten: semantische Informationen, die das Objekt näher beschreiben (bspw. „Tisch", „Schrank", „Arzt", „Pflegepersonal") , erlaubte Bereiche (bspw. „Objekt darf nicht im Entwicklungsbereich stehen", „Objekt gehörtIn addition to the identifier, the nodes preferably also have further information in their respective memory unit, which enables, for example, autonomous, autonomous and intelligent behavior of the nodes. This additional information includes: semantic information that describes the object in more detail (eg "table", "cabinet", "doctor", "nursing staff"), permitted areas (eg "object may not be in development", "object belongs
Abteilung xy", „Objekt soll nur im Erdgeschoß Stock stehen") ,Department xy "," Object should only be on the ground floor floor "),
Umgebungsbedingungen („Betriebstemperatur 0 bis 20 °C") , - Positionsinformationen, sowie zeitliche Informationen.Ambient conditions ("Operating temperature 0 to 20 ° C"), - Position information, as well as temporal information.
Weitere zusätzliche Informationen können optional gespeichert werden. Durch diese einem Knoten zugeord- neten Informationen, lassen sich direkt vor Ort räumlich begrenzte Aufgaben und Aktivitäten autonom erledigen, ohne dass ein Zugang zu einer zentralen Instanz, beispielsweise zu einem zentralen Server oder einer Recheneinheit, benötigt wird. Intelligenz wird somit in das Netzwerk verlagert.Additional information can be optionally saved. This information, which is assigned to a node, enables spatially limited tasks and activities to be carried out autonomously on site, without requiring access to a central instance, for example to a central server or a computing unit. Intelligence is thus transferred to the network.
Jeder Knoten umfasst eine Verarbeitungseinheit, eine Stromversorgung, eine Speichereinheit sowie eine Sende/Empfangseinheit. Die Verarbeitungseinheit verwaltet und speichert Informationen. Sie führt eine oder mehrere Anwendungen aus, wie bspw. regelmäßiges Aussenden von Signalen bzw. Daten, Auswerten semantischer Abfragen oder Informationsgewinnung aus der Umgebung, bspw. durch Ermitteln der Nachbarschafts- beziehungen des Knotens, Bestimmung der eigenenEach node comprises a processing unit, a power supply, a storage unit and a transceiver unit. The processing unit manages and stores information. It executes one or more applications, such as, for example, regular transmission of signals or data, evaluation of semantic queries or information retrieval from the environment, for example by determining the neighborhood relationships of the node, determination of one's own
Position etc.. Die Anwendungen können dabei selbständig autonom oder von außen veranlasst ablaufen. Die Stromversorgung versorgt den Knoten mit Energie. Dabei können Primärzellen, aufladbare Akkus, autarke Energiegewinnung durch Solarzellen oder Rüttelgeneratoren, Piezoelemente oder Peltier-Elemente eingesetzt werden.Position etc. The applications can be autonomous or autonomous. The power supply supplies the node with energy. In this case, primary cells, rechargeable batteries, self-sufficient energy production by solar cells or vibrator generators, piezo elements or Peltier elements can be used.
Die Sende-/Empfangseinheit besteht aus einer Übertragungseinheit zur drahtlosen Kommunikation mit den anderen Knoten. Üblicherweise wird hierzu die Funktechnik eingesetzt. Allerdings eignen sich je nach Anwendungsfall auch optische, akustische oder andere drahtlose Kommunikationstechniken. Die Sende-/Empfangseinheit übernimmt ebenso das Netzwerkmanagement zur Erkennung benachbarter bzw. erreichbarer Knoten.The transceiver unit consists of a transmission unit for wireless communication with the other nodes. Usually, the radio technology is used for this purpose. However, depending on the application, optical, acoustic or other wireless communication techniques are also suitable. The transceiver unit also handles network management to detect adjacent or reachable nodes.
In einer Weiterbildung ist zumindest ein Zugangsknoten mit einem weiteren Netzwerk und/oder einem Zentralrechner verbunden, mit dem der Zugangsknoten Daten austauscht. Eine weitere Alternative stellt die Koppelung mehrerer jeweils aus Objekt-, Anker- und Zugangsknoten bestehender Netzwerke über ein oder mehrere Zugangsknoten oder einen Zentralrechner dar.In one development, at least one access node is connected to a further network and / or a central computer with which the access node exchanges data. A further alternative is the coupling of multiple each consisting of object, anchor and access node existing networks via one or more access nodes or a central computer.
In einer weiteren Weiterbildung verfügen ein, mehrere oder alle Objektknoten über eine Eingabeeinheit, über die zumindest das Objekt kennzeichnende Daten eingegeben werden. Vorteilhafterweise verfügen die Objektknoten daher jeweils auch über eine Ausgabeeinheit, über die am jeweiligen Objektknoten verfügbare Daten zumindest teilweise ausgegeben oder angezeigt werden können. Diese Variante ermöglicht es das Verfahren bspw. im Bereich der Personaleinsatzplanung und -Überwachung einzusetzen. Dabei wird einer Person ein Objektknoten zugeordnet. Über das Netzwerk kann der Aufenthaltsort der Person bspw. an einem Zugangsknoten abgerufen werden. Weiterhin kann mit der Person über einen Zugangsknoten und der Eingabe- und Ausgabeeinheit am Objektknoten aktiv kommuniziert werden.In a further development, one, several or all object nodes have an input unit via which at least the object characterizing data is entered. Advantageously, the object nodes therefore each also have an output unit, via which data available at the respective object node can at least partially be output or displayed. This variant makes it possible to use the method, for example, in the field of personnel deployment planning and monitoring. This is a person Assigned object node. Via the network, the whereabouts of the person can be retrieved, for example, at an access node. Furthermore, the person can be actively communicated via an access node and the input and output unit at the object node.
Eine andere Weiterbildung ermöglicht es, dass zur Organisation und/oder zur abgestimmten Steuerung von Einzelprozessen, die an verschiedenen Objektknoten ablaufen, ein entsprechender Datenaustausch zwischen den einzelnen betroffenen Objektknoten selbstständig kooperativ oder von einer anderen Stelle gesteuert erfolgt. So können benachbarte Objektknoten gegenseitig aktuelle Betriebsdaten der ihnen jeweils zugeordneten Objekte, bspw. Produktionsmaschinen, austauschen und bspw. deren gleichmäßige Auslastung autonom regeln. Derartige Anwendungsmöglichkeiten sind vielfältig.Another development makes it possible for the organization and / or the coordinated control of individual processes, which run at different object nodes, a corresponding data exchange between the individual affected object nodes independently co-operative or controlled by another body. Thus, neighboring object nodes can mutually exchange current operating data of their respective assigned objects, for example production machines, and, for example, autonomously regulate their uniform utilization. Such applications are varied.
Das vorliegende Verfahren und die zugehörige Anordnung haben gegenüber dem Einsatz der bekanntenThe present method and the associated arrangement have over the use of the known
Verfahren und Techniken den Vorteil, dass sie nicht an die räumlich begrenzte Reichweite einer Auslesestation gebunden sind, da aktive Knoten innerhalb des Netzwerkes eingesetzt werden. Die Lesesicherheit des Systems wird durch die engmaschige Vernetzung derMethods and techniques have the advantage that they are not bound to the limited range of a read station, since active nodes are used within the network. The readability of the system is enhanced by the close networking of the system
Knoten deutlich erhöht, da ein einzelner Knoten nicht direkt mit einer entfernten Lesestation, sondern über ein MuIti-Hop-Verfahren und redundante Routingpfade kommuniziert. Durch die Vernetzung und Intelligenz der Knoten, d.h. durch entsprechende Prozessoren in denNode significantly increased because a single node does not communicate directly with a remote read station, but via a MuIti-hop method and redundant routing paths. Due to the networking and intelligence of the nodes, i. through appropriate processors in the
Knoten, können lokal auch anwendungsbezogene Aufgaben übernommen und im Netzwerk selbstständig kooperativ oder delegiert abgearbeitet werden. Das Verfahren erlaubt weiterhin die Erfassung, Lokalisierung von Objekten und deren Zustand, sowie das Erkennen der Entfernung von Objekten aus dem Netzwerk (bspw. durch Diebstahl) oder der Manipulation an Objekten. Das Verfahren und die Anordnung ermöglicht auch die durchgängige und räumlich hochauflösende Verfolgung der Objekte beispielsweise von Waren in Logistiknetzen. Optional weisen die Knoten auch Aktoren auf, die autonom oder koordiniert angesteuert werden und das jewei- lige Objekt selbst oder dessen Umgebung beeinflussen.Nodes, locally application-related tasks can also be taken over and worked off independently on the network in a cooperative or delegated manner. The procedure It also allows the detection, localization of objects and their condition, as well as the detection of the removal of objects from the network (eg by theft) or the manipulation of objects. The method and the arrangement also enable the continuous and spatially high-resolution tracking of the objects, for example of goods in logistics networks. Optionally, the nodes also have actuators which are controlled autonomously or in a coordinated manner and influence the respective object itself or its surroundings.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Das vorliegende Verfahren und die daraus resultierende Anordnung werden nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele in Verbindung mit denThe present method and the resulting arrangement are described below with reference to two embodiments in conjunction with the
Zeichnungen nochmals kurz erläutert. Hierbei zeigen:Drawings briefly explained again. Hereby show:
Fig. 1 ein Beispiel für eine Gruppe von medizinischen Messgeräten, an die jeweils ein Objektknoten angebracht wurde und die innerhalb eines Krankenhauses verteilt sind, und1 shows an example of a group of medical measuring devices to each of which an object node has been attached and which are distributed within a hospital, and
Fig. 2 ein Beispiel für eine Gruppe von Messestandpersonal, wobei jeder Mitarbeiter des Messe- Standpersonals mit einem Objektknoten ausgestattet wurde.Fig. 2 shows an example of a group of stand personnel, each employee of the booth staff was equipped with an object node.
Wege zur Ausführung der ErfindungWays to carry out the invention
Das vorliegende Verfahren wird nachfolgend am Beispiel der Verteilung von medizinischen Messgeräten innerhalb eines Krankenhauses beispielhaft erläutert. Medizinische Messgeräte von hohem wirtschaftlichen Wert werden heute insbesondere in der Intensivmedizin eingesetzt. Sowohl für Zwecke der Geräteeinsatzplanung als auch für Zwecke der Inventarisierung und Betriebsmittelüberwachung ist es erforderlich, die Aufenthalts- Position der jeweiligen Messgeräte innerhalb des Krankenhauses zu kennen. Besonders für Zwecke der Einsatzplanung ist es darüber hinaus wünschenswert neben der jeweiligen Aufenthaltsposition des Messgerätes auch Informationen über den Betriebs- bzw. Wartungszustand des Gerätes zu erfassen und verfügbar zu machen. Diese Aufgabe kann mit dem beschriebenen Verfahren gelöst werden.The present method is exemplified below using the example of the distribution of medical measuring devices within a hospital. Medical gauges of high economic value are used today especially in intensive care used. Both for purposes of equipment deployment planning as well as for purposes of inventory and equipment monitoring, it is necessary to know the location of the respective measuring devices within the hospital. Especially for purposes of resource planning, it is also desirable in addition to the respective location of the meter to collect information about the operating and maintenance status of the device and make available. This task can be solved with the described method.
Der Figur 1 ist der Grundriss einer Krankenhausstation mit sechs einzelnen Zimmern sowie einem dazwischen liegenden Flur zu entnehmen. An die in dieser Station vorhandenen medizinischen Messgeräte ist jeweils ein Objektknoten (Ol bis 05) angebracht. In der medizinischen Station sind weiterhin fünf Ankerknoten (Al bis A5) an ortsfesten, bekannten Positionen ange- bracht. Weiterhin sind zwei Zugangsknoten (Zl, Z2) vorhanden, an denen eine Abfrage der erfassten Betriebszustandsdaten der Messgeräte und der Position der jeweiligen Objektknoten mittels einer Tastatureingabe möglich ist. Alternativ können zur Eingabe von Abfragen in den Zugangsknoten auch Spracherkennungs- systeme oder Touchscreens Verwendung finden. Zur Ausgabe der gewünschten Informationen verfügen die Zugangsknoten über einen Monitor. Als alternative Ausgabeeinheiten kommen ebenfalls Displays, Signal- lampen, Lautsprecher oder Druckersysteme in Betracht.FIG. 1 shows the layout of a hospital station with six individual rooms and a corridor in between. An object node (Ol to 05) is attached to each of the medical measuring devices present in this station. In the medical station, five anchor nodes (Al to A5) are still attached to fixed, known positions. Furthermore, two access nodes (Z1, Z2) are present, at which a query of the detected operating state data of the measuring devices and the position of the respective object nodes by means of a keyboard input is possible. Alternatively, speech recognition systems or touchscreens can also be used to enter queries in the access nodes. To access the desired information, the access nodes have a monitor. As an alternative output units are also displays, signal lamps, speakers or printer systems into consideration.
Optional kann über die Eingabeeinheit im Zugangsknoten eine lokale Datenverarbeitung gestartet oder beein- flusst werden oder die gewonnen Daten werden an einen mit dem Zugangsknoten verbundenen Zentralrechner gesandt. Zur Erfassung des Betriebs- und Wartungszustandes des medizinischen Messgerätes verfügen die Objektknoten über entsprechende Sensoren, die diese Daten am jeweiligen Messgerät erfassen und an das Netzwerk weitergeben. Alle Knoten bilden ein sich selbst vernetzendes drahtlos miteinander kommunizierendes Netzwerk. Der Datenaustausch zwischen einzelnen Knoten erfolgt entweder direkt, beispiels- weise zwischen 02 und 05 oder über ein Multi-Hop-Optionally, local data processing can be started or influenced via the input unit in the access node, or the data obtained can be sent to one sent to the access node connected to the central computer. To record the operating and maintenance status of the medical measuring device, the object nodes have corresponding sensors which record this data on the respective measuring device and forward it to the network. All nodes form a self-crosslinking wirelessly communicating network. The data exchange between individual nodes takes place either directly, for example between 02 and 05 or via a multi-hop
Verfahren, beispielsweise zwischen 05 und Zl über 05 - 02 - A3 - Al - Zl. Zur Erfassung der Positionen der jeweiligen Messgeräte (01 bis 05) werden die an den jeweils bekannten, festen Positionen installierten Ankerknoten (Al - A5) sowie die fest installierten Zugangsknoten (Zl, Z2) verwendet. Die Zugangsknoten können alternativ durchaus auch als mobile Einheiten ausgeführt sein. In diesem Fall werden sie bei Positionsbestimmung analog, wie die ebenfalls mobilen Objektknoten berücksichtigt. Die Positionsbestimmung erfolgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel auf Basis der Auswertung von Nachbarschaftsbeziehungen der jeweiligen Knoten. Alternativ hierzu kann die Positionsbestimmung aufgrund von Laufzeitmessungen, der von den jeweiligen Objektknoten hierfür jeweils speziell ausgesandten Signalen erfolgen. Darüber hinaus ist es ebenfalls möglich, einen oder mehrere Objektknoten mit GPS-Empfängern auszustatten, so dass diese ihre eigene Position selbstständig ermitteln und an die Zugangs- knoten übermitteln, bzw. zunächst speichern.Method, for example between 05 and Zl via 05 - 02 - A3 - Al - Zl. To record the positions of the respective measuring devices (01 to 05), the anchor nodes (Al - A5) installed at the respectively known fixed positions and the permanently installed Access node (Zl, Z2) used. Alternatively, the access nodes may well be implemented as mobile units. In this case, they are taken into account in position determination analogous to the likewise mobile object nodes. The position determination is carried out in the present embodiment on the basis of the evaluation of neighborhood relationships of the respective nodes. Alternatively, the position can be determined on the basis of transit time measurements of the signals specially emitted by the respective object nodes for this purpose. In addition, it is also possible to equip one or more object nodes with GPS receivers so that they independently determine their own position and transmit them to the access nodes, or store them first.
Über die Zugangsknoten Zl und Z2 ist das medizinische Personal in der Lage einerseits die Position eines bestimmten Messgerätes, andererseits weitere Informationen über den Wartungszustand oder den Betriebszustand des Gerätes abzufragen. Durch weitere Vernetzung zumindest eines Zugangsknotens mit bei- spielsweise einem zentralen Überwachungsrechner, kann der Wartungs- und Betriebszustand jedes Geräts durch den Überwachungsrechner kontinuierlich überwacht werden, und sollte dieser eine Überschreitung bestimmter Grenzwerte, beispielsweise von Wartungs- Intervallen erkennen, so erfolgt bspw. die Ausgabe eines Warnsignals.Via the access nodes Z1 and Z2, the medical staff is capable of the position a specific measuring device, on the other hand, more information about the maintenance status or the operating state of the device query. By further networking at least one access node with, for example, a central monitoring computer, the maintenance and operating status of each device can be monitored continuously by the monitoring computer, and if this should detect exceeding of certain limit values, for example maintenance intervals, the output takes place, for example a warning signal.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist diese Überwachung des Wartungszustandes in den Objektknoten selbst verlagert. Hierfür kennt der Objektknoten selbst entsprechende Betriebs- oder Wartungsgrenzwerte und vergleicht die Einhaltung dieser Grenzwerte jeweils autonom mit Messwerten ebenfalls vorhandener entsprechender Sensoren. Wird dabei ein Grenzwert überschritten, so sendet der Objektknoten ein entsprechendes Signal aus, welches an den Zugangsknoten abrufbar ist und dort bspw. ein entsprechendes Warnsignal auslöst. Selbstverständlich kann eine derartige Auswertung und Überwachung hinsichtlich ausgesandter Warnsignale auch durch den Überwachungsrechner erfolgen.In a further advantageous embodiment of the method, this monitoring of the maintenance status is shifted to the object node itself. For this purpose, the object node itself knows corresponding operating or maintenance limit values and compares the compliance of these limit values in each case autonomously with measured values of likewise existing corresponding sensors. If a limit value is exceeded, the object node sends out a corresponding signal, which can be called up at the access node and there, for example, triggers a corresponding warning signal. Of course, such an evaluation and monitoring of emitted warning signals can also be done by the monitoring computer.
Da medizinischen Messgeräte durchaus einen erheblichen wirtschaftlichen Wert darstellen, ist es insbesondere auch sinnvoll, eine entsprechende Warnung auszugeben, sobald ein Objektknoten, d.h. ein Messgerät, aus dem Netzwerk entfernt wird, sei es durch Diebstahl oder durch Störung seiner Sende-/ Empfangs- einheit . Hierzu überwachen alle Knoten automatisch Veränderungen in ihrer gegenseitigen Position, bzw. ihrer Nachbarschaft .Since medical measuring devices certainly represent a considerable economic value, it is also particularly expedient to issue a corresponding warning as soon as an object node, ie a measuring device, is removed from the network, either by theft or by disruption of its transmitting / receiving device. unit . For this purpose, all nodes automatically monitor changes in their mutual position or their neighborhood.
Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem das beschriebene Verfahren zur Anwesenheitskontrolle und Lokalisierung von Standpersonal auf einem Messestand verwendet wird. Jedem Mitarbeiter des Standpersonals wird hierfür ein Objektknoten (Ol bis 04) zugeordnet. Auf dem Messestand sind fünf Ankerknoten mit festen und bekannten Positionen verteilt . An der Informationstheke des Messestandes befindet sich eine Zugangsstation (Zl) . Die Objektknoten sowie die ZugangsStation umfassen zusätzliche Datenbeingabe- sowie -ausgabeeinheiten. Über die Zugangsstation kann der Aufenthaltsort jedes Messestandmitarbeiters abgefragt werden. Eine Eingabeeinheit an jedem Objektknoten ermöglicht es dem jeweiligen Mitarbeiter zudem Informationen über seine gegenwärtige Tätigkeit einzugeben und diese dem Netz verfügbar zu machen. So ist es ihm damit beispielsweise möglich in seinem Objektknoten die Information zu hinterlegen, dass er gerade im Kundengespräch ist. Über das Netzwerk kann diese Information jederzeit abgefragt werden. Neben der Position dieses Mitarbeiters ist auch diese Information am Zugangsknoten abrufbar. Der Zugangsknoten ermöglicht zudem die Erfassung aller am Messestand anwesenden Mitarbeiter. Weiterhin kann über den Zugangsknoten an einen bestimmten Messestandmitarbeiter auch eine Information gezielt übermittelt werden, beispielsweise dass der Mitarbeiter an der Informationstheke benötigt wird. Auch ein gezielter Informationsaustausch zwischen einzelnen Mitarbeitern (Objektknoten) ist möglich. So kann ein Mitarbeiter (Ol) eine Nachricht gezielt an seinen Kollegen (03) senden.FIG. 2 shows a further embodiment in which the method described is used for the presence check and localization of stand personnel on a trade fair stand. Each employee of the stand personnel is assigned an object node (Ol to 04) for this purpose. Five anchor nodes with fixed and known positions are distributed on the stand. At the information desk of the exhibition stand there is an access station (Zl). The object nodes as well as the access station comprise additional data input and output units. The whereabouts of each exhibition stand employee can be queried via the access station. An input unit at each object node also allows the respective employee to enter information about his current activity and make it available to the network. Thus, for example, it is possible for him to deposit information in his object node that he is currently in discussion with the customer. Via the network, this information can be queried at any time. In addition to the position of this employee, this information is also available at the access node. The access node also enables the registration of all employees present at the booth. Furthermore, information about the access node to a specific exhibition stand employee can also be selectively transmitted, for example, that the employee is needed at the information desk. A targeted exchange of information between individual employees (object nodes) is also possible. So An employee (Ol) can send a message to his colleague (03).
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
Al - A5 Ankerknoten Ol - 05 Objektknoten Zl - Z2 Zugangsknoten Al - A5 anchor node Ol - 05 object node Zl - Z2 access node

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Erfassung, Lokalisierung und Verwaltung von Objekten mit einem Inventar- oder Betriebsmittelverwaltungssystem oder einem Logistiksystem, bei dem mobile Objektknoten (O)und ortsfeste Ankerknoten (A) mit jeweils einer Verarbeitungseinheit, einer Sende- /Empfangseinheit , einer Speichereinheit, einer Stromversorgung sowie einer individuellen Kennung, und ein oder mehrere mobile oder ortsfeste Zugangs- knoten (Z) , die zusätzlich eine Eingabe-/Ausgabeeinheit aufweisen, ein sich selbst vernetzendes, drahtlos miteinander kommunizierendes Netzwerk bilden, die Ankerknoten an bekannten Positionen angeordnet werden, jedem zu überwachenden Objekt ein Objektknoten (O) zugeordnet wird, - ein Datenaustausch zwischen einzelnen Knoten (A, O,A method for detecting, locating and managing objects with an inventory or resource management system or a logistics system comprising mobile object nodes (O) and fixed anchor nodes (A) each having a processing unit, a transceiver unit, a storage unit, a power supply and an individual identifier, and one or more mobile or fixed access nodes (Z), which additionally comprise an input / output unit, form a self-crosslinking, wirelessly communicating network, the anchor nodes are arranged at known positions, each to be monitored Object is assigned an object node (O), - a data exchange between individual nodes (A, O,
Z) entweder direkt oder im Wege eines MuIti-Hop Verfahrens erfolgt, und der oder die Zugangsknoten (Z) zur Überwachung der Objekte automatisch oder auf Einzelanfrage Daten von den Objektknoten (0) abfragen und/oder von den Objektknoten (0) ausgesendete Daten empfangen.Z) takes place either directly or by means of a multi-hop method, and the access node (s) for monitoring the objects automatically or on individual request query data from the object node (0) and / or receive data sent by the object node (0) ,
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Ermittlung einer Position eines Objektknotens (0) auf Basis der bekannten Positionen der Ankerknoten (A) sowie durch Auswertung von Nachbarschaftsbeziehungen der Knoten (A, 0, Z) im Netzwerk erfolgt. 2. The method according to claim 1, characterized in that a determination of a position of an object node (0) on the basis of the known positions of the anchor nodes (A) and by evaluation of neighborhood relationships of the nodes (A, 0, Z) takes place in the network.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Ermittlung einer Position eines Objektknotens (O) auf Basis der bekannten Positionen der Ankerknoten (A) sowie nach Aussenden zumindest eines Signals durch den3. The method according to claim 1, characterized in that a determination of a position of an object node (O) on the basis of the known positions of the anchor nodes (A) and after sending at least one signal through the
Objektknoten (0) , durch Auswerten entsprechender Empfangssignale bei anderen Knoten (A, O, Z) im Netz erfolgt.Object node (0), by evaluating corresponding received signals at other nodes (A, O, Z) in the network.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Ermittlung der Position eines Objektknotens (0), diese Position an weitere Knoten (A, 0, Z) übermittelt wird.4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that after the determination of the position of an object node (0), this position is transmitted to further nodes (A, 0, Z).
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Knoten (A, 0, Z) gegenseitig überwachen und zumindest bestimmte Veränderungen, wie insbesondere eine Entfernung eines Knotens (A, 0, Z) aus dem Netzwerk, mitteilen.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the nodes (A, 0, Z) monitor each other and communicate at least certain changes, such as in particular a removal of a node (A, 0, Z) from the network ,
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein, mehrere oder alle Objektknoten (0) jeweils eine Sensorik umfassen, mit der ein oder mehrere Eigenschaften des jeweiligen Objektes oder einer Umgebung des jeweiligen Objekts erfasst, und über die Sendeeinheit an andere Knoten (A, 0, Z) mitgeteilt werden.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that one, several or all object nodes (0) each comprise a sensor with which detects one or more properties of the respective object or an environment of the respective object, and the transmitting unit be communicated to other nodes (A, 0, Z).
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein, mehrere oder alle7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that one, several or all
Objektknoten (0) jeweils eine Sensorik umfassen, mit der Manipulationen am Objekt detektiert werden, und über die Sendeeinheit anderen an andere Knoten (A, O, Z) mitgeteilt werden.Object node (0) each comprise a sensor, are detected with the manipulation of the object, and be communicated to other nodes (A, O, Z) via the sending unit.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Zugangs- knoten (Z) mit einem weiteren Netzwerk und/oder einem Zentralrechner verbunden ist, mit dem der Zugangsknoten (Z) Daten austauscht.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that at least one access node (Z) is connected to a further network and / or a central computer, with which the access node (Z) exchanges data.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Netzwerk ein Netzwerk nach Anspruch 1 ist.9. The method according to claim 8, characterized in that the further network is a network according to claim 1.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Speichereinheit eines Objektknotens (O) zumindest Daten über die Eigenschaften des Objektknotens (0) gespeichert werden.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that in the memory unit of an object node (O) at least data about the properties of the object node (0) are stored.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit selbständig ein oder mehrere Prozessanwendungen durchführt, wie beispielsweise Verwalten von, in der jeweiligen Speichereinheit gespeicherten Daten, Auswerten von Daten, Steuern der Kommunikation mit dem Netzwerk, Bestimmen der Position.A method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the processing unit autonomously performs one or more process applications, such as managing data stored in the respective storage unit, evaluating data, controlling communication with the network, determining the location ,
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein, mehrere oder alle Objektknoten (0) über eine Eingabeeinheit verfügen, über die zumindest das Objekt kennzeichnende Daten eingegeben werden. 12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that one, several or all object nodes (0) have an input unit, via which at least the object characterizing data are entered.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein, mehrere oder alle Objektknoten (O) über eine Ausgabeeinheit verfügen, über die am jeweiligen Objektknoten (O) verfügbare Daten zumindest teilweise angezeigt werden.13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that one, several or all object nodes (O) have an output unit, on the respective object node (O) available data are at least partially displayed.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Organisation und/oder zur abgestimmten Steuerung von Einzelprozessen, die an verschiedenen Objektknoten (O) ablaufen, ein entsprechender Datenaustausch zwischen den einzelnen betroffenen Objektknoten (0) selbständig kooperativ oder von anderer Stelle gesteuert erfolgt.14. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that for the organization and / or coordinated control of individual processes that take place at different object nodes (O), a corresponding data exchange between the individual object nodes concerned (0) independently cooperative or from controlled elsewhere.
15. Verfahren nach Ansprüche 1 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass vom Zugangsknoten (Z) Daten an einzelne Objektknoten (0) übermittelt werden.15. The method according to claims 1 or 14, characterized in that the access node (Z) data to individual object nodes (0) are transmitted.
16. Anordnung zur Erfassung, Lokalisierung und Verwaltung von Objekten mit einem Inventar- oder16. Arrangement for capturing, locating and managing objects with an inventory or
Betriebsmittelverwaltungssystem oder einem Logistiksystem, bei dem mobile Objektknoten (0) und ortsfeste Ankerknoten (A), mit jeweils einer Verarbeitungseinheit, einer Sende-/Empfangseinheit , einer Speichereinheit sowie einer Stromversorgung, und ein oder mehrere mobile oder ortsfeste Zugangsknoten (Z) , die zusätzlich eine Eingabe-/Ausgabeeinheit aufweisen, ein sich selbst vernetzendes, drahtlos miteinander kommunizierendes Netzwerk bilden,Resource management system or a logistics system comprising mobile object nodes (0) and fixed anchor nodes (A) each having a processing unit, a transceiver unit, a storage unit and a power supply, and one or more mobile or fixed access nodes (Z) which additionally have an input / output unit, form a self-crosslinking, wirelessly communicating network,
- die Ankerknoten (A) an bekannten Positionen angeordnet sind, und jedem zu überwachenden Objekt ein Objektknoten (O) zugeordnet ist .- The anchor nodes (A) are arranged at known positions, and Each object to be monitored is assigned an object node (O).
17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein, mehrere oder alle Objektknoten (0) jeweils eine Sensorik aufweisen, mit der ein oder mehrere Eigenschaften des jeweiligen Objektes oder einer Umgebung des jeweiligen Objekts erfassbar sind.17. Arrangement according to claim 16, characterized in that one, several or all object nodes (0) each have a sensor with which one or more properties of the respective object or an environment of the respective object can be detected.
18. Anordnung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein, mehrere oder alle Objektknoten (0) jeweils eine Sensorik aufweisen, mit der Manipulationen am Objekt detektierbar sind.18. Arrangement according to claim 16 or 17, characterized in that one, several or all object nodes (0) each have a sensor with which manipulations on the object can be detected.
19. Anordnung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein, mehrere oder alle Objektknoten (0) zumindest jeweils einen Aktor aufweisen.19. Arrangement according to one of claims 16 to 18, characterized in that one, several or all object nodes (0) each have at least one actuator.
20. Anordnung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Zugangsknoten (Z) mit einem weiteren Netzwerk und/oder einem Zentralrechner verbunden ist .20. Arrangement according to one of claims 16 to 19, characterized in that at least one access node (Z) is connected to a further network and / or a central computer.
21. Anordnung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein, mehrere oder alle Objektknoten (O) über eine Eingabeeinheit verfügen.21. Arrangement according to one of claims 16 to 20, characterized in that one, several or all object nodes (O) have an input unit.
22. Anordnung nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass ein, mehrere oder alle Objektknoten (O) über jeweils eine Ausgabeeinheit verfügen . 22. Arrangement according to one of claims 16 to 21, characterized in that one, several or all object nodes (O) each have an output unit.
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