用于紧急响应和路边操作的网络和连接设备制造技术

自组织网络被配置为自动且动态地连接在承载车辆和行人交通的道路上或附近执行的操作中使用的设备。连接现有设备和新设备的自动自组网络可用于通过收集和交换安全关键信息来增强安全性。在某些情况下，现有装置可以通过网络控制器和射频通信进行扩充，以允许设备加入无线局域网并通过网络交换信息。包括可穿戴设备的新设备可以被配置为充当无线局域网上的节点。在所公开的自组无线网络上建立车辆、传感器、可穿戴设备和其它节点的相对位置允许基于位置进行功能协调。

Network and connection equipment for emergency response and roadside operations

A self-organizing network is configured to automatically and dynamically connect devices used in operations performed on or near roads carrying vehicle and pedestrian traffic. An automated self-organizing network that connects existing and new devices can be used to enhance security by collecting and exchanging security critical information. In some cases, the existing device can be extended by network controller and RF communication to allow the device to join the WLAN and exchange information through the network. New devices including wearable devices can be configured to act as nodes on a WLAN. Establishing relative positions of vehicles, sensors, wearable devices and other nodes on the disclosed ad hoc wireless network allows functional coordination based on positions.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于紧急响应和路边操作的网络和连接设备
技术介绍
本申请涉及采用自组织(self-assembling)无线局域网设备以增强在工作道路上或附近实施诸如执法、紧急响应、工地和例如拖车的路边服务提供之类的操作的人员的安全性的系统、装置和方法。众所周知，在交通道路上或旁边实施的操作极其危险，其他驾车者可能会与装置和人员发生碰撞而造成伤亡。视觉和听觉警告通常被用来向正在靠近的驾车者和行人告警路边操作，这些警告已成功减少事故。但是，仍然存在重大风险，并且有机会部署最近开发的通信和传感器技术，以进一步提高路边人员的安全。目前，用于在工作道路上或附近操作的装置是独立设备，该设备的操作不与其他设备协调。例如，如果两个或更多个紧急车辆在事故现场成排停止，则所有车辆显示各种类型的警告光信号是很常见的。这些警告光信号不协调，并且可能对接近的驾车者、行人或其他紧急响应者产生令人困惑的眩光。线路前方的紧急车辆持续向后投射警告光信号是很常见的，这可能使从第一辆车后面接近事故的紧急响应者看不见。理想情况下，只有最后面的车辆会向后方显示警告光，以警告接近的交通。协调的交通引导信号也可以减少接近交通的混乱。目前，除了手动地将每个车辆的警告系统设置为期望的设置之外，没有办法在事故现场有效地协调几个紧急车辆之间的警告信号活动。即便如此，每辆车的灯光发出的闪光模式也不会与其他车辆的闪光模式及时协调。来自紧急车辆、服务车辆和施工装置的警告信号可以通过诸如锥体、便携式障碍物和便携式灯之类的产生交通引导光信号或发光字的交通引导设备来增强。当交通引导设备的活动被协调时，这种装置的有效性得到增强。如果交通引导设备包括用于检测将进入工作区周围的安全边缘的接近的车辆或目标的传感器，则进一步的改进是可能的。来自这些传感器的信息如果被协调并传达给工作区内的人员，则是最有效的。现在，用于道路服务、施工和紧急响应的机动车辆具有控制和协调由每个车辆产生的可用音频和视觉警告信号的计算机化设备是很常见的。这些计算机化设备具有计算机处理器、存储器和有限的通信能力。通信通常限于从中央模块控制机动车辆上的信号设备。可以采用中央模块和车辆通信总线之间的一些通信来获得关于车辆状态的信息，包括车辆是停放还是移动，制动，速度，航向等。通过在犯罪现场、紧急响应位置以及工作区中在应对紧急情况时将设备连接到无线局域网以交换信息并协调警告信号和其它活动，有机会提高紧急响应者、施工人员和道路服务人员的安全性。
技术实现思路
本公开包括使用联网设备来增强第一响应者安全性的方法、被编程为执行所公开方法的联网可编程设备的系统以及包括具有用于执行所公开方法的计算机可读程序代码的计算机可用介质的设备。可编程设备可以包括允许用户从所述设备接收信息并向所述设备输入命令的用户界面、用于存储程序代码的存储器、用于执行代码的处理器以及用于与网络上的其它设备通信的通信接口。自组织网络被配置为自动且动态地连接在承载车辆和行人交通的道路上或附近执行的操作中使用的设备。连接现有设备和新设备的自动自组(adhoc)网络可被用于通过收集和交换安全关键信息来增强安全性。在某些情况下，现有装置可以通过网络控制器和射频通信进行扩充，以允许所述设备加入无线局域网并通过该网络交换信息。包括可穿戴设备的新设备可以被配置为充当无线局域网上的节点。根据本公开的各方面，来自诸如州、县或市警察或消防部门的第一响应者组织的紧急车辆被提供有无线通信装置(收发器)并且被配置为当处于其它节点的无线通信装置的范围内时自动加入自组局域网络。车辆可以是网络上的节点，并且网络上的车辆之间的通信可以用于协调车辆上的警告装置的功能。网络上的车辆还可以交换与车辆位置、速度、航向、制动有关的信息(通常称为“车辆远程信息处理”)，以便基于车辆的相对位置协调车辆上的警告装置的功能。在车辆之间传递的车辆远程信息处理还可以用于通过向快速减速的领先车辆的尾随车辆提供增强的警告来改善第一响应者的安全性。诸如佩戴在第一响应者身上的设备之类的外围设备无线连接到车辆并且扩展连接到网络。诸如交通安全锥或障碍物之类的便携式设备无线连接到网络并被配置为在连接的设备之间传送消息和命令。便携式设备可以配备有传感器，以检测在紧急情况或工作区的现场对安全区的侵入或入侵。位置检测可以由全球定位卫星(GPS)确定，或者更精确地由差分全球定位卫星(DGPS)确定，如本领域所熟知的。使用航位推算、车辆远程信息处理以及布置在车辆、可穿戴设备或便携式节点(例如交通锥或障碍物)上的传感器，可以提高位置精度。传感器包括微机电(MEM)传感器，加速度计，陀螺仪，磁力计，摄像头，超声波传感器，红外或激光雷达以及RFID标签。车辆导航系统还可以提供可用于提高位置检测精度的信息。车辆导航系统和相关的地图数据库允许车辆检测他们在道路上的位置，并且可以与其它位置感测方法结合使用以确定车辆相对于彼此的位置。在所公开的自组无线网络上建立车辆、传感器、可穿戴设备和其它节点的相对位置允许基于位置来协调功能。附图说明图1以图形方式说明了通信协议栈中的层以及适用于栈中每个层的相关国际标准；图2示出了根据本公开的方面的由无线局域网连接的设备的系统的示例；图3是用于所公开的系统和无线局域网中的设备的示例性控制器的功能框图；图4是适用于在所公开的系统和无线局域网中使用的代表性交通引导锥体或障碍物的图形表示；图5是适用于在所公开的系统和无线局域网中使用的代表性可穿戴设备的图形表示；图6是示出可以与所公开的系统和无线局域网交互的代表性车辆控制单元的功能框图；和图7是根据本公开的方面的对系统进行操作的方法中的代表性步骤的框图。具体实施方式无线局域网10用于自动且动态地将车辆、交通引导装置和可穿戴设备连接到系统200中，以增强在道路上或附近进行操作的第一响应者的安全性。与所公开的系统200和方法兼容的网络拓扑的一个示例是无线网状网络。网状网络是本地网络拓扑，其中节点直接、动态地和非分层地连接到尽可能多的其它节点，并且彼此协作以在节点之间有效地路由数据。网状网络动态地自组织和自配置，这可以减少安装开销。自配置的能力可以动态分配工作负载，尤其是在一些节点出现故障的情况下。这反过来又有助于提高容错性并降低维护成本。所公开的无线局域网是自配置的并且执行许多功能而无需使用连接到网络的装置的人员的干预，允许他们专注于他们的工作。网状拓扑可与传统的星状/树状本地网络拓扑形成对比，在传统的星状/树状本地网络拓扑中设备直接链接到其它设备的仅一小部分子集，并且设备之间的链路是分层的。网状是一种网络拓扑，在该网络拓扑中，每个节点都为网络中继数据。所有网状节点在网络中的数据分布中协作，因此彼此超出范围的设备可以通过它们之间的其它设备进行通信。网状网络可以被设计为没有单点故障。执行特定功能的设备可以由配备特定功能的其它设备替换。可能存在一些没有备份功能的特定功能，例如充当网状网络和互联网之间的网关的设备。如果这样的网关断电，则可能无法切换到另一个网关。用于通过无线局域网进行设备到设备通信的协议的一个示例是由ThreadGroup公司开发的线程(Thread)栈，并且在本公开中用作能够被用作网状网络上的安全性、通信和数据传输的基础的代表性标准。图1左侧是线程协议中各层的图形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于管理由无线局域网连接的与紧急响应和路边操作相关联的多个设备的系统，每个所述设备代表所述无线局域网中的节点，并且每个所述节点包括：一个或多个计算机处理器；一个或多个计算机可读存储介质；一个或多个传感器，用于从每个所述节点周围的周围环境中收集信息；无线收发器；以及存储在所述计算机可读存储介质上的程序指令，所述程序指令由所述一个或多个计算机处理器中的至少一个处理器执行，所述程序指令包括：用于自动连接到无线信号可用的所有其他节点的程序指令；用于周期性地确定每个节点的位置的程序指令；用于使每个节点发送与其位置相对应的信息的程序指令；用于利用每个节点的位置来定义每个节点相对于其他节点的位置的程序指令；和用于根据所述节点的相对位置来协调所述节点的活动的程序指令。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.07 US 62/418,7331.一种用于管理由无线局域网连接的与紧急响应和路边操作相关联的多个设备的系统，每个所述设备代表所述无线局域网中的节点，并且每个所述节点包括：一个或多个计算机处理器；一个或多个计算机可读存储介质；一个或多个传感器，用于从每个所述节点周围的周围环境中收集信息；无线收发器；以及存储在所述计算机可读存储介质上的程序指令，所述程序指令由所述一个或多个计算机处理器中的至少一个处理器执行，所述程序指令包括：用于自动连接到无线信号可用的所有其他节点的程序指令；用于周期性地确定每个节点的位置的程序指令；用于使每个节点发送与其位置相对应的信息的程序指令；用于利用每个节点的位置来定义每个节点相对于其他节点的位置的程序指令；和用于根据所述节点的相对位置来协调所述节点的活动的程序指令。2.根据权利要求1所述的系统，其中，至少一个所述设备是机动车辆，所述机动车辆具有多功能视觉警告设备和多功能音频警告设备中的至少一者，并且所述程序指令包括：用于建立所述机动车辆的位置的程序指令；以及用于根据所述机动车辆的位置来操作所述多功能视觉警告设备或所述多功能音频设备的程序指令。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述机动车辆包括多个机动车辆，所述多个机动车辆中的每一个机动车辆包括产生警告信号的警告信号发生器，并且所述程序指令包括：用于根据所述机动车辆的相对位置来协调所述无线网络上所述机动车辆的警告信号与其他机动车辆的警告信号的程序指令。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述程序指令包括：用于在所述无线网络上周期性地发送时间参考的程序指令；用于在收到所述时间参考后，建立收到所述时间参考的时间的程序指令；以及用于在所述无线网络上发送与所述时间参考相关联的时间戳的程序指令。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述无线网络是网状网络，并且至少三个节点是全网状的。6.根据权利要求1所述的系统，其中，多个所述节点被配备成接收GPS定时信号，并且所述程序指令包括：使用所述GPS定时信号来同步所述多个节点之间的通信。7.根据权利要求6所述的系统，其中，被配备成接收所述GPS定时信号的所述多个节点包括含有温控晶体振荡器的定时模块，并且所述程序指令包括：参考最新的GPS定时信号，通过所述温控晶体振荡器维持用于在所述无线网络上进行通信的定时信号。8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述节点包括多个交通引导设备，所述多个交通引导设备中的每一者具有一个或多个功能并且被配置为通过所述网络发送位置数据，所述程序指令包括：用于计算所述多个交通引导设备中的每一者相对于其他所述交通引导设备的位置的程序指令；以及用于根据每个所述交通引导设备相对于所述多个交通引导设备中的其他交通引导设备的位置协调所述交通引导设备的功能的程序指令。9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个传感器选自包括红外、雷达、摄像头、加速度计、陀螺仪、温度、空气质量、心率监测器和磁力计的组。10.根据权利要求1所述的系统，其中，至少一个所述设备是机动车辆，并且所述机动车辆配备有传感器以检测靠近所述机动车辆的目标和车辆的运动，并且所述程序指令包括：使用来自所述传感器的信息建立目标相对于所述机动车辆的速度和航向；以及当目标将侵入所述机动车辆周围的安全边缘时，通过所述无线网络向其他节点发送警告。11.一种路边操作安全系统，包括：通过无线网状网络连接的多个节点，每个所述节点包括：计算机处理器；计算机可读存储介质；位置传感器，用于建立每个节点的位置；无线收发器；以及存储在所述计算机可读存储介质上的程序指令，所述程序指令由所述计算机处理器执行，所述程序指令包括：用于自动连接到无线信号可用的所有其他节点的程序指令；用于周期性地确定每个节点的位置的程序指令；用于使每个节点周期性地发送与其位置相对应的信息的程序指令；用于利用每个节点的位置来定义每个节点相对于其他节点的位置的程序指令。12.根据权利要求11所述的路边操作安全系统，其中，至少一个节点是配置有多功能警告信号设备的机动车辆，所述程序指令包括：用于根据所述机动车辆相对于所述无线网状网络上的其他节点的位置来协调所述多功能警告信号设备的操作的程序指令。13.根据权利要求11所述的路边操作安全系统，其中，所述多个节点包括多个机动车辆，每个机动车辆配备有多功能警告信号设备，所述程序指令包括：用于根据每个所述机动车辆相对于所述多个机动车辆中的其他机动车辆的位置来协调所述多个机动车辆的所述多功能警告信号设备的操作的程序指令。14.根据权利要求11所述的路边操作安全系统，其中，至少一个所述节点被配备有用于接收GPS定时脉冲的GPS接收器以及包括温度稳定晶体振荡器的定时模块，所述程序指令包括：用于参考最新的GPS定时脉冲，通过所述温度稳定晶体振荡器维持用于所述无线...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·杰克森，C·加勒特，
申请(专利权)人：惠伦工程公司，
类型：发明
国别省市：美国,US