Індивідуальний пристрій швидкого сповіщення

Реферат: Індивідуальний пристрій швидкого сповіщення належить до засобів передачі інформації і може бути використаний для доведення екстрених інформаційних повідомлень до максимально можливого числа людей, тобто сповіщення про стихійні лиха і катастрофи, передача сигналів SOS, допомога в екстремальних ситуаціях і т.п.. Пристрій швидкого сповіщення містить блок комунікації, мікроконтролер, ідентифікатор. Додатково містить виконані окремим вузлом малопотужний приймач-передавач стандарту ZigBee, керований мікроконтролером і карту FLASH пам'яті, що з’єднаний з блоком комунікації через USB інтерфейс. Технічним результатом є підвищення автоматичної передачі екстрених повідомлень будь-якому власнику мобільного телефону, забезпеченому таким пристроєм. UA 98181 C2 (12) UA 98181 C2 UA 98181 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до засобів передачі інформації і може бути використаний для доведення екстрених інформаційних повідомлень до максимально можливого числа людей (сповіщення про стихійні лиха і катастрофи, передача сигналів SOS, допомога в екстремальних ситуаціях і т.п.). Пристрої і системи сповіщення населення про НС відомі [див., наприклад, корисні моделі РФ № 67800, МПК Н04В7/00, № 70413, МПК Н03К3/00, № 67802 МПК Н04М11/02]. Істотним недоліком цих систем є, як правило, необхідність установки великого числа дротяних гучномовців, зокрема у важкодоступних районах, що веде до дорожчання і складності системи сповіщення, до зниження її ефективності, тобто зниження гарантій того, що повідомлення буде почуте. Відома система екстреного сповіщення (Emergency Alert System, EAS), яка задіює всі канали телебачення і радіочастоти для передачі необхідних повідомлень, використовувана в США в надзвичайних ситуаціях, наприклад, при стихійних лихах або атаці терористів. Недолік цієї системи у тому, що далеко не у всіх в потрібний момент може бути включене радіо або телевізор, щоб почути таке повідомлення. У даний час основний напрям розвитку пристроїв і систем сповіщення полягає у використанні засобів мобільного зв'язку, перш за все стільникових телефонів. Вказана перевага стільникового зв'язку для систем сповіщення полягає в можливості використання служби передачі коротких повідомлень (Short Message Service, SMS). Інакше кажучи, стільниковий телефон може виступати як приймач і передавач алфавітно-цифрових повідомлень. Повідомлення виводяться на екран стільникового телефону, максимальна довжина одного повідомлення залежить від використаного стандарту стільникового зв'язку і доходить до 160 символів. Відомий пристрій і спосіб сповіщення про надзвичайні ситуації (заявка США № 20090131021 від 21 травня 2009 р., МПК H04L12/58, заявник фірма Motorola, США). Вказаний пристрій характеризується тим, що включає блок комунікації (мобільний телефон), процесор, ідентифікатор. Для передачі одержаного сигналу про яку-небудь катастрофу використовується однорангова мережа, що не вимагає розвиненої інфраструктури. Одержаний пристроєм сигнал передається іншому найближчому до нього пристрою, причому навіть в тому випадку, якщо більшість мереж мобільного зв'язку перестане працювати. Якщо в районі катастрофи мережа ще функціонує, пристрій, що одержав сигнал тривоги, зв'язується з найближчим до нього пристроєм, використовуючи Wi-Fi і створюючи за його допомогою мережу Р2Р, використовуючи яку, потрібні повідомлення про небезпеку можуть бути передані всім власникам мобільних телефонів. Вказане технічне рішення є найближчим за технічною суттю і результатом, що досягається, винаходу, що заявляється, а тому прийнятому за прототип. Недоліком відомого технічного рішення є наявність хоча б мінімальної інфраструктури для його роботи і використання для передачі інформації про ту або іншу небезпеку однорангових мереж. Однорангові, децентралізовані або пірингові (від англ. peer-to-peer, Р2Р - точка-точка мережі - це комп'ютерні мережі, засновані на рівноправності учасників. У таких мережах відсутні виділені сервери, а кожен вузол (peer) є як клієнтом, так і сервером. На відміну від архітектури клієнт-сервер, така організація дозволяє зберігати працездатність мережі при будь-якій кількості і будь-якому поєднанні доступних вузлів. Проте реалізація і використання розподілених (пірингових) систем мають не тільки плюси, але і мінуси, пов'язані з особливостями забезпечення безпеки. Одержати контроль над такою структурою, якою є мережа Р2Р, або використати пробіли в реалізації протоколів для власних потреб - бажана мета для хакерів. До того ж захистити розподілену структуру складніше, ніж централізований сервер. Таку велику кількість ресурсів, яка є в мережах Р2Р, важко шифрувати, тому велика частина інформації про IP-адреси і ресурси учасників зберігається і пересилається в незашифрованому вигляді, що робить її доступною для перехоплення. При перехопленні зловмисник не тільки одержує власне інформацію, але також дізнається і про вузли, на яких вона зберігається, що теж небезпечно. Крім того, очевидець будь-якої катастрофи або небезпечного для оточуючих явища може з якоїсь причини не передати інформацію про загрожуючу людям небезпеку. В основу пропонованого винаходу поставлена задача створення індивідуального пристрою швидкого сповіщення, що автоматично передає екстрені повідомлення будь-якому власнику мобільного телефону, забезпеченого таким пристроєм. 1 UA 98181 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Вказана задача вирішується тим, що індивідуальний пристрій швидкого сповіщення, що характеризується тим, що включає блок комунікації, процесор, ідентифікатор, додатково містить виконані окремим вузлом малопотужний приймач-передавач стандарту IEEE 802.15.4 (ZigBee) з частотою 2,4 гігагерц, керований мікроконтролером продуктивністю 20 MIPS, і карту FLASHпам'яті, що сполучається з блоком комунікації через USB інтерфейс. Результати пошуку відомих рішень у даній і суміжних галузях техніки з метою виявлення ознак, співпадаючих з ознаками, що відрізняють заявлений пристрій від прототипу, показали, що відмітні істотні ознаки заявленого технічного рішення не слідують явним чином з рівня техніки і не використовувались в технічних системах, тому пропонований індивідуальний пристрій швидкого сповіщення можна вважати відповідним критеріям "новизна" і "рівень винахідництва". На кресленні наведена функціональна схема індивідуального пристрою швидкого сповіщення, що заявляється. Індивідуальний пристрій швидкого сповіщення містить блок комунікації 1 (мобільний телефон), сполучені з ним через USB інтерфейс, виконані окремим вузлом, малопотужний приймач-передавач 2, керований мікропроцесором 3, що містить ідентифікатор, і карту FLASHпам'яті 4. Індивідуальний пристрій швидкого сповіщення працює наступним чином. Мікропроцесор 3 через малопотужний приймач-передавач 2 постійно сканує навколишній простір. При виявленні іншого пристрою швидкого сповіщення записує у свою FLASH-пам'ять його ідентифікатор. Після чого повідомляє знайденому пристрою свої дані. У повідомлення можливо помістити дані про локальну загрозу. Подібний обмін інформацією відбувається зі всіма знайденими власниками мобільних телефонів з підключеним індивідуальним пристроєм швидкого сповіщення. При цьому при обміні інформацією фіксуються час і дата кожної зустрічі. Принцип роботи приймача-передавача в парі з мікроконтролером полягає у тому, що мікроконтролер готує певну порцію (пакет даних) цифрової інформації, поміщає її в буфер передавача приймача-передавача, переводить приймач-передавач в режим передачі даних і чекає від приймача-передавача сигналу про завершення передачі даних. Після цього мікроконтролер переводить приймач-передавач в режим прийому і чекає отримання від нього сигналу про отримання пакета даних. Якщо одержаний пакет даних, мікроконтролер прочитує його з буфера приймача-передавача, аналізує його вміст. Залежно від вмісту одержаного пакета даних, приймач-передавач може виконувати різні дії - відповісти передачею даних на одержаний пакет, пропустити одержані дані (можливо вони призначені не цьому приймачу або вже були одержані раніше), послати одержані дані мобільному телефону. Наприклад, запобігання (або значне уповільнення) розповсюдженню заразної хвороби відбувається таким чином. У разі звернення носія небезпечної інфекції до лікувальної установи, сканується ідентифікатор його пристрою сповіщення. Після цього код його пристрою передається всім провайдерам всіх мереж зв'язку, які розсилають короткі CMC всім абонентам. Мікроконтролер кожного носія пристрою сповіщення одержує повідомлення з вказаним кодом пристрою. Далі мікроконтролер перебирає у своїй FLASH-пам'яті всі раніше зареєстровані контакти і порівнює їх з одержаним від провайдера кодом. При збігу кодів, одержаного від провайдера і мікроконтролера, що міститься в FLASH пам'яті, пристрій сповіщення повідомляє свого власника (голосом або висновком на дисплеї блока комутації) про наявну проблему, а він може вжити відповідні заходи - наприклад звернутися до лікувальної установи. Таким чином, можна локалізувати коло осіб, що контактували з носієм хвороби. Принцип роботи FLASH-пам'яті з мікроконтролером і реалізація протоколу USB засновано на запам'ятовуванні цифрових даних в осередках спеціальних структур, які зберігають свій стан після виключення живлення. Обмін даними між мікроконтролером і картою FLASH-пам'яті відбувається за одним із спеціальних цифрових протоколів, які стандартизовані у світових масштабах і тому не вимагають докладних описів. Аналогічно, протокол цифрового обміну даними стандарту USB стандартизований у світовому масштабі (хоча є деякі відмінності між версіями його реалізації USB 1.1, USB 2.0, USB 3.0). Відповідно до USB протоколу при обміні цифровими даними останні можуть передаватися між різними фізичними пристроями, наприклад між персональною ЕОМ і мобільним телефоном, між двома мобільними телефонами і т.п. Для реалізації обміну даними за USB протоколом достатньо мати деякий набір фізичних пристроїв, достатньо швидкодійний мікроконтролер, програма в якому може підтримувати роботу фізичних пристроїв. (До речі, повний текст фізичного і програмного аспектів реалізації USB протоколу містить більше 500 стор. тексту англійською мовою, який ніколи не перекладався ні російською, ні українською мовами). 2 UA 98181 C2 5 10 15 20 25 30 У даний час відділом інтелектуальних робототехнічних систем Інституту проблем штучного інтелекту виготовлено 3 експериментальні зразки індивідуального пристрою швидкого сповіщення, які були видані трьом учасникам XXVII Міжнародної науково-практичної конференції "Роль науки, релігії і суспільства у формуванні моральної особи", що проводилася в інституті 21 травня 2010 р. Усі три підключили пристрій до своїх мобільних телефонів. Один з учасників, не маючи через обставини, що склалися, можливості передати в оргкомітет наперед підготовлену ним доповідь, зміг повідомити про неї за допомогою підключеного до свого мобільного телефону пристрою сповіщення двом іншим учасникам конференції. Таким чином, запропонований індивідуальний пристрій швидкого сповіщення може бути реалізований в умовах промислового виробництва і використовуватися як для сповіщення про надзвичайні ситуації, так і, наприклад, для допомоги в орієнтуванні в незнайомому місті, що дає можливість зробити висновок про відповідність технічного рішення, що заявляється, критерію "промислове застосування". Крім того, запропонований індивідуальний пристрій сповіщення може бути використаний як платіжний термінал для невеликих сум, наприклад, для оплати проїзду в громадському транспорті, збору статистики про відвідування різних заходів. При цьому може бути прийнята наступна система оплати - людина одержує рахунок за надані послуги (проїзд у громадському транспорті) і оплачує їх або через провайдера мережі або іншим шляхом. При несплаті послуг на людину можливий вплив через провайдера зв'язку - шляхом обмеження послуг. Оскільки перерахування коштів відбувається після надання послуг, обмежені і шляхи розкрадання засобів кібершахраями. Запропонований індивідуальний пристрій сповіщення може також використовуватися як сховище індивідуальних даних для екстрених ситуацій. Вони можуть бути корисні при наданні допомоги в екстрених ситуаціях. Наприклад, людина потрапила в аварію і нічого не може повідомити ні про групу крові, ні про переносимість ліків та інші важливі відомості. Крім того, пропонований пристрій забезпечує повну конфіденціальність індивідуальних даних власника пристрою, оскільки дані, що містяться в FLASH-пам'яті пристрою, не повідомляються в автоматичному режимі провайдеру мобільного зв'язку, тому цими даними не можуть скористатися сторонні особи. Це особливо важливо, коли пристрій використовується як платіжний термінал, містить паролі доступу до банківських рахунків, паролі доступу в зони, що охороняються, і т.п. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 Індивідуальний пристрій швидкого сповіщення, який містить блок комунікації, мікроконтролер та ідентифікатор, який відрізняється тим, що додатково містить виконані окремим вузлом малопотужний приймач-передавач стандарту ZigBee, керований мікроконтролером, і карту FLASH-пам'яті, що з'єднана з блоком комунікації через USB інтерфейс. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3