CN106717029B - 具有多个通信接口的信标 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种通信信标(100)，其包括与用于存储数据的存储器单元(108)相关联的计算单元(100)以及时钟电路(110)和通信电路(112)，所述信标由供电单元(104)供电，其特征在于，所述通信电路包括使用第一协议(P1)的第一接口单元(116)、使用第二协议(P2)的至少一个第二接口单元(118)以及连接到接口单元中的每一个接口单元的天线(114)。

Description

具有多个通信接口的信标
技术领域
本发明涉及一种信标，其包括与用于数据备份的存储器单元相关联的微控制器以及时钟电路和通信电路。该通信电路包括天线、使用第一协议的第一接口以及使用第二协议的第二接口。
背景技术
如在图1中可见存在已知的信标1，即，通过电源2提供它们自己的电力的电子装置，该信标1包括与用于数据备份的存储器单元4相关联的微控制器3以及时钟电路5和使用通信协议的通信电路6。
经由它们的通信电路，这些信标使得可向诸如移动电话、平板电脑或计算机的移动终端广播消息。因此，这些移动终端与信标的通信协议兼容。
发送的消息可采取广告或兴趣点的形式。例如，位于百货商店的信标将向具有专用于所述百货商店的应用的移动终端发送向消费者指示当前在百货商店中可用的最后一分钟的报价的消息。在另一示例中，位于机场区域中的信标将能够向消费者提供指示特定航班的延迟的信息或向到达的乘客提供温度和湿度信息。
通常使用的通信协议是蓝牙协议。该蓝牙协议实际上定义了3类发射器，该发射器取决于其发射功率提供不同的范围，对于分别从10m到100m的范围D，该发射功率从1mW到100mW。
然而，该蓝牙协议的一个缺点是它本质上不安全。
由于该蓝牙协议不是安全的，可能有必要使用另一协议来执行机密要素的交换，诸如加密密钥，其然后将被用于加密使用蓝牙协议的通信。
此外，蓝牙协议的几米范围使得数据可能被不想要的第三方装置拦截。
发明内容
本发明的目的是提供一种通信信标，其能够以安全的方式被编程或配置，同时能够向多个移动终端发送数据。
为此，本发明涉及一种通信信标，其包括与用于数据备份的存储器单元相关联的微控制器以及时钟电路和通信电路，所述信标由电源单元供电，其特征在于，所述通信电路包括使用第一协议的第一接口单元、使用第二协议的至少一个第二接口单元，以及连接到接口单元中每一个接口单元的天线，第一协议被用于接收数据，而第二协议被用于发送数据。
在第一有利实施例中，第一协议是其范围小于1米的协议。
在第二有利实施例中，第二协议是其范围大于1米的协议。
在第三有利实施例中，第一协议是近场通信协议。
在第四有利实施例中，第二协议是蓝牙TM通信协议。
在第五有利实施例中，由第一接口单元使用的第一协议同样允许数据的传输。
在第六有利实施例中，信标进一步包括提供表示物理量的数据的至少一个传感器，这些表示物理量的数据通过第二接口单元被广播。
在另一个有利实施例中，传感器是位置传感器。
在另一个有利实施例中，源自所述至少一个传感器的数据项被记录在信标的存储器单元中。
在另一个有利实施例中，数据可通过第一接口单元下载并存储在存储器单元中。
在另一个有利实施例中，第一接口单元连接到第一天线，而第二接口单元连接到第二天线。
在另一个有利实施例中，信标设置有用于向所述信标供电的能量回收系统。
在另一个有利实施例中，第一接口单元被用作用于向所述信标供电的能量回收系统。
在另一个有利实施例中，信标进一步包括使用第三协议的第三接口单元。
在另一个有利实施例中，第三协议是其范围大于第二协议的范围的协议。
在另一个有利实施例中，第三协议使得能够与其它信标通信，在该其它信标中的通信电路同样包括使用第三协议的第三接口单元，以便在这些信标之间创建网络。
附图说明
从以下对本发明的至少一个实施例的详细描述中，本发明的目的、优点和特征将变得更加清楚，本发明的至少一个实施例仅作为非限制性示例给出并且由附图示出，在附图中：
-图1是根据现有技术的信标的图示；
-图2是根据本发明的信标的图示；
-图3是根据本发明的第一变型的信标的图示；
-图4是根据本发明的第二实施例的信标的图示；
-图5是具有两个天线和能量回收系统的信标的图示；
-图6是根据本发明的第三实施例的信标的图示。
具体实施方式
图2示出了根据本发明的信标100。该信标100采取壳体102的形式，在该壳体102中放置电子装置。该电子装置由电源单元104供电。该电源单元104可以是电池或蓄电池或诸如太阳能电池的自主单元(autonomous unit)。这种自主单元的优点在于后者在能量方面是独立的。
电子装置具有与存储器单元108相关联的计算单元或微控制器106。该存储器单元108用于存储数据，并且可以是使用闪存技术(NOR，NAND)的非易失性存储器。
电子装置同样具有用于对信标100进行定时的时钟电路110，并且作为用于记录数据的精确时基。
电子装置同样具有通信电路112，其包括用于与外部通信的至少一个天线114。该通信电路112同样使得数据能够被发送到诸如移动电话、平板电脑、计算机或手表的专用装置200。
该通信电路112因此使得能够接收和发送能够存储在存储器单元108中的配置数据和信息数据。
配置数据可以是信标的传输频率或消耗参数，而信息数据可以是诸如与特定应用相关的位置数据或警报数据的数据。
有利地，根据本发明，通信电路112包括第一接口单元116和至少一个第二接口单元118，第一接口单元116根据第一协议P1操作，而第二接口单元118根据第二协议P2操作。
在第一实施例中，使用第一协议P1的第一接口单元116被用于接收数据，而使用第二协议P2的第二接口单元118被用于发送信息。因此可理解，第一接口单元116和第二接口单元118共享同一天线114，但是同样可设想每个接口单元连接到其自己的天线114，如在图5中可见。
具有两个接口单元的该配置使得可具有用于第一接口单元116和用于第二接口单元118的两种不同的协议，即用于接收数据和发送数据的两种不同的协议。因此，该信标或这些信标的管理员将能够通过使用第一协议P1与信标100通信，而信标100将经由第二协议P2与客户移动终端200通信。管理员将经由管理员终端300与信标100通信，该管理员终端300可以是例如移动电话、平板电脑、计算机或手表。
具有用于接收数据和用于发送数据的两种不同协议的该可能性允许将安全协议用于接收数据。
根据有利实施例，第一接口单元116使用近场通信(NFC)协议作为第一协议P1。该NFC协议是短程高频无线通信技术，允许在最多相距大约10cm的距离D1的外围设备之间交换信息。第二接口单元118使用蓝牙协议作为第二协议P2，其范围D2可取决于信号强度从10m到100m。P2协议甚至可更有利地是低能耗协议，诸如蓝牙低能耗(BLE)协议。
在该实施例中，通过两种方式使数据接收安全。
首先，通过使用NFC协议的信号的低范围使通信安全，其防止所述信号被第三方拦截。其次，NFC协议直接包含编码算法，以使得不需要外部信号来执行为了对通信加密的加密密钥交换。
因此，本发明使得信标能够通过管理员安全地接收配置数据或信息数据，同时能够在比NFC协议能够实现的范围更大的范围内向移动装置200发送数据。
因此，希望发送数据以对信标进行编程的管理员首先将经由第一协议P1，即近场通信(NFC)协议与信标建立连接。这使得管理员能够以安全的方式发送数据，以对信标进行编程。例如，这些数据项与其操作相关或者与所述信标100广播的信息相关。
一旦信标100已经接收到这些数据项，则信标将使用它们来配置其自身或者发送与该数据相关的信息项。在传输与这些数据项相关的信息期间，选择使用第二协议的第二接口单元118并将其投入使用。
在可在图3中看到的第一变型中，信标100进一步包括以或多或少规则间隔执行测量的至少一个传感器120，可配置这些间隔。该传感器120提供可因此被发送到不同的移动装置200的信息数据。
例如，传感器120是压力传感器，其使得可确定随后将被发送给徒步旅行者的高度，从而向他们通知所述传感器所处的高度。该高度信息同样可被用于校准安装到例如手表的便携式高度计。
在另一示例中，传感器120是位置传感器。诸如GPS传感器的该位置传感器提供关于坐标的数据，以使得用户知道他或她在哪里。包括多个这些信标100的网络可被用于执行导航操作，用户的移动装置200被配置成测量接收的信号的强度。接收的信号的强度越大，信标越接近。
在可在图4中看到的第二实施例中，提供第一接口单元116以能够双向通信。这是因为可设想，使用能够将数据发送到信标100的第一协议P1的第一接口单元116可被用于将数据从信标100发送到管理员终端300。该能力(capacity)使数据能够安全传送。
该能力可被用于例如从信标下载配置信息或者允许将来自传感器的数据表发送到中央终端。
在另一个实施例中，这允许使用可以是能量密集协议(蓝牙)的P2协议的第二接口单元118被用于以规则的间隔仅发送短消息，以便引起潜在的客户/消费者/乘客的注意。如果所述潜在的客户/消费者/乘客对经由P2协议接收的消息感兴趣，则他或她必须更靠近信标，以便经由较少能量密集(less energy-intensive)的协议获得报价或消息的细节(例如，NFC信标可以是被动的并且由位于移动电话中的读取器激活)。
在图6中可看到的第三实施例中，信标包括设置有第一接口单元116、第二接口单元118以及第三接口单元130的通信电路112，第一接口单元116根据第一协议P1操作，第二接口单元118根据第二协议P2操作，并且第三接口单元130根据第三协议P3操作。在该情况下，可设想第一协议P1是NFC型超短距离协议，第二协议P2是蓝牙型短至中距离协议，并且第三协议P3是GSM或UMTS型长距离协议。
这种实施例允许第三协议P3用于执行另一种形式的通信。更具体地，根据第三协议P3操作的第三接口单元130有利地允许在网络400中的通信。将回想到，使用第一协议P1的第一接口单元116被用于接收诸如编程数据的数据，而使用第二协议P2的第二接口单元118被用于发送信息。然后，根据第三协议P3操作的第三接口单元130被用于通过网络400发送和/或接收该信息。
例如，零售商X提供待售的产品，并且配备有根据该第三实施例的信标。使用P1协议的第一接口单元116允许管理员使用数据项A对所述信标进行编程。使用P2协议的第二接口单元118使得该数据项A能够被广播到与该P2协议兼容的所有装置，而第三接口单元130使用P3协议将该数据项A发送到位于零售商X的另一销售点的另一信标。
因此，可仅具有一个信标编程操作，以便使用该第三协议P3将数据项A广播到所有其它信标。
当然，使用P3协议的该第三接口单元130可被用于诸如定位的其它功能。为此，第三接口单元130被用于通过发送信号及等待响应来使用P3协议与其它信标通信。计算单元106然后能够分析所接收的响应的强度水平。实际上，所接收的响应的强度越低，则另一个信标越远，以使得可能具有相对于多个信标的相对位置。如果这些信标同样具有地理坐标，则可建立位置。该第三接口单元130可具有其自己的天线，以便具有与第一和第二接口单元的公共天线。
应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可对上述本发明的不同实施例进行对于本领域技术人员显而易见的各种修改和/或改进和/或组合。
当然，可使用其它协议，诸如ZigBee、Wi-Fi或WiMax协议。
此外，根据本发明的信标可被设计为执行能量收集。为此，信标设置有能量回收系统122，该能量回收系统使用振动、化学、太阳能、风能或热能来为信标供电。同样，可设想将使用第一协议P1的第一接口单元116用于接收数据。这被理解为意味着第一接口单元116包括该能量回收系统122，并且由该第一接口接收的信号由能量回收系统用于向信标供电或对信标进行再充电，如在图5中可见。

Claims (17)

1.一种通信信标装置(100)，包括与用于数据备份的存储器单元(108)相关联的计算单元(106)，并具有时钟电路(110)和通信电路(112)，所述通信信标装置由电源单元(104)供电，其特征在于，所述通信电路包括使用第一协议(P1)的第一接口单元(116)、使用与所述第一协议(P1)不同的第二协议(P2)的至少一个第二接口单元(118)以及允许接口单元通信的至少一个天线(114)，所述第一接口单元(116)被配置为使用比所述第二协议更加安全的所述第一协议从管理员终端接收所述通信信标装置(100)的配置数据和/或信息数据，所述配置数据直接用于对所述通信信标装置(100)自身进行配置和/或编程，而所述第二接口单元(118)被配置为使用所述第二协议基于所述配置数据向一个或多个其它终端广播所述配置数据和/或所述信息数据。
2.根据权利要求1所述的通信信标装置，其特征在于，所述第一协议(P1)是其范围小于所述第二协议(P2)的范围的协议。
3.根据权利要求1所述的通信信标装置，其特征在于，所述第一协议(P1)是范围(D1)小于1米的协议。
4.根据权利要求1所述的通信信标装置，其特征在于，所述第二协议(P2)是范围(D2)大于1米的协议。
5.根据权利要求1所述的通信信标装置，其特征在于，所述第一协议(P1)是近场通信协议。
6.根据权利要求1所述的通信信标装置，其特征在于，所述第二协议(P2)是蓝牙TM通信协议。
7.根据权利要求1所述的通信信标装置，其特征在于，由所述第一接口单元(116)使用的所述第一协议(P1)同样允许数据的传输。
8.根据权利要求1所述的通信信标装置，其特征在于，其进一步包括提供表示物理量的数据的至少一个传感器(120)，这些表示物理量的数据通过所述第二接口单元被广播。
9.根据权利要求8所述的通信信标装置，其特征在于，所述传感器(120)是位置传感器。
10.根据权利要求8所述的通信信标装置，其特征在于，源自所述至少一个传感器(120)的数据项被记录在所述通信信标装置的所述存储器单元(108)中。
11.根据权利要求1所述的通信信标装置，其特征在于，所述数据可通过所述第一接口单元(116)下载并存储在所述存储器单元(108)中。
12.根据权利要求1所述的通信信标装置，其特征在于，所述第一接口单元连接到第一天线，并且所述第二接口单元连接到第二天线。
13.根据权利要求1所述的通信信标装置，其特征在于，所述通信信标装置设置有用于向所述通信信标装置供电的能量回收系统。
14.根据权利要求13所述的通信信标装置，其特征在于，所述第一接口单元(116)被用作用于向所述通信信标装置供电的能量回收系统。
15.根据权利要求1所述的通信信标装置，其特征在于，所述通信电路(112)进一步包括使用第三协议(P3)的第三接口单元(130)。
16.根据权利要求15所述的通信信标装置，其特征在于，所述第三协议(P3)是其范围大于所述第二协议(P2)的范围的协议。
17.根据权利要求15所述的通信信标装置，其特征在于，所述第三协议(P3)使得能够与其它通信信标装置通信，在所述其它通信信标装置中的所述通信电路(112)同样包括使用第三协议(P3)的第三接口单元(130)，以便在这些通信信标装置之间创建网络。
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