CN115701699A

CN115701699A - 用于参数化现场设备以建立连接的方法

Info

Publication number: CN115701699A
Application number: CN202210852214.6A
Authority: CN
Inventors: 曼弗雷德·梅茨格; 克里斯蒂安·霍福里尔; 多米尼克·费伦巴赫
Original assignee: Vega Grieshaber KG
Current assignee: Vega Grieshaber KG
Priority date: 2021-08-02
Filing date: 2022-07-20
Publication date: 2023-02-10
Also published as: EP4130897A1; US20230030027A1

Abstract

本发明涉及现场设备100，其包括具有第一参数集的集成的第一芯片卡101以及用于可更换的第二芯片卡102的接口104。接口104被配置为从第二芯片卡102接收第二参数集。现场设备100被配置为利用第一参数集和/或第二参数集来建立与云服务的连接。

Description

用于参数化现场设备以建立连接的方法

技术领域

本发明涉及现场设备、用于参数化现场设备以建立连接的方法以及现场设备中的第一芯片卡和第二芯片卡的用于建立与物联网(IoT)服务的连接的用途。

背景技术

工业传感器或现场设备内部可以安装有SIM卡。该SIM卡被配置为相应的远程站(云服务)，并因此不能由用户更改。

发明内容

本发明的目的可以是提供一种在与物联网服务的连接方面得到改进的现场设备。

该目的通过独立专利权利要求的主题来实现。有利的实施例是从属权利要求、以下说明和附图的主题。

所述实施例以类似的方式涉及现场设备、用于参数化用于建立连接的现场设备的方法以及现场设备中的第一芯片卡和第二芯片卡的用于建立连接的用途。协同效应可以由实施例的各种组合产生，尽管可能未对它们进行详细地说明。

此外，应注意，本发明涉及方法的所有实施例都可以按照所述的步骤顺序来执行，但这不必是该方法的唯一且必要的步骤顺序。除非下文另有明确说明，否则本文提出的方法可以在不偏离特定的方法实施例的情况下以不同于所公开的步骤顺序执行。

根据第一方面，提供了一种现场设备，该现场设备包括具有第一参数集的集成的第一芯片卡以及用于第二芯片卡的接口，特别地，该第二芯片卡是能够更换的。接口被配置为如果根据检查确认能够利用第二参数建立与云服务的连接，则利用第二参数集来建立与云服务的连接，否则利用第一参数集来建立与云服务的连接。

因此，现场设备可以通过两个芯片卡中的一者建立与云服务的连接，以便例如发送或接收对于现场设备来说典型的数据、控制命令或配置等。例如，为了建立连接，诸如地址、供应商和所谓的证书(即，访问数据)等用户数据或访问数据是必要的，这些用户数据或访问数据分别作为参数集被存储在芯片卡上。现在，第一参数集和第二参数集可以有意地是不同的。然后，现场设备可以优先利用由用户提供的第二芯片卡的第二参数集来建立连接。因此，用户例如可以利用对他有利的资费。此外，现场设备可以出于某些原因不能利用第二参数集，从而利用第一芯片卡或第一芯片卡的参数集来建立连接。为此，现场设备检查是否可以建立连接。可以在建立连接之前且/或在建立连接期间进行检查。检查标准和方法解释如下。

例如，该连接是与设置在云中的服务器上的云服务的IoT连接。例如，云服务和服务器被实施在例如与互联网连接的智能手机、PC、膝上型计算机或其它设备上的应用程序(所谓的“App”)中。例如，这种应用程序可以显示传感器数据或管理传感器。例如，App可以通过在此实现的物联网云服务对传感器进行参数化。

例如，集成的第一芯片卡和/或第二芯片卡是经典插入式SIM卡、可安装的SIM卡或可安装的eSIM。

也可以进行组合，例如eSIM和经典SIM卡的组合。

例如，现场设备是填充物位测量装置、极限物位传感器、压力测量装置或流量测量装置。现场设备也可以是具有两个SIM卡的可更换的改装模块(配件)，例如PLICSCOM模块。

可以通过4-20mA回路为现场设备提供能量。现场设备和/或配件可以通过内部电池、蓄电池或电流回路进行供电。

根据一实施例，现场设备包括第二芯片卡。

在此，第二芯片卡可以插入到现场设备中，使得接口与第二芯片卡机械接触并与其电连接，或者第二芯片卡与现场设备分离，但它仍被定义为现场设备的一部分。在没有与接口电连接的情况下，无论第二芯片卡是否插入，与该接口的连接也可以是无线的。

根据一实施例，第一参数集是受访问保护的，而第二参数集是能够被用户更改的。

换句话说，第一参数集是预先安装的参数集，用户无法对其进行访问和改变，而第二参数集是用户提供给现场设备的参数集。在这种情况下，第二参数集或第二芯片卡可以由网络供应商代表用户来提供。

术语“能够更改”在本上下文中应广泛地理解。例如这意味着，例如可以通过由用户将第二芯片卡插入到现场设备中而向现场设备提供第二参数集，从而使接口能够接收该参数集，或者可以更改第二参数集使得第二参数集是用户定义的参数集。“改变参数集”既可以理解为改变指定参数的值，又可以理解为添加或删除参数。用户可以通过可更换的第二芯片卡例如经由NFC、蓝牙和/或APP来更改第二参数集。

因此，用户可以经由无线连接或者例如通过将第二芯片卡插入到例如移动电话或其它对芯片卡具有写入权限的设备的卡槽中而将第二参数集存储在第二芯片卡上。在这两种情况下，App或用户程序都可以用作人机界面(HMI)。

根据一实施例，现场设备包括控制单元，该控制单元被配置为检查第二参数集的完整性和/或正确性，并且如果检查是肯定的，则利用第二参数集来建立与云服务的连接，或者如果检查是否定的，则利用第一参数集来建立与云服务的连接。

参数集可以包含对于建立连接必要的参数和非必要的参数。在此，“完整”是指对于成功建立连接必要的最小参数集。例如，正确性检查可以是合理性检查或有效值范围检查。完整性和正确性虽然不能保证建立连接实际上会成功，但它们是必要条件。因此，如果满足这些必要条件，则现场设备将开始利用第二芯片卡上的第二参数集来建立连接，并且如果不满足这些必要条件，则利用第一芯片卡上的第一参数集来建立连接。

根据一实施例，控制单元被配置为检查是否成功利用第二参数集来建立与云服务的连接，并且如果检查结果是否定的，则利用第一参数集来建立连接。

这意味着如果利用第二参数集的连接不成功，则利用第一参数集。第一参数集例如是在出厂时预定的参数集，它保证在没有一般网络错误的情况下成功连接。因此，第一参数集优选地受到保护，使得该第一参数集不能由用户改变，而是只能由诸如制造商或销售公司等授权人员改变。因此，可以确保始终能够以这样或那样的方式建立连接。可以说，如果第二参数集不能用于建立连接，则第一参数集用作次选方案。

根据一实施例，控制单元被配置为如果成功利用第二参数集来建立连接，则用第二参数集的参数改写第一参数集。

因此，控制单元本身被授权改变第一参数集。然而，只有当控制单元可以确保改写参数(即，第二参数集)已成功用于建立连接(即，可以以测试验证的方式建立连接，并且还可以通过该连接传输数据)时，控制单元才会改变第一参数集。因此，例如如果用户在再次改变第二参数集的情况下可以获得更好的技术或合同条件，该用户可以再次改变第二参数集。

该选项优选地在检查第二参数集的完整性和正确性之后进行，但原则上也可以在没有这种先前检查的情况下适用。

根据一实施例，控制单元被配置为如果已经利用第一参数集来建立连接，则用第一参数集的参数改写第二参数集。

如果利用第一参数集进行连接，则这意味着利用第二参数集的连接不成功。如果这由控制单元确定并随后利用第一参数集成功建立连接，则第二参数集被丢弃或被第一参数集改写。

根据一实施例，现场设备是填充物位和/或极限物位传感器、压力传感器或流量测量装置。

此外，现场设备还可以是工业自动化或工业过程环境中的致动器或控制单元，或者可以是另一类型的工业传感器。

根据一实施例，第一芯片卡和/或第二芯片卡是用于移动无线电连接(Mobilfunkverbindung)的SIM卡。

这将被理解为第一芯片卡是独立于第二芯片卡的SIM卡，反之亦然，或者两个芯片卡都是用于移动无线电连接的SIM卡。如果第一芯片卡和第二芯片卡不是SIM卡，则它们例如可以是简单的存储卡或具有功能的存储卡。

固定安装的SIM卡特别是eSIM(嵌入式SIM)卡。例如，在eSIM卡的情况下，网络运营商可以将参数集(在这种情况下也被称为eSIM配置文件)传输到嵌入式eSIM并可以立即利用它。通过传输也可以改写先前的配置文件。

根据一实施例，第一参数集和第二参数集的参数是用于建立例如与移动网络、数据网络和/或云服务的连接的访问参数。

特别地，访问参数可以是对于物联网连接必要的参数。这种参数例如是接入点名称(AccessPointName)、用户(User)和密码(Password)。控制单元检查是否已经设置该数据且该数据是否正确。可以通过现场操作且/或通过利用云服务的操作直接在IoT传感器上设置其它参数。

根据另一方面，提供了一种用于参数化现场设备以建立连接的方法，该现场设备包括具有第一参数集的集成的第一芯片卡以及用于具有第二参数集的可更换的第二芯片卡的接口，该方法包括以下步骤：通过接口从第二芯片卡接收第二参数集，如果能够利用第二参数集来建立与云服务的连接，则利用第二参数集来建立与云服务的连接；否则利用第一参数集来建立与云服务的连接。

该方法的步骤对应于现场设备的配置。因此，对方法步骤的说明将参考对现场设备的说明和对附图的说明。

根据该方法的一实施例，现场设备还包括控制单元，并且该方法还包括以下步骤：通过控制单元检查第二参数集的完整性和/或正确性；如果第二参数集是完整和/或正确的，则利用第二参数集来建立连接。

在这种情况下，“完整”还包括第二参数集完全存在的情况，这也意味着具有第二接口的接口与第二芯片卡的接口无线连接或电连接，并且能够成功地接收第二参数集。

根据一实施例，该方法还包括以下步骤：如果利用第一参数集成功建立连接，则用第一参数集替换第二参数集；或者如果利用第二参数集成功建立连接，则用第二参数集替换第一参数集。

通过用第一参数集替换第二参数集来对第二芯片卡进行参数化，并且通过用第二参数集替换第一参数集来对第一芯片卡进行参数化。在此时已经建立与服务器或云服务的连接之后，例如可以通过云服务进行参数化。

根据另一方面，提供了现场设备中的具有第一参数集的第一芯片卡和具有第二参数集的第二芯片卡的利用第一参数集或第二参数集来建立与云服务的连接的用途。

也就是说，现场设备可以利用两个参数集，现场设备(更准确地说是现场设备的控制单元)根据本文所述的标准从这些参数集中选择一个参数集来建立连接。

附图说明

下面将根据示意图来更详细地说明本发明的示例性实施例。

图1示出了现场设备。

图2示出了用于参数化现场设备的方法的流程图。

在所有附图中，相应的部件都设置有相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出了现场设备100，例如IoT传感器100。IoT传感器100具有固定安装的第一芯片卡101，例如SIM卡101。在第一芯片卡101上存储有第一参数集。此外，还可以插入第二芯片卡102，例如任意的SIM卡102。在第二芯片卡102上存储有第二参数集。现场设备100还包括控制单元103。

例如，可以利用第一SIM卡101和/或第二SIM卡102建立与云服务112(例如，云110中的IoT服务器)的连接。现场设备100首先尝试通过存储有第二参数集的第二SIM卡102建立连接。如果现场设备识别或确定不能通过第二SIM卡建立连接，则现场设备利用具有第一参数集的第一芯片卡101。现场设备可以在尝试连接之前或在尝试连接期间确定这一点。

例如，对于用户的访问，在出厂时封锁对第一参数集的访问。客户可以例如通过NFC、蓝牙、经由WLAN或互联网的App或在现场经由第一SIM卡101或者通过机械地插入已经包含第二参数集的第二SIM卡102来改变或已经改变可机械插入的或可参数化的第二SIM卡102上的第二参数集。可以通过现场操作在IoT传感器100上直接输入对于建立连接必要的参数，或者可以通过利用云服务的操作输入必要参数。然而，尤其在利用云服务的操作的情况下，可能会出现未正确输入必要参数的情形，从而与IoT传感器的连接失败。如果要经由物联网服务来操作传感器，则图2所述的方法确保了能够建立与物联网服务的连接。

图2示出了用于参数化现场设备100以建立与云服务112的连接的方法的流程图。在开始步骤202之后的步骤204中，通过控制单元103对插入的SIM卡102进行检测(即检查SIM卡102是否存在)。如果存在，则控制单元103在205步骤中接收第二参数集，并且在步骤206中检查是否已经设置诸如接入点名称、用户和密码等所有必要参数。如果已设置，则在步骤208中例如在云服务器或应用程序上利用第二参数集来建立与云服务112的连接。在步骤210中检查是否成功建立连接。如果成功，则在步骤215中，例如通过云服务利用第二参数集对第一芯片卡101进行参数化，并且可以在步骤216中发送测量数据。最后，在步骤218中结束该方法。如果在步骤204、206或210中的检查是否定的，则在步骤212中利用第一参数集来建立与云服务112的连接，在步骤214中利用第一芯片卡101的参数集对第二芯片卡102进行参数化，并然后进入步骤216以发送测量数据。

因此，提出了一种检测失败连接的方法，其中，IoT传感器100在一次或多次建立连接尝试失败之后利用固定安装的SIM卡101。因此，该方法确保了IoT传感器100永远不会“丢失”。用户通过利用自己的SIM卡102，可以利用现有的移动电话合同并且必要时可以避免漫游费用。

通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在执行要求保护的发明时可以理解和实施所公开实施例的其它变型。在权利要求中，“包括”一词不排除其它元件或步骤，不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其它单元可以执行权利要求中所述的多个主题或步骤的功能。在相互从属的权利要求中说明特定措施的这一事实并不意味着不能有利地利用这些措施的组合。

控制单元103可以包括可由计算机程序定义的诸如微型处理器、FPGA、ASIC、CPLD等逻辑电路。计算机程序可以存储/分布在合适的介质上，该介质例如是与其它硬件一起提供的或作为其它硬件的一部分提供的光存储介质或半导体介质，但也可以例如通过互联网或其它有线或无线电信系统以其它形式分布。权利要求中的附图标记不应被解释为限制权利要求的范围。

Claims

1.一种现场设备(100)，其包括：

集成的第一芯片卡(101)，其具有第一参数集；

用于第二芯片卡(102)的接口(104)，其中，所述接口(104)被配置为接收来自所述第二芯片卡(102)的第二参数集，并且

其中，所述现场设备(100)被配置为：如果根据检查确认能够利用所述第二参数集来建立与云服务(112)的连接，则利用所述第二参数集来建立与所述云服务(112)的所述连接；否则利用所述第一参数集来建立与所述云服务(112)的所述连接。

2.根据权利要求1所述的现场设备(100)，其包括所述第二芯片卡(102)。

3.根据权利要求1或2所述的现场设备(100)，其中，所述第一参数集是受访问保护的，并且所述第二参数集是能够被用户更改的。

4.根据权利要求1或2所述的现场设备(100)，其还包括控制单元(103)，所述控制单元被配置为：

检查所述第二参数集的完整性和/或正确性；并且

如果所述检查是肯定的，则利用所述第二参数集来建立与所述云服务(112)的所述连接，或者如果所述检查是否定的，则利用所述第一参数集来建立与所述云服务(112)的所述连接。

5.根据前述任一项权利要求所述的现场设备(100)，其中，所述控制单元(103)被配置为：

检查是否成功利用所述第二参数集建立与所述云服务(112)的所述连接；并且

如果所述检查是否定的，则利用所述第一参数集来建立所述连接。

6.根据前述任一项权利要求所述的现场设备(100)，其中，所述控制单元(103)被配置为：如果成功利用所述第二参数集建立所述连接，则用所述第二参数集的参数改写所述第一参数集。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的现场设备(100)，其中，所述控制单元(103)被配置为：如果已经利用所述第一参数集建立所述连接，则用所述第一参数集的参数改写所述第二参数集。

8.根据前述任一项权利要求所述的现场设备(100)，

其中，所述现场设备(100)是填充物位和/或极限物位传感器、压力传感器或流量测量装置。

9.根据前述任一项权利要求所述的现场设备(100)，

其中，所述第一芯片卡和/或所述第二芯片卡(102)是用于移动无线电连接的SIM卡。

10.根据前述任一项权利要求所述的现场设备(100)，其中，所述第一参数集和所述第二参数集的参数是用于建立所述连接的访问参数。

11.一种用于参数化现场设备以建立连接的方法，所述现场设备包括集成的第一芯片卡(101)以及用于可更换的第二芯片卡(102)的接口，所述第一芯片卡具有第一参数集，所述第二芯片卡具有第二参数集，所述方法包括：

通过所述接口(104)从所述第二芯片卡(102)接收所述第二参数集的步骤(205)；

建立与云服务(112)的连接的步骤(208)，即，如果能够利用所述第二参数集来建立与所述云服务(112)的所述连接，则利用所述第二参数集来建立与所述云服务(112)的所述连接；否则利用所述第一参数集来建立与所述云服务(112)的所述连接。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述现场设备(100)还包括控制单元(103)，并且其中，所述方法还包括：

通过所述控制单元(103)检查所述第二参数集的完整性和/或正确性的步骤(206)；以及

如果所述第二参数集是完整和/或正确的，则利用所述第二参数集来建立所述连接的步骤(208)。

13.根据权利要求11和12中任一项所述的方法，其还包括：

如果利用所述第一参数集成功建立所述连接，则用所述第一参数集替换所述第二参数集的步骤(214)；或者

如果利用所述第二参数集成功建立所述连接，则用所述第二参数集替换所述第一参数集的步骤(215)。

14.根据权利要求1至10中任一项所述的现场设备(100)中的具有第一参数集的第一芯片卡(101)和具有第二参数集的第二芯片卡(102)的利用所述第一参数集或所述第二参数集来建立与云服务(112)的连接的用途。