DE102014002339A1

DE102014002339A1 - Sicherheitsfernbedienung

Info

Publication number: DE102014002339A1
Application number: DE102014002339.7A
Authority: DE
Inventors: Alfred Brühn; Xenia Brühn
Original assignee: Sciknowtec GmbH
Current assignee: Sciknowtec GmbH
Priority date: 2014-02-17
Filing date: 2014-02-17
Publication date: 2015-08-20

Abstract

Verfahren zum sicheren Gebrauch einer Fern-Bedieneinheit und sichere Fern-Bedieneinheit als drahtlose oder drahtgebundene Verlagerung von zumindest Teilen der zur Bedienung eines Gerätes vorgesehenen Bedienelemente in einer eigenen technischen Komponente in Richtung und bis auf Armlänge des jeweils aktuellen Benutzers, dadurch gekennzeichnet, dass vor einen Datenaustausch zwischen einer Fernbedienung und einem Gerät, zumindest aber vor einem ersten, vermittels einer Fernbedienung erfolgenden Abruf einer Gerätefunktion sichergestellt ist, dass paarweise jede Verbindung zwischen den beteiligten Komponenten erkennbar als sicher verifiziert und/oder zugelassen und/oder gesichert ist, indem – vor einer Nutzung der Fernbedienung durch den jeweiligen Benutzer diese Nutzung durch Identifikation als zulässig deklariert wird und – ein sicherer Datenaustausch zwischen Fernbedienung und Gerät durch kryptographische Methoden gesichert wird und – eine gerichtet betriebene optische Verbindung, bevorzugt Infrarot zwischen der Fernbedienung und dem Gerät genutzt wird, um das Bestehen einer Sichtverbindungsrichtung zwischen Fernbedienung und Gerät zu garantieren und – eine bestehende Kommunikationsverbindung zwischen Fernbedienung und Gerät auch für den Benutzer durch gleichlaufende Signalgebung, bevorzugt über gleichlaufende optische Signale am Gerät und an der Fernbedienung erkenntlich ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Konzept für Fernbedienungen, insbesondere ein Verfahren zum Betrieb und zur Programmierung einer solchen Fernbedienung zur Ansteuerung von fernbedienbaren Geräten. Sie betrifft zudem eine Ausführung unter Nutzung eines universell angelegten Verfahrens.
Für eine Fernbedienung geeignete Geräte sind fast alle technischen Geräte. Bekanntermaßen sind z. B. Haushaltsgeräte, Klimaanlagen, Fernsehgeräte, Videorecorder, Stereoanlagen, usw. Geräte, die mit einer Fernbedienung bedienbar sind. Mit einer Fernbedienung können die Funktionen eines Gerätes abgerufen werden, wie immer auch diese definiert sein mag.
Die Anwendung technischer Geräte wird dadurch fortschreitend bequemer, aber auch andere Gründe (z. B. Arbeitsschutz und Sicherheit) sprechen für die Benutzung von Fernbedienungen.
Zum Stand der Technik
„Gerät” bezeichnet die (Nutz-)Einheit, für deren Bedienung eine „Bedieneinheit” vorgesehen ist, in der (gedacht oder real) alle Bedienelemente (Drehknöpfe, Schalter, LEDs, Anzeigen, usw.) zusammengefasst sein sollen. Diese „Bedieneinheit”

– kann Teil des Geräts sein (wird dann i. a. zwar nicht oder nur funktionell als „Einheit” wahrgenommen, soll aber im erfindungsgemäßen Kontext abstrakt so aufgefasst werden),
– kann als Komponente (z. B. als Baugruppe) fest mit diesem Gerät verbunden sein,
– kann als von diesem Gerät abtrennbare Bedieneinheit eine getrennt zu sehende Einheit oder Gerätekomponente sein und
– kann als „Fernbedienung” als eigenständiges „Gerät” angesehen werden, für das nur zur begrifflichen Unterscheidung im gegebenen Zusammenhang die Bezeichnung „Bedieneinheit” oder „Fernbedienung” verwendet wird.

Hier stehen speziell Fernbedienungen von Laborgeräten mit den vielfältig variabel gehaltenen fernbedienbaren Funktionen im Focus der Betrachtung, ohne dass durch diese Tatsache aber sich ein Neuheitsbezug begründen ließe.
Eine „Fernbedienung” soll im erfindungsgemäßen Zusammenhang und auf einer abstrakteren Ebene definiert werden als eine drahtlose oder drahtgebundene Aus- oder zumindest Verlagerung von zumindest Teilen der zur Bedienung eines (Nutz-)Gerätes am Gerät vorgesehenen Elemente einer „Bedieneinheit”, in einer eigenen technischen Komponente in Richtung und bis auf Armlänge des jeweils aktuellen Benutzers. „Bedieneinheit” und „Fernbedienung” werden hier oftmals synonym verwendet, zudem werden beide zusammen als „Partnergeräte” eines „Geräts” definiert. Allerdings bestehen zwischen dem Begriff der „Bedieneinheit” mit seinen Bedienelementen und dem Begriff der „Fernbedienung” auch gewisse Unterschiede: Diese Eigenschaft einer als „Fernbedienung” bezeichneten Einheit ist unabhängig von der jeweiligen Gerätewahl und ist Stand der Technik seitdem es Fernbedienungen gibt. Eine Fernbedienung muss aber nicht alle Teile der evtl. vorhandenen Bedienelemente einer als „Bedieneinheit” eines Gerätes anzusehenden Einheit aufweisen und kann andererseits auch u. U. mehr Bedienelemente enthalten.
Eine solche Verlagerung schließt nicht aus, dass sowohl am Gerät als auch an der Fernbedienung Bedienelemente parallel vorhanden sind und diese evtl. parallel oder nur einzeln genutzt werden können. Eine solche Verlagerung schließt auch nicht aus, dass eine Fernbedienung drahtgebunden oder drahtlos betrieben wird und oder als eigene technische Einheit nicht oder fest mit dem Gerät verbundenen ist oder am Gerät angehängt oder vom Gerät lösbar ist oder lösbar fixiert werden kann. Die Definition ist zudem unabhängig von der Art der Energieversorgung für die Fernbedienung.
In der fortschreitenden Bequemlichkeit, die eine Gerätebedienung bieten kann, ist aber ein Grund für Neubeschaffungen zu sehen, zumal eine jede Neubeschaffung von der Vorstellung diktiert ist, dass bessere, einfachere, bequemere Handhabungen der gewünschten Funktionen bei einem neuen Gerät mit einer Fernbedienung einhergehen.
Eine Fernbedienung hat allerdings auch einen sehr konkreten, oftmals nicht nur auf Bequemlichkeit zielenden Hintergrund, wenn Funktionen zu steuern sind, die sonst nur schwer, eingeschränkt oder gar nicht mehr zugänglich wären. Das gilt gleichermaßen, wenn die Bedienung – z. B. aus hygienischen Gründen oder zur Gefahrenbegrenzung – nur aus einer sicheren Distanz empfehlenswert erscheint.
Dass die Sicherheit dabei zumindest gleichbleibt, wird i. a. stillschweigend vorausgesetzt. Oftmals aber erreicht die Bequemlichkeit ungewollt einen nicht mehr so ganz sicheren Umfang, wenn mehrere Geräte und/oder mehrere Fernbedienungen, z. B. in einem Gerätepark, zugleich ins Spiel kommen. Unzweifelhaft kann mit einer Fernbedienung ein großer Umfang an Funktionen abgerufen werden, aber die an sich vorgesehenen Sicherheitsanforderungen können in einem größeren Gerätepark – selbst wenn sie am einzelnen Gerät vorhanden sein sollten – durch Unüberschaubarkeit verwässert werden.
Auf dem Stand der Technik sind Fernbedienungsgeräte bzw. Fernbedienungen bekannt, die eine variabel gehaltene Oberfläche und Oberflächendarstellung für nachprogrammierbare, variable Elemente und programmierbare, variabel gehaltene Funktionen, auch nachrüstbar, aufweisen.
Zum Beispiel aus der DE 10 2007 060 808 A1 / EP2073182 ist eine Fernbedienung bekannt, bei der [0009] der Fernbedienung zunächst Elemente zur Bedienung bereitgestellt werden. indem die Daten dazu vom Gerät an die Fernbedienung übertragen werden, die von der Fernbedienung eingebunden werden und die dann von der Fernbedienung zur Bedienung des Gerätes bereitgestellt werden können. Das bedeutet, dass eine Fernbedienung – dem Bedarf des Geräts entsprechend – nachträglich auf die jeweiligen Erfordernisse angepasst wird.
Dies impliziert, dass automatisch eine Vielzahl von Fernbedienungen gegeben ist, die unterschiedlich und beliebig verschieden ausgelegt sind, die sich bezüglich ihrer Oberflächengestaltung (Anzeige und Bedienelemente) und bezüglich ihrer Funktionalität unterscheiden können.
Bezüglich der Energieversorgung von Fernbedienungen, der Lagerungsorte und/oder auch der Aufbewahrungsorte sind dem Stand der Technik vielfältige Lösungen zu entnehmen:

– Sowohl fixierte, lösbar fixierte und lösbare Andock- und Ladestellen sind im Stand der Technik beschrieben, oder
– kontaktbehaftete und/oder kontaktlos arbeitende Ladestationen
– mit und ohne dazwischenliegender fester oder transportierbarer Ladeschale.

Es gibt unter dem Blickwinkel der Energieversorgung einer Fernbedienung

– passiv, semipassiv oder semiaktiv, und aktiv arbeitende Fernbedienungen, wobei
– „semipassiv oder semiaktiv” inzwischen auch Energie-Harvesting-Konzepte einschließen.
– Es gibt Fernbedienungen, deren Stromversorgung unter Zuhilfenahme von Kapazitäten, Akku oder Batterie erfolgt und/oder
– die ihre benötigte Energie aus einer in der Umgebung der Fernbedienung vorhandenen Primärenergie ziehen (Licht, Wärme, Bewegung, Schwingung, Vibration, usw.) oder
– aus der Kommunikationsenergie selbst gewinnen (z. B. aus der IR-Übertragung vom Gerät, oder z. B. mittels der von den RFID-Systemen bekannten Verfahren).

Zu den hier im Focus der Betrachtung stehenden Fernbedienungskonzepten für Laborgeräte mit vielfältig variabel gehaltenen fernbedienbaren Funktionen, lässt sich aber aus dieser Sicht heraus ein Neuheitsbezug nicht einfach nur dadurch herstellen, dass Teile dieses hier nur zusammenfassend beschriebenen Stand der Technik lediglich erstmals in Verbindung mit einem bestimmten Gerät oder Gerätetyps verwendet wird.
Im erfindungsgemäßen Zusammenhang können alle zur Ausgestaltung einer Fernbedienung genutzten Möglichkeiten dieses Stands der Technik eingeschlossen werden. Eine jede Fernbedienung kann, wie oben dargestellt, im erfindungsgemäßen Zusammenhang lediglich gesehen werden als drahtlose oder drahtgebundene Auslagerung von am Gerät zur Bedienung vorgesehenen Elementen in Richtung und bis auf Armlänge des jeweils aktuellen Benutzers; und diese Aspekte einer beliebigen Fernbedienung sind unabhängig von der jeweiligen Gerätewahl; sie sind Stand der Technik, seitdem es überhaupt Fernbedienungen gibt.
Aufgabe
In diesem Zusammenhang besteht die mit der Erfindung zu lösende Aufgabe darin, eine möglichst einfach arbeitende Fernbedienung bereitzustellen und ein Verfahren bereitzustellen, das für mehrere fernbedienbare Geräte und für mehrere Fernbedienungen gleichermaßen anwendbar ist, ohne dass dazu für jedes Gerät unbedingt genau eine oder mehrere eigene Fernbedienungen) vorhanden sein muss (müssen) und ohne dass eine Fernbedienung nur immer genau ein Gerät bedienen können muss, wobei das Verfahren vor allem die Sicherheit der eingesetzten Fernbedienungskonzepte erhöhen soll.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Danach wird eine beliebig variable Fernbedienungsgestaltung angenommen, die bezüglich der Oberfläche mit den darauf vorgesehenen Darstellungs- und Eingabeelementen beliebig ausgelegt sein kann und die bezüglich der Funktionalität (vorab oder nachträglich) frei gestaltet werden kann, für die zudem zu Beginn nur einige elementare Basisfunktionen festgelegt werden. Diese Basisfunktionen, die u. U. nur einen sehr kleinen Teil der Gesamtfunktionalität einer Fernbedienung ausmachen, sind

– die Möglichkeit und Fähigkeit zu einem sicheren Datenaustausch zwischen einem zu bedienenden Gerät und einer Fernbedienung, wobei dieser Datenaustausch bevorzugt zusätzlich mittels kryptografischer Methoden gesichert sein kann,
– einige unverzichtbare Sicherheitsfunktionen, wie z. B. einen explizit (nicht nur virtuell) vorhandenen Not-Aus-Eingabeknopf auch auf der Fernbedienung und
– eine ansonsten möglichst variabel gehaltene Eingabe- und Ausgabe-Oberfläche mit einem geeignet ausgelegten, universellen Design, was z. B. auf dem bekannten Stand der Technik mit einem sogenannten Touchscreen und mit einer frei programmierbaren Oberfläche erreicht werden kann,
– Verifikations- und Identifikations-verfahren und -möglichkeiten
• zwischen einem Nutzer und der von diesem Nutzer verwendeten Fernbedienung,
• zwischen einem Nutzer und dem von ihm über die Fernbedienung bedienten Gerät und
• zwischen dem Gerät und der zugehörigen Fernbedienung und
– ein jeweils vorzusehendes sicheres Handhabungsverfahren.

Vorab festgelegt oder u. U. erst während einer Initialkommunikation werden zwischen einem zu bedienenden Gerät und einer Fernbedienung alle anwendungsspezifisch vorgesehenen Funktionen konfiguriert. Eine erfindungsgemäße Fernbedienung hat also u. U. zu Beginn nur eine geringe Anzahl an tatsächlich implementierten Fernbedienungsfunktionen und u. U. auch nur eine völlig neutral gehaltene Oberfläche. Lediglich Kommunikationseinheiten (Sender, Empfänger) und die gerade genannten Basisfunktionen sind in den beiden Komponenten Gerät und Fernbedienung essentiell und vorgesehen. Im Sinne eines Boot-Loaders (bekannt zum initialen Laden von Programmen z. B. für Rechner- und Mikrokontrollerkonzepte) ist es dadurch möglich, Programme für benötigte Funktionen zu laden und erst so alle vorgesehenen Gerätefunktionen und auch Oberflächenfunktion zu realisieren, eine solche Fernbedienung zu konfigurieren und die vorgesehenen Funktionen für die Bedienung zu übernehmen.
Programme für Fernbedienungsfunktionen können natürlich jederzeit Teil der Hardware oder Software der Fernbedienung sein und können schon während der Fertigung bereitgestellt werden, können aber auch erst in einer Initialkommunikation zwischen Fernbedienung und Gerät durch das jeweilige Gerät an die Fernbedienung übermittelt werden.
Werden die dafür benötigten Programme in einem Speicher im Gerät festgehalten, dann „weiß das Gerät gewissermaßen, was es ist, was es kann und wie es bedient werden will” und kann das der Fernbedienung übermitteln. Abstrakter ausgedrückt, kann dem Gerät auf diese Weise eine softwaredefinierte „virtuelle Fernbedienung” mitgegeben werden, die dann nach dem Transfer auf eine geeignet ausgestaltete Hardware einer Bedieneinheit, eine „reale Fernbedienung” bereitstellt.
Auf einer noch höher definierten Ebene können (neben einer evtl. geringer ausgeprägt „universellen” Programmierbarkeit über Softwaredaten) in einer solchen Kommunikations-Initialphase neu definierte Funktionsdefinitionen auch für die Hardware übernommen und implementiert werden. Das ist z. B. beim Einsatz von FPGAs in einer solchen Fernbedienung ohne weiteres denkbar.
Einen großen Teil der Oberflächendarstellung dieser Fernbedienung (und des Entwurfs dazu) übernimmt bei diesem Konzept nicht mehr einmalig und explizit der Ingenieur oder Designer während einer Konstruktionsphase, sondern die Vorgaben werden von dem fernzubedienenden Gerät selbst an die Fernbedienung gesendet und bleiben dadurch veränderlich bzw. nachrüstbar.
Das zu bedienende Gerät weiß, „was es ist, was es kann und was es zur Steuerung braucht” und hält die dafür benötigte Bedienung sogar in virtueller Form („virtuelle Fernbedienung”), bzw. im Sinne eines „Objektes” (aus der objektorientierten Programmierung bekannt) bereit.
Das Gerät teilt dies der Fernbedienung dadurch mit, dass es die im eigenen Speicher bereit gehaltene „virtuelle Fernbedienung” an die Bedieneinheit sendet; die Bedieneinheit implementiert die „virtuelle Fernbedienung” und kann daraufhin genau das an Steuerungsfunktionen bieten, was das Gerät vorgesehen hat und erwartet. Das zunächst noch nur „universelle Bediengerät” wird nach Übernahme der Daten der „virtuellen Fernbedienung” zu einer „realen Fernbedienung”.
Ein großer Teil an Funktionalität in einer Geräte-Fernsteuerungs-Beziehung ergibt sich aus Sicherheitsgedanken, was später noch genauer ausgeführt werden wird.
Zur Darstellung der Einbettung des Erfindungsrahmens in den gegenwärtigen Stand der Technik ist der Stand der Technik über das am Anfang dargestellte hinaus gehend auf unterschiedlichen Technologiegebieten darzustellen:

1. Auf dem Stand der Technik liegen kleine Monitore oder Displays vor, die – in Farbe oder Schwarz-Weiß und hochauflösend – beliebige Symbole und Bilder auf der Oberfläche darstellen können und die zudem mittels Berührungssensitiver Folien eine Berührung an einer beliebigen Stelle der Folie detektieren und zugleich die Koordinaten der Berührung sehr genau erfassen. So können beliebige Symbole z. B. Taster- oder Schalter-Positionen („virtuelle Tastenpositionen”) auf dem Bildschirm dargestellt und (vergleichbar mit einem realen, mechanischen Schalter) durch Berührung genutzt werden.

Sogenannte binäre Display-Oberflächen (elektronisches Papier) mit neuen Touch-Techniken und -Auswertungen machen es möglich, auch bei hoch auflösender Darstellung praktisch stromlos zu arbeiten.
Diese Displays sind an sich nicht an spezielle äußere Rahmenvorgaben, z. B. an eine flache und/oder rechteckförmige Form gebunden. Ein ergonomisch gut konstruiertes Design und Display, das dem jeweiligen Zweck einer Fernbedienung einmal angepasst ist, erlaubt, alle denkbaren (und noch gar nicht gedachten) Bedienelemente für z. B. eine Fernbedienung darzustellen und über die Touch-Funktionen auch Eingaben zu realisieren.

2. Auf dem Stand der Technik ist mit VHDL eine zur Beschreibung von Hardware geeignete Sprachvereinbarung bekannt. Diese VHDL-Sprachvereinbarung hat ein Text- bzw. ASCII-orientiertes Darstellungsformat. Eine mittels VHDL beschriebene (digitale) Hardware wird mittels geeigneter Programme in ein Chip-Layout bzw. in eine Chipkonstruktion übersetzt und kann z. B. als ASIC oder wird mittels FPGA bereitgestellt werden.

Die Nutzung von FPGAs erlaubt zunächst, nur vorgefertigte, unstrukturierte Bausteine als Hardware zu nutzen und diese zu einem beliebigen Zeitpunkt, also nachträglich zu realisieren.
Somit ist es also denkbar, die Hardware einer Fernbedienung (sowohl durch den jeweils verwendeten Prozessor, als auch durch ein FPGA) nach diesen Konzepten frei bzw. rekonfigurierbar zu gestalten.

3. Auf dem Stand der Technik sind Web-Browser spezielle Instrumente, die den Inhalt von Seiten darstellen, die nicht explizit vom Designer aufgebaut werden, sondern nur mittels einer formal vorgegebenen Sprachdefinition (HTML) „beschrieben” werden. Die Beschreibung einer Seite erfolgt durch einfach einzuhaltende Konventionen in Textform (üblicherweise wird auch dafür ein ASCII-Code verwendet).

Diese Beschreibung wird an den Browser übergeben, der dann die eigentliche Darstellung übernimmt. Alle mittels Text nicht beschreibbaren Elemente, wie z. B. Bilder, werden nur durch die Angabe einer Adresse oder einen Identifier eingebunden. Dem Browser obliegt die Aufgabe des Nachladens bzw. Beschaffung des Elements und u. U. auch die Beschaffung aller zur Darstellung evtl. benötigten Tools und Programme sowie das einbinden dieser Elemente in die darzustellende Seite. Zur Beschleunigung des Datenaustauschs können Darstellungselemente, z. B. Bilder, in einem dafür vorgesehenen Speicher bereitgehalten werden. Für eine Fernbedienungsoberfläche wären z. B. Bilder zur Darstellung von Tastern bereitzuhalten; fehlende Darstellungsinhalte müssten nachgeladen werden.
Dies Konzept ist ausgesprochen mächtig. Es erlaubt an sich sogar, beliebige Daten zur Konfiguration zu übertragen und vielleicht erlaubt es in Zukunft sogar einmal, dass eine der Komponenten sich „sein” Partnergerät sogar erst selbst erstellt. Es würde genügen, dass z. B. das Gerät (Laborgerät), die notwendigen 3D-Daten für eine Fernbedienung an eine 3D-Druckerstation sendet, die daraufhin die Fernbedienung oder zumindest wesentliche Teile davon per 3D-Druck erst fertigt.
Es ist daher denkbar, die Bedienoberfläche einer Bedieneinheit zunächst völlig „frei” zu gestalten und nur Basisfunktionen für benötigte Elemente, die Basisprogramme und eine Basisseitenbeschreibung bereitzuhalten. Alle anderen denkbaren Funktionen können nachgerüstete werden.
Der jeweils erreichbare (und völlig variable) Funktionsumfang einer Fernbedienung ergibt sich erst während einer Initialkommunikation mit dem zu bedienenden Gerät.

4. Auf dem Stand der Technik können zwischen einem Bedienelement und einem Gerät bzw. zwischen einer Bedieneinheit und einer zur Bedienung vorgesehenen Geräteeinheit auf vielfältige Weise Daten ausgetauscht werden. Das kann z. B. durch direkten Kontakt (z. B. durch ein andocken bzw. einhängen der Bedieneinheit an einer definierten Stelle an der Geräteeinheit oder an einer anderen Kontaktstelle oder an einer Kontaktstation erfolgen, z. B. mittels Federkontakten) oder durch eine Kabelverbindung, aber auch durch drahtlose Übertragungstechniken (z. B. mittels elektrischer und/oder magnetischer Felder) oder mittels diverser Trägersignale (Ultraschall, Infrarot, Funk, usw.) und Protokolle (Bluetooth, GSM, UMTS, usw.) erfolgen.

Damit besteht ohne Einschränkung die Möglichkeit, dass eine Geräteeinheit, die zur Bedienung durch eine Fernbedienung vorgesehen ist, einer geeigneten Bedieneinheit, die zur Fernbedienung des Gerätes vorgesehenen ist, die Daten einer „virtuellen Fernbedienung” übermittelt, in der sie beschreibt,

– was es (das Gerät) ist,
– was es kann,
– wie die zur Steuerung und Bedienung erwartete Fernbedienung (virtuell) aussieht,
– wie der zu erwartende Code auszusehen hat
– welche Sicherheitsprotokolle von der Bedieneinheit erwartet werden
– usw.

Die Geräteeinheit könnte noch sehr viel weitergehend unter Bereitstellung von lediglich als Text an die Bedieneinheit zu übermittelnden (Seiten-)Beschreibung des jeweiligen Konzepts (XML, HTML-, VHDL- o. ä.) eine komplette oder teilweise (Re-)Programmierung von Hardware und Software in der Bedieneinheit bewirken, indem sie nur die dazu benötigten Daten und Programme übermittelt. In der jeweiligen Bedieneinheit kann so eine komplette Reprogrammierung und eine Rekonfiguration aller Bedienfunktionen realisiert werden.
Mit einem solchen Konzept sind somit beliebig variable Fernbedienungen realisierbar. Dafür muss in der Bedieneinheit nur eine geeignete Bootloader-Funktion vorhanden sein und ein geeigneter Interpreter zur Darstellung der Inhalte zur Verfügung stehen.
Es besteht natürlich umgekehrt ebenso die Möglichkeit, dass eine bereits zur Bedienung vorgesehene Fernbedienung der zur Bedienung geeigneten Geräteeinheit sagt

– was sie (die Fernbedienung) ist
– was sie kann
– was sie zur Steuerung und Bedienung an Möglichkeiten bereithält,
– welche Sicherheitsprotokolle sie von der Geräteeinheit erwartet
– usw.

Das zu bedienende Gerät und eine Bedieneinheit könnten sich also komplett aufeinander einstellen. Sowohl das zur Fernbedienung vorgesehene Bediengerät könnte dem Gerät vorschreiben, was es können soll, als auch das Gerät der Fernbedienung.
In diesem Sinne kann das Laborgerät eine „virtuelle Fernbedienung” als reines Datenelement bereithalten und ebenso die Fernbedienung gewissermaßen ein „virtuelle Gerät”.

5. Aus dem Stand der Technik sind bei den formal definierten Programmiersprachen die so genannten „Strukturen” bekannt, die Datenelemente von unterschiedlicher Form und Inhalt unter einem Namen zusammenfassen und in einem definierten Speicherraum unter eben diesem Namen für einen Zugriff bereit halten. Als Erweiterung dieses Konzepts werden auch die notwendigen Programme der Struktur hinzugefügt, woraus sich die „objektorientierten Programmierkonzepte und Techniken” ergeben. Bekanntermaßen werden diese objektorientierten Denkweisen und Techniken auch für allgemeinere Organisationsbegriffe und -formen genutzt.

Definiert man im Sirene einer objektorientierten Denkweise objektorientierte Strukturen (Objekte) für die Bedieneinheit und für die Geräteeinheit (und dies weitergehend auch für jede Komponente einer größeren technischen Anlage), dann kann der Datenaustausch zwischen Gerät und Bedieneinheit auf den Austausch von formal definierten Objekten zurückgeführt werden. Das kann die Übertragung von Quellcodes einschließen, der erst in der Fernbedienung compiliert wird, womit sogar eine Prozessor-Unabhängigkeit möglich würde.
Sowohl Daten als auch Programme können so in einem geschlossenen Konzept objektorientierter Konstruktionen ausgetauscht werden. Jedes System übermittelt dem jeweiligen Partnergerät die eigenen Eigenschaften und Steuerungsmöglichkeiten, wodurch das Partnergerät in die Lage versetzt wird, das System zu nutzen. Das kann nicht nur die Daten für das jeweilige Partnergerät, sondern sogar die eigene Struktur betreffen. Alle Komponenten könnten dazu ihr „Wissen über sich selbst” als „übermittelbare Objekte” in einem virtuellen Konzept in sich selbst tragen. Im Allgemeinen sind das Daten, die auch an das jeweilige Partnersystem bzw. an eine beliebige Komponente, hier z. B. an die Bedieneinheit, im Moment der Ankopplung an das Gerät (in der Initialphase der Kontaktaufnahme) übergeben werden müssen.
Diese Daten müssen also unmittelbar beim Verbinden der Module ausgetauscht werden, sind aber auch jederzeit auf „Nachfrage” (z. B. nach einem beliebig initiierten Neustart, zur Diagnose, Wechsel des Gerätes für die Fernbedienung usw.) bereitzustellen.

6. Ein großer Teil an zu realisierender Funktionalität in einer Geräte-Fernsteuerungsbeziehung ergibt sich aus Sicherheitsüberlegungen, da eine solche, an sich einfach erscheinende Beziehung vielfältigen Störeinflüssen ausgesetzt ist, die nicht nur die Technik (Funkverbindungsstörung, Störungen durch andere Funkfrequenzteilnehmer, usw.) betreffen. Unklare Situationen, ungewollt und unfallartig auftretend, aber auch bösartige, vorsätzlich herbeigeführte Angriffe können Sicherheitsprobleme mit sich bringen.

Der Vorteil einer drahtgebundenen Fernbedienung besteht z. B. in der dadurch gegebenen Sicherheit, dass diese Fernbedienung wirklich nur dieses eine Gerät bedient, was bei drahtlos arbeitenden Systemen nicht unbedingt sichergestellt ist.
Der Vorteil einer drahtlosen Fernbedienung liegt in der leichteren Handhabbarkeit, weil das Kabel zwischen der jeweiligen Fernbedienung und dem Gerät keine Behinderung darstellen kann. Allerdings muss bei der Nutzung einer drahtlosen Fernbedienung für den Nutzer in irgendeiner Weise sichergestellt sein, dass zwischen ihm und dem von ihm bedienten (Ziel-)Gerät keinerlei Fehler auftreten und z. B. keine Zweifel bezüglich der gewünschten Bedienung und/oder der Zulässigkeit der Bedienung auftreten können.
In einem Gerätepark mit vielen gleichartigen Geräten und einer oder vielen Fernbedienungen kann dies aber ohne zusätzliche Maßnahmen nicht immer zweifelsfrei sichergestellt werden. Wenn z. B. der Nutzer davon ausgeht, dass er mit der gerade aufgenommenen Fernbedienung ein bestimmtes Gerät, das vielleicht in der Mitte einer Anordnung steht, bedient und sich irrt, kann ein Bedienungsversuch u. U. schlimme Folgen für das Gerät haben, mit dem eine fehlerhaft oder gar nicht wahrgenommene Verbindung tatsächlich besteht. Durch eine fehlerhafte oder gar nicht gewollte Verbindung, z. B. aus dem Nachbarraum, kann u. U. ein Gerät angesprochen werden, das – ohne dass das für den Bediener sichtbar wäre – dadurch einen gefährlichen Zustand einnimmt.
Das heißt, dass die Fernbedienungszuordnung zum Gerät für den Nutzer unzweifelhaft sein muss. Eine Bedienung darf nicht von einem unzulässigen Standort oder durch einen nicht autorisierten Nutzer oder ungewollt erfolgen.
Das ist bei einem Funksystem mit einem in Gebäuden oftmals gar nicht nachvollziehbaren Funkweg aber nicht sichergestellt.

7. Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass es sehr viele unterschiedliche Funknormen und Funkprotokolle gibt. So existieren die sogenannten ISM-Frequenzen (Industrie-Sicherheit-Medizin), die quasi lizenzfrei genutzt werden können. Das jeweilige Protokoll ist in der Regel und unter gesetzlich geregelten Rahmenbedingungen Angelegenheit des Herstellers einer technischen Anwendung. Diese ISM-Frequenzen haben allerdings oft den Nachteil, dass sehr viele andere Nutzer diese lizenzfreien Frequenzen ebenfalls nutzen. Daher sind auf diesen Frequenzbändern gewisse Einschränkungen zu beachten.

Aus dem Stand der Technik ist weiterhin bekannt, dass es unterschiedliche Funkprotokolle (z. B. Bluetooth, WLAN, GSM, usw.) gibt, so dass Geräte mit einer WLAN-Funkschnittstelle z. B. nicht in einem Gerätepark, in dem bevorzugt Bluetooth verwendet wird, nicht eingesetzt werden können. Oftmals ist ein Hersteller daher gezwungen, in seinen Geräten mehrere Funkschnittstellen bzw. Funkprotokolle bereitzuhalten, was mit Aufwand und Kosten verbunden ist.
Analysiert man unter Beachtung der oben aufgeführten Rahmenbedingungen das Umfeld von Fernbedienungskonzepten, dann sind mehrere Ebenen zu beachten: Ein menschlicher Nutzer nutzt eine Fernbedienung als Auslagerung der am Gerät zur Bedienung vorzusehenden und benötigten Elemente zwar so, als ob er vor dem Gerät steht, befindet sich aber in einer entfernteren Position mit einem veränderten Blickwinkel zum Gerät und erhält dadurch u. U. nicht die gleichen Informationen, die ihm direkt vor dem Gerät stehend zur Verfügung stehen würden. Er benötigt deshalb evtl. zusätzliche Informationen über den Status des Geräts, Informationen die in den meisten Fällen dem Bediener auch über die Fernbedienung zugeführt werden können, wofür die Fernbedienung daher zusätzliche Anzeigen und Kontrollen aufweisen muss. Der Bediener muss alles notwendige, was er direkt am Gerät stehend wahrnehmen würde, auch in der Bedienungsentfernung wahrnehmen.
Die im Rahmen einer Sicherheitsbetrachtung zu analysierenden Verbindungen sind also

– Gerät ⇔ Fernbedienung
– Gerät ⇔ Mensch
– Fernbedienung ⇔ Mensch.

Auf jeder Ebene bestehen unterschiedliche Gefahren und Angriffsmöglichkeiten, so dass ein jeweils eigenes Sicherheitskonzept für jede Ebene auszuarbeiten ist:
1. Gerät ⇔ Fernbedienung
Zwischen Gerät und Fernbedienung muss die Beziehung eineindeutig sein; nur genau ein Gerät darf mit genau einer Fernbedienung jeweils aktuell bedient werden.
Generell können (vor allem in einem größeren Gerätepark) die Kombinationen

– ein Gerät ⇔ eine Fernbedienung
– ein Gerät ⇔ mehrere Fernbedienungen
– mehrere Geräte ⇔ eine Fernbedienung
– mehrere Geräte ⇔ mehrere Fernbedienungen vorkommen.

Die Art dieser Verbindungen kann dabei recht unterschiedlich ausgelegt sein:
Zunächst kann die Verbindungen zwischen nur einem Gerät und nur einer Fernbedienung sowohl drahtgebunden als auch drahtlos sein; die anderen Verbindungskombinationen werden i. a. drahtlos arbeiten. Mischverbindungen, die sowohl drahtgebunden als auch drahtlos arbeiten, sind aber ebenfalls denkbar (z. B. eine mit dem Gerät über Kabel verbundene Lade- oder Aufbewahrungsschale mit einer Fernbedienung).
In jeder der obigen Kombinationen zwischen einem Gerät und einer Fernbedienung kann die datenübertragende Verbindung Gerät-Fernbedienung unterschiedlich ausgelegt sein: aktiv – aktiv, passiv – passiv, aktiv – passiv und passiv – aktiv. In eine Analyse müssen allerdings auch semiaktive Verbindungs- und/oder Energie-Harvesting-Konzepte einbezogen werden. Zudem kann eine jede Verbindung einkanalig oder mehrkanalig ausgelegt werden (Mehrere Funkkanäle und/oder unterschiedliche Trägerformen, z. B. hochfrequente elektromagnetische Felder, Licht Schall, Ultraschall in beliebiger Kombination; bevorzugt wird die Kombination Infrarotes Licht und Funkverbindung).
Dementsprechend unterschiedlich werden Sicherheitsbetrachtungen ausfallen.
Forderungen an die Verbindung zwischen einem Gerät und einer Fernbedienung sind:

– Ein Datenaustausch muss unbedingt sicher und/oder gesichert sein
– Ein Not-Aus muss am Gerät, aber auch über die Fernbedienung möglich sein
– Ein Datenaustausch darf jeweils nur mit einer Fernbedienung erfolgen, wenn diese sich in Sichtweite zum Gerät befindet.
– Ein laufender Datenaustausch darf jeweils nur mit einer Fernbedienung erfolgen, wenn diese und das Gerät sich in einem vereinbarten Kommunikationszustand befinden.
– Ein Datenaustausch darf nur mit genau einer Fernbedienung erfolgen, die sich zudem innerhalb einer festgelegten Distanzgrenze befinden muss.
– Bypassverlängerungen (Relaisstation-Angriffe) müssen detektiert und/oder vermieden werden.

Eine Fernbedienung hat u. U. die zusätzliche Komponente „Stromversorgung”, d. h. irgendwie muss eine ausreichende Stromversorgung der Fernbedienung sichergestellt werden, was als Teil der Verbindungen vorgesehen sein kann (oder nicht).
2. Fernbedienung ⇔ Mensch
Eine Bedienung darf nicht von einem unzulässigen Standort aus (z. B. aus dem Nebenzimmer oder aus einer zu großen Entfernung) oder durch einen nicht autorisierten Nutzer und/oder ungewollt erfolgen. Das ist bei einem Funksystem mit einem in Gebäuden oftmals nicht nachvollziehbaren Funkweg nicht sichergestellt.
Nur ein autorisierter Nutzer darf eine Fernbedienung nutzen, wenn für das Gerät bestimmte Sicherheitsanforderungen in einer besonderen Art und Weise bestehen. Daher sind geeignete Identifikationsmechanismen auch an der Schnittstelle Mensch-Fernbedienung vorzusehen, die sicherstellen müssen, dass nur autorisierte und/oder geschulte Personen diese Fernbedienung wirklich nutzen und Gerätefunktionen abrufen können. (Andererseits sollen und müssen bestimmte Basisfunktionen wie z. B. ein Not-Aus von jedermann nutzbar sein)
Die Darstellung auf der Fernbedienung muss für den Menschen eindeutig und darf niemals fehlerhaft oder erst zu interpretieren sein. Eine Fernbedienung mit z. B. einer ausgefallenen Displayfunktion, darf nicht mehr oder u. U. nur noch direkt am Gerät genutzt werden können. Dazu muss die Fernbedienung in gewissen Grenzen zu einer Selbstdiagnose fähig sein
3. Gerät ⇔ Mensch
Es muss jederzeit klar sein, welches Gerät oder welche Gerätekomponente jeweils gerade über die Fernbedienung bedient wird. Das heißt, dass die Fernbedienungszuordnung zum jeweiligen Gerät auch für den Nutzer unzweifelhaft erkennbar sein muss, was bei einer ausschließlich über Funk arbeitenden Schnittstelle i. a. nicht möglich ist.
Daher wird als essentielle Eigenschaft für eine Sicherheitsfernbedienung festgelegt, dass sicherzustellen ist, dass

– während der Nutzung der Fernbedienung eine Sichtlinienverbindung zwischen dem Nutzer und dem Gerät besteht und
– ein Datenaustausch zwischen Gerät und Fernbedienung nur unter Beibehaltung dieser Sichtlinienverbindung zwischen der Fernbedienung und dem Gerät und in einem kurzfristig exklusiven Verbindungsmodus erfolgt, wobei
– innerhalb dieser Sichtlinienverbindung zwischen dem Nutzer und dem Gerät mittels synchron laufender, nicht gleichmäßig periodischer Lichtsignale am Gerät und an der Fernbedienung ständig die bestehende Verbindung zwischen Gerät und Fernbedienung für den Bediener nachvollziehbar sein muss.

Für eine reale Ausführung eines solchen sicherheitsbezogenen Verfahrens sind zunächst einige Funktionen zu definieren, die in jeder Fernbedienung vorhanden sein müssen. Diese Funktionen wird man nützlicherweise in einem größeren Rahmen standardisieren, weil jede Fernbedienung, die unter diesen Gesichtspunkten entsteht oder konfiguriert wird, schon aus Kompatibilitätsgründen auf die Basisfunktionen zugreifen können sollte. Zum Beispiel könnte eine Not-Aus-Funktion bei allen Fernbedienungen für einen Gerätetyp in gleicher Weise gestaltet sein und die Not-Aus-Funktion für alle Geräte oder zumindest für die gleiche Geräteklasse oder auch für zumindest für Teile des jeweiligen Geräteparks universell gelten.
Aufgrund einer (noch) fehlenden Standardisierung müssen aber auf dem derzeit gegebenen Stand eigene, nachladbare Funktion bzw. nachladbare „Objekte” definiert werden.
Als erste (essentielle) Funktion des beschriebenen Konzepts ist die Datenkommunikation zu definieren: Dies betrifft die Wahl der/des Trägers, die Codierung sowohl auf der Ebene der Bits und der Bytes, auch die Ebene des Datenprotokolls, sowie das Datenprotokoll selbst.
Hier kommen alle bekannten Verfahren in Frage, mit denen auf direkte (über Kontakte oder Kabel) also drahtgebundene oder auf drahtlose Weise Daten zwischen Geräten ausgetauscht werden können. Zukünftige drahtlose Verfahren sind hier bereits eingeschlossen. Da zu einem gegebenen Zeitpunkt nicht sichergestellt werden kann, welches Verfahren letztendlich in einem Gerätepark aktuell jeweils verwendet werden wird, sollte die Austauschbarkeit und Nachrüstbarkeit beachtet werden.
Drahtgebundene Verfahren können herangezogen werden, wenn nur eine Basisfunktion zu laden wäre (z. B. zur Erstprogrammierung z. B. des Mikroprozessors, z. B. für das Laden des Bootloader-Programms).
Für eine drahtlose Kommunikation zwischen dem Gerät und der Fernbedienung wird auf der Basis der oben angeführten Sicherheitsanalyse das folgende Protokoll vorgeschlagen: Ein „Bedienungswunsch” (für einen beliebigen Zweck oder auch zur Überwachung) kommt immer von einem menschlichen Benutzer des jeweiligen (Nutz-)Gerätes, der dazu autorisiert sein muss.
Im Vorlauf einer Verbindungsherstellung zwischen einem Gerät und einer Fernbedienung muss der Nutzer die Fernbedienung also „zur Hand” nehmen und auf das von ihm zu bedienende Gerät richten.
Zuvor schon geschehen oder unmittelbar bei Kontaktaufnahme fordert die Fernbedienung den Nutzer zu einer Identifikation auf. Die Konzepte einer Identifikation eines Menschen an einer maschinellen Einrichtung sind von Geldautomaten und/oder Zugangskontrollsystemen oder Keyless-Entry-Systemen oder RFID-Systemen bekannt und brauchen nicht näher erläutert zu werden. Wesentlich ist nur, dass mit diesem Protokollpunkt sichergestellt werden soll, dass nur eine autorisierte Person die Fernbedienung wirklich benutzen kann. Ob sie dazu einen kartenähnlichen Ausweis in die Fernbedienung einstecken muss oder ob die Fernbedienung mit einer Kartenlesefunktion (z. B. RFID) ausgestattet ist und der Nutzer lediglich eine Ausweiskarte bei sich tragen muss, wird von Fall zu Fall und vom jeweils zu erreichenden Sicherheitsstandard abhängen. Unter unproblematischen Umständen genügt ein einfacher, auf Abfrage in die Fernbedienung einzugebender Code, mit dem sich der Mensch ausweist, dafür aus.
Mit einem über den IR-Kanal oder über den Funkkanal von der Fernbedienung an das Gerät übertragenen Weckruf (Weckruf oder Aktivierungsruf), wodurch zugleich eine bestehende Sichtverbindung nachgewiesen ist, beginnt eine zunächst noch offene Kommunikation zwischen Fernbedienung und Gerät.
Die Fernbedienung und das Gerät können in dieser Phase sowohl über den IR-Kanal, als auch über den Funkkanal z. B. ihre öffentlichen Codes untereinander austauschen und sodann den weiteren Datenaustausch mit diesen öffentlichen Codes verschlüsseln. Die dazu notwendigen Techniken, die Kryptographie und die Strategie des Datenaustauschs sin auf dem Stand der Technik bekannt.
Auf zwei Kanälen wird jetzt der Kontakt zwischen dem zu bedienenden Gerät und der Fernbedienung hergestellt, wobei bevorzugt das zu bedienende Gerät auf einer ersten Frequenz arbeitet und dabei mit der von ihm ausgesendeten Energie zugleich die Fernbedienung mit Energie versorgen kann, aber nicht unbedingt muss.
Um eine Sichtverbindung zu realisieren, wird bevorzugt das zu bedienende Gerät mit einem Infrarotsender, die Fernbedienung mit einem Infrarotempfänger ausgestattet, ohne damit die Möglichkeit, dass die Fernbedienung ebenfalls auf Infrarot senden kann, außer Acht zu lassen.
Als Code kann z. B. ein Manchester-Code verwendet werden; andere Codierungen sind natürlich möglich. Die zugehörigen Vereinbarungen zwischen den Komponenten werden für den ersten Teil des Datenaustauschs vorgesehen. Als Protokoll für die Datenkommunikation wird dazu das CAN-Protokoll bevorzugt (auch dieses oder ein beliebig anderes Protokoll ist per Vereinbarung festzulegen und wird im zweiten Teil des Protokolls definiert.
Der Datentransport von der Fernbedienung zum Gerät erfolgt bevorzugt funkbasiert, ohne die Möglichkeit, dass hier andere Formen möglich sind, außer Acht zu lassen. Zum Beispiel könnten hier auch RFID-Konzepte eingesetzt werden.
Festgelegt wird die Möglichkeit, dass sowohl die Fernbedienung, aber auch das zu bedienende Gerät eine Kommunikation anstoßen können sollen.
Wenn nunmehr das Gerät und die Fernbedienung einen gültigen Kontakt aufgenommen haben, beginnen unabhängig vom laufenden Datenaustausch sowohl am Gerät als auf der Fernbedienung Signalgeber Signale abzugeben. Diese Signale laufen synchron aber nicht gleichmäßig getaktet. Eine z. B. optische Signalgebung mit LEDs kann sowohl im Gerät als auch in der Fernbedienung an- oder ausgeschaltet werden, wobei die Umschaltzeitpunkte unter Nutzung eines Zufallsgenerators leicht modifiziert variabel gehalten werden.
Wird eine Fernbedienung, die solchermaßen variable aber sichtbare Signale generiert, in die Richtung eines Gerätes gehalten, und beide Geräte haben eine gültige Verbindung hergestellt, so dass Gerät und Fernbedienung ihre Signale synchronisieren können und jeweils gleiche Signale abgeben, dann kann der in Richtung des Geräts blickende, die Fernbedienung in diese Richtung haltende Benutzer sofort, auch aus einer größeren Anzahl von Signalen, sein mit der Fernbedienung aktuell angesprochene Zielgerät identifizieren.
Damit sind die benötigten Sicherheitsvorkehrungen erfüllt. Der Benutzer hat sich gegenüber der Fernbedienung identifiziert, mit zusätzlichem Infrarotkanal wurde das Zielgerät angepeilt, und Fernbedienung und Gerät haben ihre Codes zur Verschlüsselung des Datenaustauschs ausgetauscht und der Benutzer kann über die Signalgebung beider Geräte eindeutig das Gerät identifizieren, das er mit seiner Fernbedienung aktuell erreicht.
Zur Erleichterung der Nutzung kann vorgesehen sein dass nach erfolgter Identifizierung der Verbindungen im Rahmen einer Lock- oder Einrast-Funktion die beiden Geräte für kurze Zeit auch ohne direkte IR-Sichtverbindung Daten austauschen können. Die laufende synchrone Signalgebung bleibt für den Nutzer aber zur Kontrolle dauerhaft bestehen.
Stellt der Nutzer fest, dass ein falsches Gerät von seiner Fernbedienung angesprochen wird, dann ist vorgesehen, dass diese Verbindung unterbrochen werden kann. Die Freigabe einer bestehenden Verbindung zwischen Gerät und Fernbedienung nach einer begrenzten Zeit ohne Eingabe an der Fernbedienung kann vorgesehen sein.
Als ein mögliches Protokoll wird vorgeschlagen:
Im ersten Protokollschritt wird festgelegt, wie die Kodierung des Trägers sein wird (z. B. über eine Trägerabfrage). Z. B. mit einer definierten Bitfolge als Präambel, z. B. ----1001----1010----0110----0101---- wird das Trägersignal in unstrukturierter Form ausgesendet (-bedeutet Sender ist ausgetastet, 0/1 bedeutet Sender ist an). Damit ist das zu bedienende Gerät (hier steht wesentlich mehr Energie zur Verfügung, als in einer Fernbedienung) in der Lage, festzustellen, wie die Art der Bitkodierung ist.
Die Präambel definiert also einfach durch diese Nutzung für das Partnergerät z. B. ob als Modulation FSK, FM, PSK, ASK, usw. benutzt werden soll.
Eine Codebeschreibung erfolgt weiter unten bei der Beschreibung eines Beispiels.
Nachdem so die Trägersignale, die Modulation und somit auch die physikalische Bitdarstellung festgelegt worden sind, können die Geräte untereinander auf der nächsten Protokollebene explizit Daten austauschen:
Jetzt wird festgelegt, wie die Bitkodierung aussieht. Dazu sendet jede Komponente Innerhalb der Präambel einen entsprechenden (variablen) Code, der festlegt, wie dieses Protokoll auszusehen hat. In diesem Protokollschritt werden also die Trägersignale zwischen den Komponenten definiert.
Ersatzweise kann dieser Protokollschritt, wenn und solange noch keine ausreichende Standardisierung vorliegt, entfallen und/oder durch eine feste Vereinbarung für die Fernbedienung und das zu bedienende Gerät definiert werden, bzw., falls eine solche Kodierung oder eine solche Vereinbarung nicht vorliegen, auch beliebig getroffen werden.
All dies sind Aufgaben eines noch auszubildenden Standards und wird – weil nicht vorhanden – hier vorerst so festgelegt:
Das zu bedienende Gerät sendet auf Infrarot mit der Frequenz f₁, z. B. mit 250 KHz. Das Signal wird als Rechtecksignal mit einer definierten Phasenlage φ₁ generiert, auf IR mit einer zur Versorgung für eine passive Fernbedienung ausreichenden Energie ausgestrahlt. Als Codierung wird PSK (Phase Shift Keying) genutzt, Daten werden manchestercodiert übertragen, das verwendete Datenprotokoll ist (zwecks Antikollision) CAN-orientiert.
Von der Fernbedienung werden Daten vermittels eines elektromagnetischen Trägersignal im Funkbereich übertragen. Auch hier wird das Trägersignal mit einer zweiten Frequenz f₂, z. B. 125 KHz, als Rechtecksignal mit einer definierten Phasenlage φ₁ generiert und ausgestrahlt. Als Codierung wird wieder PSK genutzt, Daten werden manchestercodiert übertragen, das verwendete Datenprotokoll ist (zwecks Antikollision) CAN-orientiert.
Mit diesen Festlegungen ist jetzt ein Datenaustausch zwischen dem zu bedienenden Gerät und der Fernbedienung möglich. Daten und Inhalte können jetzt beliebig frei ausgetauscht werden.
Im nächsten Schritt tauschen die Fernbedienung und das Gerät ihre öffentlichen Codes, die für ein asymmetrisches Protokoll benötigt werden untereinander Aus. In diesen Codes werden die Daten auf beiden Seiten verschlüsselt und können vom jeweiligen Partnergerät mit ihren privaten Codes wieder entschlüsselt werden. Nach der Entschlüsselung sind die Daten daher wieder verständlich und gültig. Ein anderes Gerät, mit dem zum Beispiel fälschlicherweise eine Verbindung besteht, könnte mit dem eigenen privaten Schlüssel im unverständlichen Datensalat ermitteln.
Nachdem Gerät und Fernbedienung solchermaßen eine gültige Beziehung hergestellt haben, beginnen sie in einem eigenen Protokollpunkt ihre Aktivitäten zu synchronisieren und diese Synchronisation zum Beispiel zu nutzen um sowohl am Gerät als auch an der Fernbedienung ein sichtbares Signal bereitzustellen
Einige essentielle Basisfunktionen sind in jeder Fernbedienung nötig und sollten deshalb vorab definiert sein:
Zunächst, für eine Fernbedienung essentiell, sind einfache On/Off-Funktionen (ein/aus, start/Stopp, lauter/leiser, heller/dunkler, usw.) bereitzustellen. Typischerweise wird man sich an den üblichen Gepflogenheiten einer physikalischen Welt orientieren. On/Off-Funktionen sind z. B. Taster oder Schalter, die in leicht darstellbarer Form als Bild eines Tasters (dieser kann rund, eckig, rechteckig, quadratisch, schattiert, usw. sein) darstellbar sein werden.
Die Ausführungsform an sich ist jedoch für die Funktion nicht relevant. Wenn zum Beispiel die Geräteeinheit eine intern für sie implementierte Funktion (FKT) hat, die über die Bedieneinheit mittels Taster ein- und ausgeschalten werden soll, dann genügt es, der Fernbedienung z. B. mitzuteilen <FKT = 1>TASTER = „Ein/Aus”. CODE = ”3E” <\FKT>. Aus Sicht der Gerätefunktion liegt damit an sich alles fest. (Was die Bedieneinheit daraus an der Oberfläche macht, ist der Geräteeinheit letztendlich egal).
Die Bedieneinheit hat aber erfahren, dass sie eine Tastenfunktion auf der Oberfläche darzustellen hat, dass sie dieser Darstellung den Text „Ein/Aus” beizustellen hat und dass sie – wenn diese Tastenfunktion vom Nutzer betätigt wird – den Code „3E” an die Geräteeinheit zu sendet hat (mehr muss sie ja auch nicht wissen und machen).
Die Geräteinheit wird, wenn sie diesen Code empfängt, die von ihr selbst mit diesem Code verbundene Funktion FKT1 ausführen beziehungsweise auslösen.
Sicherheitsprotokolle können (und müssen auf bekannte Art und Weise) die Datenintegrität sichern.
Die Nutzung einer so gebildeten Bediengerätedefinition durch einen vom zu bedienenden Gerät selbst bereitgehaltenen „Beschreibungsstatus” oder durch ein „übertragbares Objekt” kann mit der Arbeitsweise eines Browsers bei der Darstellung von Seiten verglichen werden.
Daher wird in einigen Fällen der Begriff des Bediengeräte-„Browser” genutzt.
Das Programm des Bediengeräte-Browsers kann zur Darstellung der Tastenfunktion eine kleine und evtl. sehr fein strukturierte, künstlerisch wertvolle, bildliche Darstellung mit neben- über- oder unterlegtem Text verwenden, oder nur eine grob gehaltene Darstellung aus einen einfachen runden Kreis oder Klecks mit nebenstehendem Text.
Wie die Darstellung auf der Oberfläche der Fernbedienung letztendlich ausfallen wird, hängt von dem Darstellungsprogramm in der Fernbedienung ab. Man kann aus Sicht des zu bedienenden Geräts nur eingeschränkt vorhersagen, wie die Oberfläche auf der Fernbedienung aussehen wird. Die Darstellung einer beliebigen Funktion auf der Fernbedienung hängt letztlich von der dort vorhandenen, unterschiedlich komfortabel ausgelegten, allerdings auch nachladbaren Darstellungsfunktion ab. Z. B. mit einer Übertragung in der Form <DEF = TASTER>BILD.jpg<\DEF> könnte, nach Abruf des Bildes durch die Fernbedienung jederzeit eine neue, veränderte Darstellung (Bild.jpg) einer durch <DEF> definierten Tastenfunktion „TASTER” vom Gerät selbst oder aus anderen Quellen (z. B. aus dem Internet) auf die Fernbedienung gelangen.
Unabhängig von der tatsächlichen Ausprägung werden aber alle Elemente von der Fernbedienung durch ein entsprechendes Bild variabel auf der Oberfläche für eine Bedienung durch den Nutzer dargestellt.
Aus Sicherheitsgründen wird man an jeder Fernbedienung eine oder mehrere, physikalisch möglicherweise durch echte Taster oder Schalter vorgegebene Not-Funktionen zuordnen. Das sind Funktionen, die möglichst nicht zu umgehen sind. Z. B. ein Not-Aus-Taster, um bei sichtbar fehlerhafter Ausführung alle zu einem Notfall führenden Aktivitäten unmittelbar und sofort durch den Nutzer abbrechen zu können.
Hierzu wird eine Not-Aus-Masterbefehlsfunktion definiert, die alle (oder alle zuletzt mit einer beliebigen Fernbedienung eingeleiteten) Aktionen bzw. Aktivitäten sofort abbricht.
Ein beliebiges Zeichen, das im zeitlichen Verhältnis ...-2(on)-4(off)-2-4-... ausgestrahlt wird, gilt als Not-Aus. Da dieses prinzipiell ein On-Off-Code ist, wird damit ein ASK-Äquivalent zur Detektion nutzbar.
Ein beliebiges Zeichen, das im zeitlichen Verhältnis ...-4(on)-4(off)-4-4-... ausgestrahlt wird, gilt als Präambel. Die Präambel signalisiert nur „Achtung, es kommt etwas”, allerdings wird der Code der Präambel in einer solchen Ausstrahlung genutzt, um die Bedeutung der Präambel zu signalisieren: eine feste Codierung hat dabei stets eine feste Bedeutung (es gibt also 16). Die variable Form dient stets einem „Kennenlernen” zwischen den Systemen.
Wieder wird der Code zugleich als ASK-Code, zudem aber auch – in den Abschnitten der ON-Phasen – zielcodiert genutzt.
Die genauen Festlegungen dazu werden sich im Laufe der Zeit durch den sich entwickelnden Standard wandeln (Das sind üblicherweise sehr langfristige Prozesse).
Ein Ausführungsbeispiel zeigt unten die Nutzung einer solchen Funktion.
Das folgende Ausführungsbeispiel nimmt Bezug auf eine passiv arbeitende, auf einer Infrarot- oder Ultraschall-Anregung durch das Gerät basierende, durch diese Trägersignale aktivierbare Fernbedienung, die Daten mittels Funk indirekt dadurch überträgt, indem sie einen Status der zu aktivierenden Funktion über ein RFID-Konzept weitergeben kann.
Mittels IR wird (vom Gerät zur Fernbedienung oder auch umgekehrt) ein moduliertes, auf einem vereinbarten HF-Frequenzbereich liegendes Trägersignal optisch zur Fernbedienung übertragen. Zum Beispiel aus der Notwendigkeit für die Fernbedienung, dieses IR-Signal zu empfangen, folgt, dass zwischen Fernbedienung und Gerät eine direkte Sichtverbindung besteht. Zugleich kann im Rahmen eines Energie-Harvestings von diesem Licht zumindest ein Teil der Energieversorgung für die Fernbedienung bereitgestellt werden.
Ein zusätzlich ausgestrahltes, elektromagnetisch übertragenes HF-Signal regt in dieser Fernbedienungsanordnung ebenfalls eine Schwingkreisanordnung an, die sich der (optisch angeregten) ersten Frequenz überlagert.
Das sich ergebende Misch- oder Hüllkurvensignal besteht – nach Tiefpassfilterung – aus der Differenzfrequenz der beiden HF-Komponenten. Die Phasenlage dieses Signals ergibt sich aus der Differenz der Phasenlagen der beiden HF-Signale.
Eine auf gleiche Weise in der Leseeinheit aus den zur Aussendung vorgesehenen Signalen gebildete Überlagerung hat die gleiche Frequenz, allerdings mit einer anderen Phasenlage. Das von der Fernbedienung an die Leseeinheit zurückgesendete Überlagerungssignal und das in der Leseeinheit gebildete Referenzsignal zeigen eine laufzeitbedingte Phasenverschiebung zueinander, deren Messung zur Distanzbestimmung zwischen der Lesestation und der Fernbedienung herangezogen werden kann.
Bei geeigneter Wahl der IR-aussendenden LED ist zudem sichergestellt, dass sich die Fernbedienung in einem genau definierten Winkelausschnitt befinden muss. Eine solche Richtungsfunktion kann nützlich sein, wenn z. B. mehrere Komponenten von verschiedenen Fernbedienungen zu steuern sind und das so aus unterschiedlichen Richtungen gleichzeitig erfolgen kann.
Nunmehr beginnt das vorgesehene Protokoll bzw. die Handhabungsreihenfolge, bei der jede Fernbedienung dieser Art jedes Gerät bedienen kann, indem sie jeweils eine von dem Gerät selbst definierte Oberfläche und die vom Gerät geforderten Eigenschaften annimmt.
Im weitesten Sinne weiß also jedes zu bedienende Gerät, selbst „was es ist”, „was es kann”, „wie es zu bedienen ist”. Es sagt das aber nicht nur der Fernbedienung, sondern jeder Komponente, mit der es in Verbindung gebracht wird.
Dabei muss z. B. eine Fernbedienung zuvor nicht einmal „gewusst” haben, dass dieses Gerät überhaupt existierte; und das zu bedienende Gerät muss nicht wissen, von welcher Art die Fernbedienung ist oder wie sie aussieht.
Dies wird zu einem generellen „Systembildenden Konzept” erhoben.
Unmittelbar nachdem die universelle Fernbedienung in Richtung der zu bedienenden Geräte ausgerichtet wurde, wurde mittels Initialisierungstaste eine erste Aufforderung an die Geräte gesendet: „Achtung melden”.
Alle Geräte, die diese Aufforderung erhalten, senden (optisch über IR) ihre Kennung an die Fernbedienung. Erhält die Fernbedienung mehr als nur eine Kennung, stellt sie ein Auswahlmenu auf einer Standardoberfläche bereit, in dem alle für eine Bedienung erreichbaren Funktionen dargestellt sind, so dass eine davon mittels Funktionstasten (eine der fest implementierten Basisdarstellungen) ausgewählt werden kann.
Dass das richtige Gerät ausgewählt ist stellt der Nutzer über die synchron laufenden Signalgebungen von Gerät und Bedienung fest.
Das Betätigen einer zum gewünschten Zielgerät gehörenden Funktionswahltasten ruft die Darstellungen und die Bedienfunktionen der jeweiligen Gerätefunktion in einer Initialphase ab. Dazu verwendet sie entweder mit Daten aus dem eigenen Speicher (weil das Gerät bereits bekannt ist und gespeichert vorliegt) oder empfängt die Daten als Neueintrag von dem zu bedienenden Gerät selbst. Ab jetzt ist die Fernbedienung vom Design und von der Funktionalität her eine Fernbedienung für das entsprechende, evtl. gerade erstmalig gewählte Gerät bzw. für die Gerätefunktion.
Der Aufwand für die Auswahl ist dabei vom Umfang her nicht größer als das bisherige Suchen und Auswählen einer Fernbedienung aus mehreren vorhandenen Fernbedienungen mit Aufheben und Ausrichten der Fernbedienung auf das Gerät.
Für den Wechsel zu einem anderen Gerät oder zu einer anderen Gerätefunktion genügt es, nach einem Initialaufruf aus dem „Angebot der erreichbaren Geräte” eines per Tastenfunktion auszuwählen. Nach einer für den Menschen nicht wahrnehmbaren Zeitdauer liegt bereits die Fernbedienung für ein zweites, anderes Gerät mit anderen Funktionen in der Hand des Nutzers.
Im Fall der Bedienung eines Laborgerätes stehen statt der verschiedenen Geräte unter Umständen auch einzelne Komponenten im Focus der Betrachtung
Auch hier gilt: Jede Komponente „trägt” die Information von sich selbst in sich selbst, repräsentiert durch ein „Objekt” in einer objektorientierten Darstellung. Dieses Objekt der Bedienungsfunktion wird bei Bedarf jeweils neu vom Gerät an die Fernbedienung gesendet. Damit wird die Fernbedienung auf das Objekt (Gerät), das jeweils zu bedienen ist, jeweils neu eingestellt.
In diesem Konzept ist es nicht notwendig, eine zentrale Instanz einzurichten, die in irgendeiner Weise Kontrollfunktionen über den Datenverkehr ausübt, z. B. um die Reihenfolge des Datenaustauschs zu kontrollieren oder zu koordinieren.
Aus Sicht der Fernbedienung sind u. U. mehrere Geräte gleichzeitig in Sichtweite und diese könnten gleichzeitig versuchen, zu antworten. Strategien zur Überwindung derartiger Kollisionen sind aber bekannt. So können z. B. unter Beachtung der Norm ISO14443-3 oder des CAN-Protokolls bekannte Antikollisionsprotokolle genutzt werden.
Aus Sicht eines einzelnen Gerätes können ebenfalls mehrere Fernbedienungen in Sichtreichweite sein. In diesem Fall könnten u. U. mehrere Fernbedienungen gleichzeitig zuständig bzw. zulässig sein und versuchen, das Gerät mit widersprüchlichen Anweisungen zu steuern.
Dieser Konflikt wird entweder durch eine eindeutige Berichtigungszuordnung gelöst oder aber einfach akzeptiert. In jedem Fall ist vorgesehen, dass immer nur ein Gerät mit einer Fernbedienung aktuell kommunizieren kann.
Naturgemäß müssen sich die Nutzungspartner einigen, wer per Fernbedienung eine bestimmte Funktion nutzen können soll. Würden zwei Personen die Berechtigung einer Fernbedienung durch zwei wirklich vorhandene Fernbedienungen gleichzeitig realisieren, dann ist das so, als würde man in einem Auto auf der Beifahrerseite die Pedale ebenfalls vorsehen, diese also doppelt auslegen. Man tut dies i. a. aus gutem Grunde nicht.
Allerdings soll es prinzipiell natürlich möglich sein, eine Fernbedienung für nur ein oder nur für bestimmte Geräte zuzulassen und/oder für einige Geräte eine bestimmte Fernbedienung explizit zu sperren. Dies erfolgt während einer aktiven Lock-Funktion automatisch.
Das kann durch ein geeignetes Sicherheitsprotokoll realisiert werden, z. B. nach dem Muster, wer zuerst kommt, hat die Berechtigung des Zugriffs, die er erst wieder verliert, wenn er die Fernbedienung für das Gerät aufgibt.
Auch kann eine explizite Freigabe erfolgen.
So lassen sich anschließend andere Fernbedienungen als neu oder wieder berechtigt in das Protokoll einfügen.
Eine konkrete Ausführung der Erfindung wird im Folgenden beschrieben:
Auf Grund des noch fehlenden Standards wird festgelegt:

1. Das zu bedienende Gerät sendet auf Infrarot mit der Frequenz f₁ auf 250 KHz oder 455 kHz. Das Signal wird als Rechtecksignal mit einer definierten Phasenlage φ₁ generiert, auf IR mit einer zur Versorgung für eine passive Fernbedienung ausreichenden Energie ausgestrahlt. Als Codierung wird PSK (Phase Shift Keying) genutzt, die Daten werden manchestercodiert übertragen, das verwendete Datenprotokoll ist (zwecks Antikollision) CAN-orientiert.
2. Von der Fernbedienung werden Daten vermittels eines elektromagnetischen Trägers im Funkbereich übertragen. Das Trägersignal wird mit einer zweiten Frequenz f₂ = 125 KHz, als Rechtecksignal mit einer definierten Phasenlage φ₁ in der Fernbedienung generiert und ausgestrahlt. Als Codierung wird wieder PSK genutzt, Daten werden manchestercodiert übertragen, das verwendete Datenprotokoll ist (zwecks Antikollision) CAN-orientiert.
3. Als essentielle Basisfunktionen sind vorab definiert: Einfache On/Off-Funktionen (ein/aus, start/Stopp, lauter/leiser, heller/dunkler, usw.), die als oval ausgelegte Taster durch „Tasterbild.jpg” in der Fernbedienung bereitgehalten werden.

Es wird ausdrücklich betont, dass das folgende Protokoll nur ein mögliches Basisprotiokoll darstellt.
Der Nutzer richtet die Fernbedienung auf eine Gerätehalde und sendet (unspezifisch in den Raum):
Darauf melden sich (mit zufälliger Verzögerung von 0 bis ca. 50 ms) alle Geräte, die das empfangen und senden ihre Kennung aus, z. B.
Ist die Kennung durch Kollision nicht eindeutig lesbar, dann sendet die Fernbedienung jetzt für jeweils 20 ms
Während die dem Gerät zugeordnete Kennung auf Funk läuft, antwortet das Gerät mit seiner Kennung, auf IR; es senden dadurch ohne Konflikt
Damit liegt für die Fernbedienung fest, es besteht Verbindung zu zwei Geräten, die die Kennung 0001 und 0100 haben.
Kennt sie diese Geräte bereits, dann holt sie aus dem Speicher den zugehörigen Text und bietet die Auswahl im Menu an. Kennt sie beide Geräte nicht, dann muss sie die Beschreibung explizit holen:
Zunächst sendet die Fernbedienung in Richtung Geräte
dann wartet sie auf Antwort.
Das Gerät 0001 antwortet auf IR und sendet in Richtung Fernbedienung
dann wartet es.
Dann sendet die Fernbedienung in Richtung Geräte
dann wartet sie auf Antwort.
Das Gerät 0100 antwortet auf IR und sendet in Richtung Fernbedienung
dann wartet es.
Die Fernbedienung hat jetzt die benötigten Daten und stellt auf einer Standardoberfläche zwei ON/Off Funktionen dar mit den Texten:
Bitte wählen:

Gerät 1 (Magnetrührer)
Gerät 2 (Überkopfrührer)

Auf der (Touch-)Oberfläche der Fernbedienung dargestellt sind zwei ovale Taster mit den eingelegten Texten „Gerät 1 (Magnetrührer)” und „Gerät 2 (Überkopfrührer)”
Der Nutzer wählt daraus jetzt eine Funktion aus, z. B. Gerät 2 (Überkopfrührer):
Die Fernbedienung sendet in Richtung Geräte (mit oder ohne Präambel)
dann wartet sie auf Antwort.
Das Gerät 0100 antwortet auf IR oder Funk und sendet in Richtung Fernbedienung
dann wartet es evtl, auf ein Handshake-Signal (z. B. ein ACK). Mit dem ACK erhält es zugleich den öffentlichen Code des Partnergeräts
dann wartet es evtl, auf ein Handshake-Signal (z. B. ein ACK). Nunmehr dfiniert das Gerät die Funktionen auf der Fernbedienung:
dann wartet es evtl, auf ein Handshake-Signal (z. B. ein ACK).
Damit weiß die Fernbedienung bereits alles, was sie wissen muss, beide Partnergeräte kennen den öffentlichen Code des jeweiligen Partners und sind bereit.
Im einfachsten Fall stellt die Fernbedienung die 5 vom Gerät übergebenen Funktionen einfach untereinander als Taster dar und legt den Text darauf.
Der Nutzer der Fernbedienung kann mit dieser Darstellung bereits alle Grundfunktionen des Geräts vollständig steuern.
Soll jetzt das andere Gerät bedient werden, dann beginnt der Nutzer wieder mit dem allgemeinen Aufruf. Der Ablauf bis zum Auswählen des anzusteuernden Geräts ist stets gleich:
Die Fernbedienung stellt auf einer Standardoberfläche mittels zweier ON/Off Funktionen wieder die Wahlmöglichkeiten dar mit den Texten
Bitte wählen:

Gerät 1 (Magnetrührer)
Gerät 2 (Überkopfrührer)

Auf der (Touch-)Oberfläche der Fernbedienung dargestellt sind zwei ovale Taster mit den eingelegten Texten „Gerät 1 (Magnetrührer)” und „Gerät 2 (Überkopfrührer)”
Der Nutzer wählt daraus jetzt eine Funktion aus, z. B. Gerät 1 (Magnetrührer):
Die Fernbedienung sendet in Richtung Geräte (mit oder ohne Präambel)
dann wartet sie auf Antwort.
Das Gerät 0001 antwortet auf IR und sendet in Richtung Fernbedienung
dann wartet es evtl, auf ein Handshake-Signal (z. B. ein ACK).
Damit weiß die Fernbedienung wieder alles was sie wissen muss und ist bereit. Im einfachsten Fall stellt die Fernbedienung diese 7 Funktionen einfach untereinander als Taster dar und legt den Text darauf.
Der Nutzer der Fernbedienung kann mit dieser Darstellung bereits alle Grundfunktionen des Geräts vollständig steuern.
Sollte ein Gerät ein etwas komfortableres Outfit auf der Fernbedienung dargestellt wünschen, dann kann es das z. B. durch
eine Reprogrammierung erreichen.
Natürlich sollen und werden Fernbedienungen einen wesentlich höheren Komfort bieten. Die Daten, die in den Geräten für die Darstellungsprogramme in den Fernbedienungen bereithalten werden entsprechend umfangreich ausgestaltet sein. Die wesentlichen Elemente liegen aber damit vor.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102007060808 A1 [0012]
EP 2073182 [0012]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Norm ISO14443-3 [0134]

Claims

Verfahren zum sicheren Gebrauch einer Fern-Bedieneinheit und sichere Fern-Bedieneinheit als drahtlose oder drahtgebundene Verlagerung von zumindest Teilen der zur Bedienung eines Gerätes vorgesehenen Bedienelemente in einer eigenen technischen Komponente in Richtung und bis auf Armlänge des jeweils aktuellen Benutzers, dadurch gekennzeichnet, dass vor einen Datenaustausch zwischen einer Fernbedienung und einem Gerät, zumindest aber vor einem ersten, vermittels einer Fernbedienung erfolgenden Abruf einer Gerätefunktion sichergestellt ist, dass paarweise jede Verbindung zwischen den beteiligten Komponenten erkennbar als sicher verifiziert und/oder zugelassen und/oder gesichert ist, indem – vor einer Nutzung der Fernbedienung durch den jeweiligen Benutzer diese Nutzung durch Identifikation als zulässig deklariert wird und – ein sicherer Datenaustausch zwischen Fernbedienung und Gerät durch kryptographische Methoden gesichert wird und – eine gerichtet betriebene optische Verbindung, bevorzugt Infrarot zwischen der Fernbedienung und dem Gerät genutzt wird, um das Bestehen einer Sichtverbindungsrichtung zwischen Fernbedienung und Gerät zu garantieren und – eine bestehende Kommunikationsverbindung zwischen Fernbedienung und Gerät auch für den Benutzer durch gleichlaufende Signalgebung, bevorzugt über gleichlaufende optische Signale am Gerät und an der Fernbedienung erkenntlich ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – mittels Signalen, die unterschiedlich und nicht unbedingt regelmäßig blinken, ein für einen menschlichen Benutzer nachvollziehbarer Nachweis für das Bestehen einer sicheren Verbindung zwischen seiner Fernbedienung und dem zu bedienenden Gerät besteht.
Fern-Bedieneinheit als drahtlose oder drahtgebundene Verlagerung von zumindest Teilen der zur Bedienung eines Gerätes vorgesehenen Bedienelemente in einer eigenen technischen Komponente in Richtung und bis auf Armlänge des jeweils aktuellen Benutzers, mit der ein gesicherter Betrieb eines Gerätes möglich ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fernbedienung Mittel aufweist, durch die vor einen Datenaustausch mit einem Gerät, zumindest aber vor einem ersten, vermittels der Fernbedienung erfolgenden Abruf einer Gerätefunktion sichergestellt ist, dass paarweise jede Verbindung zwischen den beteiligten Komponenten erkennbar als sicher verifiziert und/oder zugelassen und/oder gesichert ist, indem – vor einer Nutzung der Fernbedienung durch den jeweiligen Benutzer diese Nutzung durch Identifikation als zulässig deklariert wird und – ein sicherer Datenaustausch zwischen Fernbedienung und Gerät durch kryptographische Methoden gesichert wird und – eine gerichtet betriebene optische Verbindung, bevorzugt Infrarot zwischen der Fernbedienung und dem Gerät genutzt wird, um das Bestehen einer Sichtverbindungsrichtung zwischen Fernbedienung und Gerät zu sichern und – eine bestehende Kommunikationsverbindung zwischen Fernbedienung und Gerät auch für den Benutzer durch gleichlaufende Signalgebung, bevorzugt über gleichlaufende optische Signale am Gerät und an der Fernbedienung erkenntlich ist.