DE102017114347A1 - Vorrichtung und verfahren zum senden von kommunikationsgerät-externen daten von einem ersten kommunikationsgerät an ein zweites kommunikationsgerät mittels einer drahtlosen verbindung - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum senden von kommunikationsgerät-externen daten von einem ersten kommunikationsgerät an ein zweites kommunikationsgerät mittels einer drahtlosen verbindung Download PDF

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Abstract

In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine Vorrichtung (100) bereitgestellt, die Vorrichtung (100) aufweisend: ein erstes Kommunikationsgerät (130) aufweisend: eine Erfass-Vorrichtung (134) zum Erfassen Kommunikationsgerät-externer Daten (128) basierend auf einer Messung und/oder einer Zählung, eine Steuervorrichtung (102) eingerichtet, so dass das erste Kommunikationsgerät (130) betreibbar ist in: einem ersten Betriebsmodus, der ein Ruhebetrieb ist, in dem das erste Kommunikationsgerät (130) in einem Empfangsmodus ist, ohne die Kommunikationsgerät-externen Daten (128) zu senden, und mindestens einem zweiten Betriebsmodus, der einen Sendebetrieb aufweist, in dem die Kommunikationsgerät-externen Daten (128) verbindungslos gesendet werden, wobei das erste Kommunikationsgerät (130) nach Empfang vorgegebener Signaldaten von dem ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus wechselt und nach dem verbindungslosen Senden der Kommunikationsgerät-externen Daten (128) von dem zweiten Betriebsmodus in den ersten Betriebsmodus wechselt; und ein Sendeempfangsschaltkreis (104), der mit der Erfass-Vorrichtung (134) und der Steuervorrichtung (102) verbunden ist, und eingerichtet ist, über eine drahtlose Verbindung (112, 116) die vorgegebenen Signaldaten zu empfangen und die Kommunikationsgerät-externen Daten (128) verbindungslos zu senden; und ein zweites Kommunikationsgerät (140), das eingerichtet ist, die vorgegebenen Signaldaten verbindungslos zu senden und die Kommunikationsgerät-externen Daten (128) zu empfangen.

Description

  • In verschiedenen Ausführungsformen werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Senden von Kommunikationsgerät-externen Daten von einem ersten Kommunikationsgerät an ein zweites Kommunikationsgerät mittels einer drahtlosen Verbindung bereitgestellt.
  • Es sind unterschiedliche Beacon-Protokolle bekannt, die auf dem Bluetooth® low energy (BLE) Standard basieren, unteranderem iBeacon™ der Firma Apple, Eddystone der Firma Google, AltBeacon der Firma Radius Networks. Die Beacon-Technologie basiert auf einem Sender-Empfänger-Prinzip, bei dem im Raum kleine Sender (Beacons) als Signalgeber platziert werden, die in festen Zeitintervallen Signale senden. Die Beacon verwendet ein Beacon-Protokoll und sendet eine Identifikationskennung, einen sogenannten Universally Unique Identifier (UUID). Kommt ein Empfänger in die Reichweite eines Senders, kann die UUID des Senders identifiziert und seine Signalstärke gemessen werden. Basierend darauf kann beispielsweise die Position des Empfängers im Raum errechnet werden.
  • iBeacon™-Pakete enthalten eine 16-Byte-Proximity-UUID, 2-Byte-Major- und 2-Byte-Minor-Felder. Major- und Minor-Felder ermöglichen eine detailliertere Zuordnung der von der UUID festgelegten Identität einer Beacon. iBeacon™ Bauelemente können bisher selber keine Push-Benachrichtigungen auf Empfangsgeräte senden, Nutzerdaten sammeln oder speichern, sondern senden lediglich Informationen zur eigenen Identität, d.h. die Werte UUID, Major und Minor.
  • Das Betriebssystem (iOS™) eines Kommunikationsendgerätes, beispielsweise eine Tablett-PC (iPad™) oder Smartphone (iPhone™), erkennt iBeacon™ Bauelemente und kann aufgrund hinterlegter UUID eine Anwendung (App) auf dem Kommunikationsendgerät starten, beispielsweise das iPhone™ wecken mittels im Hintergrund laufenden „Region Monitoring“. „Region Monitoring“ ist das Verfahren, dass Geräte mit iOS aufgrund eines spezifizierten Standorts aufweckt.
  • Eine Eddystone-Nachricht besteht aus zwei Basis-Datentypen in einem Advertising-Data-Block (AD): UUID- und Data-Service. Der UUID des iBeacon™ und Eddystone entspricht jeweils den Bluetooth®-Standards. Zusätzlich oder alternativ zu der UUID-Identifikationskennung der Beacon kann beim Eddystone-Protokoll ein Telemetrie-Paket (TLM-Frame) von der Beacon gesendet werden. Im TLM-Frame können Sensor-Daten und administrative Daten der Beacon gesendet werden, um die Beacons zu warten. Die Daten eines TLM-Frame sind derzeit beispielsweise der Ladezustand der Batterie der Beacon oder die Temperatur der Beacon.
  • Alternativ zu BLE des Bluetooth®-Standard kann die Beacon-Technologie mittels Wi-Fi Aware der Wi-Fi Alliance, Ultraschall oder einer Kombination dieser Technologien erfolgen.
  • Allen Beacon-Technologie gemein ist, dass die Beacons gegebenenfalls mit vorgegebenen Sendepausen permanent eingeschaltet sind und ihre Beacon-Nachricht (Beacon-Advertising-Paket) übermitteln, selbst wenn sich kein mobiles Endgerät in der Nähe einer Beacon befindet. Dadurch wird die Lebensdauer der batteriebetriebenen Beacons reduziert. Die relativ geringe Lebensdauer der Beacons und die begrenzte Datenlänge in einer Beacon-Nachricht beschränken das Anwendungsgebiet der Beacon-Technologie daher bisher auf eine reine Identifikation bzw. Positionsbestimmung eines mobilen Endgerätes in einem Raum.
  • In verschiedenen Ausführungsformen werden eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitgestellt, mit denen es möglich ist, die Beacon-Technologie für industrielle Sensorik-Anwendungen zu verwenden.
  • In einem Aspekt wird eine Vorrichtung bereitgestellt, aufweisend: ein erstes Kommunikationsgerät aufweisend: eine Erfass-Vorrichtung zum Erfassen Kommunikationsgerät-externer Daten basierend auf einer Messung und/oder einer Zählung, eine Steuervorrichtung eingerichtet, so dass das erste Kommunikationsgerät betreibbar ist in: einem ersten Betriebsmodus, der ein Ruhebetrieb ist, in dem das erste Kommunikationsgerät in einem Empfangsmodus ist, ohne die Kommunikationsgerät-externen Daten zu senden, und mindestens einem zweiten Betriebsmodus, der einen Sendebetrieb aufweist, in dem die Kommunikationsgerät-externen Daten verbindungslos gesendet werden, wobei das erste Kommunikationsgerät nach Empfang vorgegebener Signaldaten von dem ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus wechselt und nach dem verbindungslosen Senden der Kommunikationsgerät-externen Daten von dem zweiten Betriebsmodus in den ersten Betriebsmodus wechselt; und ein Sendeempfangsschaltkreis, der mit der Erfass-Vorrichtung und der Steuervorrichtung verbunden ist, und eingerichtet ist, über eine drahtlose Verbindung die vorgegebenen Signaldaten zu empfangen und die Kommunikationsgerät-externen Daten verbindungslos zu senden; und ein zweites Kommunikationsgerät, das eingerichtet ist, die vorgegebenen Signaldaten verbindungslos zu senden und die Kommunikationsgerät-externen Daten zu empfangen.
  • Ein verbindungsloses Senden kann auch als ein bestätigungsfreies Senden bezeichnet werden. Ein verbindungsloses Senden bzw. eine verbindungslose, drahtlose Verbindung weist keinen Drei-Wege-Handschlag auf. Das erste Kommunikationsgerät bzw. das zweite Kommunikationsgerät kann beim verbindungslosen Senden als „Broadcaster“ bezeichnet werden bzw. eine „Broadcaster Role“ oder ein „Broadcaster Profile“ aufweisen, beispielsweise ein Simple Broadcaster sein.
  • Das erste Kommunikationsgerät kann anwendungsspezifisch auch als Beacon und das zweite Kommunikationsgerät als Scanner bezeichnet werden. Das zweite Kommunikationsgerät kann bezogen auf die drahtlose Verbindung wie das erste Kommunikationsgerät als Beacon bezeichnet werden.
  • Ein „Beacon“ ist im Bluetooth Low Energy (BLE)-Sinne ein so genannter „Simple Broadcaster“ (vgl. BLUETOOTH SPECIFICATION Version 4.0 [Vol 3] page 278 of 656, Section 2.2.2.1). Mit anderen Worten: das erste Kommunikationsgerät und das zweite Kommunikationsgerät weisen bei einer drahtlosen Verbindung in Form einer BLE-Verbindung jeweils eine „Broadcaster Role“ bzw. ein „Broadcaster Profil“ auf. Ein Beacon ist nicht notwendigerweise ein iBeacon.
  • Das zweite Kommunikationsgerät weist im Gegensatz zum ersten Kommunikationsgerät eine höhere Aktivität auf. Beispielsweise sendet das zweite Kommunikationsgerät auch dann verbindungslos Datenpakete aus, wenn es sich nicht im Empfangsbereich des ersten Kommunikationsgerätes befindet.
  • Das erste Kommunikationsgerät und/oder das zweite Kommunikationsgerät, sind zur Kommunikation über kurze Distanz eingerichtet, beispielsweise mit Kommunikationstechnologien für die Kommunikation im nahen Umfeld, beispielsweise bis zu 10 Meter, 30 Meter, 50 Meter oder 100 Meter, ausgestattet.
  • Das zweite Kommunikationsgerät kann zusätzlich ein Mobilfunk-Kommunikationsgerät sein, dass die Kommunikationstechnologie für kurze Distanz, beispielsweise eine Nahfeld-Kommunikationstechnologie, unterstützt. Das zweite Kommunikationsgerät kann aber auch beispielsweise ein Drucker oder ein anderes Gerät sein, das mit einer entsprechenden Kommunikationsschnittstelle bzw. einem entsprechenden Sendeempfangsschaltkreis ausgestattet ist.
  • In dem ersten Betriebsmodus besteht zwischen dem ersten Kommunikationsgerät und dem zweiten Kommunikationsgerät keine Kommunikationsverbindung.
  • Die Kommunikationsgerät-externen Daten können beispielsweise als Teil der Nutzdaten und/oder als Teil der Identität in einem Beacon-Protokoll gesendet werden.
  • Das Beacon-Protokoll mit den Kommunikationsgerät-externen Daten kann auch als Beacon-Protokoll-kompatibles Datenübertragungsprotokoll bezeichnet bzw. verstanden werden, das auf einem Beacon-Protokoll basiert. Ein Beacon-Protokoll weist, abhängig von der jeweiligen Kommunikationstechnologie ein striktes Format auf.
  • Ein iBeacon™-Protokoll weist beispielsweise folgendes Format auf, auch bezeichnet als Advertising Telegramm:
    • Byte 0: Länge: 0x02
    • Byte 1: Typ: 0x01 (Flag)
    • Byte 2: Wert: 0x06 (Typische Flag)
    • Byte 3: Länge: 0x1a
    • Byte 4: Typ: 0xff (benutzerdefiniertes Herstellerpaket)
    • Byte 5-6: Hersteller-ID : 0x4c00 (Apple)
    • Byte 7: SubTyp: 0x2 (iBeacon™)
    • Byte 8: SubTyp Länge: 0x15
    • Byte 9-24: Proximity UUID
    • Byte 25-26: Major
    • Byte 27-28: Minor
    • Byte 29: Signalstärke
  • Ein Datenpaket basierend auf iBeacon™-Protokoll mit den Kommunikationsgerät-externen Daten weist zum Beispiel auf: 02 01 1A 1A FF 4C 00 02 15 FB 0B 57 A2 82 28 44 CD 91 3A 94 A1 22 BA 12 06 00 01 00 02 D1 00
    wobei 0201061aff4c000215 der von Apple festgelegte Prefix eines iBeacon™-Pakets ist, fb0b57a2-8228-44 cd-913a-94a122ba1206 der UUID des zweiten Kommunikationsgerätes entspricht; 0001 dem Major-Wert entspricht; 0002 dem Minor-Wert entspricht.
  • Der Major- und Minor-Wert sind bei einem herkömmlichen iBeacon™-Protokoll lediglich ID-Subklassen zur UUID, das heißt weitere Unterteilungen der Identität des Kommunikationsgerätes.
  • Sendet das erste Kommunikationsgerät die Kommunikationsgerät-externen Daten basierend auf einem iBeacon™-Protokoll, sind mindestens in einem Teil der Bytes des Minor-Wertes (Byte 27-28) die Kommunikationsgerät-externen Daten enthalten. Die UUID und der Major-Wert werden beispielsweise von dem Betriebssystem eines Kommunikationsgerätes, beispielsweise iOS™, in der Core Location API für das „Regional Monitorng“ verwendet und sollten nicht alternierend sein.
  • Unabhängig von bereits bestehenden Beacon-Protokollen, wie iBeacon™ oder Eddystone, wird in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein BLE-Beacon-Protokoll, das heißt die Struktur des BLE-Pakets gemäß dem „Supplement to Bluetooth Core Specifictaion CSS v7 - Part A“, anwendungsspezifisch modifiziert.
  • Aus der CSS v7 ist ersichtlich, dass ein BLE-Paket mit den Kommunikationsgerät-externen Daten derzeit eine Länge von 16-Bit, 32-Bit oder 128-bit aufweisen kann. Die Kommunikationsgerät-externen Daten können beispielsweise in einem Teil der herstellerspezifischen Daten (Manufacturer Specific Data) und/oder der Service Daten (Service Data) enthalten sein - siehe CSS v7 Part A. Eine Codierung der Kommunikationsgerät-externen Daten in die an sich anderweitig klassifizierten Bytes ist anwendungsspezifisch beispielsweise möglich, beispielsweise bei Windkraftanlagen oder Kraftwerken, bei denen nicht mit interferierenden Beacons zu rechnen ist.
  • Das zweite Kommunikationsgerät ist entsprechend konfiguriert, den Inhalt der betreffenden Bytes eines Pakets als Kommunikationsgerät-externe Daten zu interpretieren. Der Vorteil der „Umspezifizierung“ der Bytes eines BLE-Pakets ist, dass auf bestehende Sendeempfänger-Module und beispielsweise auf BLE-aufbauende Anwendungen (Apps) weiterhin verwendet werden können und beispielsweise der BLE-Standard zum Übermitteln von Kommunikationsgerät-externen Daten verwendet werden kann.
  • Mit anderen Worten:
  • Die Kommunikationsgerät-externen Daten können als Teil der Nutzdaten und/oder als Teil der Identität in einem Beacon-Protokoll gesendet. Die Modifikation des Beacon-Protokolls äußert sich im Wesentlichen in einer anderen Interpretation der von dem zweiten Kommunikationsgerät empfangenen Bytes eines Beacon-Pakets. Der Wert der modifizierten Bytes - die Bytes, welche die Kommunikationsgerät-externen Daten codieren, kann zeitlich variieren. Das modifizierte Protokoll, das heißt das Paket mit der modifizierten Bedeutung vorgesehener Bytes, kann auch als Beacon-Protokoll-kompatibles Protokoll bezeichnet werden. Als Beacon-Protokoll-kompatibles Protokoll ist in verschiedenen Ausführungsbeispielen jedes Protokoll eines Standards einer Kommunikationstechnologie zu verstehen, mittels dem der Wechsel des ersten Kommunikationsgerätes von dem ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus (und umgekehrt), die schnelle drahtlose Datenübermittlung, beispielsweise ohne Pairing des ersten und zweiten Kommunikationsgerätes zum Aufbau der drahtlosen Verbindung, und die Übertragung kleinerer Datenmengen, beispielsweise in einem Bereich von 1 Byte bis 100 Byte je Paket, gewährleistet ist. Mit anderen Worten: das Beacon-Protokoll-kompatibles Protokoll ist nicht auf die Modifikation eines bestehenden Beacon-Protokolls beschränkt, beispielsweise ist derzeit nicht für jede Kommunikationstechnologie eine Beacon-Technologie vorgesehen oder in einem Standard definiert. Es kann somit auch ein beliebiges, anderes Protokoll zum Übermitteln der Kommunikationsgerät-externen Daten entsprechend modifiziert oder eingerichtet werden, das die beschriebenen Funktionen gewährleistet.
  • Anschaulich „weckt“ das zweite Kommunikationsgerät das erste Kommunikationsgerät auf. Das zweite Kommunikationsgerät kann den Betriebsmodus des ersten Kommunikationsgerätes vorgeben, beispielsweise die Übertragungsdauer und/oder Anzahl an zu sendenden einzelner Kommunikationsgerät-externer Daten im zweiten Betriebsmodus, beispielsweis nur 10 erfasste Kommunikationsgerät-externer Daten(punkte), 20 Sekunden lang senden, Dauerbetrieb bis das zweite Kommunikationsgerät ein Wechsel des ersten Kommunikationsgeräts in den ersten Betriebsmodus veranlasst.
  • Zusätzlich zu den Kommunikationsgerät-externen Daten kann das Datenpaket, das von dem ersten Kommunikationsgerät an das zweite Kommunikationsgerät gesendet wird, weitere Information enthalten, die spezifisch für das erste Kommunikationsgerät sind, auch bezeichnet als Kommunikationsgerät-interne Daten. Kommunikationsgerät-interne Daten sind beispielsweise eine Angabe zum Betriebsmodus und/oder ein Betriebsparameter des ersten Kommunikationsgeräts, beispielsweise der Ladezustand der Batterie bei einem batteriebetriebenen ersten Kommunikationsgerät. Kommunikationsgerät-interne Daten können beispielsweise beim iBeacon™-Protokoll in dem Minor-Wert maskiert werden, und sind beispielsweise bi-direktional.
  • In einem Ausführungsbeispiel ist die Steuervorrichtung derart eingerichtet, dass das erste Kommunikationsgerät unmittelbar nach dem Senden der Kommunikationsgerät-externen Daten von dem zweiten Betriebsmodus in den ersten Betriebsmodus wechselt.
  • Nach dem Senden der Kommunikationsgerät-externen Daten kann dabei ein Senden eines Datenpaketes mit beispielsweise einem Messwert sein oder ein Senden von mehreren Datenpaketen, die einer Messreihe mit mehreren Messwerten entsprechen.
  • Dies ermöglicht, dass das erste Kommunikationsgerät in den energiesparenden, ersten Betriebsmodus wechselt, selbst dann, wenn sich das zweite Kommunikationsgerät noch im Empfangsbereich des ersten Kommunikationsgeräts befindet.
  • Sollte sich das zweite Kommunikationsgerät nach dem Senden der Kommunikationsgerät-externen Daten noch oder wieder im Empfangsbereich des ersten Kommunikationsgeräts befinden, kann eine Übertragung weiterer Kommunikationsgerät-externer Daten von dem zweiten Kommunikationsgerät veranlasst werden, beispielsweise durch Senden vorgegebener Signaldaten an das erste Kommunikationsgerät.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das erste Kommunikationsgerät einen Empfangsbereich auf, wobei das erste Kommunikationsgerät die vorgegebenen Signaldaten empfängt, wenn sich das zweite Kommunikationsgerät innerhalb des Empfangsbereiches befindet, und die Steuervorrichtung ist derart eingerichtet, dass das erste Kommunikationsgerät von dem zweiten Betriebsmodus in den ersten Betriebsmodus wechselt, wenn das zweite Kommunikationsgerät den Empfangsbereich verlässt.
  • Das zweite Kommunikationsgerät ist in dem Empfangsbereich des ersten Kommunikationsgerätes (und umgekehrt), wenn es mittels des Sendeempfangsschaltkreises des ersten Kommunikationsgeräts angesprochen werden kann, das heißt eine drahtlose Verbindung bzw. Kommunikationsverbindung zwischen dem ersten und zweiten Kommunikationsgerät aufgebaut werden kann, weil es in Reichweite des jeweiligen Sendeempfangsschaltkreises liegt.
  • Dies ermöglicht, dass das erste Kommunikationsgerät in den energiesparenden, ersten Betriebsmodus wechselt, selbst dann, wenn beispielsweise eine vorgegebene Messreihe noch nicht vollständige von dem ersten Kommunikationsgerät an das zweite Kommunikationsgerät gesendet wurde. Mit anderen Worten: die Übertragung der Messreihe kann abgebrochen werden, wenn das das zweite Kommunikationsgerät den Empfangsbereich des ersten Kommunikationsgeräts verlässt, um Energie zu sparen.
  • In noch einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die drahtlose Verbindung eine der folgenden Verbindungen: eine Bluetooth Low Energy (BLE)-Verbindung, eine WiFi-Verbindung, eine Mobilfunk-Verbindung und/oder eine Ultraschall-Verbindung. Die eine Mobilfunk-Verbindung ist beispielsweise eine GSM-Verbindung, beispielsweise 2G, 3G, 4G, 4G+.
  • Alternativ zu den genannten drahtlosen Verbindungen zwischen dem ersten Kommunikationsgerät und dem zweiten Kommunikationsgerät kann die drahtlose Verbindung beispielsweise auf einer beliebigen, anderen drahtlosen SubGHz-Verbindung basieren.
  • In noch einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das erste Kommunikationsgerät einen im Wesentlichen stationären, ersten Empfangsbereich auf und das zweite Kommunikationsgerät weist einen im Wesentlichen stationären, zweiten Empfangsbereich auf.
  • Mit anderen Worten: das erste Kommunikationsgerät und das zweite Kommunikationsgerät sind im Wesentlich unbeweglich zueinander angeordnet. Beispielsweise ist die Vorrichtung eine Windkraftanlage. Das erste Kommunikationsgerät ist beispielsweise an einem Rotorblatt in der Nähe der Nabe angeordnet und das zweite Kommunikationsgerät ist im Maschinenhaus angeordnet. Der Rotor und somit das erste Kommunikationsgerät kann sich bezüglich des Maschinenhaus und somit bezüglich des zweiten Kommunikationsgeräts drehen. Die Empfangsbereiche der Kommunikationsgeräte ändern sich durch die Drehung im Wesentlichen jedoch nicht. Das zweite Kommunikationsgerät fungiert in diesem Ausführungsbeispiel als Relais für das erste Kommunikationsgerät.
  • In noch einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das zweite Kommunikationsgerät im Wesentlichen stationär und das erste Kommunikationsgerät ist zum zweiten Kommunikationsgerät mobil. Alternativ ist das erste Kommunikationsgerät im Wesentlichen stationär und das zweite Kommunikationsgerät ist zum ersten Kommunikationsgerät.
  • Beispielsweise wird das mobile Kommunikationsgerät an dem stationären zweiten Kommunikationsgerät vorbeigeführt. Beispielsweise ist das mobile Kommunikationsgerät an einer Transportstrecke, beispielsweise einem Förderband, befestigt und das stationäre Kommunikationsgerät ist unbeweglich entlang der Transportstrecke angeordnet.
  • Ein mobiles Kommunikationsgerät kann beispielsweise eine unbemanntes Landfahrzeug oder ein unbemanntes Fluggerät (UAV), auch bezeichnet als „Drohne“, sein.
  • In noch einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das erste Kommunikationsgerät ferner einen Energieversorgungsschaltkreis mit einem Energiespeicher zum Betreiben der Steuervorrichtung und des Sendeempfangsschaltkreis auf, wobei der Energieversorgungsschaltkreis eine Energiegewinnungsvorrichtung aufweist, die eingerichtet ist den Energiespeicher zu laden.
  • In noch einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Steuervorrichtung eingerichtet, die Erfass-Vorrichtung mittels des Energiespeichers im zweiten Betriebsmodus zu betreiben und die Erfass-Vorrichtung im ersten Betriebsmodus stromlos zu schalten.
  • Dies ermöglicht eine Reduzierung der verbrauchten Energie im ersten Betriebsmodus.
  • In noch einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung mehrere Erfass-Vorrichtungen zum Erfassen mehrerer Kommunikationsgerät-externer Daten auf, wobei die Kommunikationsgerät-externen Daten voneinander unabhängig sind. Die mehreren Erfass-Vorrichtungen können mit einem gemeinsamen Sendeempfangsschaltkreis verbunden sein.
  • Dies ermöglicht ein Reduzieren der Kosten für das erste Kommunikationsgerät.
  • In noch einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Erfass-Vorrichtung eingerichtet, mehrere Datensätze Kommunikationsgerät-externer Daten zu erfassen, wobei die Datensätze auf zueinander unterschiedlichen Kommunikationsgerät-externen Daten basieren, und wobei die Steuervorrichtung eingerichtet ist, abhängig von den vorgegebenen Signaldaten des zweiten Kommunikationsgeräts, ein Datensatz der mehreren Datensätze als von dem ersten Kommunikationsgerät zu erfassende und zu sendende, Kommunikationsgerät-externe Daten auszuwählen.
  • Dies ermöglicht eine Reduzierung der verbrauchten Energie im zweiten Betriebsmodus.
  • In noch einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Erfass-Vorrichtung mit einer kraftschlüssigen, formschlüssigen und/oder stoffschlüssigen Verbindung verbunden und die erfassten, Kommunikationsgerät-externen Daten stehen im Zusammenhang mit der Verbindungskraft der Verbindung.
  • In noch einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Erfass-Vorrichtung mit einer drehbaren Vorrichtung verbunden und die erfassten, Kommunikationsgerät-externen Daten stehen im Zusammenhang mit der Anzahl an Drehungen der drehbaren Vorrichtung.
    In noch einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Erfass-Vorrichtung mit einer Mess-Vorrichtung zum Messen eines medizinischen oder biologischen Parameters verbunden bzw. weist eine solche auf und die erfassten, Kommunikationsgerät-externen Daten stehen im Zusammenhang mit dem Wert des medizinischen oder biologischen Parameters.
    In noch einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Erfass-Vorrichtung mit einer weiteren batteriebetriebenen Vorrichtung verbunden und die erfassten, Kommunikationsgerät-externen Daten stehen im Zusammenhang mit dem Ladezustand der Batterie der weiteren batteriebetriebenen Vorrichtung.
  • In einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Senden von Kommunikationsgerät-externen Daten von einem ersten Kommunikationsgerät an ein zweites Kommunikationsgerät mittels einer drahtlosen Verbindung bereitgestellt. Das Verfahren weist auf: ein verbindungsloses Senden vorgegebener Signaldaten von dem zweiten Kommunikationsgerät an das erste Kommunikationsgerät; ein Wechseln, nach dem Empfangen der vorgegebenen Signaldaten mittels eines Sendeempfangsschaltkreis des ersten Kommunikationsgerät, des ersten Kommunikationsgeräts von einem ersten Betriebsmodus in einen zweiten Betriebsmodus, wobei der erste Betriebsmodus, ein Ruhebetrieb ist, in dem das erste Kommunikationsgerät in einem Empfangsmodus ist, ohne Daten zu senden, und der zweite Betriebsmodus einen Sendebetrieb aufweist, in dem das erste Kommunikationsgerät die Kommunikationsgerät-externen Daten verbindungslos sendet; und ein Erfassen Kommunikationsgerät-externer Daten basierend auf einer Messung und/oder einer Zählung mittels einer Erfass-Vorrichtung; ein verbindungsloses Senden der erfassten Kommunikationsgerät-externen Daten mittels des Sendeempfangsschaltkreis des ersten Kommunikationsgeräts an das zweite Kommunikationsgerät, und ein Wechseln des ersten Kommunikationsgeräts von dem zweiten Betriebsmodus in den ersten Betriebsmodus nach dem Senden der Kommunikationsgerät-externen Daten.
  • Mit anderen Worten: das zweite Kommunikationsgerät „weckt“ das erste Kommunikationsgerät. Das erste Kommunikationsgerät kann im „wachen“ Zustand in einem aktiven (zweiten) Betriebsmodus von mehreren möglichen aktiven Betriebsmodi aktiv sein.
  • Die Kommunikationsgerät-externen Daten können beispielsweise als Teil der Nutzdaten und/oder als Teil der Identität in einem Beacon-Protokoll gesendet werden.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
  • Es zeigen
    • 1 in einem Diagramm eine Vorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen, bei der Kommunikationsgerät-externe Daten von einem ersten Kommunikationsgerät an ein zweites Kommunikationsgerät gesendet werden;
    • 2A in einem Diagramm weitere Merkmale und Ausführungsbeispiel des ersten Kommunikationsgeräts der 1;
    • 2B in einem Diagramm weitere Merkmale und Ausführungsbeispiel des zweiten Kommunikationsgeräts der 1;
    • 3 in einem Diagramm ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung;
    • 4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Senden von Kommunikationsgerät-externen Daten von einem ersten Kommunikationsgerät an ein zweites Kommunikationsgerät mittels einer drahtlosen Verbindung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen; und
    • 5 in einem Ablaufdiagramm ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens 400 zum Senden von Kommunikationsgerät-externen Daten von einem ersten Kommunikationsgerät an ein zweites Kommunikationsgerät mittels einer drahtlosen Verbindung.
  • In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
  • Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe „verbunden“, „angeschlossen“ sowie „gekoppelt“ verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
  • 1 veranschaulicht in einem Diagramm eine Vorrichtung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen, bei der Kommunikationsgerät-externe Daten von einem ersten Kommunikationsgerät an ein zweites Kommunikationsgerät gesendet werden.
  • Die Vorrichtung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen weist ein erstes Kommunikationsgerät 130 und ein zweites Kommunikationsgerät 140 auf.
  • Mittels der Vorrichtung können über eine drahtlose Verbindung 116 Daten, die zu dem ersten Kommunikationsgerät 130 extern sind, gesendet werden. Diese Daten werden auch als Kommunikationsgerät-externe Daten 128 bezeichnet und stehen nicht im Zusammenhang mit einer Funktion des ersten Kommunikationsgeräts 130.
  • Die Kommunikationsgerät-externen Daten 128 werden verbindungslos, mit anderen Worten bestätigungsfrei, gesendet. Beispielsweise werden die Kommunikationsgerät-externen Daten als Teil der Nutzdaten und/oder als Teil der Identität in einem Beacon-Protokoll gesendet, wie unten noch ausführlicher beschrieben wird.
  • Dadurch können mittels eines schnellen und energiesparenden Verbindungsaufbaus Daten von Messungen oder Zählungen an das zweite Kommunikationsgerät übermittelt werden.
  • Die Kommunikationsgerät-externen Daten 128 vom ersten Kommunikationsgerät 130 können in verschiedenen Ausführungsbeispielen passiv, beispielsweise ohne dass der Nutzer oder Träger des zweiten Kommunikationsgerätes 140 dies aktiv veranlasst, beispielsweise ohne Benutzereingriff, von dem zweiten Kommunikationsgerät 140 eingesammelt werden. Ein derartiger Verfahrensablauf der Übertragung der Kommunikationsgerät-externen Daten 128 an das zweite Kommunikationsgerät 140 kann auch als „seamless“ bezeichnet werden, das heißt der Träger des zweiten Kommunikationsgerätes 140, beispielsweise in Form eines Smartphones, bekommt von der Datenübertragung nichts mit, beispielsweise ist dazu keine Benutzereingabe erforderlich. Als Beispiel sind mehrere erste Kommunikationsgeräte 130 in einer Industrieanlage an unterschiedlichen Positionen angeordnet. Ein Mitarbeiter oder Wartungspersonal der Industrieanlage kann beispielsweise die Kommunikationsgerät-externen Daten 128 der mehreren ersten Kommunikationsgeräte 130 durch bloßes durchqueren der Industrieanlage mit einem zweiten Kommunikationsgerät 140 einsammeln, ohne das dazu eine Aktivierung der Datensammlung notwendig wäre.
  • Das erste Kommunikationsgerät 130 weist unter anderem eine Erfass-Vorrichtung 134, eine Steuervorrichtung 102 und einen Sendeempfangsschaltkreis 104. Weitere Komponenten und Funktionen der Komponenten des ersten Kommunikationsgeräts sind weiterhin im Kontext der 2A veranschaulicht und beschrieben.
  • Die Erfass-Vorrichtung 134 ist zum Erfassen Kommunikationsgerät-externer Daten 128 basierend auf einer Messung und/oder einer Zählung eingerichtet.
  • Kommunikationsgerät-externe Daten sind beispielsweise Daten, die mittels einer Erfass-Vorrichtung 134 basierend auf einer Messung und/oder einer Zählung erfasst werden.
  • Im Gegensatz dazu sind nicht-Kommunikationsgerät-externe Daten, auch bezeichnet als Kommunikationsgerät-interne Daten, der Ladezustand einer Batterie zum Betreiben des ersten Kommunikationsgeräts 130, siehe auch 2A.
  • Die Erfass-Vorrichtung 134 weist eine Mess-Vorrichtung 106 zum Messen Kommunikationsgerät-externer Daten und/oder eine Zähl-Vorrichtung 106 zum Zählen Kommunikationsgerät-externer Daten auf. Die Mess- bzw. Zählvorrichtung 106 kann außerhalb des ersten Kommunikationsgeräts 130 angeordnet sein bzw. ist dem Umfeld des ersten Kommunikationsgeräts ausgesetzt - in 1 mittels des gestrichelten Kreises veranschaulicht. Beispielsweise ist die Mess- bzw. Zählvorrichtung 106 zumindest zum Teil außerhalb eines Gehäuses des ersten Kommunikationsgeräts eingerichtet.
  • Die Erfass-Vorrichtung 134 weist weiterhin einen Erfass-Schaltkreis 108 auf, der mit der Mess- und/oder Zählvorrichtung 106 und der Steuervorrichtung 102 verbunden ist (veranschaulicht mittels der Pfeile 122, 124, 126, 132).
  • Der Erfass-Schaltkreis 108 weist beispielsweise einen Analog-Digital-Wandler auf, der erfasste analoge Daten in digitale Daten wandelt. Die von dem ersten Kommunikationsgerät mittels der drahtlosen Verbindung 116 gesendeten Kommunikationsgerät-externen Daten 128 weisen die digitalen Daten auf, beispielsweise als Teil der Nutzdaten und/oder der Identität in einem Beacon-Paket. Eine Reihe von erfassten Daten, beispielsweise ein Messreihe, wird mittels mehrerer Beacon-Paket vom ersten Kommunikationsgerät an das zweite Kommunikationsgerät übermittelt. Anschaulich sind die mittels der einzelnen Beacon-Pakete übermittelten, Kommunikationsgerät-externen Daten Einträge in einer Datentabelle. Es versteht sich somit, dass die Übertragung der mehreren Beacon-Pakete in verschiedenen Ausführungsbeispielen nicht zum Übermitteln einer einzelnen Datei oder eines einzelnen Programmes dienen. Selbst wenn sich das zweite Kommunikationsgerät während der Übermittlung eines Paketes mit Kommunikationsgerät-externen Daten aus dem Empfangsbereich 114 des ersten Kommunikationsgeräts (in 1 als Strich-Punkt-Linie veranschaulicht) bewegen sollte, sodass die drahtlose Verbindung 116 getrennt wird, sind die bis dahin bereits übermittelten Beacon-Pakete vollständig und stellen beispielsweise einzelne Messwerte in einer Messreihe dar. Ein nicht-vollständig übermitteltes oder fehlerhaft übermitteltes Beacon-Paket stellt somit einen fehlerhaften Messwert (bad data) in der Messreihe dar, der manuell oder automatisch herausgefiltert werden kann bzw. gar nicht erst in der Messreihe aufgenommen wird. Weiterhin können ein oder mehrere Sicherungsmechanismen für die Datenübertragung verwendet werden, beispielsweise auf dem sogenannten „windowing“ des Satelliten-Funk-Protokolls RLP (radio link protocol), beispielsweise das Mitzählen von Datenpakten mit Kommunikationsgerät-externen Daten, die von dem zweiten Kommunikationsgerät empfangen wurden.
  • Der Erfass-Schaltkreis 108 und/oder die Steuervorrichtung kann ferner eine Verstärkerschaltung und/oder ein oder mehrere Filter aufweisen, beispielsweise ein Tiefpass, ein Dezimationsfilter, etc., um die erfassten Daten 128 für die Übermittlung bzw. das Beacon-Protokoll aufzubereiten. Beispielsweise kann von gemessenen Daten die Nachkommastelle entfernt werden, sodass lediglich ganze Zahlen mittels des Beacon-Protokolls übermittelt werden.
  • In einem Ausführungsbeispiel ist die Erfass-Vorrichtung 134 mit einer kraftschlüssigen, formschlüssigen und/oder stoffschlüssigen Verbindung verbunden. Die kraftschlüssige, formschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung ist in diesem Sinne nicht Teil des ersten Kommunikationsgeräts, sondern Teil der Quelle der Kommunikationsgerät-externen Daten. Beispielsweise ist die Mess-Vorrichtung 106 ein Kraftsensor, der die Verbindungskraft der kraftschlüssigen, formschlüssigen und/oder stoffschlüssigen Verbindung misst. Die erfassten, Kommunikationsgerät-externen Daten 128 stehen somit im Zusammenhang mit der Verbindungskraft der Verbindung, wie unten noch ausführlicher beschrieben wird.
  • Alternativ oder zusätzlich ist die Erfass-Vorrichtung 134 mit einer drehbaren oder schwingenden Vorrichtung verbunden, beispielsweise einem Rad oder Rotor. Die erfassten, Kommunikationsgerät-externen Daten 128 können in diesem Beispiel im Zusammenhang mit der Anzahl an Drehungen des Rads oder Rotors stehen, beispielsweise in Form einer Dreh- oder Schwingungsfrequenz, die von einer Zählvorrichtung 106 gezählt wird.
  • Alternativ oder zusätzlich weist die Erfass-Vorrichtung 134 eine Mess-Vorrichtung 106 zum Messen eines medizinischen oder biologischen Parameters verbunden. Die erfassten, Kommunikationsgerät-externen Daten 128 können in diesem Beispiel im Zusammenhang mit dem Wert des medizinischen oder biologischen Parameters steht, beispielsweise dem Blutzuckerwert bei einem Menschen oder ein Elektrokardiogramm sein, oder bei Pflanzen die Lichtintensität, der pH-Wert und/oder die Wassergehalt des Erdreiches.
  • Alternativ oder zusätzlich steht die Erfass-Vorrichtung 134 mit einer weiteren batteriebetriebenen Vorrichtung 100 in Verbindung. Die erfassten, Kommunikationsgerät-externen Daten 128 können in diesem Beispiel im Zusammenhang mit dem Ladezustand der Batterie der weiteren batteriebetriebenen Vorrichtung stehen.
  • In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist das erste Kommunikationsgerät mehrere Erfass-Vorrichtungen 134 zum Erfassen mehrerer Kommunikationsgerät-externer Daten 128 auf. Die Kommunikationsgerät-externen Daten 128 sind voneinander unabhängig. Die mehreren Erfass-Vorrichtungen 134 können mit einem gemeinsamen Sendeempfangsschaltkreis 104 verbunden sein. Mit anderen Worten: die mehreren, unterschiedlichen Kommunikationsgerät-externe Daten 128 können mittels eines einzigen, gemeinsamen Sendeempfangsschaltkreises 104 an die zweite Sendeempfangsvorrichtung übermittelt werden, beispielsweise mittels einer Antenne. Die einzelnen Kommunikationsgerät-externer Daten 128 der mehreren Erfass-Vorrichtungen können in den Beacon-Paketen jeweils mit einer eigenen Identität der jeweiligen Erfass-Vorrichtung der mehreren Erfass-Vorrichtungen versehen an das zweite Kommunikationsgerät gesendet werden.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Erfass-Vorrichtung 134 eingerichtet sein, mehrere Datensätze Kommunikationsgerät-externer Daten 128 zu erfassen. Die Datensätze können auf zueinander unterschiedlichen Kommunikationsgerät-externen Daten 128 basieren. Die Steuervorrichtung 102 kann beispielsweise eingerichtet sein, abhängig von den vorgegebenen Signaldaten des zweiten Kommunikationsgeräts 140, ein Datensatz der mehreren Datensätze als von dem ersten Kommunikationsgerät 130 zu erfassende und zu sendende, Kommunikationsgerät-externe Daten 128 auszuwählen.
  • Mit anderen Worten: die mehreren Erfass-Vorrichtungen 134 können die gleiche Messgröße an unterschiedlichen Orten bzw. Positionen und/oder unterschiedliche Messgrößen an einem Ort bzw. einer Position betreffen.
  • Die Steuervorrichtung 102 ist derart eingerichtet, dass das erste Kommunikationsgerät 130 mindestens in einem ersten Betriebsmodus und in einem zweiten Betriebsmodus betreibbar ist. Die Steuervorrichtung 102 ist beispielsweise in Form eines Mikroprozessors, einer integrierten Schaltung (IC) oder einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) ausgebildet. Die Steuervorrichtung 102 kann beispielsweise einzelnes Bauelement sein, ein Programm oder eine Software, die mittels mehrerer Bauelemente oder Platinen realisiert ist.
  • Der erste Betriebsmodus ist ein Ruhebetrieb, in dem das erste Kommunikationsgerät 130 in einem Empfangsmodus ist, ohne die Kommunikationsgerät-externen Daten 128 zu senden. Der Ruhebetrieb kann auch als stand-by-, idle-, sniff-, park- oder Schlafmodus bezeichnet werden. Der Empfangsmodus weist ein Scannen vorgegebener Frequenzen nach vorgegebenen Signaldaten, auch bezeichnet als Beacon-Advertising-Pakte, auf. Das Scannen kann dabei zeitgesteuert sein. Beispielsweise erfolgt das Scannen nur in vorgegeben Zeitintervallen und/oder in vorgegebenen Zeiträumen, beispielsweise ein Scannen alle 0,1 s im Zeitraum zwischen 22 Uhr bis 3 Uhr.
  • Das Scannen kann auch abhängig von Kommunikationsgerät-externen Auslösern (trigger) eingestellt werden. Beispielsweise kann das erste Kommunikationsgerät eine Umweltkontrolle aufweisen oder mit dieser verbunden sein, beispielsweise ein Wind-, Feuchtigkeits- und/oder Strahlungsmesser. Dadurch kann die Scan-Rate, beispielsweise die Anzahl an Scans je Sekunde, Minute oder Stunde, an Umweltparameter angepasst werden. Beispielsweise kann wird die Scan-Rate bei Unwetter erhöht. Dadurch kann beispielsweise der Einfluss von Umweltparametern auf die zuerfassenden, Kommunikationsgerät-externen Daten zugrundeliegende Messgrößen erfasst werden.
  • Das erste Kommunikationsgerät kann somit mehrere erste Betriebsmodi aufweisen, die sich in der Scan-Rate nach vorgegebenen Signaldaten voneinander unterscheiden.
  • Der zweite Betriebsmodus weist einen Sendebetrieb auf, in dem die Kommunikationsgerät-externen Daten 128 mittels des Sendeempfangsschaltkreises 104 gesendet werden.
  • Das erste Kommunikationsgerät 130 wechselt nach Empfang vorgegebener Signaldaten von dem ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus. Nach dem Senden der Kommunikationsgerät-externen Daten wechselt das erste Kommunikationsgerät 130 von dem zweiten Betriebsmodus in den ersten Betriebsmodus.
  • Das erste Kommunikationsgerät 130 wechselt beispielsweise unmittelbar nach dem Senden der Kommunikationsgerät-externen Daten von dem zweiten Betriebsmodus in den ersten Betriebsmodus. Das zweite Kommunikationsgerät 140 kann sich dabei noch im Empfangsbereich 114 des ersten Kommunikationsgeräts 130 befinden. Die Steuervorrichtung 102 kann dazu beispielsweise derart eingerichtet sein, dass die Mess-Vorrichtung 134 eine vorgegebene Anzahl an Datenpunkten erfassten, beispielsweise mindestens 4 Einzelmessungen ausführt, oder für eine vorgegebene Zeitdauer Messungen durchführt, beispielsweise in einem Bereich von 1 s bis 30 s. Die Werte der Datenpunkte werden als Kommunikationsgerät-externe Daten in einem oder mehreren Datenpaketen an das zweite Kommunikationsgerät gesendet. Nach dem Senden sämtlicher Kommunikationsgerät-externe Daten schaltet sich das erste Kommunikationsgerät anschaulich in den Ruhemodus zurück bis das erste Kommunikationsgerät erneut die vorgegebenen Signaldaten des zweiten Kommunikationsgeräts erfasst.
  • Diese Betriebsform ist beispielsweise für Anwendungen geeignet, bei denen das erste Kommunikationsgerät 130 und das zweite Kommunikationsgerät 140 stationär sind, beispielsweise permanent im jeweiligen Empfangsbereich angeordnet sind. Beispielsweise ist die Vorrichtung eine Windkraftanlage, das erste Kommunikationsgerät ist an einem Rotorblatt in der Nähe der Nabe angeordnet und das zweite Kommunikationsgerät ist in, auf oder an dem Maschinenhaus angeordnet.
  • Die von der Mess- oder Zählvorrichtung 106 erfassten Kommunikationsgerät-externen Daten können unmittelbar an das zweite Kommunikationsgerät gesendet werden. Alternativ kann aus einer vorgegebenen Anzahl an von der Mess- oder Zählvorrichtung 106 erfassten Einzelwerten ein Mittelwert aus mehreren Messungen bzw. Zählungen ermittelt werden und nur dieser Mittelwert und nicht die Einzelwerte als Kommunikationsgerät-externen Daten an das zweite Kommunikationsgerät gesendet werden. Beim Mittelwert kann der Fehler, beispielsweise eine Standardabweichung, im gleichen Datenpaket wie der Mittelwert an das zweite Kommunikationsgerät gesendet werden, beispielsweise können beim iBeacon™-Protokoll der Minor-Wert für den Mittelwert und die Standardabweichung zum Mittelwert verwendet werden. Es können jedoch auch nur Teile des Major- bzw. Minor-Wertes zur Übertragung des Mittelwertes und Fehlers verwendet werden und ein verbleibender Teil zur Identifikation des ersten Kommunikationsgeräts.
  • Auf eine Identifikation des ersten Kommunikationsgeräts, beispielsweise das Verwenden des Major- und/oder Minor-Wertes beim iBeacon™-Protokoll zur Beacon-Identifikation, kann beispielsweise verzichtet werden, wenn anwendungsspezifisch absehbar ist, dass in dem Empfangsbereich 114 des ersten Kommunikationsgeräts 130 keine weiteren, ersten Kommunikationsgeräte angeordnet sind.
  • Alternativ kann das erste Kommunikationsgerät 130 und/oder das zweite Kommunikationsgerät 140 zueinander beweglich bzw. mobil eingerichtet sein, so dass sich das zweite Kommunikationsgerät 140 nicht dauerhaft bzw. nur zeitweise im Empfangsbereich 114 des ersten Kommunikationsgeräts 130 befindet, und umgekehrt. In diesem Fall empfängt das erste Kommunikationsgerät 130 die vorgegebenen Signaldaten, wenn sich das zweite Kommunikationsgerät 140 innerhalb des Empfangsbereiches 114 befindet. Mit anderen Worten: der Wechsel von dem ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus und damit das Senden der Kommunikationsgerät-externen Daten kann erst dann erfolgen, wenn das zweite Kommunikationsgerät 140 den Empfangsbereich 114 des ersten Kommunikationsgeräts „betritt“. Das erste Kommunikationsgerät 130 kann von dem zweiten Betriebsmodus in den ersten Betriebsmodus wechseln, wenn das zweite Kommunikationsgerät 140 den Empfangsbereich 114 verlässt. Beispielsweise kann das zweite Kommunikationsgerät 140 an das erste Kommunikationsgerät 130 einen Erreichbarkeitswert, beispielsweise eine Signalstärke oder ein Ping, senden. Daraus kann das erste Kommunikationsgerät 130 die Anwesenheit des zweiten Kommunikationsgeräts 140 in dem Empfangsbereich 114 des ersten Kommunikationsgeräts 130 ermitteln und entsprechend von dem zweiten Betriebsmodus in den ersten Betriebsmodus wechseln.
  • Mit anderen Worten: In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist das erste Kommunikationsgerät 130 einen im Wesentlichen stationären, ersten Empfangsbereich 114 auf und das zweite Kommunikationsgerät 140 weist einen im Wesentlichen stationären, zweiten Empfangsbereich auf.
  • Alternativ weist das zweite Kommunikationsgerät 140 einen im Wesentlichen stationären, zweiten Empfangsbereich auf und das erste Kommunikationsgerät 130 weist einen zum zweiten Empfangsbereich veränderlichen, ersten Empfangsbereich 114 auf. Alternativ oder zusätzlich weist das erste Kommunikationsgerät 130 einen im Wesentlichen stationären, ersten Empfangsbereich 114 auf und das zweite Kommunikationsgerät 140 weist einen zum ersten Empfangsbereich 114 veränderlichen, zweiten Empfangsbereich auf. Bei einem stationären Empfangsbereich eines Kommunikationsgeräts kann das Kommunikationsgerät stationär sein oder derart mobil sein, beispielsweise im Fall von Rotationen oder Schwingungen, dass der Empfangsbereich im Wesentlichen stationär bleibt.
  • Alternativ sind das zweite Kommunikationsgerät 140 und das erste Kommunikationsgerät 130 jeweils mobil, beispielsweise zueinander oder bezüglich eines dritten Bezugspunktes.
  • In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die Steuervorrichtung 102 derart eingerichtet, dass die Erfass-Vorrichtung 134 im ersten Betriebsmodus ruht, beispielsweise keine Messungen und/oder Zählungen durchführt, und im zweiten Betriebsmodus die Kommunikationsgerät-externen Daten 128 erfasst, wie noch ausführlicher im Kontext der 2A veranschaulicht wird.
  • Der Sendeempfangsschaltkreis 104 ist mit der Erfass-Vorrichtung 134 und der Steuervorrichtung 102 verbunden (in 1 veranschaulicht mittels der Pfeile 118, 120). Der Sendeempfangsschaltkreis 104 kann über die Steuervorrichtung 102 mit der Erfass-Vorrichtung 134 verbunden sein.
  • Der Sendeempfangsschaltkreis 104 ist eingerichtet ist, über eine drahtlose Verbindung 116 die vorgegebenen Signaldaten zu empfangen und die Kommunikationsgerät-externen Daten 128 zu senden. Beispielsweise weist der Sendeempfangsschaltkreis 104, abhängig von der zu verwendenden Beacon-Technologie, eine Bluetooth® Low Energy (BLE)-, WiFi- und/oder Ultraschall-Schnittstelle auf, beispielsweise eine entsprechende Antenne.
  • Mit anderen Worten: der Sendeempfangsschaltkreis 104 ist derart eingerichtet, dass die drahtlose Verbindung 112, 116 zwischen dem ersten Kommunikationsgerät 130 und dem zweiten Kommunikationsgerät 140 eine der folgenden Verbindungen ist: eine Bluetooth Low Energy (BLE)-Verbindung; eine WiFi-Verbindung; Mobilfunk-Verbindung und/oder eine Ultraschall-Verbindung. Die eine Mobilfunk-Verbindung ist beispielsweise eine GSM-Verbindung, beispielsweise 2G, 3G, 4G, 4G+.
  • Die Steuervorrichtung 102 und der Sendeempfangsschaltkreis 104 können in verschiedenen Ausführungsbeispielen in einem gemeinsamen Bauelement implementiert sein, beispielsweise auf einer gemeinsamen Leiterplatte, beispielsweise als Controller einer BLE-Einheit, oder in einem Halbleiterbauelement, beispielsweise einem Chip, beispielsweise als SoC (Single on Chip) .
  • Der Sendeempfangsschaltkreis 104 kann ein kommerziell verfügbares Sendeempfängermodul sein, wie unten noch ausführlicher veranschaulicht wird.
  • Bluetooth® Low Energy (BLE)-kompatible Kommunikationsgeräte sind mit einem Mikrochip, dem so genannten Bluetooth®-Modul als Sendeempfangsschaltkreis, ausgestattet, welches die grundlegenden Funktionalitäten zum Betreiben von Bluetooth®-Kommunikationsverbindungen bereitstellt. Das Bluetooth®-Modul hat einen geringen Energiebedarf, stellt integrierte Sicherheitsmechanismen bereit und ist relativ kostengünstig herzustellen. Es kann somit in einer breiten Palette von elektronischen Kommunikationsgeräten eingesetzt werden. Ein Bluetooth®-Modul weist einen HF (Hochfrequenz)-Teil auf und eine Basisband-Steuereinrichtung. Die Basisband-Steuereinrichtung (Basisband-Controller) bildet die Schnittstelle zum Host-System, das heißt zu der Steuervorrichtung des jeweiligen Kommunikationsgeräts, in dem das Bluetooth®-Modul eingesetzt ist, beispielsweise einer Beacon oder beim zweiten Kommunikationsgerät einem PC, einem Laptop oder einem Mobiltelefon.
  • Die Kommunikationsgerät-externen Daten 128 werden als Teil der Nutzdaten und/oder als Teil der Identität in einem Beacon-Protokoll gesendet, auch bezeichnet als Beacon-Protokoll-kompatibles Protokoll. Mit anderen Worten: die Kommunikationsgerät-externen Daten 128 werden in einem Datenpaket von dem ersten Kommunikationsgerät 130 an das zweite Kommunikationsgerät 140 übertragen. Das Datenpaket weist dabei die Struktur eines Datenpakets gemäß einem herkömmlichen Beacon-Protokoll auf, beispielsweise bezüglich der Länge des Datenpaketes, der Header-Information, beispielsweise der (U)UID und/oder einer oder mehrerer Flag(s).
  • Die vorgegebenen Signaldaten sind in einem ersten Beacon-Advertising-Paket enthalten. Die vorgegebenen Signaldaten weisen Universal Unique Identifier (UUID) bzw. UID Daten auf.
  • Die Kommunikationsgerät-externen Daten sind beispielsweise in einem zweiten Beacon-Advertising-Paket enthalten. Die von dem ersten Kommunikationsgerät 130 gesendeten Daten 128 weisen Universal Unique Identifier (UUID) bzw. UID Daten auf.
  • Die Pfeile 126, 132 zwischen der Mess- und/oder Zählvorrichtung 106 und dem Erfass-Schaltkreis 108 veranschaulichen - abhängig von der jeweiligen Anwendung, eine uni- oder bidirektionale Verbindung, beispielsweise im Multiplex-Betrieb, zum Übertragen eines Betriebsstromes (beispielsweise Pfeil 132) und/oder von Daten (beispielsweise Pfeil 126).
  • Die Pfeile 122, 124 zwischen dem Erfass-Schaltkreis 108 und der Steuervorrichtung 102 veranschaulichen - abhängig von der jeweiligen Anwendung, eine uni- oder bidirektionale Verbindung, beispielsweise im Multiplex-Betrieb, zum Übertragen eines Betriebsstromes, einer Referenzspannung, eines Referenzstromes und/oder von Daten.
  • Die Pfeile 118, 120 zwischen der Steuervorrichtung 102 und dem Sendeempfangsschaltkreis 104 veranschaulichen - abhängig von der jeweiligen Anwendung, eine uni- oder bidirektionale Verbindung, beispielsweise im Multiplex-Betrieb, zum Übertragen eines Betriebsstromes und/oder von Daten.
  • Der Pfeil 116 von dem ersten Kommunikationsgerät 130 zu dem zweiten Kommunikationsgerät 140 veranschaulicht eine drahtlose, erste Verbindung zum Senden bzw. Übermitteln der Kommunikationsgerät-externen Daten an das zweite Kommunikationsgerät.
  • Der Pfeil 112 von dem zweiten Kommunikationsgerät 140 zu dem ersten Kommunikationsgerät 130 veranschaulicht eine zweite Verbindung zum Senden bzw. Übermitteln der vorgegebenen Signaldaten. Die Verbindung 112 kann eine drahtlose Verbindung sein. In verschiedenen Ausführungsbeispielen basiert die erste Verbindung 112 auf der gleichen Übertragungstechnologie wie die zweite Verbindung 116. Beispielsweise sind die erste und zweite Verbindungen 112, 116 jeweils BLE-Verbindungen.
  • Alternativ basieren die erste und zweite Verbindungen 112, 116 auf unterschiedlichen Übertragungstechnologien. Beispielsweise ist die erste Verbindung eine BLE-Verbindung und die zweite Verbindung eine WiFi- und/oder Ultraschall-Verbindung. Dadurch können für das erste Kommunikationsgerät und den zweiten Kommunikationsgerät zueinander unterschiedliche Empfangsbereiche realisiert werden und/oder die erste und zweite Verbindung 112, 116 unterschiedliche Anfälligkeit bezüglich eines Störsignals aufweisen.
  • Das zweite Kommunikationsgerät 140 ist eingerichtet die vorgegebenen Signaldaten zu senden und die Kommunikationsgerät-externen Daten zu empfangen. Das zweite Kommunikationsgerät 140 wird ausführlicher im Kontext der 2B beschrieben.
  • Das zweite Kommunikationsgerät 140 ist beispielsweise als ein so genanntes Hand-Held Device, beispielsweise ein Smartphone oder Tablett, eingerichtet.
  • In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die zwischen dem ersten Kommunikationsgerät 130 und dem zweiten Kommunikationsgerät 140 gesendeten Daten, beispielsweise Kommunikationsgerät-externe Daten und/oder Kommunikationsgerät-interne verschlüsselt sein, beispielsweise mittels der Steuereinheit 102 und/oder dem Sendeempfangsschaltkreis verschlüsselt werden.
    In verschiedenen Ausführungsbeispielen sind das erste Kommunikationsgerät 130 und das zweite Kommunikationsgerät 140 derart eingerichtet, dass deren Identität prüfbar ist. Beispielsweise sind die Identitäten, die in den Datenpaketen versendet werden, anwendungsspezifisch einmalig, verschlüsselt und/oder in einem dritten Kommunikationsgerät gespeichert.
    In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die Verbindungen 112, 116 zwischen dem ersten Kommunikationsgerät 130 und dem zweiten Kommunikationsgerät 140 transaktionssicher eingerichtet sein, beispielsweise mittels einer Blockchain.
    In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Standort, die Position bzw. der Ort des zweiten Kommunikationsgeräts 140 mittels eines sogenannten Indoor Positions System (IPS) korreliert bzw. ermittelt werden, beispielsweise mittels der bekannten Position stationärer erster Kommunikationsgerät.
  • 2A veranschaulicht in einem Diagramm weitere Merkmale und Ausführungsbeispiel des ersten Kommunikationsgeräts 130 der 1.
    Wie in 2A veranschaulicht ist, weist das erste Kommunikationsgerät 130 in verschiedenen Ausführungsbeispielen einen Energieversorgungsschaltkreis 202 zum Betreiben mindestens der Steuervorrichtung 102 und des Sendeempfangsschaltkreis 104 auf (veranschaulicht mittels des Pfeils 204 in 2A und des Pfeils 118 in 1).
  • Die Steuervorrichtung 102 ist beispielsweise im Dauerbetrieb und wird durchgängig von dem Energieversorgungsschaltkreis 202 mit einem Betriebsstrom versorgt, beispielsweise um den ersten Betriebsmodus aufrechtzuerhalten, beispielsweise um ein Scannen bzw. Abtasten des Umfelds des ersten Kommunikationsgeräts nach den vorgegebenen Signaldaten zu ermöglichen.
  • Der Energieversorgungsschaltkreis 202 weist beispielweise einen Energiespeicher zum Betreiben der Steuervorrichtung 102 und des Sendeempfangsschaltkreis 104 auf, beispielsweise eine oder mehrere Batterie(n), einen oder mehrere Akkumulator(en) oder einen oder mehrere Kondensator(en).
  • In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist der Energieversorgungsschaltkreis 202 eine Energiegewinnungsvorrichtung auf, die eingerichtet ist den Energiespeicher zu laden. Die Energiegewinnungsvorrichtung kann eine sogenannte Energy-Harvesting-Vorrichtung sein, die elektrische Energie aus Quellen wie Umgebungstemperatur, elektromagnetische Strahlung, Vibrationen oder Luftströmungen erzeugt, um den Energiespeicher zu laden bzw. die Entladezeit des Energiespeichers auf einen Wert, in dem der zweite Betriebsmodus nicht mehr ausgeführt werden kann, zu verlängern. Beispielsweise weist die Energiegewinnungsvorrichtung eine Solarzelle, eine Photovoltaikanlage, einen Piezoelektrischen Kristall, einen pyroelektrischen Kristall oder eine Antenne auf, um elektrische Energie aus der Umgebung zu erzeugen.
  • In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist der Energieversorgungsschaltkreis 202 ferner eingerichtet den Ladezustand des Energiespeichers zu erfassen, beispielsweise in Form eines Spannungsmessers der Spannung des Energiespeichers. Die Steuervorrichtung 102 kann ferner eingerichtet sein, den Ladezustand des Energiespeichers den von dem ersten Kommunikationsgerät 130 zu sendenden Datenpaket mit den Kommunikationsgerät-externen Daten hinzuzufügen, beispielsweise als ein Wert in einem vordefinierten Byte eines Datenpakets des Beacon-Protokolls.
  • Weiterhin ist in 2A veranschaulicht, dass die Steuervorrichtung 102 in verschiedenen Ausführungsbeispielen weiterhin eingerichtet ist, den Energieverbrauch der Erfass-Vorrichtung 134 zu steuern (in 2A veranschaulicht mittels des Pfeils und Schalters 206).
  • Beispielsweise kann die Steuervorrichtung 102 den Erfass-Schaltkreis 108 mittels der Verbindungen 204, 122, 132 im zweiten Betriebsmodus mit einem Betriebsstrom versorgen, sodass die Mess- und/oder Zählvorrichtung 106 eine Messung oder Zählung vornehmen kann und die erfassten Werte als Kommunikationsgerät-externe Daten mittels der Verbindung 126, 124, 118 an den Sendeempfangsschaltkreis 104 übermittelt werden können.
  • Optional kann die Steuervorrichtung 102 die Übertragung der Daten von dem Erfass-Schaltkreis 108 und dem Sendeempfangsschaltkreis 104 im zweiten Betriebsmodus steuern (in 2A veranschaulicht mittels des Pfeils 208), beispielsweise für den Fall, dass in der Steuervorrichtung 102 oder dem Erfass-Schaltkreis 108 mehrere, erfasste Werte der Mess- und/oder Zählvorrichtung 106 zunächst verarbeitet werden sollen, beispielsweise gemittelt werden sollen, bevor diese an das zweite Kommunikationsgerät 140 übermittelt werden sollen.
  • In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die Steuervorrichtung 102 eingerichtet, so dass die Erfass-Vorrichtung 134 im ersten Betriebsmodus stromlos geschaltet werden kann, beispielsweise mittels eines von der Steuervorrichtung 102 gesteuerten Schalters von dem Energieversorgungschaltkreis getrennt wird oder der bereitgestellte Betriebsstrom unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwert bleibt, beispielsweise unterhalb einer Kniespannung einer Diode. Dadurch kann beispielsweise die Mess- oder Zählvorrichtung 106 elektrisch vorgespannt bleiben, ohne aktiv zu messen bzw. zu zählen. Dies ermöglicht beispielsweise eine Reduzierung des Energieverbrauches der Mess- oder Zählvorrichtung 106 bei gleichzeitig schneller Ansprechzeit.
  • Ist die Erfass-Vorrichtung 134 bzw. die Mess- oder Zählvorrichtung 106 stromlos, kann dies auch bedeuten, dass es zu keiner Temperaturerhöhung durch Stromwäre bzw. ohmsche Verluste. Eine Temperaturerhöhung kann beispielsweise zu einem Ändern des Arbeitspunktes einer Verstärkerschaltung in dem Erfass-Schaltkreis 108 führen.
  • Alternativ kann der Betriebsstrom der Erfass-Vorrichtung 134 jedoch auch zum Heizen von Komponenten verwendet werden, beispielsweise zum Heizen der Mess- oder Zählvorrichtung 106 und/oder einer Verstärkerschaltung in dem Erfass-Schaltkreis 108.
  • 2B veranschaulicht in einem Diagramm weitere Merkmale und Ausführungsbeispiel des zweiten Kommunikationsgeräts 140 der 1.
  • In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist das zweite Kommunikationsgerät 140 eine Steuervorrichtung 220 (auch bezeichnet als Controller) auf, die mit einem Energieversorgungsschaltkreis 222 zu deren Betrieb verbunden (veranschaulicht mittels der Verbindung 234) ist. Der Energieversorgungsschaltkreis 222 kann gemäß einem Ausführungsbeispiel des Energieversorgungsschaltkreises 202 des ersten Kommunikationsgeräts eingerichtet sein. Alternativ kann der Energieversorgungsschaltkreis 222 des zweiten Kommunikationsgeräts 140 eine Verbindung zu einem Stromnetz sein.
  • Weiterhin weist das zweite Kommunikationsgerät 140 in verschiedenen Ausführungsbeispielen einen ersten Sendeempfangsschaltkreis 224 und einen zweiten Sendeempfangsschaltkreis 226 auf, die jeweils mit der Steuervorrichtung 220 des zweiten Kommunikationsgeräts 140 verbunden sind (veranschaulicht mittels der Pfeile 232, 236).
  • Der erste Sendeempfangsschaltkreis 224 ist eingerichtet, die Verbindung(en) 112, 116 (siehe 1) mit dem ersten Kommunikationsgerät 130 auszubilden. Der erste Sendeempfangsschaltkreis 224 ist beispielsweise gemäß einem der Ausführungsbeispiele des Sendeempfangsschaltkreises des ersten Kommunikationsgeräts ausgebildet.
  • Der zweite Sendeempfangsschaltkreis 226 ist eingerichtet, eine Verbindung(en) mit einer Vorrichtung, beispielsweise einem Netzwerk, die extern zu dem zweiten Kommunikationsgerät 140 ist, auszubilden. Der zweite Sendeempfangsschaltkreis 226 ist beispielsweise eingerichtet, eine drahtlose Verbindung mit einem Netzwerk, beispielsweise einem lokalen Netzwerk (LAN) oder dem Internet, oder einem Mobilfunknetz auszubilden, beispielsweise gemäß einem Mobilfunkstandard, beispielsweise 3G, 4G, 4G+, etc., beispielsweise gemäß dem UMTS (Universal Mobile Telecommunications Standard)-Standard, dem GSM (Global System for Mobile Communications)-Standard, dem CDMA2000 (CDMA: Code Division Multiple Access)-Standard oder dem FOMA (Freedom of Mobile Access)-Standard auf.
  • Das zweite Kommunikationsgerät kann anschaulich als Relaisstation zwischen dem ersten Kommunikationsgerät und einem Vorrichtung-externem Netzwerk fungieren.
  • Weiterhin weist das zweite Kommunikationsgerät 140 in verschiedenen Ausführungsbeispielen eine grafische Benutzeroberfläche 230 (GUI) auf, mittels der die Kommunikationsgerät-externen Daten be- oder verarbeitet werden können (veranschaulicht mittels des gestrichelten Pfeils 238).
  • Weiterhin weist das zweite Kommunikationsgerät 140 in verschiedenen Ausführungsbeispielen einen elektronischen Datenspeicher 228 auf oder ist mit diesem verbunden, wobei der elektronische Datenspeicher 228 mit der Steuervorrichtung 220 des zweiten Kommunikationsgeräts verbunden sind (veranschaulicht mittels der Pfeils 238).
  • In dem elektronischen Datenspeicher 228 können die vorgegebenen Signaldaten und/oder die Signalempfängerexternen Daten gespeichert werden.
  • Der elektronische Datenspeicher 228 Speicherkann ein flüchtiger Speicher sein, beispielsweise ein DRAM (Dynamic Random Access Memory) oder ein nichtflüchtiger Speicher, beispielsweise ein PROM (Programmable Read Only Memory), ein EPROM (Erasable ROM), ein EEPROM (Electrically Erasable PROM) oder ein Flash-Speicher, beispielsweise ein Floating-Gate-Speicher, ein Charge-Trapping-Speicher, ein MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory) oder ein PCRAM (Phase Change Random Access Memory).
  • Der elektronische Datenspeicher 228 kann physikalisch auch teilweise oder vollständig von der Steuervorrichtung 220 isoliert sein. Beispielsweise ist der elektronische Datenspeicher 228 in einem lokalen Rechnernetz oder onlinebasierten Rechnernetz (Cloud), beispielsweise in Form eines Speicherdienstes angeordnet. Beispielsweise sind die vorgegebenen Signaldaten lokal in dem zweiten Kommunikationsgerät 140 gespeichert und die Kommunikationsgerät-externen Daten werden, nach deren Empfang, vom zweiten Kommunikationsgerät 140 in das Rechnernetz „hochgeladen“.
  • 3 veranschaulicht in einem Diagramm ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung, wie sie oben beschrieben wurde.
  • Als Beispiel zur Veranschaulichung wird das Beispiel der Prüfung der Verbindungskraft einer Schraubverbindung beschrieben.
  • Die Mess-Vorrichtung des ersten Kommunikationsgeräts 130 weist in dem Ausführungsbeispiel einen Kraftsensor in Form einer drucksensitiven Unterlegscheibe auf, beispielsweise basierend auf der Unterlegscheibe. Die drucksensitive Unterlegscheibe kann wie eine herkömmliche Unterlegscheibe in einer Schraubverbindung (als kraftschlüssige Verbindung) eingebaut werden. Die drucksensitive Unterlegscheibe erfasst die Vorspannung der Schraubverbindung und ist somit ein Maß für die Verbindungskraft der Schraubverbindung. Somit kann ein Lösen oder Überspannen der Schraubverbindung frühzeitig mittels der drucksensitiven Unterlegscheibe erfasst werden.
  • Entgegen eines Drehmomentschlüssels, der das Drehmoment auf dem Gewinde des Bolzens misst und erheblich von der eigentlichen Vorspannung des Bolzens abweichen kann, misst die Schraubverbindung mit „drucksensitiver Unterlegscheiben“ die wirkliche Vorspannung des Bolzens.
  • Bei der drucksensitiven Unterlegscheibe handelt es sich beispielsweise um einen rein ohmschen Widerstand mit max. 2 mA Belastbarkeit und einem Grundwert von ca. 3,95 kΩ.
  • Alternativ zur drucksensitiven Unterlegscheibe kann/können auch ein oder mehrere Dehnungsmessstreifen oder piezoelektrische Element(e) verwendet werden.
  • Der Erfass-Schaltkreis des ersten Kommunikationsgeräts 130 weist eine, zu der drucksensitiven Unterlegscheibe passenden Mess- und Verstärkerschaltung auf, beispielsweise eine Messbrücke mit Messverstärker. Dadurch kann ein Rauschen und andere Störungen minimiert werden. Der Erfass-Schaltkreis kann dazu beispielsweise direkt mit der drucksensitiven Unterlegscheibe verbunden sein. Der ohmsche Widerstand der drucksensitiven Unterlegscheibe kann Bestandteil der Messbrücke sein.
  • Eine Batterie des Energieversorgungsschaltkreises kann in einem Gehäuse austauschbar angeordnet sein.
  • Die Steuervorrichtung mit dem Sendeempfangsschaltkreis des ersten Kommunikationsgeräts 130 ist als eine Bluetooth® Low Energie (BLE) Sende- und Empfangseinheit eingerichtet. Die BLE-Sende- und Empfangseinheit ist beispielsweise ein Texas Instruments CC2650 Launchpad XL der Firma Texas Instruments, das einen leistungsstarken ARM M3 32-Bit Prozessor mit BLE-Einheit auf einem Prozessor (SoC - Single on Chip) aufweist. Damit ist eine spätere Vorverarbeitung und Speicherung der Messdaten möglich. Das Launchpad XL ermöglicht zudem, dass für die Messgeräte den Erfass-Schaltkreis alle Kontakte zugänglich sind und die Firmware, beispielsweise die Software zur Steuerung der BLE-Einheit, per Computer auf einfache Weise gewechselt werden kann.
  • Die BLE-Sende- und Empfangseinheit kann beispielsweise direkt auf die Messbrücke des Erfass-Schaltkreises aufgesteckt sein.
  • Das durch die Verstärkerschaltung des Erfass-Schaltkreises aufbereitete Signal, das von der drucksensitiven Unterlegscheibe erfasst wird, wird an die BLE-Sende- und Empfangseinheit (Steuervorrichtung mit dem Sendeempfangsschaltkreis) weitergeleitet. Dieses, weitergeleitete Signal (Messwerte bzw. Signalempfängerexterne Daten) repräsentiert die Vorspannung auf dem Bolzen der Schraube der Schraubverbindung.
    Die Messbrücke wird von der BLE-Einheit mit Strom und einer Referenzspannung zum Erfassen der Vorspannung versorgt (in 2A veranschaulicht mittels des Pfeils 122 mit 206). Dies schafft die Möglichkeit die Messbrücke komplett abzuschalten, wenn nicht gemessen wird, beispielsweise im ersten Betriebsmodus. Dadurch kann signifikant Energie eingespart werden, beispielsweise die Entladezeit der Batterie verlängert werden, und ein mobiler Einsatz des ersten Kommunikationsgeräts, beispielsweise fernab von Wartungszentren, erst ermöglicht werden.
  • Die Messwerte werden aus dem Nah-Feld mit BLE 116 von dem zweiten Kommunikationsgerät 140 in Form eines Smartphone oder Scanners empfangen. Als Empfänger der Messwerte, das heißt als zweites Kommunikationsgerät, kann jedes herkömmliche Smartphone mit BLE und entsprechender, installierter Anwendung (App) verwendet werden. Alternativ oder zusätzliche kann als zweites Kommunikationsgerät ein herkömmliches, eingebettetes System verwendet werden, beispielsweise ein Ein-Platinen-Computer, beispielsweise ein Raspberry Pi B+, Raspberry Pi 0, Raspberry Pi 2 oder Raspberry Pi 3.
  • In dem Beispiel ist das zweite Kommunikationsgerät beispielsweise ein Smartphone oder Hand-Held-Scanner, das von einem Wartungspersonal mitgeführt wird oder ist in einem Messzug, der die Eisenbahnschienen abfährt, als Scanner fest installiert. Systematisch können die Smartphones beispielsweise als Hand-Held-Devices bei der Montage der Eisenbahnschienen mitgeführt und verwendet werden.
  • Die Messwerte können auf dem zweiten Kommunikationsgerät 140 angezeigt werden, beispielsweise mittels einer GUI 230 (siehe 2B). Zusätzlich oder alternativ können die Messwerte automatisch an ein Wartungszentrum 304 über herkömmliche Datenübertragung (zweiter Sendeempfangsschaltkreis 228 des zweiten Kommunikationsgeräts - siehe 2B) übertragen werden, beispielsweise mittels WiFi oder LTE. Mit anderen Worten: Das zweite Kommunikationsgerät sendet 302 die im BLE Nah-Feld empfangenen Daten über WiFi- und Datennetze an die Datenbank im Wartungszentrum 304. Dort werden die Daten gespeichert, ausgewertet (veranschaulicht mittels des Symbols 306) und gegebenenfalls eine Wartung ausgelöst.
  • Das gesamte Verfahren zur drahtlosen Übertragung der Kommunikationsgerät-externen Daten, beispielsweise der Messwerte der drucksensitiven Unterlegscheibe, basiert beispielsweise auf BLE im Modus „Simple Broadcaster“. Mit anderen Worten: es findet zwischen dem ersten Kommunikationsgerät und dem zweiten Kommunikationsgerät kein Bluetooth®-Pairing statt. Das zweite Kommunikationsgerät, beispielsweise das Smartphone, kann die Kommunikationsgerät-externen Daten an das Wartungszentrum 304 senden, ohne das die App für den Nutzer erkennbar gestartet ist.
  • Das zweite Kommunikationsgerät kann optional eine globales Positionierungssystem (GPS)-Maus aufweisen. Dadurch kann, in Ergänzung zu der bekannten Position des ersten Kommunikationsgeräts, die Position des zweiten Kommunikationsgeräts sicher erfasst werden. Mit anderen Worten: Aus der bekannten Position orts- bzw. positionsfester, erster Kommunikationsgeräte kann die Position eines zweiten Kommunikationsgerätes innerhalb vorgegebener Grenzen bzw. vorgegebener Genauigkeit ermittelt werden. Mittels der GPS-Maus kann eine zusätzliche Sicherheit in der Positionsbestimmung gewährleistet werden.
  • Eine Verbindung basierend auf einem Bluetooth®-Pairing ist häufig fehleranfällig und dauert für bestimmte Anwendungen zu lange. Beispielsweise fährt ein Messzug typischerweise eine Eisen- oder U-Bahnstrecke Strecke mit einer Geschwindigkeit von 100 km/h (27,7 m/s) ab. Die Reichweite (Radius), d.h. der Empfangsbereich des zweiten BLE-Kommunikationsgeräts beträgt ungefähr 30 Meter. Somit durchquert der Messzug den Empfangsbereich des ersten Kommunikationsgeräts in ungefähr 2 Sekunden. Somit darf der gesamte Mess- und Übertragungsvorgang der Vorrichtung zwei Sekunden dauern. Bei einem Dauerbetrieb des ersten Kommunikationsgeräts mit einer herkömmlichen Bluetooth®-Pairing-Verbindung wäre ein kontinuierliches Messen und Senden der Kommunikationsgerät-externen Daten erforderlich, wodurch die Batterie des ersten Kommunikationsgeräts sehr schnell Zeit entladen wäre.
  • Pro Tag wird beispielsweise ein Messvorgang durchgeführt, beispielsweise werden einmal am Tag nacheinander wenige Messungen, beispielsweise 4 bis 20, beispielsweise 10 Messungen durchgeführt. Für diese Messungen sind beispielsweise inklusive des Sendevorganges der Kommunikationsgerät-externen Daten an das zweite Kommunikationsgerät ein bis zwei Sekunden erforderlich. Somit ist die für die Übertragung erforderliche Zeit innerhalb der zur Verfügung stehenden Zeit.
  • Mit der Auswertung der Daten über einen längeren Zeitraum, beispielsweise eine Wochen bis Jahre, wird die höchste Effizienz erreicht. Damit werden die Wartungsintervalle planbar, da das Versagen bzw. der Wartungsbedarf bei den Bolzen der Schraubverbindung vorhersagbar wird. Damit kann eine ganz neue Kosteneffizienz erreicht werden.
  • Mehrere erste Kommunikationsgeräte mit überlappendem Empfangsbereich in einem funktionalen Bereich, im beschrieben Beispiel kann dies beispielsweise ein Rangierbahnhof sein, können die mehreren ersten Kommunikationsgeräte dieselbe UUID haben, die frei gewählt werden kann. Mittels der UUID können beispielsweise in einer Datenauswertung Daten von funktional unterschiedlichen Bereichen voneinander unterschieden werden. Mit dem Major-Wert beim iBeacon™-Protokoll können die einzelnen ersten Kommunikationsgeräte der mehreren ersten Kommunikationsgeräte voneinander unterschieden werden bzw. identifiziert werden. So lassen sich beispielsweise 65536 (entsprechen 2 Byte) erste Kommunikationsgeräte in einem funktionalen Bereich separat identifizieren oder zuordnen. Der Minor-Wert kann entgegen der Spezifikation des iBeacon™-Protokolls für die Übertragung von Kommunikationsgerät-externen Daten, beispielsweise Messwerten, genutzt werden, das heißt es würden 12-Bit zur Übertragung von Messwerten bereitstehen. Nach jeder Messung kann der Minor-Wert eines zu sendenden iBeacon™-Datenpakets mit dem Messwert ersetzt werden.
    Die erste Kommunikationsvorrichtung kann kompakt, in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. Alternativ kann ein Teil, beispielsweise der Erfass-Vorrichtung, in einem separaten Gehäuse oder freiliegend sein und mit einem Kabel mit den weiteren Komponenten des ersten Kommunikationsgeräts verbunden sein. Beispielsweise beinhaltet das Gehäuse nur die Verstärkerschaltung und die von der drucksensitiven Unterlegscheibe erfassten Daten werden per Kabel an die BLE-Sende- und Empfangseinheit übertragen. Von dort kann der - Sende- und Empfangseinheit kann die drucksensitive Unterlegscheibe auch seine Stromversorgung erhalten. Mittels der Kabelanbindung können die erfassten Daten mehreren drucksensitiven Unterlegscheiben mit einer BLE-Sende- und Empfangseinheit übertragen werden.
  • Mit einem zweiten Kommunikationsgerät lassen sich Kommunikationsgerät-externe Daten von beispielsweise bis 200 unterschiedlichen, ersten Kommunikationsgeräten gleichzeitig empfangen. Die Anzahl ist bei BLE beispielsweise durch das Sendeband bei 2,4 GHz und die Kanäle 37-39 begrenzt. Sollte anwendungsspezifisch eine höhere Dichte an ersten Kommunikationsgeräten benötigt werden, kann dies mittels eines Verbindens mehrerer Mess-Vorrichtungen mit einem gemeinsamen Sendeempfangsschaltkreis realisiert werden, wobei die Messwerte nach einander gesendet werden.
  • Das Senden der Kommunikationsgerät-externen Daten auf Anforderung, das heißt nur nach Empfangen der vorgegeben Signaldaten, beispielsweise einem BLE-Advertising-Paket, vom zweiten Kommunikationsgerät, bewirkt ein nichtkontinuierliches Senden der Kommunikationsgerät-externen Daten vom ersten Kommunikationsgerät. Dadurch kann der Energieverbrauch des ersten Kommunikationsgeräts reduziert werden.
  • Mit anderen Worten: das erste Kommunikationsgerät wird auf „nur empfangen“ eingestellt. Ist ein zweites Kommunikationsgerät, beispielsweise ein Scanner (oder Smartphone mit App) im Empfangsbereich des ersten Kommunikationsgerätes wird das erste Kommunikationsgerät „aufgeweckt“ und für eine vorgegebene, begrenzte Zeit in den Mess- und Sendemodus (zweiter Betriebsmodus) versetzt. Danach wird das erste Kommunikationsgerät wieder in den energieeffizienten Modus „nur empfangen“ (erster Betriebsmodus) versetzt.
  • 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 400 zum Senden von Kommunikationsgerät-externen Daten von einem ersten Kommunikationsgerät an ein zweites Kommunikationsgerät mittels einer drahtlosen Verbindung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
  • Die im Verfahren 400 verwendeten Funktionen und Komponenten können gemäß einem oben beschriebenem Ausführungsbeispiel eingerichtet.
  • Das Verfahren 400 weist ein verbindungsloses Senden S1 vorgegebener Signaldaten von dem zweiten Kommunikationsgerät an das erste Kommunikationsgerät auf.
  • Weiterhin weist das Verfahren 400 ein Wechseln S2, nach dem Empfangen der vorgegebenen Signaldaten mittels eines Sendeempfangsschaltkreises des ersten Kommunikationsgerät, des ersten Kommunikationsgeräts von einem ersten Betriebsmodus in einen zweiten Betriebsmodus. Der erste Betriebsmodus ist ein Ruhebetrieb, in dem das erste Kommunikationsgerät in einem Empfangsmodus ist, ohne Daten zu senden. Der zweite Betriebsmodus weist einen Sendebetrieb auf, in dem das erste Kommunikationsgerät die Kommunikationsgerät-externen Daten verbindungslos sendet. Weiterhin weist das Verfahren 400 ein Erfassen S3 Kommunikationsgerät-externer Daten basierend auf einer Messung und/oder einer Zählung mittels einer Erfass-Vorrichtung.
  • Weiterhin weist das Verfahren 400 ein verbindungsloses Senden S4 der erfassten Kommunikationsgerät-externen Daten mittels des Sendeempfangsschaltkreises des ersten Kommunikationsgeräts an das zweite Kommunikationsgerät.
  • Die Kommunikationsgerät-externen Daten können als Teil der Nutzdaten und/oder als Teil der Identität in einem Beacon-Protokoll gesendet werden.
  • Weiterhin weist das Verfahren 400 ein Wechseln S5 des ersten Kommunikationsgeräts von dem zweiten Betriebsmodus in den ersten Betriebsmodus nach dem verbindungslosen Senden der Kommunikationsgerät-externen Daten.
  • 5 veranschaulicht in einem Ablaufdiagramm ein Ausführungsbeispiel 500 eines Verfahrens 400 zum Senden von Kommunikationsgerät-externen Daten von einem ersten Kommunikationsgerät an ein zweites Kommunikationsgerät mittels einer drahtlosen Verbindung.
  • In dem Ablaufdiagramm ist die Kommunikation 502, 506 zwischen dem ersten Kommunikationsgerät 130 und dem zweiten Kommunikationsgerät 140 im Verlaufe der Zeit 510 und die in dem jeweiligen Kommunikationsgerät 130, 140 erfolgenden Aktionen 504, 508 veranschaulicht.
  • Das zweite Kommunikationsgerät basierend auf Bluetooth® low energy kann in einem so genanntem Advertisement-Modus betrieben werden. Insofern sich das zweite Kommunikationsgerät im Empfangsbereich des ersten Kommunikationsgeräts befindet, kann das zweite Kommunikationsgerät durch Senden der vorgegebenen Signaldaten, das heißt durch Senden des BLE-Advertising-Pakets, das erste Kommunikationsgerät über seine Anwesenheit
  • Mit anderen Worten:
  • Das zweite Kommunikationsgerät 140 sendet anwendungsspezifisch, beispielsweise kontinuierlich oder in vorgegebenen Intervallen, seine ID als erstes Beacon-Advertising-Paket.
  • Basiert das Beacon-Advertising-Paket auf dem iBeacon™-Protokoll, weist das Paket eine UUID-, einen Major- und einen Minor-Wert auf. Die UUID sollte im anwendungsspezifischen Einzugsbereich eindeutig sein. Der UUID-Wert bildet zusammen mit dem Major- und Minor-Wert eine 32 Byte lange ID des zweiten Kommunikationsgeräts 140. Major- und Minor-Wert sind teilweise optional und erlauben eine weitere Eingrenzung der ID, beispielsweise wenn anwendungsspezifisch mehrere zweite Kommunikationsgeräte mit zueinander überlappendem Empfangsbereich vorgesehen sind.
  • Ist die ID des zweiten Kommunikationsgeräts 140 definiert kann das zweite Kommunikationsgerät 140 das Advertising beginnen, d.h. das Beacon-Advertising-Paket als Signaldaten senden (veranschaulicht mittels des Pfeils 502).
  • Der Empfangsbereich 114 des ersten Kommunikationsgeräts 130 kann beim iBeacon™-Protokoll mittels eines anwendungsspezifisch programmiert sein. Dazu befindet sich das erste Kommunikationsgerät 130 in einem Monitoring Use Case. Der Monitoring Use Case basiert auf dem Proximity Profile, das auf dem Generic Attribute Profile (GATT) basiert, der Bluetooth® Core Spezifikation 4.0.
  • Sobald das zweite Kommunikationsgerät 140 in den Empfangsbereich 114 des ersten Kommunikationsgeräts 130 ist, kann das erste Kommunikationsgerät 130 das Beacon-Advertising-Paket empfangen. Die ID, d.h. die UUID zusammen mit dem Major-Werten, des Beacon-Advertising-Paket des zweiten Kommunikationsgeräts 140 sind der Auslöser (trigger) für das Senden des Beacon-Advertising-Paket ausgehend vom ersten Kommunikationsgeräts 130 mit den Kommunikationsgerät-externen Daten in den Minor-Werten.
  • Dadurch ist die Datenübertragung schneller als beispielsweise bei einem „Bluetooth Pairing“. Weiterhin können die Kommunikationsgerät-externen Daten mittels des zweiten Kommunikationsgerätes 140 eingesammelt werden und das ohne eine aktive Benutzereingabe bzw. ein Benutzereingriff erforderlich wäre.
  • Das zweite Kommunikationsgerät 140 empfängt das zweite Beacon-Advertising-Paket (veranschaulicht als Aktion 508), das heißt die Kommunikationsgerät-externen Daten. Die Kommunikationsgerät-externen Daten können dann beispielsweise an ein Wartungszentrum gesendet und/oder angezeigt werden.
  • Mit anderen Worten: Das erste Kommunikationsgerät 130 und das zweite Kommunikationsgerät 140 befinden sich für die Datenübertragung der Kommunikations-externen Daten wechselseitig im „Region Monitoring“ Modus des Core Location API, beispielsweise eines iPhones als zweites Kommunikationsgerätes. Bei einem Smartphone mit Android-Betriebssystem gibt es einen funktional ähnlichen Modus.
  • Das zweite Kommunikationsgerät 140 ist so konfiguriert, dass es anwendungsspezifisch die Nutzdaten, beim iBeacon™-Protokoll beispielsweise die Major- und/oder Minor-Werte, als nicht zur ID-gehörend interpretiert, sondern deren Werte speichert und/oder verarbeitet. Somit können mittels eines Beacon-Protokolls Kommunikationsgerät-externen Daten zwischen dem ersten und dem zweiten Kommunikationsgerät 140 übertragen werden.
  • Verlässt das zweite Kommunikationsgerät 140 den Empfangsbereich 114 des ersten Kommunikationsgeräts 130, wird in dem ersten Kommunikationsgerät 130 ein Wechsel in einen Ruhemodus (erster Betriebsmodus) ausgelöst, in dem das erste Kommunikationsgerät 130 im Wesentlichen nur Signaldaten empfangen kann, beispielsweise das Umfeld scannt.
  • Mit anderen Worten: das zweite Kommunikationsgerät 140 sendet die vorgegebenen Signaldaten, beispielsweise das Beacon-Advertising-Paket mit der UUID des zweiten Kommunikationsgeräts 140, in bestimmten zeitlichen Intervallen und das erste Kommunikationsgerät 130 scannt in zeitlich festgelegten Intervallen nach diesen Broadcast-Signaldaten.
  • In einem Ausführungsbeispiel 1 ist eine Vorrichtung bereitgestellt. Die Vorrichtung weist ein erstes Kommunikationsgerät und ein zweites Kommunikationsgerät auf. Das erste Kommunikationsgerät weist auf: eine Erfass-Vorrichtung zum Erfassen Kommunikationsgerät-externer Daten basierend auf einer Messung und/oder einer Zählung, eine Steuervorrichtung und Sendeempfangsschaltkreis auf. Das Steuervorrichtung ist eingerichtet, so dass das erste Kommunikationsgerät betreibbar ist in: einem ersten Betriebsmodus, der ein Ruhebetrieb ist, in dem das erste Kommunikationsgerät in einem Empfangsmodus ist, ohne die Kommunikationsgerät-externen Daten zu senden, und mindestens einem zweiten Betriebsmodus, der einen Sendebetrieb aufweist, in dem die Kommunikationsgerät-externen Daten gesendet werden. Das erste Kommunikationsgerät wechselt nach Empfang vorgegebener Signaldaten von dem ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus und wechselt nach dem Senden der Kommunikationsgerät-externen Daten von dem zweiten Betriebsmodus in den ersten Betriebsmodus. Der Sendeempfangsschaltkreis ist mit der Erfass-Vorrichtung und der Steuervorrichtung verbunden und ist eingerichtet, über eine drahtlose Verbindung die vorgegebenen Signaldaten zu empfangen und die Kommunikationsgerät-externen Daten verbindungslos zu senden. Das zweite Kommunikationsgerät ist eingerichtet, die vorgegebenen Signaldaten verbindungslos zu senden und die Kommunikationsgerät-externen Daten zu empfangen.
  • Die Kommunikationsgerät-externen Daten können als Teil der Nutzdaten und/oder als Teil der Identität in einem Beacon-Protokoll gesendet werden.
  • In einem Ausführungsbeispiel 2 weist das Ausführungsbeispiel 1 auf, dass die Steuervorrichtung eingerichtet ist, dass das erste Kommunikationsgerät unmittelbar nach dem Senden der Kommunikationsgerät-externen Daten von dem zweiten Betriebsmodus in den ersten Betriebsmodus wechselt.
  • In einem Ausführungsbeispiel 3 weist das Ausführungsbeispiel 1 auf, dass das erste Kommunikationsgerät einen Empfangsbereich aufweist, wobei das erste Kommunikationsgerät die vorgegebenen Signaldaten empfängt, wenn sich das zweite Kommunikationsgerät innerhalb des Empfangsbereiches befindet, und die Steuervorrichtung eingerichtet ist, dass das erste Kommunikationsgerät von dem zweiten Betriebsmodus in den ersten Betriebsmodus wechselt, wenn das zweite Kommunikationsgerät den Empfangsbereich verlässt.
  • In einem Ausführungsbeispiel 4 weist eines der Ausführungsbeispiele 1 bis 3 auf, dass die drahtlose Verbindung eine der folgenden Verbindungen ist: eine Bluetooth® Low Energy (BLE)-Verbindung; eine WiFi-Verbindung; und/oder eine Ultraschall-Verbindung.
  • In einem Ausführungsbeispiel 5 weist eines der Ausführungsbeispiele 1 bis 4 auf, dass das erste Kommunikationsgerät einen im Wesentlichen stationären, ersten Empfangsbereich aufweist und das zweite Kommunikationsgerät einen im Wesentlichen stationären, zweiten Empfangsbereich aufweist.
  • In einem Ausführungsbeispiel 6 weist eines der Ausführungsbeispiele 1 bis 5 auf, wobei das zweite Kommunikationsgerät stationär ist und das erste Kommunikationsgerät mobil ist; oder wobei das erste Kommunikationsgerät stationär ist und das zweite Kommunikationsgerät mobil ist.
  • In einem Ausführungsbeispiel 7 weist eines der Ausführungsbeispiele 1 bis 6 auf, dass das erste Kommunikationsgerät ferner einen Energieversorgungsschaltkreis mit einem Energiespeicher zum Betreiben der Steuervorrichtung und des Sendeempfangsschaltkreis aufweist, wobei der Energieversorgungsschaltkreis eine Energiegewinnungsvorrichtung aufweist, die eingerichtet ist den Energiespeicher zu laden.
  • In einem Ausführungsbeispiel 8 weist das Ausführungsbeispiel 7 auf, dass die Steuervorrichtung eingerichtet ist, die Erfass-Vorrichtung mittels des Energiespeichers im zweiten Betriebsmodus zu betreiben und die Erfass-Vorrichtung im ersten Betriebsmodus stromlos zu schalten.
  • In einem Ausführungsbeispiel 9 weist eines der Ausführungsbeispiele 1 bis 8 auf, dass die Vorrichtung mehrere Erfass-Vorrichtungen zum Erfassen mehrerer Kommunikationsgerät-externer Daten aufweist, wobei die Kommunikationsgerät-externen Daten voneinander unabhängig sind, und wobei die mehreren Erfass-Vorrichtungen mit einem gemeinsamen Sendeempfangsschaltkreis verbunden sind.
  • In einem Ausführungsbeispiel 10 weist eines der Ausführungsbeispiele 1 bis 9 auf, dass die Erfass-Vorrichtung eingerichtet ist, mehrere Datensätze Kommunikationsgerät-externer Daten zu erfassen, wobei die Datensätze auf zueinander unterschiedlichen Kommunikationsgerät-externen Daten basieren, und wobei die Steuervorrichtung eingerichtet ist, abhängig von den vorgegebenen Signaldaten des zweiten Kommunikationsgeräts, ein Datensatz der mehreren Datensätze als von dem ersten Kommunikationsgerät zu erfassende und zu sendende, Kommunikationsgerät-externe Daten auszuwählen.
  • In einem Ausführungsbeispiel 11 weist eines der Ausführungsbeispiele 1 bis 10 auf, dass die Erfass-Vorrichtung mit einer kraftschlüssigen, formschlüssigen und/oder stoffschlüssigen Verbindung verbunden ist und die erfassten, Kommunikationsgerät-externen Daten im Zusammenhang mit der Verbindungskraft der Verbindung steht.
  • In einem Ausführungsbeispiel 12 weist eines der Ausführungsbeispiele 1 bis 11 auf, dass die Erfass-Vorrichtung mit einer drehbaren Vorrichtung verbunden ist und die erfassten, Kommunikationsgerät-externen Daten im Zusammenhang mit der Anzahl an Drehungen der drehbaren Vorrichtung steht.
  • In einem Ausführungsbeispiel 13 weist eines der Ausführungsbeispiele 1 bis 12 auf, dass die Erfass-Vorrichtung mit einer Mess-Vorrichtung zum Messen eines medizinischen oder biologischen Parameters verbunden ist und die erfassten, Kommunikationsgerät-externen Daten im Zusammenhang mit dem Wert des medizinischen oder biologischen Parameters steht.
  • In einem Ausführungsbeispiel 14 weist eines der Ausführungsbeispiele 1 bis 13 auf, dass die Erfass-Vorrichtung mit einer weiteren batteriebetriebenen Vorrichtung steht und die erfassten, Kommunikationsgerät-externen Daten im Zusammenhang mit dem Ladezustand der Batterie der weiteren batteriebetriebenen Vorrichtung steht.
  • In einem Ausführungsbeispiel 15 wird ein Verfahren zum Senden von Kommunikationsgerät-externen Daten von einem ersten Kommunikationsgerät an ein zweites Kommunikationsgerät mittels einer drahtlosen Verbindung bereitgestellt. Das Verfahren weist auf: ein verbindungsloses Senden vorgegebener Signaldaten von dem zweiten Kommunikationsgerät an das erste Kommunikationsgerät; ein Wechseln, nach dem Empfangen der vorgegebenen Signaldaten mittels eines Sendeempfangsschaltkreis des ersten Kommunikationsgerät, des Kommunikationsgeräts von einem ersten Betriebsmodus in einen zweiten Betriebsmodus, wobei der erste Betriebsmodus, ein Ruhebetrieb ist, in dem das erste Kommunikationsgerät in einem Empfangsmodus ist, ohne Daten zu senden, und der zweite Betriebsmodus einen Sendebetrieb aufweist, in dem das erste Kommunikationsgerät die Kommunikationsgerät-externen Daten verbindungslos sendet; und ein Erfassen Kommunikationsgerät-externer Daten basierend auf einer Messung und/oder einer Zählung mittels einer Erfass-Vorrichtung; und ein verbindungsloses Senden der erfassten Kommunikationsgerät-externen Daten mittels des Sendeempfangsschaltkreis des ersten Kommunikationsgeräts an das zweite Kommunikationsgerät, und ein Wechseln des ersten Kommunikationsgeräts von dem zweiten Betriebsmodus in den ersten Betriebsmodus nach dem Senden der Kommunikationsgerät-externen Daten.
  • Die Kommunikationsgerät-externen Daten können beispielsweise als Teil der Nutzdaten und/oder als Teil der Identität in einem Beacon-Protokoll gesendet werden.
  • In einem Ausführungsbeispiel 16 weist das Ausführungsbeispiel 15 auf, dass das erste Kommunikationsgerät unmittelbar nach dem Senden der Kommunikationsgerät-externen Daten von dem zweiten Betriebsmodus in den ersten Betriebsmodus wechselt.
  • In einem Ausführungsbeispiel 17 weist das Ausführungsbeispiel 15 auf, dass das erste Kommunikationsgerät einen Empfangsbereich aufweist, wobei das erste Kommunikationsgerät die vorgegebenen Signaldaten empfängt, wenn sich das zweite Kommunikationsgerät innerhalb des Empfangsbereiches befindet, und wobei das erste Kommunikationsgerät von dem zweiten Betriebsmodus in den ersten Betriebsmodus wechselt, wenn das zweite Kommunikationsgerät den Empfangsbereich verlässt.
  • In einem Ausführungsbeispiel 18 weist eines der Ausführungsbeispiele 15 bis 17 auf, dass die drahtlose Verbindung eine der folgenden Verbindungen ist: eine Bluetooth Low Energy (BLE)-Verbindung; eine WiFi-Verbindung; und/oder eine Ultraschall-Verbindung.
  • In einem Ausführungsbeispiel 19 weist eines der Ausführungsbeispiele 15 bis 18 auf, dass das erste Kommunikationsgerät einen im Wesentlichen stationären, ersten Empfangsbereich aufweist und das zweite Kommunikationsgerät einen im Wesentlichen stationären, zweiten Empfangsbereich aufweist.
  • In einem Ausführungsbeispiel 20 weist eines der Ausführungsbeispiele 15 bis 19 auf, wobei das zweite Kommunikationsgerät stationär ist und das erste Kommunikationsgerät mobil ist; oder wobei das erste Kommunikationsgerät stationär ist und das zweite Kommunikationsgerät mobil ist.
  • In einem Ausführungsbeispiel 21 weist eines der Ausführungsbeispiele 15 bis 20 auf, dass das erste Kommunikationsgerät ferner einen Energieversorgungsschaltkreis mit einem Energiespeicher zum Betreiben der Steuervorrichtung und des Sendeempfangsschaltkreis aufweist, wobei der Energieversorgungsschaltkreis eine Energiegewinnungsvorrichtung aufweist, die eingerichtet wird den Energiespeicher zu laden.
  • In einem Ausführungsbeispiel 22 weist das Ausführungsbeispiel 21 auf, dass die Steuervorrichtung eingerichtet ist, die Erfass-Vorrichtung mittels des Energiespeichers im zweiten Betriebsmodus zu betreiben und die Erfass-Vorrichtung im ersten Betriebsmodus stromlos zu schalten.
  • In einem Ausführungsbeispiel 23 weist eines der Ausführungsbeispiele 15 bis 22 auf, dass die Vorrichtung mehrere Erfass-Vorrichtungen zum Erfassen mehrerer Kommunikationsgerät-externer Daten aufweist, wobei die Kommunikationsgerät-externen Daten voneinander unabhängig sind, und wobei die mehreren Erfass-Vorrichtungen mit einem gemeinsamen Sendeempfangsschaltkreis verbunden sind.
  • In einem Ausführungsbeispiel 24 weist eines der Ausführungsbeispiele 15 bis 23 auf, dass die Erfass-Vorrichtung eingerichtet ist, mehrere Datensätze Kommunikationsgerät-externer Daten zu erfassen, wobei die Datensätze auf zueinander unterschiedlichen Kommunikationsgerät-externen Daten basieren, und wobei die Steuervorrichtung eingerichtet ist, abhängig von den vorgegebenen Signaldaten des zweiten Kommunikationsgeräts, ein Datensatz der mehreren Datensätze als von dem ersten Kommunikationsgerät zu erfassende und zu sendende, Kommunikationsgerät-externe Daten auszuwählen.
  • In einem Ausführungsbeispiel 25 weist eines der Ausführungsbeispiele 15 bis 24 auf, dass die Erfass-Vorrichtung mit einer kraftschlüssigen, formschlüssigen und/oder stoffschlüssigen Verbindung verbunden wird und die erfassten, Kommunikationsgerät-externen Daten im Zusammenhang mit der Verbindungskraft der Verbindung steht.
  • In einem Ausführungsbeispiel 26 weist eines der Ausführungsbeispiele 15 bis 25 auf, dass die Erfass-Vorrichtung mit drehbaren Vorrichtung verbunden wird und die erfassten, Kommunikationsgerät-externen Daten im Zusammenhang mit der Anzahl an Drehungen der drehbaren Vorrichtung steht.
  • In einem Ausführungsbeispiel 27 weist eines der Ausführungsbeispiele 15 bis 26 auf, dass die Erfass-Vorrichtung mit einer Mess-Vorrichtung zum Messen eines medizinischen oder biologischen Parameters verbunden wird und die erfassten, Kommunikationsgerät-externen Daten im Zusammenhang mit dem Wert des medizinischen oder biologischen Parameters steht.
  • In einem Ausführungsbeispiel 28 weist eines der Ausführungsbeispiele 15 bis 27 auf, dass die Erfass-Vorrichtung mit einer weiteren batteriebetriebenen Vorrichtung steht und die erfassten, Kommunikationsgerät-externen Daten im Zusammenhang mit dem Ladezustand der Batterie der weiteren batteriebetriebenen Vorrichtung steht.
  • Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele können implementiert werden in Software, d.h. mittels eines oder mehrerer Computerprogramme, in Hardware, d.h. mittels einer oder mehrerer spezieller elektronischer Schaltungen oder in beliebig hybrider Form, d.h. in beliebiger Aufteilung in Software und Hardware.
  • Weiterhin ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, insbesondere nicht auf ein iBeacon™-Protokoll oder ein Bluetooth® Low Energy-Kommunikationsnetzwerk. Auf ähnliche Weise können anwendungsspezifisch andere BLE-Beacon-Protokolle oder andere Übertragungsstandards, beispielsweise einer Ultraschall-Verbindung, einer Mobilfunk-Verbindung oder einer Wi-Fi-Verbindung, verwendet werden, wobei die einzelnen Funktionen abhängig von dem verwendeten Protokoll und dem verwendeten Übertragungsstandard andere Bezeichnung haben können. Mit anderen Worten: Jedes Kommunikationsnetzwerk kann im Rahmen der Erfindung eingesetzt werden, das eine Positionsbestimmung eines Kommunikationsgerätes mittels „Beacons“ unterstützt.

Claims (15)

  1. Vorrichtung (100), aufweisend: • ein erstes Kommunikationsgerät (130) aufweisend: • einen Erfass-Vorrichtung (134) zum Erfassen Kommunikationsgerät-externer Daten (128) basierend auf einer Messung und/oder einer Zählung, • eine Steuervorrichtung (102) eingerichtet, so dass das erste Kommunikationsgerät (130) betreibbar ist in: • einem ersten Betriebsmodus, der ein Ruhebetrieb ist, in dem das erste Kommunikationsgerät (130) in einem Empfangsmodus ist, ohne die Kommunikationsgerät-externen Daten (128) zu senden, und • mindestens einem zweiten Betriebsmodus, der einen Sendebetrieb aufweist, in dem die Kommunikationsgerät-externen Daten (128) verbindungslos gesendet werden, • wobei das erste Kommunikationsgerät (130) nach Empfang vorgegebener Signaldaten von dem ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus wechselt und nach dem verbindungslosen Senden der Kommunikationsgerät-externen Daten (128) von dem zweiten Betriebsmodus in den ersten Betriebsmodus wechselt; und • ein Sendeempfangsschaltkreis (104), der mit der Erfass-Vorrichtung (134) und der Steuervorrichtung (102) verbunden ist, und eingerichtet ist, über eine drahtlose Verbindung (112, 116) die vorgegebenen Signaldaten zu empfangen und die Kommunikationsgerät-externen Daten (128) verbindungslos zu senden, • ein zweites Kommunikationsgerät (140), das eingerichtet ist, die vorgegebenen Signaldaten verbindungslos zu senden und die Kommunikationsgerät-externen Daten (128) zu empfangen.
  2. Vorrichtung (100) gemäß Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung (102) eingerichtet ist, dass das erste Kommunikationsgerät (130) unmittelbar nach dem Senden der Kommunikationsgerät-externen Daten (128) von dem zweiten Betriebsmodus in den ersten Betriebsmodus wechselt.
  3. Vorrichtung (100) gemäß Anspruch 1, wobei das erste Kommunikationsgerät (130) einen Empfangsbereich (114) aufweist, wobei das erste Kommunikationsgerät (130) die vorgegebenen Signaldaten empfängt, wenn sich das zweite Kommunikationsgerät innerhalb des Empfangsbereiches (114) befindet, und wobei die Steuervorrichtung (102) eingerichtet ist, dass das erste Kommunikationsgerät (130) von dem zweiten Betriebsmodus in den ersten Betriebsmodus wechselt, wenn das zweite Kommunikationsgerät (140) den Empfangsbereich (114) verlässt.
  4. Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die drahtlose Verbindung (112, 116) eine Verbindung aus der Gruppe der Verbindungen ist: • eine Bluetooth Low Energy (BLE)-Verbindung; • eine WiFi-Verbindung; • eine Mobilfunk-Verbindung und/oder • eine Ultraschall-Verbindung.
  5. Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das erste Kommunikationsgerät (130) einen im Wesentlichen stationären, ersten Empfangsbereich (114) aufweist und das zweite Kommunikationsgerät (140) einen im Wesentlichen stationären, zweiten Empfangsbereich aufweist.
  6. Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das zweite Kommunikationsgerät (140) stationär ist und das erste Kommunikationsgerät (130) mobil ist; oder wobei das erste Kommunikationsgerät (130) stationär ist und das zweite Kommunikationsgerät mobil ist; oder wobei das erste Kommunikationsgerät (130) mobil ist und das zweite Kommunikationsgerät (140) mobil ist.
  7. Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das erste Kommunikationsgerät (130) ferner einen Energieversorgungsschaltkreis (202) mit einem Energiespeicher zum Betreiben der Steuervorrichtung (102) und des Sendeempfangsschaltkreis (104) aufweist, wobei der Energieversorgungsschaltkreis (202) eine Energiegewinnungsvorrichtung (100) aufweist, die eingerichtet ist, den Energiespeicher zu laden.
  8. Vorrichtung (100) gemäß Anspruch 7, wobei die Steuervorrichtung (102) eingerichtet ist, die Erfass-Vorrichtung (134) mittels des Energiespeichers im zweiten Betriebsmodus zu betreiben und die Erfass-Vorrichtung (134) im ersten Betriebsmodus stromlos zu schalten.
  9. Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, aufweisend mehrere Erfass-Vorrichtungen (134) zum Erfassen mehrerer Kommunikationsgerät-externer Daten (128), wobei die Kommunikationsgerät-externen Daten (128) voneinander unabhängig sind, wobei die mehreren Erfass-Vorrichtungen (134) mit einem gemeinsamen Sendeempfangsschaltkreis (104) verbunden sind.
  10. Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Erfass-Vorrichtung (134) eingerichtet ist, mehrere Datensätze Kommunikationsgerät-externer Daten (128) zu erfassen, wobei die Datensätze auf zueinander unterschiedlichen Kommunikationsgerät-externen Daten (128) basieren, und wobei die Steuervorrichtung (102) eingerichtet ist, abhängig von den vorgegebenen Signaldaten des zweiten Kommunikationsgeräts (140), ein Datensatz der mehreren Datensätze als von dem ersten Kommunikationsgerät (130) zu erfassende und zu sendende, Kommunikationsgerät-externe Daten auszuwählen.
  11. Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Erfass-Vorrichtung (134) mit einer kraftschlüssigen, formschlüssigen und/oder stoffschlüssigen Verbindung verbunden ist und die erfassten, Kommunikationsgerät-externen Daten (128) im Zusammenhang mit der Verbindungskraft der Verbindung steht.
  12. Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Erfass-Vorrichtung (134) mit einer drehbaren Vorrichtung verbunden ist und die erfassten, Kommunikationsgerät-externen Daten (128) im Zusammenhang mit der Anzahl an Drehungen der drehbaren Vorrichtung steht.
  13. Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Erfass-Vorrichtung (134) mit einer Mess-Vorrichtung (106) zum Messen eines medizinischen oder biologischen Parameters verbunden ist und die erfassten, Kommunikationsgerät-externen Daten (128) im Zusammenhang mit dem Wert des medizinischen oder biologischen Parameters steht.
  14. Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Erfass-Vorrichtung (134) mit einer weiteren batteriebetriebenen Vorrichtung steht und die erfassten, Kommunikationsgerät-externen Daten (128) im Zusammenhang mit dem Ladezustand der Batterie der weiteren batteriebetriebenen Vorrichtung steht.
  15. Verfahren zum Senden von Kommunikationsgerät-externen Daten (128) von einem ersten Kommunikationsgerät (130) an ein zweites Kommunikationsgerät (140) mittels einer drahtlosen Verbindung, das Verfahren aufweisend: • verbindungsloses Senden (S1) vorgegebener Signaldaten von dem zweiten Kommunikationsgerät (140) an das erste Kommunikationsgerät (130); • Wechseln (S2), nach dem Empfangen der vorgegebenen Signaldaten mittels eines Sendeempfangsschaltkreis (104) des ersten Kommunikationsgeräts (130), des Kommunikationsgeräts von einem ersten Betriebsmodus in einen zweiten Betriebsmodus, • wobei der erste Betriebsmodus, ein Ruhebetrieb ist, in dem das erste Kommunikationsgerät (130) in einem Empfangsmodus ist, ohne Daten zu senden, und der zweite Betriebsmodus einen Sendebetrieb aufweist, in dem das erste Kommunikationsgerät (130) die Kommunikationsgerät-externen Daten (128) verbindungslos sendet; und • Erfassen (S3) Kommunikationsgerät-externer Daten (128) basierend auf einer Messung und/oder einer Zählung mittels einer Erfass-Vorrichtung (134); • verbindungsloses Senden (S4) der erfassten Kommunikationsgerät-externen Daten (128) mittels des Sendeempfangsschaltkreis (104) des ersten Kommunikationsgeräts (130) an das zweite Kommunikationsgerät (140), wobei die Kommunikationsgerät-externen Daten (128) als Teil der Nutzdaten und/oder als Teil der Identität in einem Beacon-Protokoll gesendet werden, und • Wechseln (S5) des ersten Kommunikationsgeräts (130) von dem zweiten Betriebsmodus in den ersten Betriebsmodus nach dem verbindungslosen Senden der Kommunikationsgerät-externen Daten (128).
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US20170086054A1 (en) * 2015-09-22 2017-03-23 Veniam, Inc. Systems and methods for collecting sensor data in a network of moving things

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