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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für eine Ersteinrichtung von Markierungsvorrichtungen, die mit Objekten koppelbar sind, um diese auffindbar zu machen.
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Stand der Technik
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Auf Baustellen ist es auf Grund beengter Platzverhältnisse nicht immer möglich, jedem Gegenstand einen festen Lagerplatz zuzuweisen. Bei häufig verwendeten Gegenständen, und insbesondere bei Verbrauchsmaterialien, ist eine kontinuierliche Buchführung, was sich wo befindet, nicht praktikabel. Im Ergebnis wird auf Baustellen sehr viel Arbeitszeit damit verbracht, Gegenstände und Materialien zu suchen.
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Die
DE 10 2016 203 076 A1 offenbart eine Markierungsvorrichtung, die mit einem zu lokalisierenden Objekt koppelbar ist und in der Lage ist, ihre Position innerhalb der Baustelle durch Auswertung der Funksignale von terrestrischen Bakensendern zu bestimmen.
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Die
WO 2017/021 050 A1 offenbart ein Lokalisierungssystem für Parkhäuser, bei dem Fahrzeuge ihre Positionen über ein satellitengestütztes Navigationssystem bestimmen und die Positionsdaten drahtlos untereinander austauschen.
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Offenbarung der Erfindung
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Im Rahmen der Erfindung wurde ein Verfahren zum Betreiben einer Markierungsvorrichtung für ein Objekt entwickelt. Diese Markierungsvorrichtung umfasst mindestens einen Empfänger, eine Auswerteeinheit, eine Funkschnittstelle, eine Provisionierschnittstelle (16) und eine Provisioniereinheit. Der mindestens eine Empfänger erfasst Signale eines satellitengestützten Navigationssystems, die Auswerteeinheit verarbeitet die erfassten Signale zu einem Datensatz weiter und aus diesem Datensatz wird die Position der Markierungsvorrichtung ermittelt und die Funkschnittstelle übermittelt den Datensatz an ein Lokalisierungssystem.
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Der Datensatz kann beispielsweise die fertig ausgerechnete Position der Markierungsvorrichtung beinhalten, aber auch eine Vorstufe hiervon, beispielsweise in Form von Pseudostrecken von der Markierungsvorrichtung zu den einzelnen Satelliten.
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Erfindungsgemäß liest die Provisioniereinheit mindestens ein Firmware-Update für die Markierungsvorrichtung, und/oder mindestens einen Bahndatensatz für Satelliten des Navigationssystems über die Provisionierschnittstelle ein und legt diese in einem Speicher der Markierungsvorrichtung ab.
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Es wurde erkannt, dass es insbesondere für die Verfolgung einer größeren Anzahl von Objekten vorteilhaft ist, wenn die Funkschnittstelle ein für die anmeldefreie Nutzung durch die Allgemeinheit zugeteiltes Frequenzband nutzt. Dann entfällt ein erheblicher administrativer und finanzieller Aufwand für Erwerb und Verwaltung von Frequenznutzungsrechten.
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So wäre es sicherlich möglich, eine Funkschnittstelle zu wählen, die eine Verbindung zu einem kommerziellen Mobilfunknetz herstellt. Es wäre dann jedoch für jede einzelne Markierungsvorrichtung eine eigene SIM-Karte notwendig. Hierfür fallen monatliche Fixkosten an, und es ist in der Regel nur ein beschränktes Datenvolumen inkludiert.
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Alternativ könnten Frequenzen per Einzelzuteilung erworben werden, beispielsweise im für den Betriebsfunk vorgesehenen Bereich. Hier wird das übertragene Datenvolumen nicht tarifiert, doch fallen auch für Einzelzuteilungen monatliche Fixkosten an. Weiterhin sind die Zuteilungen in der Regel geographisch limitiert, um ein und dieselbe Frequenz mehrfach vergeben zu können. Es kann also auf einer neuen Baustelle an einem anderen Ort erforderlich werden, eine neue Zuteilung zu erwerben und alle verwendeten Markierungsvorrichtungen entsprechend umzukonfigurieren.
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Die Nutzung allgemein zugeteilter Frequenzen ist kostenfrei bundesweit oder sogar europaweit möglich, was ein großer Vorteil insbesondere für die Nutzung einer großen Anzahl Markierungsvorrichtungen auf verschiedenen Baustellen ist. Die Allgemeinzuteilung ist jedoch in der Regel an die Bedingung geknüpft, dass der Arbeitszyklus, d.h. der Sendezeitanteil, der Funkschnittstelle beschränkt ist, beispielsweise auf höchstens 10 % oder auf höchstens 1 %. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Funkschnittstelle zur Kommunikation nach einem LoRa-, ZigBee- oder SigFox-Protokoll ausgebildet ist. Diese Protokolle eignen sich besonders für die Erfassung von Positionsdaten, die von einer großen Anzahl Markierungsvorrichtungen übermittelt werden.
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Im normalen Betrieb der Markierungsvorrichtung ist eine solche Beschränkung des Arbeitszyklus unproblematisch. Bei der Ersteinrichtung (Provisionierung) der Markierungsvorrichtung wird diese Beschränkung jedoch zum Engpass. Um Signale von Satelliten eines satellitengestützten Navigationssystems aufnehmen zu können, muss die jeweilige Frequenz bekannt sein. Zwar strahlt jeder Satellit sein Signal auf einer festen Frequenz ab, doch ist diese Frequenz beim Empfänger durch den Doppler-Effekt verschoben. Diese Verschiebung hängt von der vektoriellen Relativgeschwindigkeit zwischen dem Satelliten und dem Empfänger, und somit von der Position des Satelliten auf seiner Umlaufbahn, ab. Es werden also Bahndaten der Satelliten und die ungefähre Position der Markierungsvorrichtung benötigt, um mit dem Empfang der Signale beginnen zu können. Diese Bahndaten lassen sich nicht vorab bei der Herstellung in der Markierungsvorrichtung hinterlegen, da sie zeitlich nur beschränkt gültig sind. Beispielsweise sind Almanach-Daten zwischen 7 und 14 Tagen gültig, hochgenaue Ephemeriden-Daten sogar nur zwischen 2 und 4 Stunden.
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Meistens vergeht eine deutlich längere Zeit zwischen der Herstellung der Markierungsvorrichtung und ihrem Einsatz auf der Baustelle, was zur Folge hat, dass häufig bei der Ersteinrichtung auch ein Firmware-Update auf den aktuellen Stand fällig ist.
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Die hierfür insgesamt anfallenden Datenmengen über die für die Übermittlung des Datensatzes mit den Positionsdaten verwendete Funkschnittstelle an die Markierungsvorrichtung zu übertragen kann auf Grund der für alle Funkteilnehmer gültigen Limitierung des Arbeitszyklus mehrere Stunden dauern. Dementsprechend lange dauert es bei der Provisionierung auf der Baustelle, bis die Markierungsvorrichtung voll funktionsfähig ist.
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Die Provisionierschnittstelle schließt diese Lücke, indem sie es ermöglicht, eine große Datenmenge in den Speicher der Markierungsvorrichtung zu übertragen. Dadurch wird es möglich, die Markierungsvorrichtung unmittelbar in Betrieb zu nehmen.
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Die Provisionierschnittstelle kann beispielsweise kabelgebunden sein. Vorteilhaft ist die Provisionierschnittstelle jedoch eine weitere Funkschnittstelle. Diese ist einfacher zu handhaben und insbesondere beim Einsatz auf Baustellen robuster gegen mechanische Beschädigung und Verschmutzung.
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Besonders vorteilhaft arbeitet die weitere Funkschnittstelle nach einem NFC-, Bluetooth- oder WLAN-Protokoll. Jedes dieser Protokolle hat seine spezifischen Vorteile. WLAN ist das Protokoll mit der größten Reichweite und dem größten Durchsatz. NFC hat die geringste Reichweite und auch den geringsten Durchsatz, ermöglicht aber gerade auf Grund der geringen Reichweite eine unmittelbare Zuordnung, welche der vielen Markierungsvorrichtungen auf einer Baustelle gerade provisioniert wird, ohne dass hierzu eine Identifikationsnummer abgeglichen werden muss. Bluetooth vereint eine mittlere Reichweite und einen mittleren Durchsatz mit einer unkomplizierten Authentifizierung.
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Das Einlesen der Bahndaten, bzw. des Firmware-Updates über die Provisionierschnittstelle kann auf verschiedene Weisen erfolgen, die jeweils ihre spezifischen Vorteile haben.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens ist die Provisionierschnittstelle dazu ausgebildet, dass sie ein angeschlossenes Gerät als Speichermedium identifiziert. Zugleich ist die Provisioniereinheit dazu ausgebildet, dass sie den Bahndatensatz, und/oder das Firmware-Update, von diesem Speichermedium einliest. Beispielsweise kann ein Smartphone dafür ausgerüstet sein, sich gegenüber der Provisionierschnittstelle als (drahtlos verbundenes) Speichermedium auszugeben. Es genügt dann, die auf die Markierungsvorrichtung zu übertragenden Daten in einem dafür vorgesehenen Speicherbereich auf dem Smartphone zu hinterlegen. Eine spezielle Software für die Zusammenarbeit mit der Markierungsvorrichtung ist dann nicht erforderlich. Ebenso kann beispielsweise eine Speicherkarte, auf der aktuelle Bahndaten und/oder ein aktuelles Firmware-Update hinterlegt sind, an einen NFC-Leser der Provisionierschnittstelle gehalten werden. Es können dann mit ein und derselben Speicherkarte nacheinander eine Vielzahl von Markierungsvorrichtungen provisioniert werden.
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In einer weiteren besonders vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens ist die Provisionierschnittstelle dazu ausgebildet, dass sie ein angeschlossenes Gerät als Modem oder als Netzwerkadapter identifiziert, wobei die Provisioniereinheit dazu ausgebildet ist, dass sie den Bahndatensatz, und/oder das Firmware-Update, über dieses Modem, bzw. über diesen Netzwerkadapter, entgegennimmt oder abruft. Bei dieser Aufgabenverteilung innerhalb der Markierungsvorrichtung kann die Provisionierschnittstelle darauf spezialisiert sein, möglichst viele Geräte als Modem oder als Netzwerkadapter anzusprechen. Zugleich kann dann die Provisioniereinheit darauf spezialisiert sein, über eine wie auch immer geartete Netzwerkverbindung die Bahndaten, bzw. das Firmware-Update, entgegenzunehmen oder abzurufen. Beide Einheiten sind unabhängig voneinander wartbar.
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Vorteilhaft ist es, dass die Provisioniereinheit den Bahndatensatz, und/oder das Firmware-Update, von einem externen Server abruft, wobei der Server eine Datenbank beherbergt, welche eine Identifikation der Markierungsvorrichtung mit dem Objekt in Verbindung bringt. Auf diese Weise wird, insbesondere die Verwaltung einer größeren Anzahl von Markierungsvorrichtungen unterschiedlichen Typs stark vereinfacht. So ist etwa ein Firmware-Update häufig an eine bestimmte Version der Hardware gebunden, und Verwechselungen können die Markierungsvorrichtung funktionsuntüchtig machen (bricken).
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Der externe Server kann beispielsweise auch verwendet werden, um eine Web-Oberfläche für die weitere Konfiguration der Markierungsvorrichtung bereitzustellen. Die URL, unter der diese Web-Oberfläche erreichbar ist, kann eine Identifikation der Markierungsvorrichtung beinhalten. Hat etwa die Markierungsvorrichtung die Seriennummer 123456, kann die Web-Oberfläche unter „https://123456.beispielfirma.biz“ erreichbar sein. Wenn die Markierungsvorrichtung vor Ort mit einem Smartphone oder Tablet provisioniert wird, so kann die Web-Oberfläche von diesem Smartphone oder Tablet aufgerufen werden. Für das Provisionieren ist dann keine spezielle Software auf dem Smartphone oder Tablet notwendig.
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Insbesondere kann beispielsweise ein und dasselbe Smartphone oder Tablet einerseits von der Provisionierschnittstelle als Modem oder Netzwerkadapter für die Verbindung zum externen Server und andererseits gleichzeitig als Eingabegerät für die Bedienung der Web-Oberfläche genutzt werden. Beide Funktionen können dann ein und dieselbe vom Smartphone oder Tablet aufgebaute Internetverbindung nutzen. Beispielsweise kann eine im Betriebssystem des Smartphones oder Tablets enthaltene Tethering-Funktion genutzt werden, um der Provisionierschnittstelle die Internetverbindung zur Verfügung zu stellen.
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Ferner stellt die Provisioniereinheit in einer Weiterbildung des Verfahrens eine Netzwerkfreigabe zur Entgegennahme des Bahndatensatzes, und/oder des Firmware-Updates, als Datei bereit. Diese Netzwerkfreigabe kann beispielsweise von einem für die Provisionierung verwendeten Smartphone oder Tablet, das von der Provisionierschnittstelle als Modem oder Netzwerkadapter angesprochen wird, automatisch erkannt und mit einem beliebigen Dateimanager befüllt werden. Abgesehen von diesem Dateimanager ist keine spezielle Software auf dem Smartphone oder Tablet erforderlich.
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Ebenso kann die Provisioniereinheit auch einen Webserver zur Entgegennahme des Bahndatensatzes, und/oder des Firmware-Updates, bereitstellen. Dann kann dieser Webserver zugleich eine Web-Oberfläche bereitstellen, über die weitere Parameter der Markierungsvorrichtung konfigurierbar sind. Dieser Teil der Provisionierung kann dann ebenfalls mit einem normalen Web-Browser erledigt werden, d.h., ohne auf einem für die Provisionierung verwendeten Smartphone oder Tablet zusätzliche Software zu installieren. Ein Web-Browser gehört auf jedem Smartphone oder Tablet zur Grundausstattung.
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Nach dem zuvor Beschriebenen ist die Provisioniereinheit vorteilhaft ganz allgemein zusätzlich dazu ausgebildet, dass sie über die Provisionierschnittstelle eine Identifikation der Markierungsvorrichtung ausgibt, und/oder zusätzliche Konfigurationsdaten abruft und/oder einliest. Es ist nicht erforderlich, dass dies über eine Web-Oberfläche erfolgt. Eine derartige Kommunikation kann auch mittels Dateien, beispielsweise in einem XML-Format oder mit einer anderen semantischen Kodierung, erfolgen. Die zusätzlichen Konfigurationsdaten können beispielsweise die initiale Position der Markierungsvorrichtung, eine Information über die aktuelle Uhrzeit, und/oder die Zeitzone am Ort der Markierungsvorrichtung, enthalten.
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Die Möglichkeit, nur mit den auf einem Smartphone oder Tablet üblicherweise vorhandenen „Bordmitteln“ die vollständige Provisionierung vorzunehmen, ist gerade im Unternehmensumfeld, in dem auf vielen verschiedenen Baustellen gearbeitet wird, vorteilhaft. Dienstlich genutzte Smartphones und Tablets unterliegen häufig Einschränkungen bezüglich der Installation zusätzlicher Anwendungen durch den Benutzer. Weiterhin entsteht ein zusätzlicher Aufwand, wenn eine entsprechende Anwendung für mehrere verschiedene mobile Betriebssysteme benötigt wird.
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Wenn jedoch eine solche Anwendung zum Einsatz kommt, so kann sie die Provisionierung noch weiter vereinfachen und zumindest teilweise automatisieren.
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Die Erfindung bezieht sich nach dem zuvor Beschriebenen auch auf ein Verfahren, wobei die Provisioniereinheit der Markierungsvorrichtung sowie ein Softwareagent für ein über die Provisionierschnittstelle mit der Markierungsvorrichtung verbindbares Gerät ein Provisioniersystem ausbilden, wobei der Softwareagent den Bahndatensatz, und/oder das Firmware-Update, über ein Netzwerk beschafft.
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Dabei ist es gleichwertig, ob die Provisionierschnittstelle ebenfalls als Teil des Provisioniersystems der Markierungsvorrichtung neu hinzugefügt wird oder ob hierfür eine ohnehin schon in der Markierungsvorrichtung vorhandene Schnittstelle genutzt wird.
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Der Softwareagent kann insbesondere dazu ausgebildet sein, über die Provisionierschnittstelle die genaue Version der Markierungsvorrichtung abzufragen und das hierzu passende Firmware-Update abzurufen. Ebenso kann der Softwareagent dazu ausgebildet sein, GNSS oder eine andere Ortungsfunktion des mit der Markierungsvorrichtung verbindbaren Geräts zu nutzen, um den aktuell relevantesten Bahndatensatz am Ort der Markierungsvorrichtung auszuwählen und/oder auch nur der Markierungsvorrichtung ihren ungefähren initialen Ort mitzuteilen.
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Vorteilhaft ist der Softwareagent zusätzlich dazu ausgebildet, dass er Eingaben des Bedieners entgegennimmt und in zusätzliche Konfigurationsdaten für die Markierungsvorrichtung konvertiert. Der Softwareagent kann insbesondere dazu ausgebildet sein, zu überwachen, dass die Eingaben zum Typ und zur Version der Markierungsvorrichtung passen. Beispielsweise lässt sich durch lückenlose Menüsteuerung das Risiko minimieren, dass die Markierungsvorrichtung durch ungültige Einstellungen funktionsuntüchtig wird.
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Neben dem Softwareagenten kann auch die Funktion der Provisioniereinheit ganz oder teilweise in Software implementiert sein. Somit kann auch eine bestehende Markierungsvorrichtung durch ein Software-Update mit der beschriebenen Funktionalität ausgerüstet und mit dem Verfahren gemäß der Erfindung betrieben werden. Diese Software ist insofern ein eigenständig vermarktbares Produkt.
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher dargestellt.
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Figurenliste
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Übersicht der Provisionierung einer Markierungsvorrichtung 1 und
- 2 a-c Ausführungsbeispiele für das Zusammenwirken der Markierungsvorrichtung mit einem Gerät zwecks Provisionierung der Markierungsvorrichtung.
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Nach 1 weist die mit einem Objekt 2 koppelbare Markierungsvorrichtung 1 einen Empfänger 11 für die von Satelliten 31a-31d des satellitengestützten Navigationssystems 3 ausgesendeten Signale 32a-32d auf. Die Auswerteeinheit 12 ermittelt aus den Signalen 32a-32d einen Datensatz 13, aus dem auf die Position la der Markierungsvorrichtung 1 geschlossen werden kann. Dieser Datensatz wird über eine Funkschnittstelle 14 an ein Lokalisierungssystem 4 für das Objekt 2 übertragen.
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Um diese Arbeit aufnehmen zu können, muss die Markierungsvorrichtung 1 ersteingerichtet, also provisioniert, werden. Zu diesem Zweck ist eine Provisioniereinrichtung 15 vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, über eine separate Provisionierschnittstelle 16 ein Firmware-Update 51, und/oder einen Bahndatensatz 52 für die Satelliten 31a-31d, sowie optional weitere Konfigurationsdaten 53 zu beschaffen und in einem Speicher 17 der Markierungsvorrichtung 1 abzulegen. Zusätzlich ist die Provisioniereinheit 15 dazu ausgebildet, eine Identifikation 18 der Markierungsvorrichtung 1 aus dem Speicher 17 abzurufen und über die Provisionierschnittstelle 16 auszugeben. Die Markierungsvorrichtung 1 kann über die Provisionierschnittstelle 16 insbesondere mit einem externen Gerät 6 kommunizieren.
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Daraus lässt sich ein Verfahren zum Betreiben der Markierungsvorrichtung 1 für ein Objekt 2 herleiten, wobei die Markierungsvorrichtung 1 mindestens den Empfänger 11, die Auswerteeinheit 12, die Funkschnittstelle 14, die Provisionierschnittstelle 16 und die Provisioniereinheit 15 umfasst, wobei der mindestens eine Empfänger 11 die Signale 32a-32d des satellitengestützten Navigationssystems 3 erfasst, die Auswerteeinheit 12 die erfassten Signale zu einem Datensatz 13 weiterverarbeitet und aus diesem die Position la der Markierungsvorrichtung 1 ermittelt und die Funkschnittstelle 14 den Datensatz 13 an das Lokalisierungssystem 4 übermittelt, wobei die Provisioniereinheit 15 mindestens ein Firmware-Update 51 für die Markierungsvorrichtung 1, und/oder mindestens einen Bahndatensatz 52 für Satelliten 31a-31d des Navigationssystems 3, über die Provisionierschnittstelle 16 einliest und in einem Speicher 17 der Markierungsvorrichtung 1 ablegt.
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2 zeigt beispielhaft mehrere Möglichkeiten, wie das Firmware-Update 51, die Bahndaten 52, und/oder die zusätzlichen Konfigurationsdaten 53, von einem Gerät 6, bzw. von einem externen Server 7, in die Markierungsvorrichtung 1 gelangen können.
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Nach 2a weist das externe Gerät 6, hier ein Smartphone, einen Speicherbereich 16 auf, der sich von der Provisionierschnittstelle 16 der Markierungsvorrichtung 1 als Speichermedium ansprechen lässt. Auf diesem Wege kann die Provisioniereinrichtung 15 die Daten 51-53 aus dem externen Gerät 6 abrufen. Die hierbei an das externe Gerät 6 übermittelte Identifikation 18 der Markierungsvorrichtung 1 kann als Schlüssel dienen, um die richtigen Daten 51-53 für die konkrete Markierungsvorrichtung 1 aufzufinden. Auf dem externen Gerät 6 läuft zusätzlich der Softwareagent 81, der unter anderem Benutzereingaben 54 in zusätzliche Konfigurationsdaten 53 umwandeln kann.
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Nach 2b weist das externe Gerät 6 ein Tethering-Modul 62 auf, welches sich von der Provisionierschnittstelle 16 der Markierungsvorrichtung 1 als Modem oder als Netzwerkadapter ansprechen lässt. Auf diesem Wege können die Daten 51-53 insbesondere von einem externen Server 7, oder von einem sonstigen Ort in einem Netzwerk, abgerufen werden, wobei hier beispielsweise wieder die Identifikation 18 der Markierungsvorrichtung 1 als Schlüssel dienen kann. Auf dem beispielhaft eingezeichneten externen Server 7 ist eine Datenbank 71 hinterlegt, die der Identifikation 18 der Markierungsvorrichtung 1 das mit der Markierungsvorrichtung 1 gekoppelte Objekt 2 zuordnet.
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Nach 2c stellt die Provisioniereinheit 15 der Markierungsvorrichtung 1 eine Netzwerkfreigabe 19a, und/oder einen Webserver 19b, zur Entgegennahme der Daten 51-53 bereit. Analog zu 2c wird das Tethering-Modul 62 des externen Geräts 6 wieder als Modem oder als Netzwerkadapter verwendet, um die Daten 51-53 zu beschaffen. Auf dem externen Gerät 6 läuft analog zu 2a der Softwareagent 81, der unter anderem Benutzereingaben 54 in zusätzliche Konfigurationsdaten 53 umwandeln kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016203076 A1 [0003]
- WO 2017/021050 A1 [0004]
