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Die Erfindung betrifft den Abgleich von Datensätzen zwischen Feldgeräten, die zur Überwachung und/oder Steuerung industrieller Prozesse dienen, und eine externen Datenbank, zu der keine ständig verfügbare Verbindung besteht.
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Stand der Technik
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Zur Überwachung und insbesondere zur Steuerung industrieller Prozesse werden Feldgeräte verwendet. Diese Feldgeräte sind an ihrem Einsatzort in einer Industrieanlage typischerweise an schmalbandige Schnittstellen angeschlossen, wie beispielsweise Stromschnittstellen, auf denen analoge Informationen in Form von Strömen zwischen 4 und 20 mA kodiert sind. Eine direkte Anbindung der Feldgeräte an ein LAN der Industrieanlage ist in der Regel nicht vorgesehen.
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Feldgeräte sind in der Regel so konzipiert, dass sie in einer Vielzahl von Situationen universell einsetzbar sind und für ihren jeweiligen konkreten Einsatz mit einer Vielzahl von Einstellparametern konfiguriert werden. Hierzu wird ein PC oder Laptop mit einer passenden Schnittstelle des Feldgeräts verbunden. Die meisten Feldgeräte verfügen auch über eine Funktion, mit der die kompletten Konfigurationsdaten als Backup-Datei heruntergeladen und später wieder zurückgespielt werden können.
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Häufig wird auch Gebrauch von der Möglichkeit gemacht, Einstellungen durch Bedienelemente am Feldgerät selbst zu ändern. Die Backup-Datei muss dann regelmäßig aktualisiert werden, damit eine Wiederherstellung das Feldgerät auf den letzten funktionierenden Zustand zurücksetzt.
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Aufgabe und Lösung
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, das zentralisierte Management von Feldgeräten zu vereinfachen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren gemäß Hauptanspruch sowie durch ein Computerprogramm gemäß Nebenanspruch. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den darauf rückbezogenen Unteransprüchen.
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Offenbarung der Erfindung
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Im Rahmen der Erfindung wurde ein Verfahren zum Abgleich von Datensätzen zwischen mindestens einem Feldgerät, welches der Steuerung und/oder Überwachung eines industriellen Prozesses dient, und einer Datenbank auf einem Server entwickelt. In dieser Datenbank kann zu jedem Feldgerät eine Vielzahl von Datensätzen gespeichert sein, die vom Feldgerät übertragen wurden bzw. an das Feldgerät zu übertragen sind. Die Datenbank kann insbesondere die unveränderbare Seriennummer des Feldgeräts als Primärschlüssel verwenden und daneben nach weiteren, vom Betreiber der Industrieanlage vorgegebenen Merkmalen organisiert sein, wie etwa nach einem bei der Ersteinrichtung des Feldgeräts festgelegten Namen, der sinnigerweise Aufschluss über Zweck und Einsatzort gibt.
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Das Feldgerät weist eine Funkschnittstelle auf, die beispielsweise für die Ersteinrichtung mit einem PC oder Laptop genutzt werden kann. Die Funkschnittstelle kann mit einem beliebigen Protokoll arbeiten und insbesondere zur Herstellung einer Funkverbindung über kurze Entfernungen vorgesehen sein.
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Beispielsweise können Bluetooth, Bluetooth Low Energy, LPWAN, 6lowpan, LoRa oder andere Übertragunsstandards genutzt werden. Bluetooth und Bluetooth Low Energy sind insofern besonders vorteilhaft, als diese Standards von Allzweckgeräten wie Smartphones, Tablets oder Laptops allgemein unterstützt werden.
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Das Verfahren geht nun von der gegebenen Situation aus, dass die Funkschnittstelle des Feldgeräts keine Verbindung zu dem Server mit der Datenbank hat und auch sonst keine ständige Netzwerkverbindung zwischen dem Feldgerät und dem Server besteht.
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Um gleichwohl Datensätze zwischen dem Feldgerät und der Datenbank abgleichen zu können, sieht das Verfahren vor, diesen Abgleich durch ein mobiles Gerät zu vermitteln, welches sowohl für die Herstellung einer Funkverbindung mit der Funkschnittstelle des Feldgeräts ausgerüstet als auch mit dem Server verbindbar ist. Das mobile Gerät kann sich insbesondere zu einem ersten Zeitpunkt an einem ersten Ort befinden, an dem es in Funkreichweite der Funkschnittstelle des Feldgeräts ist, jedoch keine Verbindung zum Server mit der Datenbank hat. Zu einem zweiten Zeitpunkt kann sich das mobile Gerät an einem zweiten Ort befinden, an dem eine Verbindung mit dem Server verfügbar ist (etwa über ein WLAN oder ein Kabel), wobei dieser zweite Ort dann aber im Gegenzug außerhalb der Funkreichweite der Funkschnittstelle des Feldgeräts ist. Zusätzlich kann es auch dritte Orte geben, an denen sowohl die Funkverbindung zum Feldgerät als auch die Verbindung zum Server verfügbar sind. Solche dritte Orte können beispielsweise exponierte, etwa höher gelegene, Orte in einer Industrieanlage sein.
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Durch das mobile Gerät werden für die Übermittlung an das Feldgerät bestimmte Datensätze aus der Datenbank entgegengenommen, zumindest transient gespeichert sowie in Antwort darauf, dass die Funkverbindung zur Funkschnittstelle des Feldgeräts verfügbar ist, an das Feldgerät übermittelt. Wenn sich das mobile Gerät an einem dritten Ort befindet, an dem die Verbindung zum Server einerseits und die Funkverbindung zum Feldgerät andererseits gleichzeitig verfügbar sind, können die Datensätze, nachdem sie von der Datenbank entgegengenommen wurden, unmittelbar an das Feldgerät weitergeleitet werden. Wenn das mobile Gerät die Datensätze hingegen an einem zweiten Ort entgegengenommen hat, an dem nur die Verbindung zum Server verfügbar ist, können die Datensätze an das Feldgerät weitergeleitet werden, sobald sich das mobile Gerät an einen ersten oder dritten Ort in Funkreichweite zur Funkschnittstelle des Feldgeräts bewegt hat.
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Alternativ oder insbesondere auch in Kombination werden in der Gegenrichtung für die Übermittlung an die Datenbank bestimmte Datensätze aus dem Feldgerät entgegengenommen, zumindest transient gespeichert sowie in Antwort darauf, dass eine Verbindung zum Server verfügbar ist, an die Datenbank übermittelt. Auch diese Übermittlung kann sofort erfolgen, nachdem die Datensätze aus dem Feldgerät entgegengenommen wurden, sofern sich das mobile Gerät an einem dritten Ort befindet, an dem zusätzlich zur Funkverbindung zum Feldgerät auch die Verbindung zum Server verfügbar ist. Wenn das mobile Gerät die Datensätze an einem ersten Ort entgegengenommen hat, an dem nur die Funkverbindung zum Feldgerät verfügbar ist, können die Datensätze an die Datenbank übergeben werden, sobald sich das mobile Gerät an einen zweiten oder dritten Ort bewegt hat, an dem die Verbindung zum Server verfügbar ist.
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Das mobile Gerät dient also gleichsam als Transportvehikel für den physischen Transport von Datensätzen zwischen der Datenbank und dem Feldgerät, bzw. in den meisten industriellen Anwendungen einer Vielzahl von Feldgeräten. Das mobile Gerät ersetzt somit die nicht ständig verfügbare Netzwerkverbindung zwischen dem Feldgerät und dem Server. Damit wird ein zentralisiertes Management der Feldgeräte mit Hilfe der Datenbank ermöglicht, ohne dass dies zwangsläufig den Kostenaufwand für die direkte Anbindung aller Feldgeräte an das firmeneigene Intranet erfordert. Die Übergabe von zwischengespeicherten Datensätzen kann insbesondere ganz oder teilweise automatisiert ohne Zutun des Benutzers des mobilen Geräts erfolgen, also beispielsweise auch im Hintergrund ablaufen. Hierin liegt ein wesentlicher Vorteil gegenüber dem bisherigen Management der Feldgeräte über einen direkt mit dem Feldgerät verbundenen PC oder Laptop: Wenn Datensätze etwa von einem Feldgerät auf einen Laptop geladen wurden, wussten die anderen IT-Systeme und insbesondere eine zentrale Datenbank hiervon nichts, bis die Datensätze zu einem späteren Zeitpunkt von dem Laptop aus manuell in die Datenbank geladen wurden. Wurde dies vergessen, waren die Datensätze nur lokal auf dem Laptop vorhanden. Wenn eine hinreichend große Anzahl von Laptops im Einsatz war, konnte somit schnell der Überblick verloren gehen, wo das zuletzt erstellte Backup der Datensätze eines Feldgeräts zu finden ist. Damit bestand ein Risiko, dass bei einem Defekt, der einen schnellen Austausch des Feldgeräts erforderlich macht, anschließend ein veraltetes Backup zurückgespielt wird und sich das Feldgerät dann anders verhält als erwartet. Der neu geschaffene Kommunikationspfad zwischen den Feldgeräten und der Datenbank ermöglicht es, mit nur einer zentralen Ablage der Datensätze zu arbeiten, die immer auf dem neuesten Stand gehalten wird.
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Dabei hat dieser Kommunikationspfad sicherheitstechnische Vorteile gegenüber einer permanenten Netzwerkverbindung zwischen dem Feldgerät und dem Server. Indem nur dasjenige an das jeweils empfangende Gerät übermittelt wird, was zuvor im mobilen Gerät zwischengespeichert wurde, ist der Kommunikationspfad von vornherein auf Datensätze beschränkt, die zuvor vom mobilen Gerät als formell gültig akzeptiert wurden. Wenn ein Angreifer beispielsweise ein manipuliertes Datenpaket mit einem überlangen Datenfeld in die Datenbank einschleust mit dem Ziel, einem Feldgerät durch einen Pufferüberlauf seinen Willen aufzuzwingen, so wird diees Datenpaket bereits vom mobilen Gerät als ungültig verworfen und nicht zwischengespeichert. Erst recht kann der Kommunikationspfad im Gegensatz zu einer permanenten Netzwerkverbindung von vornherein nicht dazu missbraucht werden, Daten an beliebige auf dem Feldgerät laufende Systemdienste zu schicken und durch einen erfolgreichen Angriff auf einen solchen Systemdienst (etwa den für die Darstellung einer Benutzeroberfläche verwendeten Webserver) eine interaktive Kommandozeile zu erringen. Dies ist insbesondere vor dem Hintergrund vorteilhaft, dass es nach dem Bekanntwerden von Sicherheitslücken etwa in einer populären Webserver-Software einige Zeit dauern kann, bis entsprechende Updates für die Hardwareplattform und für das Betriebssystem verfügbar sind, die auf den Feldgeräten zum Einsatz kommen. Die Erfahrung zeigt außerdem, dass Updates, selbst wenn sie verfügbar sind, vom Betreiber der Feldgeräte nicht immer zeitnah eingespielt werden. Der direkte Angriff auf die Funkschnittstelle des Feldgeräts erfordert, insbesondere beim Einsatz des Feldgeräts in einer geschlossenen Halle, eine hinreichende physische Annäherung
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Zum Abgleich der Datensätze kann insbesondere eine Vielzahl mobiler Geräte, wie etwa Smartphones, Laptops, Tablets oder anderer batteriebetriebener Geräte, zum Einsatz kommen. Beispielsweise kann eine entsprechende App auf den mobilen Geräten derjenigen Mitarbeiter installiert werden, die sich regelmäßig zwischen Orten, an denen das firmeneigene WLAN mit dem Server verfügbar ist, und der Produktionshalle mit den Feldgeräten bewegen.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird vor der Übermittlung eines Datensatzes von der Datenbank, bzw. vom Feldgerät, an das mobile Gerät ein Zeitstempel, eine Versionsnummer, und/oder ein Hashwert des Datensatzes mit einem im mobilen Gerät gespeicherten Vergleichswert verglichen. In Antwort darauf, dass der Vergleich keinen Unterschied ergibt, wird dann die Übermittlung des Datensatzes unterdrückt. In Antwort darauf, dass der Vergleich einen Unterschied ergibt, wird hingegen der Datensatz an das mobile Gerät übermittelt und im mobilen Gerät der Zeitstempel, die Versionsnummer, und/oder der Hashwert, dieses Datensatzes als neuer Vergleichswert gesetzt. Auf diese Weise können wiederholte unnötige Übermittlungen gleicher Datensätze über die Funkschnittstelle vermieden werden, was Kapazität auf dem Funkkanal einspart, den sich mitunter viele Feldgeräte teilen müssen. Bewegt sich beispielsweise ein und dasselbe mobile Gerät wiederholt in die Funkreichweite der Funkschnittstelle ein und desselben Feldgeräts, und anschließend wieder aus dieser Funkreichweite heraus, so wird der aktuelle Datensatz vom Feldgerät nur einmal an das mobile Gerät übermittelt. Eine solche Situation kann beispielsweise eintreten, wenn der Benutzer des mobilen Geräts sich beim Arbeiten immer wieder in Bereiche bewegt, in denen die Funkverbindung zu der Funkschnittstelle abgeschattet ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird auf dem mobilen Gerät ein Plan hinterlegt, von welchen Feldgeräten jeweils mindestens ein Datensatz entgegengenommen werden soll, und/oder an welches Feldgerät jeweils mindestens ein Datensatz übermittelt werden soll. Das mobile Gerät gibt eine Anweisung an einen Benutzer des mobilen Geräts aus, um diesen dazu zu veranlassen, das mobile Gerät in Funkreichweite der Funkschnittstelle mindestens eines der in dem Plan verzeichneten Feldgeräte zu bringen.
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So kann beispielsweise beabsichtigt sein, an einem bestimmten Tag eine bestimmte Aktualisierung von Firmware und/oder Konfigurationseinstellungen auf sämtliche eingesetzten Feldgeräte zu verteilen und sich dabei zu Nutze zu machen, dass der Benutzer des mobilen Geräts im Rahmen seiner normalen Arbeitsaufgaben im Laufe eines jeden Arbeitstages typischerweise in Funkreichweite eines jeden zu aktualisierenden Feldgeräts kommt. Es kann nun der Fall eintreten, dass der Benutzer an bestimmten Feldgeräten nicht vorbei kommt, weil er beispielsweise durch einen an anderer Stelle aufgetretenen Defekt aufgehalten wurde. Wenn das mobile Gerät nun etwa zu einer bestimmten Uhrzeit feststellt, dass die Übergabe von Datensätzen an einige Feldgeräte noch nicht abgearbeitet ist, kann ein entsprechender Hinweis an den Benutzer ausgegeben werden.
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Dabei kann insbesondere beispielsweise aus dem mit mindestens einem Funkempfänger des mobilen Geräts sensierten Funkumfeld, und/oder aus mindestens einem mit einer Kamera des mobilen Geräts sensierten Bild, und/oder aus mindestens einem mit einem Mikrofon des mobilen Geräts sensierten Geräusch, und/oder aus von mindestens einem Beschleunigungsmesser des mobilen Geräts sensierten Beschleunigungswerten, eine Anweisung an den Benutzer des mobilen Geräts ermittelt werden, das mobile Gerät in eine bestimmte Richtung zu bewegen, um das mobile Gerät einem Ort, an dem es in Funkreichweite zu der Funkschnittstelle des mindestens einen im Plan verzeichneten Feldgeräts ist, anzunähern. Diese Anweisung kann für den Benutzer verständlicher sein als eine Anweisung, das mobile Gerät an ein Feldgerät mit einem bestimmten Namen anzunähern.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung fragt das mobile Gerät in Antwort darauf, dass es in Funkreichweite der Funkschnittstelle mindestens eines Feldgeräts kommt, bei der Datenbank an, ob ein Datensatz zur Übermittlung an dieses Feldgerät ansteht, und/oder das mobile Gerät merkt diese Anfrage für den nächsten Zeitpunkt, zu dem eine Verbindung zum Server verfügbar ist, vor. Auf diese Weise werden im mobilen Gerät bevorzugt solche Datensätze zwischengespeichert, die eine realistische Aussicht darauf haben, zeitnah an das jeweilige Ziel-Feldgerät übergeben zu werden. Datensätze für Feldgeräte, in deren Nähe der Benutzer des mobilen Geräts typischerweise nicht kommt, belegen hingegen nur unnötig Speicherplatz im Zwischenspeicher des mobilen Geräts.
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Nach der erfolgten Anfrage bei der Datenbank werden vorteilhaft weitere das gleiche Feldgerät betreffende Anfragen für eine vorbestimmte Zeitspanne unterdrückt. Diese Zeitspanne richtet sich danach, mit welcher Frequenz in der jeweiligen Anwendung typischerweise Aktualisierungen der Datensätze vorgenommen werden. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass der Server von einer Vielzahl mobiler Geräte mit unnötig vielen Anfragen beschickt wird.
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Vorteilhaft werden Datensätze bei der Speicherung durch das mobile Gerät mit einem Verfallszeitpunkt versehen. Diese Datensätze werden durch das mobile Gerät verworfen, wenn sie bis zu diesem Verfallszeitpunkt noch nicht vom mobilen Gerät an das Feldgerät, bzw. an die Datenbank, übermittelt werden konnten. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass sich bei längerem Gebrauch des mobilen Geräts eine Vielzahl längst veralteter Datensätze im lokalen Speicher des mobilen Geräts ansammelt. Derartige „Karteileichen“ bergen ein latentes Risiko, dass sie eines Tages versehentlich an die Stelle neuerer Datensätze treten, was Fehlfunktionen zur Folge haben kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gibt das mobile Gerät in Antwort darauf, dass es einen Datensatz von einem Feldgerät gespeichert hat und seitdem für eine vorgegebene Zeitspanne keine Verbindung zum Server hatte, eine Anweisung an einen Benutzer des mobilen Geräts aus, um diesen dazu veranlassen, das mobile Gerät in Verbindung mit dem Server zu bringen. Diese Anweisung kann insbesondere beinhalten, das mobile Gerät in eine bestimmte Richtung zu bewegen, um das mobile Gerät einem Ort, an dem es Verbindung mit dem Server aufnehmen kann, anzunähern. Auf diese Weise wird die Aktualität der Informationen in der Datenbank verbessert.
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In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird in Antwort darauf, dass mindestens ein Datensatz zur Übermittlung vom mobilen Gerät an ein Feldgerät ansteht und das mobile Gerät in Funkreichweite der Funkschnittstelle dieses Feldgeräts kommt, ein optischer und/oder akustischer Signalgeber dieses Feldgeräts aktiviert. Es wird vom Benutzer des mobilen Geräts eine Bestätigung eingeholt wird, dass der Datensatz an dieses Feldgerät übermittelt werden soll. Auf diese Weise kann zum einen der Benutzer darüber informiert werden, dass sich das Verhalten des Feldgeräts nach dem Empfang des Datensatzes möglicherweise ändern wird, so dass diese Änderung für ihn nicht völlig überraschend kommt. Zum anderen wird eine Rückfallebene geschaffen für den Fall, dass sich in der Datenbank Fehler in die Zuordnung zwischen Seriennummern der Feldgeräte und den Orten, an denen diese tatsächlich verbaut sind, eingeschlichen haben. Solche Fehler können beispielsweise entstehen, wenn Feldgeräte gegen neue ausgetauscht werden oder wenn funktionsgleiche Feldgeräte gegeneinander getauscht werden, ohne dies in der Datenbank einzutragen. Der Benutzer bemerkt den Fehler, wenn vor der Aktualisierung in Verbindung mit der Bestätigungsanfrage der Signalgeber eines anderen Feldgeräts aktiviert wird als er eigentlich erwartet.
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Nach dem zuvor Beschriebenen enthält der Datensatz insbesondere vorteilhaft Konfigurationsdaten mit vom Benutzer einstellbaren Parametern für den Betrieb mindestens eines Feldgeräts, und/oder eine Firmware, und/oder ein Speicherabbild des Feldgeräts. Die Datenbank kann dann in Verbindung mit dem neu geschaffenen Kommunikationsweg über das mobile Gerät dazu genutzt werden, um die Konfiguration einer Vielzahl von Feldgeräten zentral zu verwalten.
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Vorteilhaft enthält mindestens ein Datensatz Messwerte, die das Feldgerät erfasst hat. Auf diese Weise können insbesondere großvolumige Messergebnisse, wie beispielsweise Bilddaten oder längere Historien von Messwerten, deren Übermittlung nicht zeitkritisch ist, an die Datenbank übermittelt werden, ohne eine schmalbandige Schnittstelle (etwa eine 4-20-mA-Stromschnittstelle), an die das Feldgerät angeschlossen ist, allzu lange zu blockieren.
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Das Verfahren kann insbesondere ohne Änderung der Hardware in Software implementiert sein, die auf dem mobilen Gerät, auf dem Server, und/oder auf dem Feldgerät installiert werden kann. Dabei besteht bezüglich vieler Funktionen Freiheit dahingehend, wo diese angesiedelt werden. So kann beispielsweise das mobile Gerät von sich aus beim Feldgerät oder beim Server anfragen, ob jeweils neue Datensätze vorliegen (Pull). Das mobile Gerät kann aber auch darauf lauschen, dass das Feldgerät oder der Server aus eigener Initiative Datensätze an das mobile Gerät übermittelt (Push).
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Somit bezieht sich die Erfindung auch auf ein Computerprogramm mit maschinenlesbaren Anweisungen, die, wenn sie auf einem Computer, und/oder auf einem mobilen Gerät, und/oder auf einem Feldgerät, ausgeführt werden, den Computer, das mobile Gerät, bzw. das Feldgerät, dazu veranlassen, das beschriebene Verfahren auszuführen.
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Figurenliste
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Nachfolgend wird der Gegenstand der Erfindung anhand von Figuren erläutert, ohne dass der Gegenstand der Erfindung hierdurch beschränkt wird. Es ist gezeigt:
- 1: Ausführungsbeispiel des Verfahrens 100;
- 2: Möglichkeiten der Übermittlung von Datensätzen 2 an mehreren beispielhaften Positionen des mobilen Geräts 5.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens 100. 1a zeigt einen beispielhaften Weg, auf dem Datensätze 2 ausgehend von einer Datenbank 3 verarbeitet werden können, bis sie schließlich ein Feldgerät 1 erreichen.
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In Schritt 110 wird zunächst geprüft, ob ein Zeitstempel 2a, eine Versionsnummer 2b, und/oder ein Hashwert 2c des Datensatzes 2 sich von einem im mobilen Gerät 5 gespeicherten Referenzwert 2d unterscheidet. Ist dies nicht der Fall (Wahrheitswert 0), wird in Schritt 115 die Übermittlung 120 des Datensatzes 2 an das mobile Gerät 5 unterdrückt. Ergibt der Vergleich jedoch einen Unterschied (Wahrheitswert 1), wird der Datensatz in Schritt 120 an das mobile Gerät 5 übermittelt und der Referenzwert 2d in Schritt 125 neu gesetzt. In Schritt 130 wird der Datensatz 2 zumindest transient im mobilen Gerät 5 gespeichert.
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Dabei wird der Datensatz 2 in Schritt 131 mit einem Verfallszeitpunkt 2e versehen. In Schritt 132 wird geprüft, ob mit der aktuellen Zeit t der Verfallszeitpunkt 2e erreicht oder überschritten und zugleich noch keine Übermittlung des Datensatzes 2 an das Feldgerät 1 erfolgt ist. Diese Prüfung 132 kann sofort erfolgen, aber auch deutlich später, wie in 1a gezeichnet. Beispielsweise kann die Prüfung 132, wie in 1a gezeichnet, zeitperiodisch erfolgen.
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Ist der Verfallszeitpunkt 2e erreicht oder überschritten und ist der Datensatz 2 noch nicht an das Feldgerät 1 übermittelt, d.h., befindet er sich beispielsweise noch in einer entsprechenden Warteschlange, so wird er in Schritt 133 verworfen.
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Hand in Hand mit der Prüfung 132 wird gemäß Schritt 140 geprüft, ob die Funkverbindung zur Funkschnittstelle 1a des Feldgeräts 1 verfügbar ist. Beide Prüfungen 132 und 140 können beispielsweise immer alternierend, oder auch beispielsweise mit unterschiedlichen zeitlichen Periodizitäten, erfolgen. Die Prüfung 140 kann auch beispielsweise ereignisgesteuert erfolgen, wenn eine bestimmte Bewegung des mobilen Geräts 5 erkannt wurde.
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Ist die Funkverbindung zur Funkschnittstelle 1a verfügbar (Wahrheitswert 1 bei Prüfung 140), so wird optional in Schritt 141 ein optischer und/oder akustischer Signalgeber 1c des Feldgeräts 1 aktiviert, um dem Benutzer 5a des mobilen Geräts 5 eindeutig anzuzeigen, auf welches Gerät der Datensatz 2 übertragen werden soll. Im ebenfalls optionalen Schritt 142 kann eine Bestätigung des Benutzers 5a eingeholt werden. In Schritt 150 wird der Datensatz 2 an das Feldgerät 1 übermittelt.
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1b zeigt einen beispielhaften Weg, auf dem Datensätze 2 ausgehend von einem Feldgerät 1 verarbeitet werden können, bis sie schließlich die Datenbank 3 erreichen.
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Analog zu Schritt 110 wird in Schritt 160 zunächst geprüft, ob ein Zeitstempel 2a, eine Versionsnummer 2b, und/oder ein Hashwert 2c des Datensatzes 2 sich von einem im mobilen Gerät 5 gespeicherten Referenzwert 2d unterscheidet. Ist dies nicht der Fall (Wahrheitswert 0), wird in Schritt 165 die Übermittlung 170 des Datensatzes 2 an das mobile Gerät 5 unterdrückt. Ergibt der Vergleich jedoch einen Unterschied (Wahrheitswert 1), wird der Datensatz in Schritt 170 an das mobile Gerät 5 übermittelt und der Referenzwert 2d in Schritt 175 neu gesetzt. In Schritt 180 wird der Datensatz 2 zumindest transient im mobilen Gerät 5 gespeichert.
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Dabei wird der Datensatz 2 in Schritt 181 mit einem Verfallszeitpunkt 2e versehen. In Schritt 12 wird geprüft, ob mit der aktuellen Zeit t der Verfallszeitpunkt 2e erreicht oder überschritten und zugleich noch keine Übermittlung des Datensatzes 2 an die Datenbank 3 erfolgt ist. Diese Prüfung 182 kann sofort erfolgen, aber auch deutlich später, wie in 1b gezeichnet. Beispielsweise kann die Prüfung 182, wie in 1b gezeichnet, zeitperiodisch erfolgen.
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Im Rahmen dieser zeitperiodischen Prüfung kann beispielsweise auch in Schritt 184 geprüft werden, ob das mobile Gerät seit der Speicherung 180 schon länger keine Verbindung zum Server 4 hatte. Ist dies der Fall (Wahrheitswert 1 bei Prüfung 184), so kann in Schritt 185 eine Anweisung an den Benutzer 5a des mobilen Geräts 5 ausgegeben werden, um ihn dazu zu veranlassen, das mobile Gerät 5 in Verbindung mit dem Server 4 zu bringen.
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Ist der Verfallszeitpunkt 2e erreicht oder überschritten und ist der Datensatz 2 noch nicht an die Datenbank 3 übermittelt, d.h., befindet er sich beispielsweise noch in einer entsprechenden Warteschlange, so wird er in Schritt 183 verworfen.
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Hand in Hand mit der Prüfung 182 wird gemäß Schritt 190 geprüft, ob die Verbindung zum Server 4 verfügbar ist. Beide Prüfungen 182 und 190 können beispielsweise immer alternierend, oder auch beispielsweise mit unterschiedlichen zeitlichen Periodizitäten, erfolgen. Die Prüfung 190 kann auch beispielsweise ereignisgesteuert erfolgen, wenn das mobile Gerät 5 registriert, dass es sich mit einem Netzwerk (wie etwa einem WLAN-Netzwerk) verbunden hat oder dass es über Kabel, Bluetooth oder eine andere Verbindung an einen bestimmten Computer angeschlossen wurde.
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Ist die Verbindung zum Server verfügbar (Wahrheitswert 1 bei Prüfung 190), so wird in Schritt 200 der Datensatz 2 an die Datenbank 3 übermittelt.
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Die Abläufe gemäß den 1a und 1b können unabhängig voneinander fortschreiten und gleichzeitig aktiv sein. Beispielsweise kann ein und dasselbe mobile Gerät 5 neben Datensätzen 2, die es aus einer ersten Datenbank 3 zur Weiterleitung an ein erstes Feldgerät 1 übernommen hat, auch Datensätze beherbergen, dies es von einem zweiten Feldgerät 1 zur Weiterleitung an eine zweite Datenbank 3 übernommen hat.
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Ein weiterer unabhängiger optionaler Ablauf, der im Verfahren 100 ausgeführt werden kann, ist in 1c dargestellt. In Schritt 101 wird auf dem mobilen Gerät 5 ein Plan 6 hinterlegt, mit welchen Feldgeräten 1 das mobile Gerät 5 in Kontakt treten soll. In Schritt 102 wird eine Anweisung an den Benutzer 5a des mobilen Geräts 5 ausgegeben, um ihn dazu zu veranlassen, das mobile Gerät 5 in die Funkreichweite 1b der Funkschnittstelle mindestens eines im Plan 6 verzeichneten Feldgeräts 1 zu bringen. Schritt 102 kann den Unterschritt 102a beinhalten, diese Anweisung anhand von Messwerten mit einer konkreten Richtung anzureichern, in die der Benutzer 5a das mobile Gerät 5 bewegen soll, um der Funkreichweite 1b näherzukommen.
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Wenn der Benutzer auf diese Anweisung hin in die Funkreichweite 1b kommt, kann dies beispielsweise den in 1a gezeigten Ablauf beeinflussen, indem die Prüfung 140 auf Funkreichweite den Wahrheitswert 1 annimmt.
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Ein weiterer unabhängiger optionaler Ablauf, der im Verfahren 100 ausgeführt werden kann, ist in 1d dargestellt. Ausgelöst durch die Feststellung in Schritt 103, dass das mobile Gerät in die Funkreichweite 1b der Funkschnittstelle 1a mindestens eines Feldgeräts 1 kommt, kann in Schritt 104a bei der Datenbank 3 angefragt werden, ob aktualisierte Datensätze 2 für das Feldgerät 1 vorliegen. Es kann auch, beispielsweise bei Fehlschlagen dieser Abfrage 104a, eine entsprechende Abfrage in Schritt 104b für den Zeitpunkt vorgemerkt werden, zu dem die Verbindung zum Server 4 wieder verfügbar ist.
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Ist die Abfrage in Schritt 104a erfolgt, können weitere gleichartige, das gleiche Feldgerät betreffende Abfragen für eine vorbestimmte Zeitspanne unterdrückt werden.
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2 zeigt die Möglichkeiten für die Übermittlung von Datensätzen, die an verschiedenen Positionen zwischen dem Feldgerät 1 und dem Server 4 mit der Datenbank 3 bestehen. Um den Server 4 herum ist ein Bereich 4a eingezeichnet, innerhalb dessen eine Verbindung des mobilen Geräts 5 mit dem Server 4 möglich ist. Dieser Bereich 4a kann beispielsweise die Netzabdeckung eines firmeninternen WLAN repräsentieren, über das der Server 4 erreichbar ist. Ebenso ist die Funkreichweite 1b der Funkschnittstelle 1a des Feldgeräts 1 eingezeichnet. 2 zeigt auch den Signalgeber 1c, mit dem das Feldgerät 1 anzeigt, dass es sich durch das mobile Gerät 5 angesprochen fühlt.
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Befindet sich das mobile Gerät 5 innerhalb der Funkreichweite 1b, nicht jedoch im Bereich 4a, so kann das mobile Gerät 5 zuvor gespeicherte Datensätze 2 an das Feldgerät 1 übergeben und andere Datensätze 2 vom Feldgerät 1 entgegennehmen. Wenn der Benutzer 5a das mobile Gerät 5 anschließend in den Bereich 4a verbringt, können die zuvor vom Feldgerät übernommenen Datensätze 2 an die Datenbank 3 übergeben und im Austausch neue Datensätze 2 zur Weiterleitung an das Feldgerät 1 aus der Datenbank 3 übernommen werden.
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In dem Sonderfall, dass vom Standort des mobilen Geräts 5 sowohl der Server 4 als auch das Feldgerät 1 gleichzeitig erreichbar sind, können die Datensätze 2 jeweils unmittelbar nach ihrem Empfang weitergeleitet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Feldgerät
- 1a
- Funkschnittstelle des Feldgeräts 1
- 1b
- Funkreichweite der Funkschnittstelle 1a
- 1c
- Signalgeber des Feldgeräts 1
- 2
- Datensatz
- 2a
- Zeitstempel des Datensatzes 2
- 2b
- Versionsnummer des Datensatzes 2
- 2c
- Hashwert des Datensatzes 2
- 2d
- Vergleichswert
- 2e
- Verfallszeitpunkt für Datensatz 2
- 3
- Datenbank
- 4
- Server
- 4a
- Bereich, in dem Server 4 erreichbar ist
- 5
- mobiles Gerät
- 5a
- Benutzer des mobilen Geräts 5
- 6
- Plan der aufzusuchenden Feldgeräte 6
- 100
- Verfahren
- 101
- Aufstellen des Plans 6
- 102
- Ausgabe einer Anweisung, Funkreichweite 1b aufzusuchen
- 102a
- Konkretisierung der Anweisung mit einer Richtung
- 103
- Feststellung, dass mobiles Gerät 5 in Funkreichweite 1b
- 104a
- Anfrage an Datenbank 3 nach aktuellen Datensätzen 2
- 104b
- Vormerkung, Datenbank 3 abzufragen, wenn Server 4 erreichbar
- 105
- Unterdrücken gleichartiger Anfragen 104a für gleiches Feldgerät 1
- 110
- Vergleich der Werte 2a-2c mit dem Vergleichswert 2d
- 115
- Unterdrücken der Übermittlung 120
- 120
- Übermitteln des Datensatzes 2 von Datenbank 3 an mobiles Gerät 5
- 125
- Neusetzen des Vergleichswerts 2d auf neuen Wert 2a-2c
- 130
- Speichern des Datensatzes 2 im mobilen Gerät 5
- 131
- Festlegen eines Verfallszeitpunkts 2e
- 132
- Prüfung, ob Verfallszeitpunkt 2e fruchtlos verstrichen
- 133
- Verwerfen des Datensatzes 2
- 140
- Prüfung, ob Funkreichweite 1b um Feldgerät 1 erreicht
- 141
- Aktivierung des Signalgebers 1c des Feldgeräts 1
- 142
- Einholen einer Bestätigung durch Benutzer 5a
- 150
- Übermitteln des Datensatzes 2 an Feldgerät 1
- 160
- Vergleich der Werte 2a-2c mit dem Vergleichswert 2d
- 165
- Unterdrücken der Übermittlung 120
- 170
- Übermitteln des Datensatzes 2 von Feldgerät 1 an mobiles Gerät 5
- 175
- Neusetzen des Vergleichswerts 2d auf neuen Wert 2a-2c
- 180
- Speichern des Datensatzes 2 im mobilen Gerät 5
- 181
- Festlegen eines Verfallszeitpunkts 2e
- 182
- Prüfung, ob Verfallszeitpunkt 2e fruchtlos verstrichen
- 183
- Verwerfen des Datensatzes 2
- 184
- Prüfung, ob länger kein Kontakt zum Server 4
- 185
- Aufforderung an Benutzer 5a, Kontakt zum Server 4 herzustellen
- 190
- Prüfung, ob Verbindung zum Server 4 verfügbar
- 200
- Übermittlung des Datensatzes 2 an Datenbank 3
