DE102019128784A1

DE102019128784A1 - Ortsidentifizierung drahtloser Knoten

Info

Publication number: DE102019128784A1
Application number: DE102019128784.7A
Authority: DE
Inventors: Tao Yu; Tze Lei Poo; Lance Doherty; Philip P. E. Quinlan
Original assignee: Analog Devices Inc
Current assignee: Analog Devices Inc
Priority date: 2018-10-26
Filing date: 2019-10-24
Publication date: 2020-04-30
Also published as: US20200137712A1; JP6898414B2; CN111193994A; CN111193994B; JP2020068530A; US10932220B2

Abstract

Systeme und Verfahren ermöglichen das automatische Beitreten zu einem Netz, das einem vorgegebenen Bereich zugeordnet ist, in dem die drahtlosen Knoten liegen. Netzverwalter, die sich in dem Fahrzeug oder in der Nähe des vorgegebenen Bereichs befinden, verwenden eine drahtlose Näherungsdetektion, um Entfernungen zu drahtlosen Knoten, die dem Netz beizutreten anfordern, zu schätzen. Die Netzverwalter können die geschätzten Entfernungen verwenden, um zu bestimmen, ob sich in dem vorgegebenen Bereich ein anfordernder drahtloser Knoten befindet. Falls sich der anfordernde drahtlose Knoten in dem vorgegebenen Bereich befindet, können die Netzverwalter zulassen, dass der drahtlose Knoten dem dem vorgegebenen Bereich zugeordneten drahtlosen Netz beitritt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Dieses Dokument betrifft allgemein, aber nicht einschränkend, drahtlose Netze und insbesondere, aber nicht einschränkend, das Identifizieren eines Orts drahtloser Knoten, die versuchen, einem drahtlosen Netz beizutreten.
HINTERGRUND
Drahtlose Netze können aufgebaut werden, um die Datensammlung und die Kommunikation zwischen drahtlosen Knoten zu ermöglichen. Zum Beispiel können drahtlose Sensoren positioniert sein, um Daten hinsichtlich einer Umgebung zu sammeln und die Daten zurück an ein Steuersystem zu übermitteln. Mehrere drahtlose Sensoren können dazu ausgebildet sein, ein Netz von Sensoren zu bilden, die alle dazu ausgebildet sind, erfasste Daten zu sammeln und zurück an ein gemeinsames Steuersystem zu berichten. Die gesammelten und berichteten Daten können durch das Steuersystem verwendet werden, um Beobachtungen vorzunehmen und eine Steuerung für die Umgebung, in der das Netz liegt, bereitzustellen.
ZUSAMMENFASSUNG
Die Erfinder haben unter anderem erkannt, dass es erwünscht sein kann zu ermöglichen, dass drahtlose Knoten einem Netz, das einem Fahrzeug oder einem vorgegebenen Bereich, in dem die drahtlosen Knoten liegen, zugeordnet ist, automatisch beitreten. Netzverwalter (network managers), die sich in dem Fahrzeug oder in einem anderen vorgegebenen Bereich befinden, verwenden eine drahtlose Näherungsdetektion, um Entfernungen zu drahtlosen Knoten, die dem Netz beizutreten anfordern, zu schätzen. Die Netzverwalter können die geschätzten Entfernungen verwenden, um zu bestimmen, ob sich in dem jeweiligen Fahrzeug oder anderen vorgegebenen Bereich ein anfordernder drahtloser Knoten befindet. Falls sich der anfordernde drahtlose Knoten in dem vorgegebenen Bereich befindet, können die Netzverwalter zulassen, dass der drahtlose Knoten dem dem vorgegebenen Bereich zugeordneten drahtlosen Netz beitritt.
In einem Beispiel weist ein System zum automatischen Zuordnen mehrerer drahtloser Knoten, die über ein Fahrzeug verteilt sind, zu einem drahtlosen Netz auf der Grundlage des Orts, während nahegelegene drahtlose Knoten auf der Grundlage des Orts ausgeschlossen werden, eine drahtlose Netzverwaltervorrichtung, die sich an einem ersten vorgegebenen Ort befindet, auf. Der drahtlose Netzverwalter ist dazu ausgebildet, von einem anfordernden drahtlosen Knoten eine drahtlose Anforderung, dem drahtlosen Netz beizutreten, zu empfangen, und ist dazu ausgebildet ist, unter Verwendung einer drahtlosen Nähedetektion zu bestimmen, ob sich der anfordernde drahtlose Knoten in dem Fahrzeug befindet, und wenn das der Fall ist zuzulassen, dass der anfordernde drahtlose Knoten dem drahtlosen Netz beitritt.
In einem anderen Beispiel weist ein Verfahren zum automatischen Zuordnen drahtloser Knoten, die über ein erstes Fahrzeug verteilt sind, zu einem drahtlosen Netz, das dem vorgegebenen Bereich zugeordnet ist, wobei nahegelegene drahtlose Knoten, die sich nicht in dem ersten Fahrzeug befinden, ausgeschlossen werden, das Empfangen einer drahtlosen Anforderung, dem drahtlosen Netz beizutreten, von einem anfordernden drahtlosen Knoten durch eine erste Netzverwaltervorrichtung, die an einem ersten vorgegebenen Ort positioniert ist; das Bestimmen, ob sich der anfordernde drahtlose Knoten in dem ersten Fahrzeug befindet, durch die erste Netzverwaltervorrichtung unter Verwendung drahtloser Nähedetektion; und das Zulassen, dass der anfordernde drahtlose Knoten dem drahtlosen Netz beitritt, falls sich der anfordernde drahtlose Knoten in dem ersten Fahrzeug befindet, auf.
In einem anderen Beispiel weist ein System zum automatischen Zuordnen mehrerer drahtloser Knoten, die über ein Fahrzeug verteilt sind, zu einem drahtlosen Netz, dem ein in dem Fahrzeug befindlicher Netzverwalter zugeordnet ist, während nahegelegene drahtlose Knoten, die sich nicht in dem Fahrzeug befinden, ausgeschlossen werden, eine Computervorrichtung, die sich außerhalb des Fahrzeugs befindet, auf. Die Computervorrichtung ist dafür ausgelegt, von einem anfordernden drahtlosen Knoten eine drahtlose Anforderung, dem drahtlosen Netz beizutreten, zu empfangen; unter Verwendung drahtloser Nähedetektion zu bestimmen, ob sich der anfordernde drahtlose Knoten in dem Fahrzeug befindet; und für den anfordernden drahtlosen Knoten einen Verschlüsselungsschlüssel eines Verschlüsselungsschlüsselpaars bereitzustellen, falls sich der anfordernde drahtlose Knoten in dem Fahrzeug befindet, damit der anfordernde drahtlose Knoten dem drahtlosen Netz, dem der Netzverwalter zugeordnet ist, beitritt.
Figurenliste
In den Zeichnungen, die nicht notwendig maßstabsgerecht sind, können gleiche Bezugszeichen ähnliche Komponenten in unterschiedlichen Ansichten beschreiben. Gleiche Bezugszeichen mit unterschiedlichen Buchstabensuffixen können unterschiedliche Instanzen ähnlicher Komponenten repräsentieren. Die Zeichnungen stellen allgemein beispielhaft, aber nicht einschränkend, verschiedene in dem vorliegenden Dokument diskutierte Ausführungsformen dar.

1 ist ein Blockschaltplan, der zwei Fahrzeuge darstellt, die jeweils drahtlose Batterieüberwachungssysteme aufweisen.
2 ist ein Blockschaltplan, der einen beispielhaften Netzverwalter darstellt.
3 ist ein Blockschaltplan, der einen beispielhaften drahtlosen Knoten darstellt.
4 ist ein Ablaufplan, der ein Verfahren zum Identifizieren eines Orts eines drahtlosen Knotens beim Aufbauen eines drahtlosen Netzes darstellt.
5 ist eine schematische Darstellung, die beispielhafte Netzverwalter darstellt, die dazu ausgebildet sind, Entfernungen zu drahtlosen Knoten zu schätzen.
6 ist eine schematische Darstellung, die beispielhafte Netzverwalter darstellt, die dazu ausgebildet sind, physische Positionen drahtloser Knoten zu schätzen.
7 ist eine schematische Darstellung, die Fahrzeuge darstellt, die definierte Gebiete aufweisen, von denen erwartet wird, dass in ihnen drahtlose Knoten liegen.
8 ist eine schematische Darstellung, die beispielhafte unter Verwendung drahtloser Knoten als Keime erzeugte Voronoi-Gebiete darstellt.
9 ist eine schematische Darstellung, die beispielhafte Netzverwalter darstellt, die dazu ausgebildet sind, Orte drahtloser Knoten unter Verwendung einer Triangulation zu schätzen.
10 ist eine schematische Darstellung, die ein beispielhaftes System darstellt, das Computersysteme aufweist, die sich außerhalb von Fahrzeugen befinden und die dazu ausgebildet sind, einen Ort drahtloser Knoten zu bestimmen, die sich in den Fahrzeugen befinden.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Es wird hier ein drahtloses Netz offenbart, das Netzverwalter aufweist, die in der Lage sind, einen Ort eines drahtlosen Knotens beim Aufbauen einer drahtlosen Netzverbindung automatisch zu bestätigen. In einem Beispiel kann ein Fahrzeug zwei Netzverwalter aufweisen, die in dem Fahrzeug positioniert sind und dazu ausgebildet sind, ein dem Fahrzeug zugeordnetes drahtloses Netz zu verwalten. Wenn ein drahtloser Knoten dem Netz beizutreten anfordert, können die zwei Netzverwalter eine Position des drahtlosen Knotens unter Verwendung verschiedener Techniken schätzen, um zu bestimmen, ob der drahtlose Knoten in dem Fahrzeug positioniert ist. Falls sich der drahtlose Knoten nicht in dem Fahrzeug befindet, können die Netzverwalter die Anforderung des drahtlosen Knotens, dem Netz beizutreten, verweigern.
In einem anderen Beispiel können sich Netzverwalter oder andere Computersysteme, die nicht dazu ausgebildet sind, das Netz zu verwalten, außerhalb des Fahrzeugs befinden und dazu ausgebildet sein, den Ort drahtloser Knoten, die dem Netz beizutreten versuchen, zu bestätigen. Diese Computersysteme können eine Position des drahtlosen Knotens unter Verwendung verschiedener Techniken schätzen, um zu bestimmen, ob der drahtlose Knoten in dem jeweiligen Fahrzeug positioniert ist. Falls der drahtlose Knoten in dem Fahrzeug positioniert ist, kann der Netzverwalter für den drahtlosen Knoten einen Verschlüsselungsschlüssel bereitstellen, der dafür verwendbar ist, dem Netz beizutreten.
In einem anderen Beispiel können Netzverwalter oder andere Computersysteme, die sich in einem Warenlager oder in einer anderen Einrichtung befinden, dazu ausgebildet sein, drahtlose Netze mit gespeicherten drahtlosen Knoten aufzubauen. Die Netzverwalter können dazu ausgebildet sein, eine Position eines gespeicherten drahtlosen Knotens unter Verwendung verschiedener Techniken zu schätzen, um zu bestimmen, ob der drahtlose Knoten in einem vorgegebenen Bereich wie etwa auf einem spezifischen Fach oder an einem anderen Lagerort positioniert ist. Falls der drahtlose Knoten in dem vorgegebenen Bereich positioniert ist, kann der Netzverwalter zulassen, dass der drahtlose Knoten dem Netz beitritt. Die Kenntnis des Orts der Netzknoten ist ebenfalls nützlich beim Ermöglichen des unmittelbaren Orts von Knoten, die ausgefallen oder gestört sind oder auf andere Weise wegen anomalem Verhalten einen Dienst erfordern.
Allgemein verfügbare Techniken zum Aufbauen drahtloser Netze für drahtlose Knoten in einem Fahrzeug beziehen die manuelle Programmierung von Netzverwalterzugriffs-Steuerlisten ein. Die Netzverwalter verwenden diese manuell programmierten Listen, um Verbindungen nur von den in dem Fahrzeug positionierten drahtlosen Knoten anzunehmen. Diese Techniken erfordern eine erhebliche Menge manueller Arbeit beim Programmieren der Zugriffssteuerlisten. Im Gegensatz dazu haben die Entwickler ein Schema entwickelt, das den automatischen Aufbau von Netzen für Fahrzeugen zur Zeit der Montage, wenn an einem Fahrzeug ein Dienst ausgeführt wird, während/nach dem Batterienachladen, während der Fahrzeugverwendung, beim Neuaufbau des drahtlosen Netzes oder zu irgendeinem anderen Zeitpunkt, zu dem es erwünscht ist, das Netz automatisch aufzubauen, ermöglicht. Dementsprechend kann die dem Programmieren von Zugriffssteuerlisten für die Netzverwalter zugeordnete manuelle Arbeit verringert oder beseitigt werden.
1 ist ein Blockschaltplan, der ein beispielhaftes System 100 darstellt, das zwei Fahrzeuge 102a und 102b aufweist, die jeweils drahtlose Batterieüberwachungssysteme aufweisen. Das erste Fahrzeug 102a weist zwei Netzverwalter 104a und 104b, drahtlose Knoten 106a-106h, eine elektronische Steuereinheit (ECU) 108 und eine Batterie 110 auf. Das zweite Fahrzeug 102b weist zwei Netzverwalter 104a und 104b, drahtlose Knoten 106a-106h, eine ECU 116 und eine Batterie 118 auf. In anderen Beispielen können die Fahrzeuge 102a und 102b irgendeine Anzahl anderer Systeme oder Ausrüstung, die unter Verwendung drahtloser Knoten 106a-106h und 114a-114h überwacht werden, aufweisen. Obgleich die Fahrzeuge in der Weise dargestellt sind, dass sie acht drahtlose Knoten und zwei Netzverwalter aufweisen, können sie jeweils irgendeine Anzahl drahtloser Knoten und irgendeine Anzahl Netzverwalter aufweisen. Jeder der drahtlosen Knoten 106a-106h und 114a-114h und der Netzverwalter 104a, 104b, 112a und 112b kann sich an irgendeiner Position in dem jeweiligen Fahrzeug 102a und 102b befinden. Obgleich die Fahrzeuge als Kraftfahrzeuge dargestellt und diskutiert sind, können sie irgendwelche voll batteriebetriebenen oder batteriegestützten Formen des Transports einschließlich Flugzeugen, Drohnen, Zügen, Reisezugwagen, Booten, Bergwerks-/Tunnelbohrmaschinen und dergleichen sein.
Die drahtlosen Knoten 106a-106h und 114a-114h können drahtlose Sensoren sein, die z. B. dafür ausgelegt sind, Betriebscharakteristiken der jeweiligen Batterien 110 und 118, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, einer Spannung oder eines Stroms, der durch eine jeweilige Zelle der Batterien 110 und 118 fließt, zu erfassen. Die Netzverwalter 104a und 104b können die erfassten Daten von den drahtlosen Knoten 106a-106h sammeln und die Daten z. B. über eine verdrahtete oder drahtlose Verbindung für die ECU 108 oder für ein anderes System bereitstellen. Die ECU 108 kann die Daten verwenden, um den Funktionszustand der Batterie 110 zu überwachen und eine Steuerung für sie bereitzustellen.
Die Netzverwalter 104a und 104b und die drahtlosen Knoten 106a-106h bilden ein erstes Netz, das dem ersten Fahrzeug 102a zugeordnet ist, und die Netzverwalter 112a und 112b und die drahtlosen Knoten 114a-114h bilden ein zweites Netz, das dem zweiten Fahrzeug 102b zugeordnet ist. Wenn die Fahrzeuge 102a und 102b erstmals montiert werden, müssen die drahtlosen Knoten 106a-106h und 114a-114h dem jeweiligen Netz beitreten.
Während der Montage des Fahrzeugs 102a können z. B. einer oder beide Netzverwalter 104a und 104b für die drahtlosen Knoten 106a-106h bestimmte Ankündigungspakete aussenden. Die drahtlosen Knoten 106a-106h können durch Senden einer drahtlosen Anforderung, dem Netz beizutreten, auf die Ankündigungspakete antworten. Allerdings können in einer Montagestraße oder in einem anderen Dienstszenarium z. B. einige der drahtlosen Knoten 114a-114h des Fahrzeugs 102b den Netzverwaltern 104a und 104b näher als einige der drahtlosen Knoten 106a-106h sein. Zum Beispiel kann der drahtlose Knoten 114a dem Netzverwalter 104a näher als der drahtlose Knoten 106a sein. Die beiden drahtlosen Knoten 106a und 114a empfangen das Ankündigungspaket von dem Netzverwalter 104a und 104b und senden eine jeweilige Anforderung, dem dem Fahrzeug 102a zugeordneten Netz beizutreten. Die Netzverwalter 104a und 104b sind dazu ausgebildet, die beiden Anforderungen, dem dem Fahrzeug 102a zugeordneten Netz beizutreten, zu empfangen, zuzulassen, dass der drahtlose Knoten 106a dem Netz beitritt, und den Zugriff für den drahtlosen Knoten 114a zu verweigern.
2 ist ein Blockschaltplan, der einen beispielhaften Netzverwalter 104 für das dem Fahrzeug 102a zugeordnete drahtlose Netz darstellt. Der Netzverwalter 104 kann z. B. irgendeiner der Netzverwalter 104a, 104b, 112a oder 112b aus 1 sein. In dem in 2 dargestellten Beispiel weist der Netzverwalter 104 Antennen 202a und 202b, Transceiver 204a und 204b, eine Steuer- und Speicherschaltung 206, eine Leistungsschnittstelle 208 und eine verdrahtete Kommunikationsschnittstelle 210 auf. Obgleich der Netzverwalter 104 in der Weise dargestellt ist, dass er zwei Transceiver 204a und 204b aufweist, die die Kommunikation mit mehreren drahtlosen Knoten 106a-106h gleichzeitig zulassen, kann er irgendeine Anzahl von Antennen und Transceivern aufweisen. In einem Beispiel können die Antennen 202a und 202b und die Transceiver 204a und 204b dazu ausgebildet sein, Daten unter Verwendung von Hochfrequenzenergie (HF-Energie) zu senden und zu empfangen.
In einigen Beispielen wie etwa in einer Batteriegruppe kann zwischen drahtlosen Knoten und Netzverwaltern ein großer Signalverlust wegen Multipfadeffekten auftreten. Das Vorhandensein von Multipfadeffekten kann veranlassen, dass bei bestimmten Frequenzen tiefe Spektralnullstellen auftreten, die eine erhebliche Dämpfung verursachen. Um diese Multipfadeffekte auszugleichen, können der Netzverwalter und/oder die drahtlosen Knoten die Verwendung von Antennen-Diversity-Techniken, Antennenpolarisationstechniken und/oder die Verwendung von Richtantennentechniken nutzen, um die Hochfrequenz-(HF-)Verbindungsreserve zu verbessern und um den (HF-)Ausbreitungsverlust wegen Multipfadeffekten zu minimieren.
Die Steuer- und Speicherschaltung 206 kann z. B. eine oder mehrere anwendungsspezifische oder Universalprozessorschaltungen aufweisen. Solche Schaltungen können eine Einchip-(SoC-)Realisierung aufweisen oder können anwenderprogrammierbar sein. Als ein veranschaulichendes Beispiel kann die Steuer- und Speicherschaltung 206 zwei Controller aufweisen, wobei einer eine anwenderprogrammierbare logische Anordnung (FPGA) ist und der andere ein digitaler Signalprozessor (DSP) ist. Die FPGA kann zum Steuern einer Mehrkanalkommunikation z. B. unter Verwendung der zwei Transceiver 204a und 204b verbunden sein und der DSP kann für die Echtzeitverarbeitung wie etwa die Abwärtsabtastung, die Aufwärtsabtastung, die Codierung oder die Decodierung verwendet werden. In anderen Beispielen kann die Steuer- und Speicherschaltung 206 irgendeine Anzahl von Controllern einschließlich FPGAs, DSPs, Mikroprozessoren, anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs) oder anderen digitalen Logikschaltungen aufweisen.
Außerdem kann die Steuer- und Speicherschaltung 206 ein oder mehrere flüchtige oder nichtflüchtige Speicher aufweisen. Zum Beispiel kann die Steuer- und Speicherschaltung 206 einen oder mehrere nichtflüchtige Speicher einschließlich Nur-Lese-Speichern (ROMs), Flash-Speichern, Festkörperlaufwerken oder irgendeinem anderen nichtflüchtigen Speicher oder einen oder mehrere flüchtige Speicher einschließlich z. B. statischer oder dynamischer Schreib-Lese-Speicher (RAM) aufweisen.
Die Leistungsschnittstelle 208 kann dazu ausgebildet sein, über eine verdrahtete Verbindung zum Empfangen von Leistung zu verbinden, und die Kommunikationsschnittstelle 210 kann für die verdrahtete Kommunikation mit einem Netzverwalter 104 und/oder Back-end-System wie etwa der ECU 108 ausgelegt sein. Die Leistungsschnittstelle 208 kann z. B. zum Empfangen von Leistung von einem Fahrzeugleistungsbus des Fahrzeugs 102a wie etwa einem Gleichstrombus (DC-Bus) verbunden sein und die Leistung zur Verwendung durch die Steuer- und Speicherschaltungsanordnung 208 aufbereiten. Außerdem kann der Netzverwalter 104 eine Sicherungsleistungsquelle wie etwa eine Batterie, einen Kondensator oder eine Energie-Harvester-Schaltung aufweisen. In einigen Beispielen kann der Netzverwalter 104 nicht unter Verwendung einer verdrahteten Leistungsverbindung mit Leistung versorgt werden und kann er vollständig unter Verwendung einer lokalen Leistungsquelle wie etwa einer Batterie oder eines Energie-Harvesters mit Leistung versorgt werden.
3 ist ein Blockschaltplan, der eine beispielhafte drahtlose Knotenvorrichtung 106 des Fahrzeugs 102a darstellt. Der drahtlose Knoten 106 kann z. B. irgendeiner der Knoten 106a-106h und 114a-114h aus 1 sein. In dem in 3 dargestellten Beispiel weist der drahtlose Knoten 106 eine Antenne 302, einen Transceiver 304, eine Steuer- und Speicherschaltung 306, Sensoren 308 und eine Batterie 310 auf. In anderen Beispielen kann der Knoten 300 zusätzlich zu den oder anstelle der in 3 dargestellten Komponenten andere Schaltungselemente aufweisen. In einem Beispiel können die Antenne 302 und der Transceiver 304 zum Senden und Empfangen einer Kommunikation unter Verwendung von HF-Energie ausgebildet sein. Die Sensoren 308 können z. B. zum Erfassen von Daten hinsichtlich einer Fahrzeugbatterie wie etwa der Spannung oder des Stroms über eine Zelle der Batterie ausgebildet sein. Die Batterie 310 kann eine lokale Batterie oder irgendeine andere lokale Energiespeichervorrichtung wie etwa ein Kondensator oder ein Energie-Harvester sein.
4 ist ein Ablaufplan, der ein Verfahren 400 zum automatischen Beitreten der drahtlosen Knoten 106a-106h zu dem Netz, das dem Fahrzeug 102a oder einem anderen vorgegebenen Bereich wie etwa einem Ablagespeicherort zugeordnet ist, darstellt. In Schritt 402 rundsendet ein Netzverwalter 104a oder 104b eine Ankündigung für das dem Fahrzeug 102a zugeordnete Netz. Die drahtlosen Knoten 106a-106h und 114a-114h empfangen das Ankündigungspaket. In Schritt 404 sendet wenigstens einer der drahtlosen Knoten 106a-106h und 114a-114h eine Anforderung, dem dem Fahrzeug 102a zugeordneten Netz beizutreten. Die Netzverwalter 104a und 104b empfangen die Anforderung von dem jeweiligen drahtlosen Knoten. In Schritt 406 schätzen die Netzverwalter 104a und 104b unter Verwendung verschiedener hier offenbarter Techniken einen Ort des anfordernden drahtlosen Knotens. In Schritt 408 verwenden die Netzverwalter 104a und 104b den geschätzten Ort des anfordernden drahtlosen Knotens, um zu bestimmen, ob der drahtlose Knoten in dem Fahrzeug 102a ist. In Schritt 410 lassen die Netzverwalter 104a und 104b zu, dass der drahtlose Knoten dem dem Fahrzeug 102a zugeordneten Netz beitritt, falls sich der jeweilige drahtlose Knoten in dem Fahrzeug befindet. In Schritt 412 verweigern die Netzverwalter 104a und 104b die Anforderung des drahtlosen Knotens, dem Netz beizutreten, falls sich der drahtlose Knoten nicht in dem Fahrzeug 102a befindet.
Obgleich dies in Bezug auf die Montage des Fahrzeugs dargestellt ist, gibt es andere Szenarien, in denen erwünscht ist, dass die Netzverwalter 104a und 104b einen Ort jeweiliger drahtloser Knoten 106a-106h bestimmen. In einem Beispiel kann ein Batteriemodul ersetzt werden und kann es notwendig sein, dass die Netzverwalter 104a und 104h das Netz für das Fahrzeug neu aufbauen, wenn an einem Fahrzeug ein Dienst durchgeführt wird. In einem anderen Beispiel kann es notwendig sein, dass während der Fahrzeugverwendung ein Batteriemodul umgebildet wird, wobei es in diesem Fall notwendig sein kann, dass die Netzverwalter 104a und 104b das Netz neu aufbauen. In diesen Beispielen ist es erwünscht, dass die Verwalter 104a und 104b Ortsinformationen verwenden, um die in dem Fahrzeug befindlichen drahtlosen Knoten zu identifizieren, um das Netz für das Fahrzeug bei möglicher Störung von Batteriemodulen außerhalb des Fahrzeugs zuverlässig neu aufzubauen.
In einem anderen Beispiel können sich die Netzverwalter 104a und 104b und 112a und 112b und die drahtlosen Knoten 106a-106h und 114a-114h in einer Speichereinrichtung, in einer Serverfarm, in einer Solarfarm oder in einer anderen unbeweglichen Anwendung anstatt in Fahrzeugen befinden. In diesem Beispiel können die Netzverwalter 104a und 104b und 112a und 112b weiter dazu ausgebildet sein, die Orte der drahtlosen Knoten 106a-106h und 114a-114h zu bestimmen, um die drahtlosen Knoten den jeweiligen Netzen beitreten zu lassen. Die Kenntnis der Orte der Netzknoten in der Speichereinrichtung ist z. B. ebenfalls nützlich beim Ermöglichen eines unmittelbaren Orts von Knoten, die ausgefallen sind, die gestört sind oder auf andere Weise wegen anomalem Verhalten einen Dienst erfordern.
5 ist eine schematische Darstellung, die beispielhafte Netzverwalter 104a und 104b darstellt, die dazu ausgebildet sind, Entfernungen zu drahtlosen Knoten zu schätzen. In dem in 5 dargestellten Beispiel empfangen die Netzverwalter 104a und 104b sowohl von dem drahtlosen Knoten 106 als auch von dem drahtlosen Knoten 114 Anforderungen, dem dem Fahrzeug 102a zugeordneten Netz beizutreten. Der Netzverwalter 104a ist dazu ausgebildet, unter Verwendung drahtlose Nähedetektion eine Entfernung 500a von der Position des Netzverwalters 104a zu dem drahtlosen Knoten 106 zu schätzen und eine Entfernung 500b von der Position des Netzverwalters 104a zu dem drahtlosen Knoten 114 zu schätzen. Außerdem ist der Netzverwalter 104b dazu ausgebildet, unter Verwendung der drahtlosen Nähedetektion eine Entfernung 502a von der Position des Netzverwalters 104b zu dem drahtlosen Knoten 106 zu schätzen und eine Entfernung 502b von der Position des Netzverwalters 104b zu dem drahtlosen Knoten 114 zu schätzen.
Die Netzverwalter 104a und 104b können dazu ausgebildet sein, die drahtlose Nähedetektion unter Verwendung jeweiliger Antennen 202a und 202b und Transceiver 204a und 204b auszuführen. Die Netzverwalter 104a und 104b können z. B. dazu ausgebildet sein, zum Schätzen der Entfernungen 500a, 500b, 502a und 502b die HF-Entfernungsmessung zu verwenden. In anderen Techniken können die Netzverwalter 104a und 104b dazu ausgebildet sein, irgendeine andere drahtlose Entfernungsmesstechnik zu verwenden. In einem Beispiel nutzen die Netzverwalter 104a und 104b eine phasenbasierte Niederleistungs-HF-Entfernungsmesstechnik wie etwa die durch die US-Patentanmeldung Nr. 15/955.049 , die hier in ihrer Gesamtheit durch Literaturhinweis eingefügt ist, offenbarte. In diesem Beispiel kann der drahtlose Knoten 106 das Ankündigungspaket empfangen, ein Referenztaktsignal einstellen und die Netzbeitrittsanforderung unter Verwendung des eingestellten Referenztaktsignals senden. Der Netzverwalter 104 kann eine Phase des ursprünglichen Ankündigungspakets mit einer Phase der empfangenen Beitrittsanforderung vergleichen, um eine Entfernung zu dem drahtlosen Knoten 106 zu schätzen.
Die Reichweiten 504a und 504b können für jeden jeweiligen Netzverwalter 104a und 104b auf der Grundlage des Orts des Netzverwalters 104a und 104b definiert sein. Die Reichweiten 504a und 504b können als eine Radialentfernung definiert sein, in der alle drahtlosen Knoten für ein jeweiliges Fahrzeug geortet werden. Die geschätzten Entfernungen von einem Netzverwalter 104a oder 104b zu einem drahtlosen Knoten 106 oder 114 können mit den Reichweiten 504a und 504b verglichen werden, um zu bestimmen, ob sich ein drahtloser Knoten in einem jeweiligen Fahrzeug befindet. Zum Beispiel wird für den drahtlosen Knoten 106 die Entfernung 500a mit der Reichweite 504a verglichen und die Entfernung 502a mit der Reichweite 504b verglichen. Da beide Entfernungen 500a und 502a in den jeweils akzeptablen Reichweiten 504a und 504b liegen, wird bestimmt, dass sich der drahtlose Knoten 106 in dem Fahrzeug 102a befindet, und wird zugelassen, dass er dem dem Fahrzeug 102a zugeordneten Netz beitritt. Für den drahtlosen Knoten 114 wird die Entfernung 500b mit der Reichweite 504a verglichen und wird die Entfernung 502b mit der Reichweite 504b verglichen. Da die Entfernung 500b außerhalb der Reichweite 504a liegt, wird bestimmt, dass sich der drahtlose Knoten 114 nicht in dem Fahrzeug 102a befindet, und wird der Zugriff auf das dem Fahrzeug 102a zugeordnete Netz verweigert.
6 ist eine schematische Darstellung, die beispielhafte Netzverwalter 104a und 104b darstellt, die dazu ausgebildet sind, geschätzte Positionen 600 und 602 jeweiliger drahtloser Knoten 106 und 114 zu bestimmen. In dem in 6 dargestellten Beispiel können die Netzverwalter 104a und 104b dazu ausgebildet sein, eine Entfernung zu jedem drahtlosen Knoten 106 und 114 unter Verwendung drahtloser Nähedetektionstechniken wie etwa der oben anhand von 5 diskutierten zu schätzen. Der drahtlose Knoten 106 weist eine tatsächliche physische Entfernung 604a zu dem Netzverwalter 104a und eine tatsächliche physische Entfernung 604b zu dem Netzverwalter 104b auf.
In dem in 6 dargestellten Beispiel bestimmt der Netzverwalter 104a eine geschätzte Entfernung 606a zu dem drahtlosen Knoten 106 und bestimmt der Netzverwalter 104b eine geschätzte Entfernung 606b zu dem drahtlosen Knoten 106. Unter Verwendung der zwei geschätzten Entfernungen 606a und 606b und der vorgegebenen physischen Orte der Netzverwalter 104a und 104b kann der geschätzte Ort 600 des drahtlosen Knotens 106 bestimmt werden. Derselbe Prozess kann verwendet werden, um die geschätzte Position 602 für den drahtlosen Knoten 114 zu bestimmen.
Drahtlose Nähedetektionstechniken können einen bestimmten akzeptablen Fehler der geschätzten Entfernung aufweisen. Der Fehler kann z. B. unter Verwendung einer phasenbasierten Niederleistungs-HF-Entfernungsmesstechnik in der Größenordnung von 0,5 Metern liegen. Dies führt zu einer Differenz zwischen dem tatsächlichen physischen Ort des drahtlosen Knotens 106 und dem geschätzten Ort 602. Allerdings ist diese Differenz in Bezug auf die Größe der Fahrzeuge 102a und 102b klein genug, damit die geschätzten Orte 600 und 602b zur Verwendung durch die Netzverwalter 104a und 104b akzeptabel sind, um genau zu bestimmen, dass sich der drahtlose Knoten 106 in dem Fahrzeug 102a befindet und dass sich der drahtlose Knoten 114 nicht in dem Fahrzeug 102a befindet. Somit können die Netzverwalter 104a und 104b auf der Grundlage der geschätzten Orte 600 und 602 zulassen, dass der drahtlose Knoten 106 dem dem Fahrzeug 102a zugeordneten Netz beitritt, und den Zutritt für den drahtlosen Knoten 114 verweigern.
7 ist eine schematische Darstellung, die physische Gebiete 700 und 702 darstellt, die für jeweilige Fahrzeuge 102a und 102b definiert sind. Wie oben diskutiert wurde, ist es vorteilhaft, den autonomen Beitritt drahtloser Knoten zu einem jeweiligen Fahrzeug zugeordneten Netzen zuzulassen. Zum Beispiel kann es in einem Batterieüberwachungssystem ebenfalls vorteilhaft sein, für jeden drahtlosen Knoten, der dem Netz beitritt, eine zugeordnete Batteriezelle automatisch zu bestimmen.
In dem veranschaulichenden Beispiel können für jedes Fahrzeug 102a und 102b physische Gebiete 700 und 702 definiert sein, von denen erwartet wird, dass in ihnen drahtlose Knoten liegen. Die Gebiete 700 und 702 können z. B. die Orte von Batteriezellen angeben. Die Netzverwalter 104a und 104b können dazu ausgebildet sein, z. B., wie oben anhand von 6 beschrieben ist, geschätzte Positionen 600 und 602 für jeweilige Knoten zu bestimmen. Die geschätzte Position 600 des drahtlosen Knotens 106 liegt in einem der Gebiete 700, so dass die Netzverwalter 104a und 104b zulassen, dass der drahtlose Knoten 106 dem dem Fahrzeug 102a zugeordneten Netz beitritt, und in der Lage sind, den drahtlosen Knoten 106 mit einer dem jeweiligen Gebiet 700 zugeordneten Batteriezelle zu verknüpfen. Die geschätzte Position 602 des drahtlosen Knotens 114 liegt nicht in irgendeinem Gebiet 700, so dass die Netzverwalter 104a und 104b den Zugriff auf den drahtlosen Knoten 114 für das dem ersten Fahrzeug 102a zugeordnete Netz verweigern können.
8 ist eine schematische Darstellung, die beispielhafte unter Verwendung der Voronoi-Erzeugung definierte Gebiete 800 darstellt. Für bestimmte Batterien und andere Fahrzeugkomponenten können Gebiete mit einfachen Formen wie etwa die in 7 dargestellten ausreichen, um drahtlose Knoten mit einem jeweiligen Ort oder mit einer jeweiligen Komponente eines Fahrzeugs zu verknüpfen. Allerdings kann es erwünscht sein, für Fahrzeugausrüstung, die keine Grundgestalt oder Grundform aufweist, komplexere Gebiete zu definieren. In einem veranschaulichenden Beispiel können die komplexen Gebiete 800 unter Verwendung der Voronoi-Erzeugung gebildet werden. Voronoi-Gebiete werden durch Entfernungen zu einer Menge von Keimen in einer zweidimensionalen Ebene definiert. Für jeden Keim gibt es ein jeweiliges Gebiet, das aus allen Punkten besteht, die zu diesem Keim näher als zu irgendeinem anderen Keim sind. Um die Voronoi-Gebiete 800 zu definieren, können drahtlose Knoten 106 als Keime verwendet werden. Somit kann ein Computersystem verwendet werden, um Voronoi-Gebiete 800 auf der Grundlage des erwarteten Orts jedes Knotens 106 für irgendein Fahrzeug zu erzeugen. Die durch das Computersystem erzeugten definierten Gebiete 800 können für die Netzverwalter 104a und 104b z. B. zur Verwendung beim Netzaufbau bereitgestellt werden.
Obgleich sie als zweidimensionale Gebiete dargestellt sind, können auf ähnliche Weise ebenfalls dreidimensionale Gebiete erzeugt werden. In einem Beispiel kann z. B. jeder Knoten einer Batteriegruppe einem jeweiligen Gebiet 800 zugewiesen werden. Auf diese Weise ist ein Netzverwalter z. B. in der Lage zu verifizieren, dass die Batteriegruppe eine erwartete Anzahl von Knoten aufweist, und näherungsweise Orte für jeden Knoten zu korrigieren. Dies kann erfolgen, um das Spoofing von Knoten zu verhindern oder auf andere Weise eine erhöhte Sicherung für die Batteriegruppe zu bieten.
9 ist eine schematische Darstellung, die beispielhafte Netzverwalter 104a und 104b darstellt, die dazu ausgebildet sind, Positionen der drahtlosen Knoten 106 und 114 unter Verwendung einer Triangulation zu schätzen. In dem in 9 dargestellten Beispiel sind die Netzverwalter 104a und 104b (wie durch die Strichlinie dargestellt ist) in Bezug aufeinander axial ausgerichtet. Die Entfernungen zu den drahtlosen Knoten 106 und 114 können unter Verwendung irgendwelcher der in den obigen Beispielen diskutierten Techniken geschätzt werden (durch die Pfeile veranschaulicht).
Wenn die Entfernungen geschätzt worden sind, können die Netzverwalter 104a und 104b in Bezug auf die Netzverwalter 104a und 104b und die drahtlosen Knoten 106 und 114 verschiedene Winkel wie etwa die Winkel θa, θb und θc bestimmen. Irgendeiner oder irgendwelche der Winkel θa, θb und θc können mit Schwellenwinkeln verglichen werden, die für ein gegebenes Fahrzeug 102a definiert sind, um zu bestimmen, ob ein drahtloser Knoten in einem jeweiligen Fahrzeug ist. Zum Beispiel können die Netzverwalter 104a und 104b bestimmen, dass sich der drahtlose Knoten 106 in dem Fahrzeug 102a befindet, falls der Winkel θc größer als ein Schwellenwert wie etwa 90° ist. In einem anderen Beispiel, wie es in 9 dargestellt ist, gibt der Winkel θa einen drahtlosen Knoten an, der sich in dem Fahrzeug 102a befindet, während der Winkel θb einen drahtlosen Knoten angibt, der sich nicht in dem Fahrzeug 102a befindet. Somit kann auf eine Reichweite von Winkeln für den Netzverwalter 104a Bezug genommen werden, um für einen geschätzten Winkel zu bestimmen, ob sich der anfordernde drahtlose Knoten in dem jeweiligen Fahrzeug befindet.
10 ist eine schematische Darstellung, die ein beispielhaftes System 1000 darstellt, das Computersysteme 1002a und 1002b aufweist, die sich außerhalb der Fahrzeuge 102a und 102b befinden, und die dazu ausgebildet sind, einen Ort drahtloser Knoten 106 und 114 zu bestimmen, die sich in den Fahrzeugen 102a und 102b befinden. Die Computersysteme 1002a und 1002b können Netzverwalter oder irgendein anderes Computersystem, das sich außerhalb der Fahrzeuge 102a und 102b befindet, sein. Zum Beispiel können sich die Computersysteme 1002a und 1002b angrenzend an eine Fahrzeugmontagestraße befinden. Während die Fahrzeuge 102a und 102b an den Computersystemen 1002a und 1002b vorbeigehen, können die Computersysteme 1002a und 1002b Anforderungen von den drahtlosen Knoten 106 und 114, dem dem Fahrzeug 102a zugeordneten Netz beizutreten, überwachen. In einem anderen Beispiel können sich die Computersysteme 1002a und 1002b in einer Speichereinrichtung befinden und dazu ausgebildet sein, eine in der Speichereinrichtung gespeicherte Anforderung von drahtlosen Knoten zu überwachen.
Beim Detektieren einer Anforderung für einen drahtlosen Knoten 106 und 114, einem dem Fahrzeug 102a zugeordneten Netz beizutreten, können die Computersysteme 1002a und 1002b irgendwelche der oben anhand von 5-9 beschriebenen Techniken verwenden, um einen Ort der drahtlosen Knoten 106 und 114 zu schätzen. Die geschätzten Orte können verwendet werden, um zu bestimmen, ob sich die drahtlosen Knoten 106 und 114 in dem Fahrzeug 102a befinden. Zum Beispiel können die Computersysteme 1002a und 1002b bei Bestimmung, dass sich der drahtlose Knoten 106 in dem Fahrzeug 102a befindet, einen drahtlosen Schlüsselaustausch ausführen, um für den drahtlosen Knoten 106 einen Verschlüsselungsschlüssel eines Verschlüsselungspaars bereitzustellen. Der Verschlüsselungsschlüssel kann daraufhin durch den drahtlosen Knoten 106 verwendet werden, um mit den Netzverwaltern 104a und 104b zu kommunizieren, um dem dem Fahrzeug 102a zugeordneten Netz beizutreten. Die Netzverwalter 104a und 104b sind dazu ausgebildet, unter Verwendung des Verschlüsselungsschlüsselpaars zu bestimmen, dass sich der drahtlose Knoten 106 in dem Fahrzeug 102a befindet, und zuzulassen, dass der drahtlose Knoten 106 dem Netz beitritt.
Außerdem können die Computersysteme 1002a und 1002b bestimmen, dass der geschätzte Ort des drahtlosen Knotens 114 angibt, dass sich der drahtlose Knoten 114 nicht in dem Fahrzeug 102a befindet, und somit keinen drahtlosen Schlüsselaustausch ausführen. Da der drahtlose Knoten 114 keinen Verschlüsselungsschlüssel von den Computervorrichtungen 1002a und 1002b empfängt, kann der drahtlose Knoten 114 dem dem Fahrzeug 102a zugeordneten Netz nicht beitreten.
In einem Beispiel können die Computersysteme 1002a und 1002b für die Netzverwalter 104 außerdem eine Liste drahtloser Knoten, die sich in einem jeweiligen Fahrzeug befinden, bereitstellen. Zum Beispiel können für einen Netzverwalter dieses Fahrzeugs Kennungen für jeden drahtlosen Knoten einer Batteriegruppe, die sich in einem Fahrzeug befindet, bereitgestellt werden. Wenn die Kennungen durch den jeweiligen Netzverwalter empfangen worden sind, kann der Netzverwalter drahtlose Knoten, die anfordern, einem Netz des jeweiligen Fahrzeugs beitreten, auf der Grundlage der durch die Computersysteme 1002a und/oder 1002b empfangenen Kennungen zulassen oder verweigern.
Obgleich sie in den obigen Beispielen als die Netzverwalter beschrieben worden ist, die HF-Entfernungsmesstechniken verwenden, um Orte drahtloser Knoten zum Aufbauen eines Netzes zu bestimmen, kann die HF-Entfernungsmessung mit anderen Techniken zum Aufbauen des Netzes kombiniert werden. Zum Beispiel kann ein empfangener Signalstärkeindikator (RSSI) zusammen mit den HF-Entfernungsmesstechniken verwendet werden, um Entfernungen zu drahtlosen Knoten zu bestimmen. In einem Beispiel können die Netzverwalter die HF-Entfernungsmessung in dichten Netzen mit wenigen drahtlosen Knoten ausführen und können diese drahtlosen Knoten den RSSI verwenden, um Orte benachbarter drahtloser Knoten zu verifizieren, um das Netz auf der Grundlage der Entfernungen zu diesen benachbarten Knoten aufzubauen.
Außerdem können Netzverwalter den Ort von Knoten verwenden, um den Ablauf von Daten in einem aufgebauten Netz zu steuern. Zum Beispiel kann der Netzverwalter einen Ort eines Knotens vor dem Bereitstellen von Daten für einen drahtlosen Knoten in dem Netz oder dem Annehmen von Daten von einem solchen verifizieren. Dies ist nützlich bei der Verhinderung des Spoofings drahtloser Knoten. Zum Beispiel kann außerhalb eines jeweiligen Fahrzeugs ein gespoofter Knoten vorhanden sein, der Daten an einen Netzverwalter des Fahrzeugs zu senden oder von ihm zu empfangen versucht. Dadurch, dass der Netzverwalter einen Ort des Knotens bestimmt, kann er bestimmen, dass der Knoten kein berechtigter Knoten des Netzes ist, und den Zugriff auf Daten für den Knoten verweigern. Dies kann zusammen mit Zertifikaten oder anderen Sicherheitsmaßnahmen verwendet werden, um die Sicherheit des Netzes zu erhöhen.
Die obige Beschreibung weist Bezugnahmen auf die beigefügten Zeichnungen, die einen Bestandteil der ausführlichen Beschreibung bilden, auf. Die Zeichnungen zeigen beispielhaft spezifische Ausführungsformen, in denen die Erfindung verwirklicht werden kann. Diese Ausführungsformen sind hier auch als „Beispiele“ bezeichnet. Solche Beispiele können zusätzliche Elemente zu den gezeigten oder beschriebenen aufweisen. Allerdings betrachten die Erfinder ebenfalls Beispiele, in denen nur diese gezeigten oder beschriebenen Elemente vorgesehen sind. Darüber hinaus betrachten die Erfinder ebenfalls Beispiele, die irgendeine Kombination oder Vertauschung dieser gezeigten oder beschriebenen Elemente (oder eines oder mehrerer Aspekte davon), entweder in Bezug auf ein bestimmtes Beispiel (oder eines oder mehrerer Aspekte davon) oder in Bezug auf andere Beispiele (oder eines oder mehrerer Aspekte davon), die hier gezeigt oder beschrieben sind, verwenden.
Wie es in Patentdokumenten üblich ist, sind die Begriffe „ein“ oder „eine“ in diesem Dokument in der Weise verwendet, dass sie unabhängig von irgendwelchen anderen Instanzen oder Verwendungen des „wenigstens einen“ oder „einen oder mehreren“ eines oder mehr als eines aufweisen. Sofern nicht etwas anderes angegeben ist, ist der Begriff „oder“ in diesem Dokument zur Bezugnahme auf ein nicht ausschließendes Oder wie etwa, dass „A oder B“ „A, aber nicht B“, „B, aber nicht A“ und „A und „B“ aufweist, verwendet. Die Begriffe „aufweisend“ und „in dem“ sind in diesem Dokument als die Klartextentsprechungen der jeweiligen Begriffe „umfassend“ und „worin“ verwendet. Außerdem sind die Begriffe „aufweisend“ und „umfassend“ in den folgenden Aspekten offen verwendet, d. h., ein System, eine Vorrichtung, ein Artikel, eine Zusammensetzung, eine Formulierung oder ein Prozess, das bzw. die bzw. der Elemente zusätzlich zu den nach einem solchen Begriff in einem Anspruch aufgeführten aufweist, sollen ebenfalls im Schutzumfang dieses Aspekts liegen. Darüber hinaus sind die Begriffe „erstes“, „zweites“ und „drittes“ usw. in den folgenden Aspekten lediglich als Bezeichnung verwendet und sollen sie ihren Objekten keine zahlenmäßigen Anforderungen auferlegen.
Die obige Beschreibung soll veranschaulichend und nicht einschränkend sein. Zum Beispiel können die oben beschriebenen Beispiele (oder ein oder mehrere Aspekte davon) zusammen miteinander verwendet werden. Es können, wie etwa durch den Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet bei Durchsicht der obigen Beschreibung, andere Ausführungsformen verwendet werden. Außerdem können in der obigen ausführlichen Beschreibung verschiedene Merkmale miteinander gruppiert sein, um die Offenbarung effizient zu machen. Dies ist nicht so zu interpretieren, dass es bedeutet, dass ein nicht beanspruchtes offenbartes Merkmal für irgendeinen Anspruch wesentlich ist. Vielmehr kann der Erfindungsgegenstand in weniger als allen Merkmalen einer bestimmten offenbarten Ausführungsform liegen. Somit sind die folgenden Aspekte hier in die ausführliche Beschreibung als Beispiele oder Ausführungsformen integriert, wobei jeder Aspekt als getrennte Ausführungsform für sich steht und betrachtet wird, dass solche Ausführungsformen in verschiedenen Kombinationen oder Vertauschungen miteinander kombiniert werden können. Der Schutzumfang der Erfindung soll mit Bezug auf die beigefügten Aspekte zusammen mit dem vollen Umfang von Entsprechungen, zu denen diese Aspekte berechtigen, bestimmt werden.
Gemäß einem Aspekt ermöglichen Systeme und Verfahren das automatische Beitreten zu einem Netz, das einem vorgegebenen Bereich zugeordnet ist, in dem drahtlose Knoten liegen. Netzverwalter, die sich in dem vorgegebenen Bereich oder in seiner Nähe befinden, verwenden die drahtlose Nähedetektion, um Entfernungen zu drahtlosen Knoten, die dem Netz beizutreten anfordern, zu schätzen. Die Netzverwalter können die geschätzten Entfernungen verwenden, um zu bestimmen, ob sich ein anfordernder drahtloser Knoten in dem vorgegebenen Bereich befindet. Falls sich der anfordernde drahtlose Knoten in dem vorgegebenen Bereich befindet, können die Netzverwalter zulassen, dass der drahtlose Knoten dem dem jeweiligen vorgegebenen Bereich zugeordneten drahtlosen Netz beitritt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 15955049 [0026]

Claims

System zum automatischen Zuordnen mehrerer drahtloser Knoten, die über ein Fahrzeug verteilt sind, zu einem drahtlosen Netz auf der Grundlage des Orts, während nahegelegene drahtlose Knoten auf der Grundlage des Orts ausgeschlossen werden, wobei das System Folgendes aufweist: eine erste drahtlose Netzverwaltervorrichtung, die sich an einem ersten vorgegebenen Ort befindet und dazu ausgebildet ist, von einem anfordernden drahtlosen Knoten eine drahtlose Anforderung, dem drahtlosen Netz beizutreten, zu empfangen; wobei die erste drahtlose Netzverwaltervorrichtung dazu ausgebildet ist, unter Verwendung einer drahtlosen Nähedetektion zu bestimmen, ob sich der anfordernde drahtlose Knoten in dem Fahrzeug befindet, und wenn das der Fall ist zuzulassen, dass der anfordernde drahtlose Knoten dem drahtlosen Netz beitritt.
System nach Anspruch 1, wobei sich der erste vorgegebene Ort in dem ersten Fahrzeug befindet und wobei das System ferner Folgendes aufweist: eine zweite Netzverwaltervorrichtung, die sich an einem zweiten vorgegebenen Ort in dem ersten Fahrzeug befindet; wobei die erste Netzverwaltervorrichtung dazu ausgebildet ist, aus dem ersten vorgegebenen Ort eine erste Entfernung zu dem anfordernden drahtlosen Knoten zu schätzen, und wobei die zweite Netzverwaltervorrichtung dazu ausgebildet ist, aus dem zweiten vorgegebenen Ort eine zweite Entfernung zu dem anfordernden drahtlosen Knoten zu schätzen.
System nach Anspruch 2, wobei die erste Netzverwaltervorrichtung und/oder die zweite Netzverwaltervorrichtung dazu ausgebildet sind, auf der Grundlage eines Vergleichs der ersten Entfernung mit einer ersten Schwellenreichweite und eines Vergleichs der zweiten Entfernung mit einer zweiten Schwellenreichweite zu bestimmen, ob sich der anfordernde drahtlose Knoten in dem ersten Fahrzeug befindet.
System nach Anspruch 2 oder 3, wobei die erste und/oder die zweite Netzverwaltervorrichtung dazu ausgebildet sind, unter Verwendung der ersten Entfernung und der zweiten Entfernung einen physischen Ort des anfordernden drahtlosen Knotens zu schätzen und unter Verwendung des geschätzten physischen Orts zu bestimmen, ob sich der anfordernde drahtlose Knoten in dem ersten Fahrzeug befindet.
System nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das erste Fahrzeug in mehrere Gebiete geteilt ist und wobei die erste und/oder die zweite Netzverwaltervorrichtung dazu ausgebildet sind, unter Verwendung des geschätzten physischen Orts zu bestimmen, in welchem der mehreren Gebiete sich der anfordernde drahtlose Knoten befindet.
System nach Anspruch 5, wobei die mehreren Gebiete Voronoi-Gebiete sind, die unter Verwendung erwarteter Orte für jeden der mehreren drahtlosen Knoten als Keime erzeugt werden.
System nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die erste und die zweite Netzverwaltervorrichtung eine Triangulation verwenden, um einen Winkel zwischen der ersten oder der zweiten Netzverwaltervorrichtung und dem anfordernden drahtlosen Knoten zu bestimmen, und wobei die erste und/oder die zweite Netzverwaltervorrichtung dazu ausgebildet sind, durch Vergleichen des Winkels mit einem Schwellenwinkelbereich zu bestimmen, ob sich der anfordernde drahtlose Knoten in dem ersten Fahrzeug befindet.
System nach einem vorhergehenden Anspruch, das ferner ein zweites Fahrzeug aufweist, wobei das erste Fahrzeug und das zweite Fahrzeug Kraftfahrzeuge sind, die sich in einem Montageband befinden, und wobei die mehreren Knoten Sensoren für ein Fahrzeugbatterie-Überwachungssystem sind.
System nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei die erste Netzverwaltervorrichtung dazu ausgebildet ist, eine phasenbasierte Funkfrequenzentfernungsmessung zu verwenden, um die drahtlose Nähedetektion auszuführen.
System nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei die erste Netzverwaltervorrichtung dazu ausgebildet ist, vor dem Senden von Daten an den jeweiligen drahtlosen Knoten unter Verwendung der drahtlosen Nähedetektion einen Ort eines jeweiligen drahtlosen Knotens zu verifizieren.
System nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei der erste Netzverwalter eine erste Antenne und eine zweite Antenne aufweist und wobei der erste Netzverwalter dazu ausgebildet ist, Antennen-Diversity-Techniken und/oder Antennenpolarisationstechniken und/oder Richtantennentechniken zu nutzen, um die drahtlose Nähedetektion auszuführen.
Verfahren zum automatischen Zuordnen drahtloser Knoten, die über ein erstes Fahrzeug verteilt sind, zu einem drahtlosen Netz, das dem vorgegebenen Bereich zugeordnet ist, wobei nahegelegene drahtlose Knoten, die sich nicht in dem ersten Fahrzeug befinden, ausgeschlossen werden, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Empfangen einer drahtlosen Anforderung, dem drahtlosen Netz beizutreten, von einem anfordernden drahtlosen Knoten durch eine erste Netzverwaltervorrichtung, die an einem ersten vorgegebenen Ort positioniert ist; Bestimmen, ob sich der anfordernde drahtlose Knoten in dem ersten Fahrzeug befindet, durch die erste Netzverwaltervorrichtung unter Verwendung drahtloser Nähedetektion; und Zulassen, dass der anfordernde drahtlose Knoten dem drahtlosen Netz beitritt, falls sich der anfordernde drahtlose Knoten in dem ersten Fahrzeug befindet.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der erste vorgegebene Ort in dem Fahrzeug ist und wobei das Bestimmen, ob sich der anfordernde drahtlose Knoten in dem Fahrzeug befindet, durch die erste Netzverwaltervorrichtung unter Verwendung drahtloser Nähedetektion Folgendes aufweist: Schätzen einer ersten Entfernung von dem ersten vorgegebenen Ort zu dem anfordernden drahtlosen Knoten durch die erste Netzverwaltervorrichtung; Schätzen einer zweiten Entfernung von dem zweiten vorgegebenen Ort zu dem anfordernden drahtlosen Knoten durch eine zweite Netzverwaltervorrichtung, die an einem zweiten vorgegebenen Ort in dem Fahrzeug positioniert ist; und Bestimmen, ob sich der eine der mehreren Knoten in dem Fahrzeug befindet, durch die erste und/oder durch die zweite Netzverwaltervorrichtung.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei das Bestimmen, ob sich der anfordernde drahtlose Knoten in dem Fahrzeug befindet, durch die erste und/oder durch die zweite Netzverwaltervorrichtung Folgendes aufweist: Vergleichen der ersten Entfernung mit einem ersten Schwellenwert; Vergleichen der zweiten Entfernung mit einem zweiten Schwellenwert; und Bestimmen, dass sich der anfordernde drahtlose Knoten in dem Fahrzeug befindet, falls die erste Entfernung kleiner als der erste Schwellenwert ist und die zweite Entfernung kleiner als der zweite Schwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei das Bestimmen, ob sich der anfordernde drahtlose Knoten in dem Fahrzeug befindet, durch die erste und/oder durch die zweite Netzverwaltervorrichtung das Schätzen eines physischen Orts des anfordernden drahtlosen Knotens unter Verwendung der ersten Entfernung und der zweiten Entfernung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 15, das ferner Folgendes aufweist: Definieren mehrerer Gebiete des Fahrzeugs; und Identifizieren, in welchem der mehreren Gebiete sich der anfordernde drahtlose Knoten befindet, unter Verwendung des geschätzten physischen Orts des anfordernden drahtlosen Knotens.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Definieren der mehreren Gebiete des Fahrzeugs das Erzeugen von Voronoi-Gebieten unter Verwendung erwarteter Orte mehrerer um das Fahrzeug positionierter Knoten als Keime aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei das Bestimmen, ob sich der anfordernde drahtlose Knoten in dem Fahrzeug befindet, durch die erste und/oder durch die zweite Netzverwaltervorrichtung Folgendes aufweist: Bestimmen eines Winkels zwischen der ersten oder der zweiten Netzverwaltervorrichtung und dem anfordernden drahtlosen Knoten unter Verwendung einer Triangulation; und Vergleichen des Winkels mit einem Schwellenwinkelbereich, um zu bestimmen, ob sich der anfordernde drahtlose Knoten in dem Fahrzeug befindet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18, wobei das Bestimmen, ob sich der anfordernde drahtlose Knoten in dem ersten Fahrzeug befindet, durch die erste Netzverwaltervorrichtung unter Verwendung drahtloser Nähedetektion die Nutzung von Antennen-Diversity-Techniken und/oder Antennenpolarisationstechniken und/oder Richtantennentechniken durch den ersten Netzverwalter aufweist.
System zum automatischen Zuordnen mehrerer drahtloser Knoten, die über ein Fahrzeug verteilt sind, zu einem drahtlosen Netz, dem ein in dem Fahrzeug befindlicher Netzverwalter zugeordnet ist, während nahegelegene drahtlose Knoten, die sich nicht in dem Fahrzeug befinden, ausgeschlossen werden, wobei das System Folgendes aufweist: eine Computervorrichtung, die sich außerhalb des Fahrzeugs befindet und die zu Folgendem ausgebildet ist: Empfangen einer drahtlosen Anforderung, dem drahtlosen Netz beizutreten, von einem anfordernden drahtlosen Knoten; Bestimmen, ob sich der anfordernde drahtlose Knoten in dem Fahrzeug befindet, unter Verwendung drahtloser Nähedetektion; und Bereitstellen eines Verschlüsselungsschlüssels eines Verschlüsselungsschlüsselpaars für den anfordernden drahtlosen Knoten, falls sich der anfordernde drahtlose Knoten in dem Fahrzeug befindet, damit der anfordernde drahtlose Knoten dem drahtlosen Netz, dem der Netzverwalter zugeordnet ist, beitritt.