DE102019204077B4

DE102019204077B4 - Berechtigungsvergabe an Feldgeräte

Info

Publication number: DE102019204077B4
Application number: DE102019204077.2A
Authority: DE
Inventors: Juan Garcia; Ralf Höll
Original assignee: Vega Grieshaber KG
Current assignee: Vega Grieshaber KG
Priority date: 2019-03-25
Filing date: 2019-03-25
Publication date: 2022-11-17
Anticipated expiration: 2039-03-26
Also published as: US20200314652A1; DE102019204077A1; CN111741461A; US11553341B2

Abstract

Gateway (6) zur Vergabe einer Zugangsberechtigung für ein mobiles Bediengerät (2, 3) auf ein Feldgerät (4, 5), umfassend:- eine erste Schnittstelle, eingerichtet zur drahtlosen Kommunikation mit einem Bediengerät (2, 3);- eine zweite Schnittstelle, eingerichtet zur Kommunikation mit einer Berechtigungsvergabeeinheit (7);- eine Speichereinrichtung, eingerichtet, um eine von der Berechtigungsvergabeeinheit (7) übermittelte Zugangsberechtigung des Bediengeräts (2, 3) zu speichern;- Berechtigungsvergabemittel, eingerichtet, um die Zugangsberechtigung des Bediengeräts (2, 3) aus der Speichereinrichtung auszulesen und über die erste Schnittstelle an das Bediengerät (2, 3) zu übermitteln;- eine weitere Schnittstelle zur Kommunikation mit einer zentralen Datenverarbeitungseinheit (11), dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsdaten des mobilen Bediengeräts (2, 3) direkt oder über das Gateway (6) an die zentrale Datenverarbeitungseinheit (11) übermittelt werden, sobald das mobile Bediengerät auf das Feldgerät zugreift.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gateway zur Vergabe einer Zugangsberechtigung für ein mobiles Bediengerät auf ein Feldgerät, sowie ein Verfahren zur Vergabe einer Zugangsberechtigung für ein mobiles Bediengerät auf ein Feldgerät und ein System zur Vergabe einer Zugangsberechtigung für ein mobiles Bediengerät auf ein Feldgerät.
Hintergrund der Erfindung
Feldgeräte werden in der Prozessautomation und der Prozessindustrie vielfach zum Überwachen und Ermitteln von einer oder mehreren Prozessvariablen oder Messgrößen eingesetzt. Beispielsweise können Feldgeräte zur Bestimmung eines Drucks eines Mediums, eines Füllstands eines Mediums, eines Durchflusses eines Mediums, einer Fließgeschwindigkeit eines Mediums, einer Temperatur, eines Grenzstands, einer Stellungsregelung, einer Ventilstellung oder anderer Prozessvariablen eingesetzt werden. Andere bekannte Sensoren können beispielsweise Vibrationsschalter, Ventile oder allgemein Stellungsregler betreffen. Feldgeräte werden dabei vermehrt in Netzwerke eingebunden und beispielsweise mit Computern, Smartphones, Laptops oder dergleichen vernetzt. Diese vernetzten Feldgeräte können dabei Mess-, Parametrier- oder Diagnosedaten an Rechner-, Auswerte- oder Visualisierungseinheiten übermitteln. Ein solches Netzwerk ist beispielsweise aus der US 2016/0 211 985 A1 bekannt.
Feldgeräte können darüber hinaus auch durch mobile Bediengeräte Vorort ausgelesen, parametriert oder in sonstiger Weise bedient werden. Beispielsweise kann mittels Smartphones, Tablets oder dergleichen drahtlos auf ein Feldgerät zugegriffen werden. Dabei ist zu verhindern, dass ein unberechtigter Zugriff auf ein Feldgerät erfolgt. Typischerweise werden daher unterschiedliche Sicherheitsmechanismen in den Feldgeräten oder in den mit den Feldgeräten vernetzten Bediengeräten vorgesehen. Derartige Sicherheitsmechanismen können beispielsweise durch ein Authentifizierungsverfahren bereitgestellt werden, mit dem sich ein Bediengerät beim Feldgerät anmelden muss. Eine Bedienperson, die mit einem mobilen Bediengerät auf ein Feldgerät zugreifen möchte, muss daher eine entsprechende Zugangsberechtigung für ein solches Feldgerät erhalten haben, bevor die Bedienperson mittels des Bediengeräts auf das Feldgerät zugreifen darf. Typischerweise werden derartige Zugangsberechtigungen bzw. Zugriffsinformationen vor einem Vorortzugriff auf das mobile Bediengerät übertragen, so dass zu einem späteren Zeitpunkt ein entsprechender Vorortzugriff auf das Feldgerät erfolgen kann.
Es hat sich nunmehr herausgestellt, dass ein weiterer Bedarf besteht, die Vergabe einer Zugangsberechtigung für ein mobiles Bediengerät auf ein Feldgerät zu vereinfachen. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfachere, möglichst automatisierte, Möglichkeit zur Vergabe einer Zugangsberechtigung für ein mobiles Bediengerät auf ein Feldgerät bereitzustellen. Es ist ferner die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen unberechtigten Zugriff auf ein Feldgerät durch ein mobiles Bediengerät zu verhindern.
Diese und andere Aufgaben, die beim Lesen der folgenden Beschreibung noch genannt werden oder vom Fachmann erkannt werden können, werden durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der vorliegenden Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt ein Gateway zur Vergabe einer Zugangsberechtigung für ein mobiles Bediengerät auf ein Feldgerät bereit, wobei das Gateway umfasst: eine erste Schnittstelle, eingerichtet zur drahtlosen Kommunikation mit einem Bediengerät; eine zweite Schnittstelle, eingerichtet zur Kommunikation mit einer Berechtigungsvergabeeinheit; eine Speichereinrichtung, eingerichtet, um eine von der Berechtigungsvergabeeinheit übermittelte Zugangsberechtigung des Bediengeräts zu speichern; Berechtigungsvergabemittel, eingerichtet, um die Zugangsberechtigung des Bediengeräts aus der Speichereinrichtung auszulesen und über die erste Schnittstelle an das Bediengerät zu übermitteln, eine weitere Schnittstelle zur Kommunikation mit einer zentralen Datenverarbeitungseinheit, wobei die Positionsdaten des mobilen Bediengeräts direkt oder über das Gateway an die zentrale Datenverarbeitungseinheit übermittelt werden, sobald das mobile Bediengerät auf das Feldgerät zugreift.
Mit anderen Worten schlägt die vorliegende Erfindung ein Gateway vor, das über eine erste Schnittstelle mit einem Bediengerät kommunizieren kann, so dass eine Zugangsberechtigung vom Gateway an das mobile Endgerät übermittelt werden kann. Die entsprechende Zugangsberechtigung erhält das Gateway dabei von einer, vorzugsweise zentralen, Berechtigungsvergabeeinheit, mit der das Gateway ebenfalls kommunizieren kann. Vorzugsweise ist das Gateway dabei derart eingerichtet, um eine Zugangsberechtigung für ein mobiles Bediengerät automatisch an das mobile Bediengerät zu übermitteln, sobald eine Kommunikation mit dem Bediengerät aufgebaut ist. Unter einer Berechtigungsvergabeeinheit ist dabei insbesondere eine zentrale Rechnereinheit zu verstehen, die vorzugsweise als Berechtigungsvergabeeinheit für mehrere Gateways fungiert. Die Gateways können dabei an unterschiedlichen Orten, weltweit verteilt, vorgesehen sein. Vorzugsweise ist das Gateway dabei in der Nähe zu den jeweiligen Feldgeräten angeordnet, so dass eine Zugangsberechtigung für das mobile Endgerät dann übermittelt wird, wenn sich das mobile Endgerät bereits in der Nähe zu den oder im Sende-/Empfangsbereich der jeweiligen Feldgeräte befindet.
Vorzugsweise ist die erste Schnittstelle eine Bluetooth-Schnittstelle oder eine Wireless Local Area (WLAN)-Schnittstelle. Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass die zweite Schnittstelle eine drahtgebundene Ethernet-Schnittstelle, eine Mobilfunk-Schnittstelle, eine Long Range Wide Area (LoRaWAN)-Schnittstelle oder eine Low-Power Wide-Area Network (LPWAN) Schnittstelle ist.
In der bevorzugten Ausführungsform ist die erste Schnittstelle somit eine Schnittstelle zur Nahbereichskommunikation, wie beispielsweise eine Bluetooth-Kommunikation, und die zweite Schnittstelle eine Fernkommunikationsschnittstelle, wie beispielsweise eine Mobilfunk-Schnittstelle. Dadurch besteht die Möglichkeit, das Gateway in der Nähe der jeweiligen Feldgeräte anzuordnen, also in einem Bereich, in den eine Bedienperson mit ihrem mobilen Endgerät ohnehin eintreten muss, um auf die jeweiligen Feldgeräte zugreifen zu können, wobei eine entsprechende Zugangsberechtigung vorzugsweise automatisch an das jeweilige, autorisierte mobile Bediengerät übermittelt wird, sobald eine drahtlose Kommunikation des Gateways mit dem mobilen Bediengerät möglich ist.
Vorzugsweise ist die Zugangsberechtigung für ein Bediengerät individualisiert und insbesondere aus den folgenden Zugangsberechtigungen ausgewählt: eine Zugangsberechtigung, beschränkt auf einen festgelegten Zeitraum; eine Zugangsberechtigung, beschränkt auf eine festgelegte Auswahl von Feldgeräten; eine Zugangsberechtigung, beschränkt auf festgelegte Funktionen eines Feldgeräts; und/oder eine Zugangsberechtigung, beschränkt auf einen festgelegten räumlichen Bereich. Mit anderen Worten ist es bevorzugt, dass die jeweilige Zugangsberechtigung auf das jeweilige mobile Bediengeräte angepasst ist, d.h. dass die Rechte für das jeweilige mobile Bediengerät derart eingeschränkt sind, dass ausschließlich die von der jeweiligen Bedienperson benötigten Rechte eingeräumt werden.
Insbesondere kann bei der Vergabe der Zugangsberechtigung auch hinsichtlich der Berechtigungstiefe unterschieden werden. Beispielsweise kann nur ein Auslesezugriff für die Diagnose, ein Zugriff auf bestimmte Parametergruppen oder einer vollständigen Bedienfreigabe eingeräumt werden. Ferner besteht die Möglichkeit, ein mobiles Bediengerät für bestimmte oder für alle Feldgeräte zu sperren. Ferner besteht die Möglichkeit, eine Zugangsberechtigung davon abhängig zu machen, dass eine drahtlose Kommunikation des Bediengeräts mit dem Gateway aufrechterhalten bleibt, oder dass eine Zugangsberechtigung nur für einen gewissen Zeitraum eingeräumt wird. Ferner besteht die Möglichkeit, eine Zugangsberechtigung in Abhängigkeit einer Position des mobilen Bediengeräts, die beispielsweise mittels einer GPS-Einheit erfasst wird, zu vergeben. Diesbezüglich ist es bevorzugt, dass auch in diesem Fall eine drahtlose Kommunikation mit dem Gateway aufrechterhalten bleibt.
Darüber hinaus werden die Positionsdaten des mobilen Bediengeräts direkt oder über das Gateway an eine zentrale Datenverarbeitungseinheit übermittelt, sobald das mobile Bediengerät auf das Feldgerät zugreift und daher in der unmittelbaren Nähe des Bediengeräts angeordnet ist. Diese Positionsdaten können anschließend als geschätzte Positionsdaten des Feldgeräts herangezogen werden. Dadurch kann eine vergleichsweise genaue Abschätzung der Anordnung der Feldgeräte erlangt werden, die zudem immer dann aktualisiert wird, wenn eine Bedienperson auf ein Feldgerät zugreift, so dass auch eine Lageveränderung eines Feldgeräts periodisch in einer zentralen Datenverarbeitungseinheit erfasst werden kann.
Dadurch besteht die Möglichkeit, eine Zugangsberechtigung eines mobilen Bediengeräts auf ein Feldgerät von verschiedenen Parametern abhängig zu machen und auch die Berechtigungstiefe jeweils individuell für ein mobiles Bediengerät auswählen zu können. Im Ergebnis kann dadurch das Risiko minimiert werden, dass unberechtigte Personen auf Feldgeräte zugreifen, oder dass Feldgeräte von einer Bedienperson unbeabsichtigt fehlerhaft bedient werden, da von einer Bedienperson nicht benötigte Funktionen eines Feldgeräts gesperrt werden bzw. nicht freigegeben werden können und daher durch die Bedienperson auch nicht fehlerhaft eingestellt werden können.
Vorzugsweise übermittelt ein erfindungsgemäßes Gateway die jeweiligen Zugangsberechtigungen automatisch an ein jeweiliges mobiles Bediengerät, sobald dies in den Sende-/Empfangsbereich des Gateways angeordnet wird. Dadurch kann nicht nur die Zugriffssicherheit erhöht werden, sondern auch ein erheblicher Zeitvorteil. Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass die Berechtigungsvergabeeinheit zentral angeordnet ist, beispielsweise als Cloud-Rechner, und als Managementeinrichtung für mehrere Gateways dient. Dadurch besteht die Möglichkeit, die Vergabe von Zugangsberechtigungen für mobile Bediengeräte zentral, geschützt, eindeutig und kostengünstig und darüber hinaus mit hoher Flexibilität zu verwalten.
Vorzugsweise umfasst das Gateway eine dritte Schnittstelle zur Kommunikation mit einem oder mehreren Feldgeräten, wobei die dritte Schnittstelle vorzugsweise durch die erste Schnittstelle, d.h. die Nahbereichsschnittstelle, bereitgestellt wird. In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, dass das Gateway eine Zugangsberechtigung nur für diejenigen Feldgeräte vergibt, die über die dritte Schnittstelle mit dem Gateway verbunden sind. In dieser Ausführungsform vergibt das Gateway somit nur Zugangsberechtigungen für Feldgeräte, die in der Drahtloskommunikationszone des Gateways angeordnet sind.
Vorteilhafterweise ist die Zugangsberechtigung dabei an die Bedingung geknüpft, dass eine drahtlose Kommunikation zwischen dem Gateway und dem Bediengerät und eine drahtlose Kommunikation zwischen dem Gateway und dem jeweiligen Feldgerät aufrechterhalten bleibt. Mit anderen Worten muss in dieser Ausführungsform zum Zugang des mobilen Bediengeräts auf ein Feldgerät nicht nur eine Zugangsberechtigung vom Gateway übermittelt werden, sondern zeitgleich müssen das Bediengerät und das Feldgerät mittels einer Schnittstelle zur drahtlosen Kommunikation mit dem Gateway verbunden sein bzw. bleiben. Dadurch kann das Risiko eines unberechtigten Zugangs auf ein Feldgerät nochmals deutlich minimiert werden.
Diesbezüglich ist darauf hinzuweisen, dass auch Feldgeräte, die nicht unmittelbar über die dritte Schnittstelle mit dem Gateway verbunden sind, sondern mittelbar mit dem Gateway verbunden sind, beispielsweise über eine Feldgerät-zu-Feldgerät-Kommunikation, eingebunden werden können und vom Gateway, als Zugangsberechtigungsgeber, verwaltet werden können.
Vorteilhafterweise ist das Gateway derart eingerichtet, um Prozess-, Parameter- und/oder Diagnosedaten von den Feldgeräten zu empfangen und zu speichern. In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, dass das Gateway eine weitere Schnittstelle zur Kommunikation mit der zentralen Datenverarbeitungseinheit umfasst, um die Prozess-, Parameter- und/oder Diagnosedaten der Feldgeräte an die zentrale Datenverarbeitungseinheit zu übermitteln. In dieser bevorzugten Ausführungsform stellt das Gateway daher nicht nur die jeweiligen Zugangsberechtigungen an die mobilen Bediengeräte bereit, sondern kann auch als Datensammelpunkt für die jeweils eingebundenen Feldgeräte eingesetzt werden, so dass die jeweiligen Prozess- und/oder Diagnosedaten einfacher und sicherer an die zentrale Datenverarbeitungseinheit übermittelt werden können. Die weitere Schnittstelle zur Kommunikation mit einer zentralen Datenverarbeitungseinheit wird dabei vorzugsweise durch die zweite Schnittstelle, also die Fernbereichsschnittstelle, bereitgestellt.
Wie oben bereits ausgeführt, kann eine Fernbereichskommunikation insbesondere durch ein drahtgebundenes Ethernet, eine Mobilfunk-, Low-Power Wide-Area Network (LPWAN) Schnittstelle oder eine Long Range Wide Area-Kommunikation bereitgestellt werden, wobei nicht nur unmittelbare Point-to-Point-Lösungen eingesetzt werden können, sondern beispielsweise auch dazwischen vorgesehene Cloud-Lösungen eingesetzt werden können oder eine Kommunikation mit der zentralen Berechtigungsvergabeeinheit bzw. der zentralen Datenverarbeitungseinheit über dazwischengeschaltete weitere Gateways erfolgen kann.
Vorteilhafterweise umfasst das Gateway Positionsbestimmungsmittel, um Positionsdaten des Gateways an die Berechtigungsvergabeeinheit und/oder die zentrale Datenverarbeitungseinheit zu übermitteln. Als Positionsbestimmungsmittel kommen dabei insbesondere GPS-Einheiten infrage, wobei eine Positionsbestimmung auch über eine Triangulation, beispielsweise mittels der Mobilfunksignale oder sonstiger Kommunikationssignale, erfolgen kann. Dadurch besteht die Möglichkeit, eine geografische Position des Gateways bzw. der Gateways auf einer grafischen Oberfläche darzustellen, so dass eine einfachere und anschaulichere Verwaltung des Gateways bzw. der Gateways erfolgen kann und eine Auswertung bzw. Darstellung der übermittelten Prozess- und/oder Diagnosedaten der einzelnen Feldgeräte akkurater und anschaulicher dargestellt werden kann.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Vergabe einer Zugangsberechtigung für ein mobiles Bediengerät auf ein Feldgerät, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen eines erfindungsgemäßen Gateways; Empfangen einer Zugangsberechtigung für ein Bediengerät von einer (vorzugsweise zentralen) Berechtigungsvergabeeinheit; Speichern der Zugangsberechtigung in einer Speichereinrichtung des Gateways; Auslesen der Zugangsberechtigung und Übermittlung der Zugangsberechtigung an das mobile Bediengerät durch ein Berechtigungsvergabemittel des Gateways.
In der bevorzugten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Übermittlung der Zugangsberechtigung des mobilen Bediengeräts automatisch, sobald das mobile Bediengerät in den Empfangs- und Sendebereich des Gateways eintritt. Ist die erste Schnittstelle beispielsweise eine Bluetooth-Schnittstelle, kann eine Kommunikation zwischen dem Gateway und dem mobilen Bediengerät in einem Bereich von bis zu 50 m (abhängig von den lokalen Gegebenheiten, wie beispielsweise Sichtweite, Rohre, Betonwände und dergleichen) um das Gateway abgedeckt werden. Wie oben bereits ausgeführt, ist es bevorzugt, dass eine Zugangsberechtigung auf ein Feldgerät nur unter der Bedingung vergeben wird und wirksam bleibt, wenn sowohl das Feldgerät als auch das Bediengerät mit dem Gateway verbunden ist.
Als Berechtigungsvergabemittel des Gateways kommt dabei jede Einrichtung infrage, die eingerichtet ist, um eine Zugangsberechtigung aus der Speichereinrichtung des Gateways auszulesen und an das Bediengerät zu übermitteln. Dies kann beispielsweise durch eine entsprechend eingerichtete oder programmierte Mikroprozessoranordnung erfolgen.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es bevorzugt, dass eine Zugangsberechtigung für ein Bediengerät individualisiert ist und aus den folgenden Zugangsberechtigungen ausgewählt wird: eine Zugangsberechtigung, beschränkt auf festgelegten Zeitraum; eine Zugangsberechtigung, beschränkt auf eine festgelegte Auswahl von Feldgeräten; eine Zugangsberechtigung, beschränkt auf festgelegte Funktionen eines Feldgeräts; und/oder eine Zugangsberechtigung, beschränkt auf einen festgelegten räumlichen Bereich. Hinsichtlich der Zugangsberechtigung, die auf einen räumlichen Bereich beschränkt ist, wird es insbesondere bevorzugt, dass eine Zugangsberechtigung erlischt bzw. gesperrt wird, sobald das mobile Bediengerät nicht mehr im Sende- und Empfangs-Bereich des Gateways angeordnet ist.
Insbesondere dadurch, dass eine jeweilige Zugangsberechtigung für ein jeweiliges mobiles Bediengerät durch eine zentrale Berechtigungsvergabeeinheit vergeben werden kann, kann eine wesentlich flexiblere Verwaltung der unterschiedlichen Zugangsberechtigungen bereitgestellt werden, wobei durch die vorgeschlagene Individualisierung der jeweiligen Zugangsberechtigungen ein verbessertes Sicherheitsmanagement hinsichtlich der Zugriffe auf die Feldgeräte bereitgestellt werden kann.
Besonders bevorzugt ist es, dass Zugangsberechtigungen durch das Gateway nur für Feldgeräte vergeben werden, die über die dritte Schnittstelle, vorzugsweise die Nahbereichsschnittstelle, mit dem Gateway verbunden sind. Vorzugsweise übermitteln die mit dem Gateway verbundenen Feldgeräte die Prozess-, Parameter- und/oder Diagnosedaten, wobei das Gateway diese speichert und an eine zentrale Datenverarbeitungseinheit übermittelt. Vorzugsweise übermittelt das Gateway seine Positionsdaten an die Berechtigungsvergabeeinheit und/oder die zentrale Datenverarbeitungseinheit.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein System zur Vergabe einer Zugangsberechtigung für ein mobiles Bediengerät auf ein Feldgerät, wobei das System umfasst: zumindest ein erfindungsgemäßes Gateway; zumindest ein mobiles Bediengerät; zumindest ein Feldgerät; und zumindest eine Berechtigungsvergabeeinheit, vorzugsweise cloudbasierend. Wie oben erläutert, kann durch ein derartiges System zur Vergabe einer Zugangsberechtigung für ein mobiles Bediengerät auf ein Feldgerät mit den angeführten Komponenten einerseits die Vergabe einer Zugangsberechtigung an ein mobiles Bediengerät wesentlich flexibler gehandhabt werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die Vergabe einer Zugangsberechtigung in ein automatisiertes Verfahren einzubetten. Darüber hinaus kann dadurch das Risiko eines unberechtigten Zugangs auf ein Feldgerät erheblich verringert werden.
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
Nachfolgend wird eine detaillierte Beschreibung der 1 gegeben, die eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Systems 1 zur Vergabe einer Zugangsberechtigung für ein mobiles Bediengerät 2, 3 auf ein Feldgerät 4, 5 zeigt.
Das System 1 umfasst ein Gateway 6, wobei das Gateway 6 in der gezeigten bevorzugten Ausführungsform eine erste Schnittstelle zur drahtlosen Kommunikation mit einem Bediengerät 2, 3 und eine zweite Schnittstelle zur Kommunikation mit einer zentral angeordneten Berechtigungsvergabeeinheit 7 umfasst.
Die erste Schnittstelle ist in der gezeigten besonders bevorzugten Ausführungsform eine Nahbereichsschnittstelle, die insbesondere durch eine Bluetooth-Schnittstelle, eine Wireless Local Area (WLAN)-Schnittstelle bereitgestellt wird.
Die Sende-Empfangs-Reichweite der ersten Schnittstelle ist in der gezeigten Ausführungsform als Bereich 8 angedeutet. In der gezeigten Ausführungsform ist der Sende-Empfangs-Bereich 8 der ersten Schnittstelle kreisförmig ausgebildet, wobei Sende-Empfangs-Bereich 8 der ersten Schnittstelle je nach eingesetzter Sende-Empfangs-Technik anders ausgestaltet sein kann. Wie in 1 gezeigt, befinden sich die Feldgeräte 4, 5 im Sende-Empfangs-Bereich 8 der ersten Schnittstelle des Gateways 6.
In der bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Schnittstelle eine Ethernet-Schnittstelle oder eine Mobilfunk-Schnittstelle, durch die eine Kommunikationsmöglichkeit mit der zentralen Berechtigungsvergabeeinheit 7 bereitgestellt werden kann. In der gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist die Verbindung zur Berechtigungsvergabeeinheit 7 mittels einer Mobilfunk-Verbindung 9 bereitgestellt, wobei in der gezeigten bevorzugten Ausführungsform eine sogenannte Daten-Cloud 10 zwischengeschaltet ist. Eine solche Daten-Cloud 10 kann dabei Empfangs-, Speicher- und/oder Sendefunktionen bereitstellen.
In der gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist das Gateway 6 mittels der zweiten Schnittstelle weiterhin mit einer Datenverarbeitungseinheit 11 verbunden, wobei auch hier auf die Mobilfunk-Verbindungen 9 und der zwischengeschalteten Daten-Cloud 10 zurückgegriffen werden kann.
Das Gateway 6 vergibt in dem Sende-Empfangs-Bereich 8, der durch die erste Schnittstelle bereitgestellt wird, jeweilige Zugangsberechtigung für das mobile Bediengerät 2, welches sich im Sende-Empfangs-Bereich 8 des Gateways 6 aufhält. Hierfür wird durch die Berechtigungsvergabeeinheit 7 eine Zugangsberechtigung für ein mobiles Bediengerät 2, 3 an das Gateway 6 über die zweite Schnittstelle übermittelt. Im Gateway 6 wird die Zugangsberechtigung für ein mobiles Bediengerät 2, 3 zunächst in einer Speichereinrichtung gespeichert und an das mobile Bediengerät 2, 3 mittels eines Berechtigungsvergabemittels an das jeweilige Bediengerät 2, 3 über die erste Schnittstelle übermittelt, so dass das mobile Bediengerät 2, 3 anschließend auf eines oder mehrere der Feldgeräte 4, 5 zugreifen kann.
Die von der Berechtigungsvergabeeinheit 7 übermittelte und im Gateway 6 gespeicherte Zugangsberechtigung ist vorzugsweise auf das jeweilige Bediengerät 2, 3 angepasst/individualisiert, d.h. vorteilhafterweise werden keine standardisierten Zugangsberechtigungen vergeben, sondern Zugangsberechtigungen, die auf die jeweiligen Bediengeräte 2, 3 angepasst sind. Dabei kann insbesondere unter den folgenden Zugangsberechtigungen ausgewählt werden, die jeweils einzeln oder auch in Kombination einem mobilen Bediengerät 2, 3 zur Verfügung gestellt werden können: eine Zugangsberechtigung, beschränkt auf einen festgelegten Zeitraum; eine Zugangsberechtigung, beschränkt auf eine festgelegte Auswahl von Feldgeräten 4, 5; eine Zugangsberechtigung, beschränkt auf eine oder mehrere festgelegte Funktionen eines Feldgeräts 4, 5; und/oder eine Zugangsberechtigung, beschränkt auf einen festgelegten räumlichen Bereich innerhalb des Sende-Empfangs-Bereichs 8.
Vorteilhafterweise ist das Gateway 6 und das mobile Bediengerät 2, 3 derart ausgelegt und eingerichtet, dass eine jeweilige Zugangsberechtigung für eines der mobilen Bediengeräte 2, 3 dann auf das mobile Bediengerät 2, 3 übertragen wird, sobald ein mobiles Bediengerät 2, 3 in den Sende-Empfangs-Bereich 8 der ersten Schnittstelle des Gateways 6 angeordnet wird. In 1 ist das mobile Bediengerät 2 innerhalb des Sende-Empfangs-Bereich 8 vom Gateway 6 und Bediengerät 3 außerhalb des Sende-Empfangs-Bereich 8 vom Gateway 6.
In der gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist das Gateway 6 darüber hinaus mit den im Sende-Empfangs-Bereich 8 angeordneten Feldgeräten 4, 5 verbunden, so dass Daten auch zwischen dem Gateway 6 und den Feldgeräten 4, 5 ausgetauscht werden können.
Ferner können die Feldgeräte 4, 5 auch untereinander vernetzt sein, beispielsweise über die Bluetooth-Schnittstellen der Feldgeräte 4, 5. Dadurch besteht nicht nur die Möglichkeit des Datenaustauschs zwischen den Feldgeräten 4, 5, sondern auch die Möglichkeit, weitere Feldgeräte an das Gateway 6 anzubinden, obwohl diese außerhalb des Sende-Empfangs-Bereichs 8 des Gateways angeordnet sind, indem eines der Feldgeräte 4, 5, die innerhalb des Sende-Empfangs-Bereichs 8 angeordnet sind, als sogenannte Sende-Empfangs-Brücke eingesetzt wird. Darüber hinaus besteht dadurch die Möglichkeit, unterschiedliche Kommunikationspfade über die verschiedenen Feldgeräte 4, 5 zum Gateway 6 bereitzustellen. Dies kann von Vorteil sein, wenn beispielsweise die Signalqualität zwischen dem Gateway 6 und einem der Feldgeräte 4, 5 schwankt oder nicht ausreichend hoch ist.
In der bevorzugten Ausführungsform, bei der das Gateway 6 sowohl mit dem mobilen Bediengerät 2,3 als auch mit den jeweiligen Feldgeräten 4, 5 über die drahtlose Kommunikationsschnittstelle verbunden ist, besteht die Möglichkeit, eine Zugangsberechtigung eines mobilen Bediengeräts 2, 3 davon abhängig zu machen, ob eine Verbindung des mobilen Bediengeräts 2, 3 mit dem Gateway 6 und/oder den Feldgeräten 4, 5 besteht. In der in 1 gezeigten Ausführungsform würde demnach eine Zugangsberechtigung für das Feldgerät 4,5 durch das Gateway 6 übertragen werden, wobei die Aufrechterhaltung der Zugangsberechtigung des mobilen Bediengeräts 2 von der Aufrechterhaltung einer Verbindung zum Gateway 6 und/oder zu den Feldgeräten 4, 5 abhängt. Das außerhalb des Sende-Empfangs-Bereichs 8 angeordnete mobile Bediengerät 3 hat noch keine Zugangsberechtigung durch das Gateway 6 erhalten und erhält diese erst, wenn sich das Bediengerät 3 in den Sende-Empfangs-Bereich 8 des Gateways 6 hineinbewegt. Dabei ist es bevorzugt, dass eine Zugangsberechtigung für das Bediengerät 3 automatisch vom Gateway 6 durch die Berechtigungsvergabemittel übertragen wird. Demgegenüber kann dadurch eine durch das Gateway 6 vergebene Zugangsberechtigung entzogen bzw. gesperrt werden, sobald ein Bediengerät 2, 3 den Sende-Empfangs-Bereich 8 des Gateways 6 verlässt.
Das Gateway 6 dient in der gezeigten bevorzugten Ausführungsform ferner dazu, Prozess-, Parameter- und/oder Diagnosedaten von den Feldgeräten 4, 5 zu empfangen und zu speichern, so dass diese an die zentrale Datenverarbeitungseinheit 11 übermittelt werden können.
Durch ein erfindungsgemäßes Gateway 6 besteht somit die Möglichkeit, eine flexible und darüber hinaus sichere Verwaltung individualisierter Zugangsberechtigungen für mobile Bediengeräte 4, 5 bereitzustellen, und dass bei Möglichkeit die Zugangsberechtigungen individualisiert und automatisch an jeweilige Bediengeräte 2, 3 übertragen zu können.
Darüber hinaus besteht durch ein erfindungsgemäßes System 1 die Möglichkeit, durch eine zentrale Berechtigungsvergabeeinheit 7 eine Vielzahl von Gateways 6 zentral zu verwalten, wobei in 1 zur Illustration ein Sende-Empfangs-Bereich 12 eines weiteren Gateways gezeigt ist. Das weitere Gateway kann dabei an einem beliebigen Ort vorgesehen sein.
Die räumliche Ausdehnung und Größe des jeweiligen Sende-Empfangs-Bereichs 8 eines Gateways 6 kann dabei durch den Einsatz unterschiedlicher Schnittstellen angepasst werden. Darüber hinaus ist die Ausrüstung bestehender Systeme mit einem Gateway 6 in der Regel in einfacher Weise möglich, da die meisten Feldgeräte 4, 5 ohnehin bereits mit entsprechenden Nahbereichskommunikationsmitteln, wie beispielsweise Bluetooth-Schnittstellen, ausgerüstet sind.

Claims

Gateway (6) zur Vergabe einer Zugangsberechtigung für ein mobiles Bediengerät (2, 3) auf ein Feldgerät (4, 5), umfassend: - eine erste Schnittstelle, eingerichtet zur drahtlosen Kommunikation mit einem Bediengerät (2, 3); - eine zweite Schnittstelle, eingerichtet zur Kommunikation mit einer Berechtigungsvergabeeinheit (7); - eine Speichereinrichtung, eingerichtet, um eine von der Berechtigungsvergabeeinheit (7) übermittelte Zugangsberechtigung des Bediengeräts (2, 3) zu speichern; - Berechtigungsvergabemittel, eingerichtet, um die Zugangsberechtigung des Bediengeräts (2, 3) aus der Speichereinrichtung auszulesen und über die erste Schnittstelle an das Bediengerät (2, 3) zu übermitteln; - eine weitere Schnittstelle zur Kommunikation mit einer zentralen Datenverarbeitungseinheit (11), dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsdaten des mobilen Bediengeräts (2, 3) direkt oder über das Gateway (6) an die zentrale Datenverarbeitungseinheit (11) übermittelt werden, sobald das mobile Bediengerät auf das Feldgerät zugreift.
Gateway (6) nach Anspruch 1, wobei die erste Schnittstelle eine Bluetooth Schnittstelle oder eine Wireless Local Area (WLAN) Schnittstelle ist.
Gateway (6) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die zweite Schnittstelle eine drahtgebundene Ethernet-Schnittstelle, eine Mobilfunk-Schnittstelle (9), eine Low-Power Wide-Area Network (LPWAN) Schnittstelle oder eine Long Range Wide Area (LoRaWAN) Schnittstelle ist.
Gateway (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zugangsberechtigung für ein Bediengerät (2, 3) individualisiert ist und aus den folgenden Zugangsberechtigungen ausgewählt ist: - eine Zugangsberechtigung, beschränkt auf einen festgelegten Zeitraum; - eine Zugangsberechtigung, beschränkt auf eine festgelegte Auswahl von Feldgeräten (4, 5); - eine Zugangsberechtigung, beschränkt auf festgelegte Funktionen eines Feldgeräts (4, 5); und/oder - eine Zugangsberechtigung, beschränkt auf einen festgelegten räumlichen Bereich.
Gateway (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gateway (6) eine dritte Schnittstelle zur Kommunikation mit einem Feldgerät (4, 5) umfasst.
Gateway (6) nach Anspruch 5, wobei das Gateway (6) Zugangsberechtigungen nur für Feldgeräte (4, 5) vergibt, die über die dritte Schnittstelle mit dem Gateway (6) verbunden sind.
Gateway (6) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei das Gateway (6) eingerichtet ist, um Prozess-, Parameter- und/oder Diagnosedaten von den Feldgeräten (4, 5) zu empfangen und zu speichern.
Gateway (6) nach Anspruch 7, wobei das Gateway (6) die weitere Schnittstelle zur Kommunikation mit der zentralen Datenverarbeitungseinheit (11) umfasst, um die Prozess- und/oder Diagnosedaten der Feldgeräte (4, 5) an die zentrale Datenverarbeitungseinheit (11) zu übermitteln.
Gateway (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gateway (6) Positionsbestimmungsmittel umfasst, um Positionsdaten des Gateways (6) an die Berechtigungsvergabeeinheit (7) und/oder die zentrale Datenverarbeitungseinheit (11) zu übermitteln.
Verfahren zur Vergabe einer Zugangsberechtigung für ein mobiles Bediengerät (2, 3) auf ein Feldgerät (4, 5), umfassend die Schritte: - Bereitstellen eines Gateways (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 9; - Empfangen einer Zugangsberechtigung für ein Bediengerät (2, 3) von einer Berechtigungsvergabeeinheit (7); - Speichern der Zugangsberechtigung in einer Speichereinrichtung; - Auslesen der Zugangsberechtigung und Übermittlung der Zugangsberechtigung an das Bediengerät (2, 3) durch ein Berechtigungsvergabemittel.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei eine Zugangsberechtigung für ein Bediengerät (2, 3) individualisiert ist und aus den folgenden Zugangsberechtigungen ausgewählt wird: - eine Zugangsberechtigung, beschränkt auf einen festgelegten Zeitraum; - eine Zugangsberechtigung, beschränkt auf eine festgelegte Auswahl von Feldgeräten (4, 5); - eine Zugangsberechtigung, beschränkt auf festgelegte Funktionen eines Feldgeräts (4, 5); und/oder - eine Zugangsberechtigung, beschränkt auf einen festgelegten räumlichen Bereich.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei Zugangsberechtigungen nur für Feldgeräte (4, 5) vergeben werden, die über die dritte Schnittstelle mit dem Gateway (6) verbunden sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das Gateway (6) Prozess-, Parameter- und/oder Diagnosedaten von den Feldgeräten (4, 5) empfängt, speichert und diese an eine zentrale Datenverarbeitungseinheit (11) übermittelt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das Gateway (6) Positionsdaten des Gateways (6) an die Berechtigungsvergabeeinheit (7) und/oder die zentrale Datenverarbeitungseinheit (11) übermittelt.
System zur Vergabe einer Zugangsberechtigung für ein mobiles Bediengerät (2, 3) auf ein Feldgerät (4, 5), umfassend: - zumindest ein Gateway (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 9; - zumindest ein mobiles Bediengerät (2 ,3); - zumindest ein Feldgerät (4, 5); und - zumindest eine Berechtigungsvergabeeinheit (7).