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Die Erfindung betrifft ein System zur zumindest abschnittsweise kabellosen Übermittelung von Informationen zwischen einer Gruppe an NB-IoT-Geräten und einem Nutzerserver.
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Die technische Entwicklung von elektrischen Geräten zielt zunehmend auf die Bereitstellung vollständig vernetzter Infrastrukturen ab, sodass sich in immer mehr Firmen und Privathaushalten sogenannte „Smarte-Endgeräte“ befinden, welche via Netzwerk- bzw. Funkstandards mit dem Internet verbunden sind und deren Gesamtheit das sogenannte Internet of Things (IoT) bildet. Diese IoT-Endgeräte können z.B. Sensoren, Überwachungssysteme oder Geräte des alltäglichen Gebrauchs wie z.B. Mediengeräte oder Haushaltsgeräte sein. Aus der immer günstigeren Herstellung kleiner Chips und dem damit verbundenen Einbau entsprechender Chips in einer Vielzahl an Endgeräten sowie dem Drang nach einer immer engeren Vernetzung und einer Steuerbarkeit der Endgeräte z.B. via Smartphone oder Tablet resultiert eine rasant wachsende Anzahl an IoT-Endgeräten pro Kopf/Haushalt/Firma. Viele dieser IoT-Endgeräte sind im jeweiligen lokalen Netzwerk eingebunden und nutzen die vorhandene „häusliche“ Internetverbindung zur Kommunikation. Einen großen Teil dieser IoT-Endgeräte, insbesondere im Bereich von Firmen, stellen zunehmend die sogenannten Narrow-Band-IoT-Geräte (NB-IoT-Geräte) dar, welche über moderne Funkstandards, wie z.B. 3GPP, LTE, GPRS, 4G, 5G, UMTS überall auf der Welt und unabhängig vom lokalen Netzwerk mit dem Internet verbunden sein können, wodurch diese NB-IoT-Geräte für mobile Einsatzzwecke verwendbar sind. Beispiele für derartige NB-IoT-Geräte sind z.B. Module von Flottenkontrollsystemen für Fahrzeuge, Sensoren bzw. Bauteile von Fahrzeugen selbst oder z.B. Asset-Tracker. Solche NB-IoT-Geräte werden zusehends im alltäglichen Leben eingesetzt und finden sich mittlerweile bereits in Dingen wie z.B. smarten Straßenbeleuchtungen oder Parkplatzkontroll-Systemen wieder. Solche NB-IoT-Geräte weisen ein Kommunikationsmodul auf, über das sie Informationen in Form von Gerätenachrichten senden und/oder empfangen können. Meist weist das Kommunikationsmodul eine solche Schnittstelle auf, über die mittels eines Funkstandards die Gerätenachrichten versendet und/oder empfangen werden können, es sind jedoch auch Varianten bekannt, in denen das Kommunikationsmodul von zumindest einigen der NB-IoT-Geräte zunächst eine Schnittstelle zu einer Kommunikationsstation aufweist, über die dann mittels Funkstandard die Gerätenachrichten versandt bzw. empfangen werden. Die hierbei gewünschte ständige Konnektivität erzeugt einen höheren Energieverbrauch der zu verbindenden Geräte gegenüber nicht vernetzten Geräten, was insbesondere bei mit Akku bzw. Batterie betriebenen Kleinstgeräten wie z.B. Überwachungssystemen in Form von Sensoren oder Asset-Trackern zu unpraktikabel kurzen Wartungsintervallen führt. Darüber hinaus stellt der Datenaustausch zwischen den NB-IoT-Geräten und einem Server, der die von den NB-IoT-Geräten erhaltenen Daten ausliest bzw. auswertet bzw. definierte Daten an die NB-IoT-Geräte sendet, eine Herausforderung dar, wobei die starke Zunahme an NB-IoT-Geräten unweigerlich zu einer Zunahme der über das Internet zu übertragenden Daten führt, woraus pro Firma/Haushalt/Person eine immer höhere zu übertragene Datenmenge resultiert, welche immer höhere Kosten bei dem entsprechenden Internetserviceprovider (ISP) verursachen.
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Der Datenaustausch hat dabei üblicherweise verschlüsselt zwischen den NB-IoT-Geräten und dem Server zu erfolgen. Der Server ist dabei üblicherweise ein Server eines Nutzers der NB-IoT-Geräte bzw. eines von diesem beauftragen Verwalter der NB-IoT-Geräte. Durch den Nutzerserver erfolgt eine Vorgabe von Informationen, die an die NB-IoT-Geräte gesendet werden, und/oder eine Auswertung von Informationen, die von den NB-IoT-Geräten erhalten werden. Gängige Praxis der Übermittlung von Informationen von NB-IoT-Geräten an einen Nutzerserver ist es, die zu übermittelnden Informationen verschlüsselt über einen von einem Internet Service Provider (ISP) bzw. Mobilfunkbetreiber bereitgestellten APN direkt an den Nutzerserver zu übermitteln. Ein APN stellt dabei bekannterweise eine Schnittstelle (Gateway) zwischen zwei prinzipiell unabhängigen Netzwerken dar, nämlich einem Netzwerk, in dem die NB-IoT-Geräte eingebunden sind bzw. an das sie angeschlossen sind, und einem Netzwerk, in dem der Nutzerserver eingebunden ist bzw. an das er angeschlossen ist, beispielsweise zwischen dem Mobilfunknetz, an das die NB-IoT-Geräte angeschlossen sind, und dem Internet, an das der Nutzerserver angeschlossen ist. Ein APN-Netz ist somit ein geschlossenes Netzwerk, das über einen Zugangspunkt, den APN, mit einem anderen Netzwerk, beispielsweise dem Internet, verbunden ist. Der APN bildet somit aus der Sicht der NB-IoT-Geräte einen Zugangspunkt, über welchen die NB-IoT-Geräte als Mobilfunknetz-Teilnehmer Zugriff über das an dem APN gebildete APN-Netz auf das Internet oder auf Teile des Internets erhalten. Bei einer großen Menge an NB-IoT-Geräten können große Datenmengen entstehen, welche über den APN geleitet und somit üblicherweise auch bei dem ISP bezahlt werden müssen. Mit zunehmender Geräteanzahl steigen die Kosten für die Datenverbindung der NB-IoT-Geräte. Des Weiteren müssen einzelne Nutzerserver bei steigender NB-IoT-Geräte-Anzahl aufwendig skaliert und die Infrastruktur des Übertragungssystems ausgebaut werden, um einen reibungslosen Betrieb auch bei stark steigender NB-IoT-Geräte-Anzahl zu gewährleisten. Zudem stellt die Übertragung von Informationen an den bzw. von dem Nutzerserver hohe technische Anforderungen an den Nutzerserver.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System und ein Verfahren bereitzustellen, welches zumindest einen Nachteil bekannter Systeme und Verfahren zur Übermittlung von Informationen zwischen Gruppen an NB-IoT-Geräten und einem Nutzerserver zumindest teilweise behebt.
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Als eine Lösung der genannten der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe schlägt die Erfindung ein System zur zumindest abschnittsweise kabellosen Übermittelung von Informationen zwischen einer Gruppe an NB-IoT-Geräten und einem Nutzerserver mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 vor. Das System umfasst eine Gruppe an NB-IoT-Geräten und einen Nutzerserver, wobei die NB-IoT-Geräte jeweils ein Kommunikationsmodul zur Kommunikation der Informationen mittels Gerätenachrichten aufweisen. Das Kommunikationsmodul stellt eine Schnittstelle bereit, über die Gerätenachrichten empfangen und/oder gesendet werden können. Beispielsweise kann ein solches Kommunikationsmodul zur drahtlosen Kommunikation von Gerätenachrichten, beispielsweise mittels WLAN, Bluetooth, NFC und oder Funk gemäß einem Mobilfunkstandard, und/oder zur drahtgebundenen Kommunikation von Gerätenachrichten, beispielsweise mittels Ethernet- oder USB-Verbindung ausgebildet sein. Das Kommunikationsmodul kann entsprechende, bekannte elektronische Komponenten aufweisen, mit denen eine solche Kommunikation, d.h. Empfang und/oder Versenden, der Gerätenachrichten ermöglicht ist. Die Gerätenachrichten weisen ein Format eines vordefinierten ersten Übertragungsprotokolls auf, gemäß dem die Gerätenachrichten in einen ersten Adressteil umfassend Adressdaten und einen ersten Informationsteil umfassend Informationsdaten unterteilt sind. Adressteil und Informationsteil stellen jeweils einen eigenen Teil der jeweiligen Gerätenachricht dar. Während der Adressteil eine Adressierung, d.h. Zuordenbarkeit, der Gerätenachricht zu einem bestimmten NB-IoT-Gerät und/oder zu einer bestimmten Gruppe an NB-IoT-Geräten gewährleistet, enthält der Informationsteil eine substantielle Information, die durch die Gerätenachricht an das jeweilige NB-IoT-Gerät gesandt werden soll bzw. von diesem versandt werden soll. Eine solche substantielle Information ist eine von der Adressierung entkoppelte Information, beispielsweise eine Zustandsinformation betreffend einen Zustand des NB-IoT-Geräts oder eine Anweisungsinformation oder eine Programmierinformation. Weiterhin umfasst das System ein privates APN-Subnetz, wobei die Gruppe der NB-IoT-Geräte zur Kommunikation mittels der Gerätenachrichten über das private APN-Subnetz ausgebildet ist. Das private APN-Subnetz weist dieselbe Funktionsweise wie das oben erläuterte APN-Netz auf, jedoch kann es in Ausführungsformen lediglich einen, insbesondere kleinen, Teil des durch einen ISP bzw. Mobilfunkanbieter bereitgestellten APN-Netzes darstellen. Das private APN-Subnetz kann z.B. derart konfiguriert sein, dass lediglich ein Teil des Mobilfunknetztes, insbesondere eine vorbestimmte Anzahl an registrierten NB-IoT-Geräten, Zugriff auf das APN-Subnetz erhalten und diese vorbestimmte Anzahl an NB-IoT-Geräten mit einem bestimmten, eingeschränkten Teil des Internets, insbesondere nur mit einem Server, kommunizieren können. Das APN-Subnetz kann somit so konfiguriert sein, dass es ein geschlossenes Netzwerk ist, in das die NB-IoT-Geräte eingebunden sind und das nur auf durch Konfiguration vordefinierte Weise über einen definierten Zugangspunkt oder mehrere definierte Zugangspunkte mit einem weiteren Netzwerk, beispielsweise nur einem Firmennetzwerk oder nur einem bestimmten Server, kommuniziert bzw. den NB-IoT-Geräten nur eine Kommunikation auf diese vordefinierte Weise erlaubt. Das private APN-Subnetz gewährleistet somit einen verschlüsselten Datenaustausch, da durch Konfiguration definierbar ist, auf welche Weise die NB-IoT-Geräte Daten mit Einrichtungen außerhalb des APN-Subnetzes austauschen können. Die NB-IoT-Geräte sind bevorzugt dergestalt in das APN-Subnetz eingebunden, dass sie die Gerätenachrichten nur über das APN-Subnetz versenden bzw. empfangen können. Des Weiteren umfasst das System zumindest einen Transferserver, welcher zumindest einen Prozessor, einen Speicher sowie eine Schnittstelle umfasst, die zur Kommunikation mit der Gruppe an NB-IoT-Geräten über das private APN-Subnetz mittels der Gerätenachrichten ausgebildet ist. Zum Ermöglichen eines Informationsaustauschs zwischen der Gruppe an NB-IoT-Geräten und dem Nutzerserver ist der Transferserver zwischen der Gruppe an NB-IoT-Geräten und dem zumindest einen Nutzerserver geschaltet. Eine Kommunikation zwischen den NB-IoT-Geräten und dem Nutzerserver erfolgt somit über den Transferserver. Die Schnittstelle des Transferservers ist somit ein Zugangspunkt zum APN-Subnetz. Während jedoch die Kommunikation zwischen den NB-IoT-Geräten und dem Transferserver mittels Gerätenachrichten erfolgt, erfolgt die Kommunikation zwischen Transferserver und Nutzerserver über Nutzernachrichten. Die Nutzernachrichten weisen ein Format eines vordefinierten zweiten Übertragungsprotokolls auf, gemäß dem die Gerätenachrichten in einen zweiten Adressteil umfassend Adressdaten und einen zweiten Informationsteil umfassend Informationsdaten unterteilt sind. Adressteil und Informationsteil sind wie oben zu den Gerätenachrichten erläutert unterschiedliche Teile einer jeden Nutzernachricht. Auf dem Speicher des Transferservers sind Befehle gespeichert, welche den zumindest einen Prozessor des Transferservers bei Ausführung der Befehle dazu veranlassen, die von den NB-IoT-Geräten empfangenen Gerätenachrichten in Abhängigkeit von den Adressdaten der Gerätenachrichten in Sende-Nutzernachrichten umzuwandeln und die Sende-Nutzernachrichten an den Nutzerserver weiterzuleiten und/oder von dem Nutzerserver empfangene Nutzernachrichten in Abhängigkeit von Charakterisierungsdaten, die jeweils einer der empfangenen Nutzernachrichten zugeordnet sind, in an die NB-IoT-Geräte zu sendende Gerätenachrichten umzuwandeln und die zu sendenden Gerätenachrichten jeweils an zumindest ein NB-IoT-Gerät der Gruppe an NB-IoT-Geräten weiterzuleiten. Zu empfangende und zu sendende Gerätenachrichten weisen dabei jeweils das Format des ersten Übertragungsprotokolls auf, und Sende-Nutzernachrichten und zu empfangende Nutzernachrichten weisen dabei jeweils das Format des zweiten Übertragungsprotokolls auf. Charakterisierungsdaten können z.B. Identifikations-Informationen wie die IMSI und/oder IMEI eines oder mehrerer NB-IoT-Geräte, die MAC-Adresse eines oder mehrerer NB-IoT-Geräte und/oder die IPV6-Adresse eines oder mehrerer NB-IoT-Geräte beinhalten. Jeder empfangenen Nutzernachricht sind jeweils Charakterisierungsdaten zugeordnet. Die Charakterisierungsdaten können beispielsweise zur Identifikation eines bestimmten NB-IoT-Geräts, zu dem die Nutzernachricht - umgewandelt als Gerätenachricht - gelangen soll, und/oder zur Identifikation einer Gruppe an NB-IoT-Geräten, wobei die Nutzernachricht - umgewandelt als Gerätenachricht - zu jedem NB-IoT-Geräte der Gruppe gelanten soll. Die Charakterisierungsdaten können beispielsweise zumindest teilweise, insbesondere vollständig, in dem zweiten Adressteil der jeweiligen Nutzernachricht enthalten sein und/oder eine Zuordnung der jeweiligen Nutzernachricht zu einem bestimmten Nutzerserver, von dem sie stammt, enthalten.
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Bereits durch den Aufbau des Systems nach Anspruch 1 kann bevorzugt erreicht werden, dass als Nutzerserver ein im Vergleich zu herkömmlich verwendeten Nutzerservern leistungsschwächerer Server verwendet werden kann und dieser Nutzerserver auch bei einer steigenden Anzahl an NB-IoT-Geräte nicht skaliert werden muss, da zumindest ein Großteil des Aufwands bzw. der Rechenleistung, die durch die Kommunikation zwischen NB-IoT-Geräten und Nutzerserver anfallen, durch den Transferserver ausgeführt wird. Im Idealfall kann als Nutzerserver bereits ein gängiger Webserver, welcher in der Regel eine geringe Rechenleistung erfordert, ausreichen. Denn indem der Transferserver als „Übersetzer“ zwischen erstem und zweitem Übertragungsprotokoll fungiert, können die Nutzernachrichten auf die Bedürfnisse des Nutzerservers zugeschnitten sein und die Gerätenachrichten auf die Bedürfnisse der NB-IoT-Geräte zugeschnitten sein. Dadurch kann auch ein Energieverbrauch der NB-IoT-Geräte reduziert sein. Insbesondere kann ein Anbieter des Systems, der für einen Nutzer den Transferserver bereitstellt, mit dem Transferserver den überwiegenden Teil der Rechenleistung übernehmen, die für die Kommunikation zwischen den NB-IoT-Geräten und dem Nutzerserver erforderlich ist. Insbesondere kann der Transferserver dazu ausgebildet sein, durch das Umwandeln der zu empfangenen Gerätenachrichten in die Sende-Nutzernachrichten eine Charakterisierung der Nutzernachrichten in dem Nutzerserver bzw. durch das Umwandeln der empfangenen Nutzernachrichten in die zu sendenden Gerätenachrichten eine Zuordnung der jeweiligen Gerätenachrichten zu dem jeweiligen NB-IoT-Gerät vereinfachen. Allgemein bevorzugt unterscheiden sich Gerätenachricht und zugeordnete Nutzernachricht, d.h. aus Umwandeln einer bestimmten empfangenen Gerätenachricht erzeugte bestimmte Sende-Nutzernachricht bzw. aus Umwandeln einer bestimmten empfangenen Nutzernachricht erzeugte zu sendende Gerätenachricht, zumindest entweder in ihrem Adressteil oder in ihrem Informationsteil, insbesondere zumindest in ihrem Adressteil, insbesondere ausschließlich in ihrem Adressteil, so dass in einer Ausführungsform der erste Informationsteil und der zweite Informationsteil von einander zugeordneter Geräte- und Nutzernachricht unverändert sind. Des Weiteren kann durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Systems eine Verringerung der über das private APN-Subnetz übertragenen Datenmenge erreicht werden, wobei sich die Verringerung aus der Verwendung von verschiedenen Übertragungsprotokollen an unterschiedlichen Stationen der Kommunikation ergibt und die verwendeten Übertragungsprotokolle bevorzugt nur die notwendigsten Funktionen aufweisen. Allgemein bevorzugt weist die Gerätenachricht eine geringere Datenmenge bzw. Datengröße, z.B. gemessen in Bits, auf, als die ihr zugeordnete Nutzernachricht. Durch die Verwendung des NB-IoT-Standards unter Verwendung eines privaten APN-Subnetzes kann darüber hinaus bevorzugt auf eine weitere softwareseitige Verschlüsselung, welche zum einen rechenintensiv ist und zum anderen die Datengröße erhöht, und/oder komplizierte Übertragungsprotokolle, mit denen eine erhöhte, für eine Kommunikation zwischen NB-IoT-Geräten und Nutzerserver zu übertragende Datenmenge einhergeht, verzichtet werden. Die Verschlüsselung der Gerätenachrichten zwischen der Gruppe an NB-IoT-Geräten und dem privaten APN-Subnetz kann beispielsweise durch Verwendung des NB-IoT Übertragungsstandards über den zugrundeliegenden LTE Standard bereits verschlüsselt sein, sodass eine zusätzliche Verschlüsselung nicht vonnöten ist, was Rechenleistung der NB-IoT-Geräte und somit Energie spart und die zu übertragene Datenmenge reduziert.
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Zur Sicherstellung einer korrekten Zustellung und zur Vermeidung von unbefugten Zugriffen sind in einer Ausführungsform des Systems die auf dem Speicher des Transferservers gespeicherten Befehle dergestalt ausgebildet, dass die Umwandlung der empfangenen Gerätenachrichten in Sende-Nutzernachrichten eine, insbesondere eindeutige, Zuordnung der Sende-Nutzernachrichten zu dem Nutzerserver anhand der Adressdaten und/oder Informationsdaten der entsprechenden empfangenen Gerätenachricht umfasst. Dazu kann z.B. durch einen berechtigten Nutzer auf dem Speicher des Transferservers eine Zuordnungstabelle z.B. in Form einer Datenbank angelegt und/oder modifiziert werden, über welche die Zuordnung der Sende-Nutzernachrichten anhand von Daten erfolgt, die den empfangenen Gerätenachrichten bei ihrem Empfangen zugeordnet sind oder in ihnen enthalten sind. So können z.B. IMEI- und/oder IMSI- Nummern und/oder MAC-Adressen von NB-IoT-Geräten einem bestimmten Nutzerserver zugeordnet werden, so dass anhand dieser Daten eine Zuordnung zu dem Nutzerserver erfolgt. Eine wie beschrieben vorteilhafte Zuordnung ist insbesondere bei Systemen vorteilhaft, die mehrere Nutzerserver aufweisen, wobei die Zuordnung eine Zuordnung zu einem bestimmten der Nutzerserver gewährleistet. Des Weiteren ermöglicht eine Zuordnungstabelle, dass nur Gerätenachrichten von bestimmten in dieser Zuordnungstabelle hinterlegten NB-IoT-Geräten zugelassen werden und somit ein Zugriff durch unberechtigte Dritte erschwert wird.
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In einer besonders abhörsicheren Ausführungsform des Systems sind die auf dem Speicher des Transferservers gespeicherten Befehle dergestalt ausgebildet, dass die Umwandlung in Sende-Nutzernachrichten ein Verschlüsseln von zumindest Teilen der Sende-Nutzernachrichten umfasst. Dabei kann insbesondere ein aus den Informationsdaten der empfangenen Gerätenachrichten erzeugter Teil der Sende-Nutzernachrichten verschlüsselt werden zur besonders sicheren Übermittlung von sicherheitsrelevanten Nachrichten. So kann insbesondere durch die Verschlüsselung zumindest ein Teil des zweiten Informationsteil verschlüsselt sein. Bevorzugt ist der zweite Adressteil auch nach der Verschlüsselung unverschlüsselt. Zur Verschlüsselung eignen sich alle gängigen Netzwerkverschlüsselungsverfahren, insbesondere nach dem IPSEC-Standard.
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In einer Ausführungsform des Systems, welche sich besonders zur Übermittlung eines hohen Aufkommens an Informationen eignet, ist der Transferserver dazu ausgebildet, ein Zwischenspeichern der von den NB-IoT-Geräten empfangenen Gerätenachrichten im Speicher vor der Umwandlung in Sende-Nutzernachrichten und/oder ein Zwischenspeichern der Sende-Nutzernachrichten im Speicher vor dem Weiterleiten an den Nutzerserver vorzusehen und/oder ein Zwischenspeichern der von dem Nutzerserver empfangenen Nutzernachrichten im Speicher vor der Umwandlung in an die NB-IoT-Geräte zu sendenden Gerätenachrichten und/oder ein Zwischenspeichern der zu sendenden Gerätenachrichten im Speicher vor dem Weiterleiten an das zumindest eine NB-IoT-Gerät vorzusehen. Das Zwischenspeichern kann zum einen eine Reduzierung eines Energieverbrauchs der NB-IoT-Geräte und/oder des Nutzerservers ermöglichen, da die NB-IoT-Geräte bzw. der Nutzerserver wegen des Zwischenspeicherns nicht ununterbrochen in einem Bereitschaftsmodus zum Empfangen von Geräte- bzw. Nutzernachrichten zu sein braucht. In besonders vorteilhaften Ausführungsformen ist bei dem System vorgesehen, dass die NB-IoT-Geräte nur über höchstens 10 %, insbesondere höchstens 5 %, insbesondere höchstens 1 % einer gesamten Nutzdauer, während derer sie nutzbar installiert sind, zum Empfangen von zu sendenden Gerätenachrichten bereit sind. In der übrigen Zeit kann durch die fehlende Empfangsbereitschaft Energie eingespart werden, indem die entsprechenden elektronischen Komponenten, die zu einem Empfang versorgt werden müssen, nicht entsprechend versorgt sind. Zwischenspeichern meint hier insbesondere ein vorübergehendes Ablegen der Nachrichten in einem flüchtigen Speicher, sodass nach einem Löschen des entsprechenden Speicherbereichs und/oder einem Abschalten des Transferservers die Nachrichten unwiderruflich „verloren“ sind. Ein derartiges Zwischenspeichern ohne Ablegen auf einem nicht flüchtigen Speicher erhöht die Datensicherheit im Falle eines unbefugten Zugriffs auf den Transferserver.
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In einer Ausführungsform des Systems sind die NB-IoT-Geräte dazu ausgebildet, nach Versenden einer Gerätenachricht, insbesondere nach Versenden einer Gerätenachricht und anschließendem Empfangen einer Quittierungsantwort, zur Reduzierung der benötigten Energie in einen Energiesparmodus zu schalten. Besonders bevorzugt sind die auf dem Speicher des Transferservers gespeicherten Befehle derart ausgebildet, dass diese den zumindest einen Prozessor des Transferservers bei Ausführung dieser dazu veranlassen, eine Quittierungsantwort an das entsprechende NB-IoT-Gerät zu übermitteln, insbesondere bei Empfangen einer Quittierungsanfrage zumindest eines der NB-IoT-Geräte. Eine Quittierungsantwort kann dabei z.B. einem ACK-Signal (Acknowledgement Signal) der gängigen Netzwerkprotokolle wie z.B. dem TCP-Protokoll oder einer Nachricht entsprechend dem ersten oder dem zweiten Übertragungsprotokoll mit einem entsprechend vordefinierten Inhalt im Informationsteil entsprechen. Besonders bevorzugt sind die NB-IoT-Geräte dazu ausgebildet, den Energiesparmodus nach einem vordefinierten Zeitintervall, welches bevorzugt von dem Nutzerserver vorgebbar ist, zu verlassen. Das Zeitintervall beginnt mit dem Zeitpunkt, zu dem die NB-IoT-Geräte in den Energiesparmoduls schalten. In einer Ausführungsform schalten die NB-IoT-Geräte unmittelbar nach Versenden einer jeden Gerätenachricht in den Energiesparmoduls, in einer anderen Ausführungsform erst nach Erhalt der Quittierungsantwort. Das Zeitintervall weist bevorzugt eine Zeitlänge auf, die zumindest das 100-Fache einer Zeitlänge aufweist, die das NB-IoT-Gerät zum Senden der Gerätenachricht benötigt hat.
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In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems, welche sich als besonders energiesparsam herausgestellt hat, veranlassen die auf dem Speicher des Transferservers gespeicherten Befehle den zumindest einen Prozessor des Transferservers weiterhin dazu festzustellen, ob ein bestimmtes der NB-IoT-Geräte in einem Empfangszustand ist, in dem es zum Erhalten von Gerätenachrichten bereit ist, oder in einem Energiesparzustand, in dem es nicht zum Erhalten von Gerätenachrichten bereit ist. Der Energiesparzustand kann dem vorliegend erläuterten Energiesparmodus entsprechen. Das Feststellen, ob ein bestimmtes der NB-IoT-Geräte in einem Empfangszustand ist, kann z.B. mittels eines durch den Transferserver ausgeführten Ping-Tests an ein bestimmtes NB-IoT-Gerät erfolgen. Zur Sicherstellung, dass alle an das bestimmte der NB-IoT-Geräte zu sendende Gerätenachrichten dieses NB-IoT-Gerät erreichen, werden sämtliche an das bestimmte der NB-IoT-Geräte zu sendende Gerätenachrichten in dem Speicher des Transferservers abgelegt, solange festgestellt ist, dass sich das bestimmte der NB-IoT-Geräte in dem Energiesparzustand befindet. Sobald ein Wechsel von dem Energiesparzustand in den Empfangszustand festgestellt ist, werden sämtliche an das bestimmte der NB-IoT-Geräte zu sendende Gerätenachrichten, welche im Speicher abgelegt sind an dieses NB-IoT-Gerät weitergeleitet und nach dem Weiterleiten der an das bestimmte der NB-IoT-Geräte zu sendenden Gerätenachrichten werden diese aus dem Speicher gelöscht. Das Feststellen kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Transferserver zeitlich beabstandet Statusanfragen an das jeweilige NB-IoT-Gerät sendet, oder dadurch, dass das NB-IoT-Gerät unmittelbar nach dem Verlassen des Energiesparzustand eine entsprechende Aufwachnachricht an den Transferserver sendet, mit dem es das Verlassen mitteilt.
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In einer weiteren besonders energiesparsamen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems veranlassen die auf dem Speicher des Transferservers gespeicherten Befehle den zumindest einen Prozessor des Transferservers weiterhin dazu, an zumindest ein bestimmtes der NB-IoT-Geräte zu sendende Gerätenachrichten in dem Speicher des Transferservers abzulegen und bei Erhalten einer Statusmeldung des bestimmten NB-IoT-Gerätes die in dem Speicher abgelegten, an das bestimmte NB-IoT-Gerät zu sendenden Gerätenachrichten an das bestimmte NB-IoT-Gerät weiterzuleiten und die an das bestimmte NB-IoT-Gerät weitergeleiteten zu sendenden Gerätenachrichten aus dem Speicher des Transferservers zu löschen. Eine Statusmeldung des bestimmten NB-IoT-Gerätes kann z.B. eine Gerätenachricht mit einem vordefinierten Informationsteil sein. Eine Statusmeldung kann beispielsweise die oben erläuterte Aufwachnachricht sein.
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Zur Reduzierung der zu übertragenen Datenmenge über das private APN-Subnetz ist in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems die Datengröße der Gerätenachrichten, die eine Form entsprechend dem ersten Übertragungsprotokoll aufweisen, vor ihrer jeweiligen Umwandlung in eine ihnen jeweils zugeordnete Sende-Nutzernachricht geringer als die Datengröße der ihnen jeweils zugeordneten Sende-Nutzernachricht, die eine Form gemäß dem zweiten Übertragungsprotokoll aufweisen, und/oder ist die Datengröße der Nutzernachrichten vor ihrer jeweiligen Umwandlung in eine ihnen zugeordnete zu sendende Gerätenachricht größer ist als die Datengröße der ihnen jeweils zugeordneten zu sendenden Gerätenachricht. Dieser Unterschied in den Datengrößen kann beispielsweise mindestens 5 %, insbesondere mindestens 10 %, insbesondere mindestens 20 % der Datengröße der größeren der beiden Nachrichten betragen. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems sind zur Reduzierung der zu übertragenen Datenmenge das erste und das zweite Übertragungsprotokoll derart gewählt, dass der Unterschied in der Datengröße des ersten Adressteils einer bestimmten der Gerätenachrichten gegenüber der Datengröße des zweiten Adressteils einer bestimmten, durch den Transferserver durch Umwandeln der bestimmten Gerätenachricht erzeugten Sende-Nutzernachricht größer ist als der Unterschied in der Datengröße des ersten Informationsteils der bestimmten Gerätenachricht gegenüber dem zweiten Informationsteil der bestimmten Sende-Nutzernachricht und/oder der Unterschied in der Datengröße des zweiten Adressteils einer bestimmten der Nutzernachrichten gegenüber der Datengröße des ersten Adressteils einer bestimmten, durch den Transferserver durch Umwandeln der bestimmten Nutzernachricht erzeugten zu sendenden Gerätenachricht größer ist als der Unterschied in der Datengröße des zweiten Informationsteils der bestimmten Nutzernachricht gegenüber dem ersten Informationsteil der bestimmten zu sendenden Gerätenachricht. Allgemein bevorzugt ist somit der Unterschied zwischen der Datengröße der Adressteile von Gerätenachricht und zugeordneter Nutzernachricht größer als der Unterschied zwischen der Datengröße der Informationsteile von Gerätenachricht und zugeordneter Nutzernachricht. Allgemein bevorzugt beträgt die Datengröße des Adressteils der Gerätenachricht, d.h. des ersten Adressteils, höchstens 80 %, insbesondere höchstens 60 %, insbesondere höchstens 50 %, insbesondere höchstens 30 % der Datengröße des Adressteils der zugeordneten Nutzernachricht, d.h. des zweiten Adressteils. In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems wird durch die Wahl des ersten und zweiten Übertragungsprotokolls erreicht, dass die Datengröße des ersten Adressteils einer bestimmten der Gerätenachrichten gegenüber der Datengröße des zweiten Adressteils einer bestimmten, durch den Transferserver durch Umwandeln der bestimmten Gerätenachricht erzeugten Sende-Nutzernachricht um mind. 20% geringer, insbesondere 30% oder 40% geringer, ist und/oder dass die Datengröße des zweiten Adressteils einer bestimmten der Nutzernachrichten gegenüber der Datengröße des ersten Adressteils einer bestimmten, durch den Transferserver durch Umwandeln der bestimmten Nutzernachricht erzeugten zu sendenden Gerätenachricht um mind. 20% geringer, insbesondere 30% oder 40% geringer, ist. Bevorzugt ist dies für sämtliche entsprechend einander zugeordneten Paaren von Geräte- und Nutzernachricht zutreffend. Allgemein bevorzugt bleibt der Informationsteil beim Umwandeln unverändert, wohingegen der Adressteil beim Umwandeln verändert wird, so dass sich Geräte- und zugeordneten Nutzernachricht nur in ihrem Adressteil unterscheiden, so dass somit erster und zweiter Informationsteil identisch sind, erster und zweiter Adressteil sich hingegen unterscheiden.
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In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems umfasst das System eine erste und eine zweite Gruppe an NB-IoT-Geräten und einen ersten und einen zweiten Nutzerserver. Dabei kann z.B. die erste Gruppe an NB-IoT-Geräten und der erste Nutzerserver einem ersten Klienten und die zweite Gruppe an NB-IoT-Geräten und der zweite Nutzerserver einem zweiten Klienten zugeordnet sein. Die erste und zweite Gruppe der NB-IoT-Geräte ist zur Kommunikation mittels der Gerätenachrichten über ein privates APN-Subnetz ausgebildet. In einer Ausführungsform ist die erste Gruppe an NB-IoT-Geräten zur Kommunikation mit dem Transferserver über ein erstes APN-Subnetz ausgebildet, so dass sie nur über dieses erste APN-Subnetz mit dem Transferserver kommuniziert, wohingegen die zweite Gruppe an NB-IoT-Geräten zur Kommunikation mit dem Transferserver über ein zweites APN-Subnetz ausgebildet ist, so dass sie nur über dieses zweite APN-Subnetz mit dem Transferserver kommuniziert. In einer Ausführungsform sind beide Gruppen an NB-IoT-Geräten dazu ausgebildet, über dasselbe APN-Subnetz mit dem Transferserver zu kommunizieren. Die auf dem Speicher des zumindest einen Transferservers gespeicherten Befehle veranlassen den zumindest einen Prozessor des Transferservers dazu, zumindest einen der folgenden Schritte a)-c) durchzuführen:
- a) Umwandeln der von den NB-IoT-Geräten der ersten und zweiten Gruppe an NB-IoT-Geräten empfangenen Gerätenachrichten in Abhängigkeit von den Adressdaten der Gerätenachrichten und/oder in Abhängigkeit von dem jeweiligen APN-Subnetz, über das die Gerätenachrichten an den Transferserver übermittelt wurden, in Sende-Nutzernachrichten und Zuordnen der Sende-Nutzernachrichten in Abhängigkeit von den Adressdaten der Gerätenachrichten und/oder in Abhängigkeit von dem jeweiligen APN-Subnetz (3), über das die Gerätenachrichten (5) an den Transferserver (4) übermittelt wurden, zu dem ersten oder zweiten Nutzerserver und Weiterleiten an den ihnen jeweils zugeordneten von erstem und zweitem Nutzerserver, wobei insbesondere das Zuordnen ein eindeutiges Zuordnen zu genau einem von erstem und zweitem Nutzerserver ist;
- b) Umwandeln der von dem ersten oder zweiten Nutzerserver empfangene Nutzernachrichten in Abhängigkeit von Charakterisierungsdaten, die jeweils einer der empfangenen Nutzernachrichten zugeordnet sind, in an die NB-IoT-Geräte zu sendende Gerätenachrichten, deren Adressdaten von den Charakterisierungsdaten abhängen, und Weiterleiten der zu sendenden Gerätenachrichten in Abhängigkeit von ihren Adressdaten jeweils an zumindest eines der NB-IoT-Geräte der ersten oder zweiten Gruppe an NB-IoT-Geräten, wobei insbesondere das Weiterleiten an ein bestimmtes NB-IoT-Gerät von genau einer von erster und zweiter Gruppe erfolgt, wobei die Gruppe in Abhängigkeit von den Adressdaten der durch Umwandeln der empfangenen Nutzernachrichten erzeugten Gerätenachrichten eindeutig ausgewählt wird;
- c) Umwandeln der von dem ersten oder zweiten Nutzerserver empfangenen Nutzernachrichten in Abhängigkeit von Charakterisierungsdaten, die jeweils einer der empfangenen Nutzernachrichten zugeordnet sind, in an die NB-IoT-Geräte zu sendenden Gerätenachrichten und Weiterleiten in Abhängigkeit von den Charakterisierungsdaten an zumindest eines der NB-IoT-Geräte der ersten oder zweiten Gruppe an NB-IoT-Geräten, wobei insbesondere das Weiterleiten an ein bestimmtes NB-IoT-Gerät von genau einer von erster und zweiter Gruppe erfolgt, wobei die Gruppe in Abhängigkeit von den Charakterisierungsdaten der empfangenen Nutzernachrichten eindeutig ausgewählt wird.
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Das in den Schritten a)-c) beschriebene Zuordnen zu dem ersten oder zweiten Nutzerserver kann z.B. durch Abgleich der Adressdaten mit Daten eines auf dem Speicher des Transferservers abgelegten Datenkonstrukts, insbesondere einer Datenbank und/oder Tabelle, erfolgen. Ähnlich kann das Weiterleiten in Abhängigkeit von den Charakterisierungsdaten an zumindest eines der NB-IoT-Geräte der ersten oder zweiten Gruppe erfolgen. So können z.B. in den Charakterisierungsdaten Informationen enthalten sein, welche eine direkte Zuordnung zu zumindest einem NB-IoT-Gerät erlauben und/oder Informationen enthalten sein, welche durch Abgleich mit Daten einer auf dem Speicher des Transferservers abgelegten Datenbank und/oder Tabelle einem der NB-IoT-Geräte zugeordnet werden können. Als zuordenbaren Größe kann z.B. die IMSI- oder IMEI- Nummer eines NB-IoT-Gerätes dienen, welche eine eindeutige Zuordnung innerhalb des privaten APN-Subnetzes erlaubt. In einer Ausführungsform umfasst das System ein erstes und ein zweites APN-Subnetz, wobei die erste Gruppe an NB-IoT-Geräten zur Kommunikation mit dem Transferserver über das erste APN-Subnetz ausgebildet ist, wohingegen die zweite Gruppe an NB-IoT-Geräten zur Kommunikation mit dem Transferserver über das zweite APN-Subnetz ausgebildet ist, wobei die gespeicherten Befehle den Prozessor des Transferservers dazu veranlassen, in dem Schritt b) in Abhängigkeit von den Adressdaten der zu sendenden Gerätenachrichten eines von erstem und zweitem APN-Subnetz auszuwählen und die zu sendenden Gerätenachrichten jeweils über das ausgewählte APN-Subnetz, insbesondere nur über das ausgewählte APN-Subnetz, an das zumindest eine NB-IoT-Gerät weiterzuleiten, und/oder in dem Schritt c) in Abhängigkeit von den Charakterisierungsdaten eines von erstem und zweitem APN-Subnetz auszuwählen und die zu sendenden Gerätenachrichten jeweils über das ausgewählte APN-Subnetz, insbesondere nur über das ausgewählte APN-Subnetz, an das zumindest eine NB-IoT-Gerät weiterzuleiten. Bei dieser besonders vorteilhaften Ausführungsform kann somit direkt anhand der Charakterisierungsdaten der empfangenen Nutzernachrichten und/oder anhand der Adressdaten der aus den Nutzernachrichten erzeugten zu sendenden Gerätenachrichten ein bestimmtes der APN-Subnetze ausgewählt werden, was zu einer weiteren Reduktion der über die APN-Subnetze zu übertragenden Datenmenge beitragen kann.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems veranlassen die auf dem Speicher des zumindest einen Transferservers gespeicherten Befehle den zumindest einen Prozessor des Transferservers weiterhin dazu, zusätzlich zu zumindest einem der vorangegangenen Schritte unter a)-c) einen der folgenden Schritte d) oder e) auszuführen:
- d) Zuordnen der umgewandelten Sende-Nutzernachrichten in Abhängigkeit von Adressdaten der Gerätenachrichten nur zu dem ersten oder nur zu dem zweiten Nutzerserver und Weiterleiten der zugeordneten Sende-Nutzernachrichten nur an den ihnen jeweils zugeordneten von erstem und zweitem Nutzerserver;
- e) Zuordnen der umgewandelten Sende-Nutzernachrichten in Abhängigkeit von Adressdaten der Gerätenachrichten nur zu einer ersten Gruppe an Nutzerservern, welche den ersten Nutzerserver umfasst, oder nur zu einer zweiten Gruppe an Nutzerservern, welche den zweiten Nutzerserver umfasst und Weiterleiten der umgewandelten Sende-Nutzernachrichten nur an die ihnen jeweils zugeordnete von erster Gruppe oder zweiter Gruppe.
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Hierdurch kann der Transferserver zu einer besonders effizienten Übermittlung der Gerätenachrichten in einer in Nutzernachrichten umgewandelten Form zu genau einem gewünschten der Nutzerserver beitragen bzw. zu einer besonders effizienten Übermittlung der Nutzernachrichten, die von einem bestimmten der Nutzerserver stammen, in einer in Gerätenachrichten umgewandelten Form zu genau einer der Gruppen an NB-IoT-Geräten, die dem bestimmten Nutzerserver zugeordnet ist.
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Zur besonders abhörsicheren Übermittelung von Informationen erfolgt in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems die Kommunikation zwischen Transferserver und privatem APN-Subnetz verschlüsselt, insbesondere über eine VPN Verbindung. Bei Ausführungsformen, bei denen mehrere bestimmte APN-Subnetze, beispielsweise erstes und zweites APN-Subnetz, vorgesehen sind, erfolgt bevorzugt die Kommunikation zwischen Transferserver und zumindest einem der bestimmten APN-Subnetze, insbesondere jedem der bestimmten APN-Subnetze, verschlüsselt.
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Zur besonders effizienten Reduzierung der zu übermittelnden Daten erfolgt in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems die Kommunikation über das private APN-Subnetz zwischen der Gruppe an NB-IoT-Geräten und dem Transferserver über das UDP-Netzwerk-Protokoll, wobei insbesondere die NB-IoT-Geräte die Gerätenachrichten einmalig senden ohne dabei auf eine Empfangsbestätigung zu warten. Bei Ausführungsformen, bei denen mehrere Gruppen an NB-IoT-Geräten vorgesehen sind, erfolgt die Kommunikation über das private APN-Subnetz, über das dies jeweilige Gruppe wie erläutert mit dem Transferserver kommuniziert, bevorzugt zwischen zumindest einer der Gruppen an NB-IoT-Geräten, insbesondere sämtlichen Gruppen an NB-IoT-Geräten und dem Transferserver über das UDP-Netzwerk-Protokoll.
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In einer ganz besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems umfasst die Kommunikation über das erste Übertragungsprotokoll das CoAP Web-Transfer-Protokoll, das UDP Netzwerk-Protokoll und das 6LoWPAN Kommunikationsprotokoll. Diese Kombination an Protokollen hat sich als besonders effizient, flexibel, leicht zu handhaben und datenreduziert erwiesen.
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Ferner hat sich als ganz besonders vorteilhaft herausgestallt, dass eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems, bei welchem das zweite Übertragungsprotokoll ein MQTT-Protokoll ist, insbesondere ein MQTT-SN-Protokoll, wobei die Adressdaten den MQTT-Topics entsprechen und die Informationsdaten dem MQTT-Payload, bevorzugter Weise kann das MQTT-Topic zumindest vier Topic-level umfassen. Zur eindeutigen Zuordnung von Nachrichten können jedem MQTT-Topic eine jeweils andere Funktion zugewiesen sein. So kann jedes der MQTT-Topics einer bestimmen Information zugeordnet sein, die für das jeweilige MQTT-Topic auf dem Nutzerserver hinterlegt ist. Beispielsweise kann ein erstes MQTT-Topic als bestimmte Information einem bestimmten Projekt, ein zweites MQTT-Topic als bestimmte Information einem bestimmten Gerät, ein drittes MQTT-Topic als bestimmte Information einem bestimmten Produkt und ein viertes MQTT-Topic als bestimmte Information einem bestimmten Ort zugeordnet sein.
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Allgemein bevorzugt erfolgt die Kommunikation zwischen den NB-IoT-Geräten und dem Nutzerserver zumindest abschnittsweise drahtlos, insbesondere über einen Funkstandard. Bevorzugt erfolgt zumindest die Kommunikation zwischen den NB-IoT-Geräten und dem Transferserver und/oder die Kommunikation zwischen dem Transferserver und dem Nutzerserver drahtlos.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur zumindest abschnittsweise kabellosen Übermittelung von Informationen, zwischen einer Gruppe an NB-IoT-Geräten und einem Nutzerserver. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass ein Transferserver zu empfangende Gerätenachrichten, die ein Format eines vordefinierten ersten Übertragungsprotokolls aufweisen, gemäß dem die Gerätenachrichten in einen ersten Adressteil umfassend Adressdaten und einen ersten Informationsteil umfassend Informationsdaten unterteilt sind, über ein privates APN-Subnetz von der Gruppe an NB-IoT-Geräten empfängt. Die empfangenen Gerätenachrichten werden in Abhängigkeit von ihren Adressdaten in Sende-Nutzernachrichten in dem Format eines zweiten vordefinierten Übertragungsprotokolls umgewandelt und die Sende-Nutzernachrichten an den Nutzerserver weitergeleitet. Alternativ oder ergänzend zeichnet das erfindungsgemäße Verfahren sich dadurch aus, dass der Transferserver von dem Nutzerserver Nutzernachrichten im Format des zweiten Übertragungsprotokolls empfängt, denen jeweils Charakterisierungsdaten zugeordnet sind, wobei der Transferserver die empfangenen Nutzernachrichten in Abhängigkeit von den Charakterisierungsdaten in an zumindest eines der NB-IoT-Geräte der Gruppe an NB-IoT-Geräten zu sendende Gerätenachrichten, die das Format des vordefinierten Übertragungsprotokolls aufweisen, umwandelt und diese über das private APN-Subnetz an das zumindest eine NB-IoT-Gerät der Gruppe an NB-IoT-Geräten weiterleitet. Das erfindungsgemäße Verfahren kann Merkmale aufweisen, die dem Fachmann aus der vorliegenden Beschreibung von Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems ersichtlich sind. Ferner können das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße System Merkmale aufweisen, die dem Fachmann aus der vorliegenden Erläuterung des der Erfindung zugrunde liegenden Standes der Technik ersichtlich sind.
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Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf zwei Figuren anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1: in einer schematischen Prinzipdarstellung eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems;
- 2: in einem Ablaufdiagramm ein Ausführungsbeispiel des Ablaufs des Energiesparmodus eines bestimmten NB-IoT-Gerätes einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems.
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Die in 1 dargestellte schematische Prinzipdarstellung zeigt die Funktionsweise einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems. In dieser Ausführungsform umfasst das System eine erste Gruppe an NB-IoT-Geräten 11 sowie eine zweite Gruppe an NB-IoT-Geräten 12, welche über ein selbes privates APN-Subnetz 3 mit einem Transferserver 4 bidirektional, insbesondere drahtlos, kommunizieren, wobei die NB-IoT-Geräte jeweils ein Kommunikationsmodul zur, insbesondere drahtlosen, Kommunikation über das private APN-Subnetz 3 mit dem Transferserver 4 aufweisen. In anderen, nicht gezeigten Ausführungsformen, kann jeder Gruppe an NB-IoT-Geräten jeweils ein anderes APN-Subnetz zugeordnet sein. Der Transferserver 4 kommuniziert z.B. über eine für Firmen übliche Internetleitung, insbesondere über eine Internetstandleitung und/oder via Glasfaser mit dem APN-Subnetz 3. Die Kommunikation zwischen APN-Subnetz 3 und dem Transferserver 4 kann verschlüsselt bzw. über eine VPN-Verbindung erfolgen. Bevorzugt kann die Kommunikation der NB-IoT-Geräte der ersten 11 und/oder der zweiten Gruppe 12 über das APN-Subnetz 3 derart erfolgen, dass das APN-Subnetz 3 lediglich eine Verbindung zu dem Transferserver 4 zulässt und somit eine Verschlüsselung nicht zwingend erforderlich ist. Die Kommunikation zwischen den NB-IoT-Geräten der ersten 11 und zweiten Gruppe 12 mit dem Transferserver 4 erfolgt über Gerätenachrichten 5 entsprechend einem ersten Übertragungsprotokoll, welche über das private APN-Subnetz übermittelt werden. Der Transferserver 4 wandelt die von den NB-IoT-Geräten empfangenen Gerätenachrichten 5 in Sende-Nutzernachrichten 7 entsprechend einem zweiten Übertragungsprotokoll zur Kommunikation mit einem ersten und einem zweiten Nutzerserver 21, 22 um und ordnet die Sende-Nutzernachrichten 7 durch Abgleich entsprechend eines auf einem Speicher des Transferservers 4 abgelegten Datenkonstrukts, wie z.B. einer Zuordnungstabelle in Form einer Datenbank, dem ersten 21 und/oder dem zweiten Nutzerserver 22, insbesondere eindeutig, zu. Die Nutzerserver 21, 22 übermitteln an den Transferserver 4 von diesem zu empfangende Nutzernachrichten 8, welche vom Transferserver 4 entsprechend in den von ihm empfangenen Nutzernachrichten 8 enthaltenen Charakterisierungsdaten zumindest einem der NB-IoT-Geräte aus der ersten 11 oder zweiten Gruppe an NB-IoT-Geräten 12 zugeordnet werden und welche vom Transferserver 4 in zu sendende Gerätenachrichten 10 entsprechend des ersten Übertragungsprotokolls umgewandelt werden. Empfangene Nutzernachrichten 8 können z.B. manuell von einem Nutzer an dem ersten und/oder zweiten Nutzerserver 21, 22 z.B. über ein Webinterface erzeugt und/oder in bestimmten Zeitintervallen von dem ersten und/oder zweiten Nutzerserver 21, 22 automatisch generiert werden. In dem auf dem Transferserver 4 gespeicherten Datenkonstrukt können Informationen hinterlegt sein, welcher Nutzerserver berechtigt ist, an welches NB-IoT-Gerät und/oder an welche Gruppe an NB-IoT-Geräten Nutzernachrichten 8 zu richten. Empfängt der Transferserver 4 eine Nutzernachricht 8 eines Nutzerservers, welche anhand der Charakterisierungsdaten der empfangenen Nutzernachricht 8 einem bestimmten NB-IoT-Gerät zugeordnet ist, so prüft der Transferserver 4, ob die nötige Berechtigung des Nutzerservers vorliegt. Nur wenn die Berechtigung vorliegt, wandelt er diese empfangene Nutzernachricht 8 in eine zu sendende Gerätenachricht 10 entsprechend dem ersten Übertragungsprotokoll um und leitete diese an das entsprechende NB-IoT-Gerät weiter.
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In 2 ist schematisch ein vereinfachter Betriebsablauf eines Teils einer besonders energiesparsamen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems dargestellt. Es sind einzeln durch die NB-IoT-Geräte und den Prozessor des Transferservers ausgeführte Befehle in vereinfachte Schritte zusammengefasst. 2 soll zur Veranschaulichung der Funktionsweise eines Energiesparmodus eines bestimmten NB-IoT-Gerätes des erfindungsgemäßen Systems dienen. In einem ersten Schritt S100 sendet das bestimmte NB-IoT-Gerät zumindest eine Gerätenachricht an den Transferserver und wartet eine erste vordefinierte Zeitspanne, ob „Nachrichten“ vom Transferserver an das NB-IoT-Gerät übermittelt werden. In einem zweiten Schritt S101 übermittelt der Transferserver als Reaktion auf das Empfangen der vom bestimmten NB-IoT-Gerät gesendeten Gerätenachricht alle auf dem Speicher des Transferservers zwischengespeicherten und dem bestimmten NB-IoT-Gerät zugeordneten zu sendenden Gerätenachrichten an das bestimmte NB-IoT-Gerät. In einem dritten Schritt S103 schaltet das NB-IoT-Gerät in den Energiesparmodus für eine dritte vordefinierte Zeitspanne, wenn die erste vordefinierte Zeitspanne erreicht ist und wenn für eine zweite vordefinierte Zeitspanne keine zu sendenden Gerätenachrichten von dem Transferserver mehr am NB-IoT-Gerät empfangen werden. In einer alternativen Variante kann in Schritt S103 der Transferserver mit oder nach der letzten zu übermittelnden zu sendenden Gerätenachricht eine Information an das bestimmte NB-IoT-Gerät übermitteln, welche diesem NB-IoT-Gerät mitteilt, dass es wieder in den Energiesparmodus schalten kann. In einem vierten Schritt S104 und fünften Schritt S105 empfängt der Transferserver Sende-Nutzernachrichten vom Nutzerserver und speichert diese im Speicher des Transferservers zwischen, solange das bestimmte NB-IoT-Gerät im Energiesparmodus ist, also solange die dritte Zeitspanne nicht erreicht ist. Ist die dritte Zeitspanne erreicht, so verlässt das bestimmte NB-IoT-Gerät den Energiesparmodus und beginnt wie in Schritt S101 mit dem senden von zumindest einer Gerätenachricht an den Transferserver.
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Bezugszeichenliste
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- 3
- privates APN-Subnetz
- 4
- Transferserver
- 5
- empfangende bzw. zu empfangende Gerätenachrichten
- 7
- Sende-Nutzernachrichten
- 8
- empfangene bzw. zu empfangende Nutzernachrichten
- 9
- NB-IoT-Geräte
- 10
- zu sendende Gerätenachrichten
- 11
- erste Gruppe an NB-IoT-Geräten
- 12
- zweite Gruppe an NB-IoT-Geräten
- 21
- erster Nutzerserver
- 22
- zweiter Nutzerserver
