DE60109014T2

DE60109014T2 - Inventarisierung von Gegenständen mittels Schall

Info

Publication number: DE60109014T2
Application number: DE60109014T
Authority: DE
Inventors: Andrew Atherton Thomas; Stephen John Hinde; Paul St John Claverham Brittan
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2000-12-01
Filing date: 2001-11-26
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2021-11-27
Also published as: GB0029293D0; US20020067837A1; EP1213692A3; US6664892B2; EP1213692B1; EP1213692A2; DE60109014D1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ausführen einer Bestandsaufnahme von lokalen Vorrichtungen durch Schall.
Hintergrund der Erfindung
Wenn eine Person zum ersten Mal einen unbekannten Arbeitsraum betritt, ist es nützlich, dass diese Person erfährt, welche Vorrichtungen in dem Raum vorhanden sind, und oft verbringt die Person die ersten Minuten damit, sich umzuschauen, wobei tatsächlich eine Bestandsaufnahme der vorhandenen Vorrichtungen durchgeführt wird.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine benutzerfreundliche Möglichkeit zum Ermitteln, welche Vorrichtungen vor Ort vorhanden sind, zu liefern.
Wie es im Folgenden deutlich wird, verwenden bestimmte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ein Kollisionserfassungs- und Backoff- bzw. Zurückhalteprotokoll. Derartige Protokolle sind selbst in der Netzwerktechnik bekannt; somit handelt es sich bei dem Zugriffssteuerprotokoll, das durch Ethernet- und IEEE-802.3-Netzwerke verwendet wird, um ein derartiges Protokoll, das normalerweise als ein CSMA/CD- („Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection" – Trägererfassungsmehrfachzugriff/Kollisionserfassung) Protokoll bezeichnet wird. Bei einem derartigen Netzwerkprotokoll horcht eine Vorrichtung, die in dem Netzwerk senden möchte, zunächst, um festzustellen, ob irgendeine andere Vorrichtung sendet (dabei handelt es sich um die „Trägererfassung") – falls momentan keine andere Vorrichtung sendet, beginnt die Vorrichtung zu senden. Da dies jedoch zwei Vorrichtungen im Wesentlichen zur gleichen Zeit durchführen können, horcht eine sendende Vorrichtung auf Kollisionen ihrer Sendungen mit denen einer anderen Vorrichtungen. Wenn eine derartige Kollision erfasst wird, hält die Vorrichtung die Sendung an und hält sich für einen zufällig ausgewählten Zeitraum zurück (d. h. zieht kein erneutes Senden in Betracht). Bei Ethernet-Netzwerken wird dieser Zeitraum gemäß einer Binärexponentialzurückhalterichtlinie ausgewählt.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Ausführen einer Bestandsaufnahme von lokalen Vorrichtungen geliefert, das folgende Schritte aufweist:

(a) Ausgeben einer Aufforderung an die Vorrichtungen;
(b) an jeder Vorrichtung, Antworten auf die Aufforderung durch ein Melden des Vorhandenseins der Vorrichtung durch Schall;
(c) In-Wechselwirkung-Treten der Vorrichtungen, um ihre Meldungen so zu ordnen, dass jede Vorrichtungsmeldung zumindest zur gegebenen Zeit ununterbrochen durch Meldungen von anderen Vorrichtungen erzeugt wird.

Schritt (c) umfasst normalerweise, dass die Vorrichtungen ein Kollisionserfassungs- und Backoff- bzw. Zurückhalteprotokoll bezüglich der Emissionen voneinander verwenden. Diese Emissionen sind bevorzugt die Schallmeldungen selbst, obwohl andere Vorrichtungsemissionen alternativ dazu zum Ausführen des Protokolls verwendet werden können.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch ein System und eine Vorrichtung, die das vorhergehende Verfahren der Erfindung ausführen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ein Verfahren und ein System, die die Erfindung ausführen, zum Ausführen einer Vorrichtungsbestandsaufnahme durch Schall, werden nun mittels eines nicht einschränkenden Beispiels mit Bezugnahme auf die beiliegende schematische Zeichnung beschrieben, wobei die einzige Figur einen Raum mit mehreren selbstmeldenden Vorrichtungen zeigt.
Beste Ausführung der Erfindung
1 zeigt einen Arbeitsraum 11, in den ein Benutzer 10 gerade eingetreten ist. Der Benutzer möchte erfahren, welche Vorrichtungen in dem Arbeitsraum 11 vorhanden sind; bei dem vorliegenden Beispiel gibt es drei Vorrichtungen 14 (die im Folgenden als die Vorrichtungen A, B bzw. C bezeichnet sind), von denen jede eine unterschiedliche Funktionalität aufweist, aber jede mit dem gleichen Meldungsuntersystem 15 zum Erleichtern einer Vorrichtungsbestandsaufnahme durch den Benutzer 10 ausgestattet ist.
Das Meldungsuntersystem 15 ist für Vorrichtung B genauer gezeigt. Das Meldungsuntersystem weist folgende Merkmale auf:

– einen Lautsprecher 20 zum Ausgeben einer Schallmeldung, die die Existenz der Vorrichtung und ihre Funktionalität anzeigt, wobei die Erzeugung dieser Ausgabe durch einen Meldeblock 26 ausgeführt wird, der den Lautsprecher speist;
– ein Mikrophon 21 zum Horchen auf Schallsignale, die in dem Arbeitsraum durch den Benutzer und die Vorrichtungen emittiert werden;
– Analysefunktionsblöcke 22 bis 24, die verbunden sind, um die Ausgabe des Mikrophons 21 zu empfangen, wobei diese Blöcke ein Aufforderungserfassungsblock 22 zum Erfassen einer vorbestimmten Audioaufforderung, z. B. eines Händeklatschens, ein Stilleerfassungsblock 23 zum Erfassen, wenn keine andere Vorrichtung eine Meldung erzeugt, und ein Kollisionserfassungsblock zum Erfassen, wenn sowohl die Vorrichtung selbst als auch eine andere Vorrichtung gleichzeitig melden, sind (zu diesem Zweck empfängt Block 24 eine Eingabe, nicht gezeigt, von dem Meldeblock 26, wenn letzterer eine Meldung ausgibt); und
– einen Meldesteuerblock 25, der mit der Ausgabe der Analysefunktionsblöcke 22 bis 24 gespeist wird und ein Kollisionserfassungs- und Backoff-Protokoll auf der Grundlage dieser Ausgaben implementiert, zum Steuern der Erzeugung und der Ausgabe einer Meldung durch den Meldeblock 26 und den Lautsprecher 20.

Das Meldeuntersystem horcht auf Schallsignale in dem Raum 11. Daraufhin, dass der Benutzer 10 den vorbestimmten Audioaufforderungsschall (z. B. ein Händeklatschen) erzeugt, wird die Meldesteuerung 25 durch die Ausgabe von dem Aufforderungserfassungsblock 22 in einen aktiven Zustand versetzt. Die Meldesteuerung bestimmt nun aus der Ausgabe des Stilleerfassungsblocks 23, wann keine andere Vorrichtung meldet, und aktiviert dann den Meldeblock 26, eine Meldung zu erzeugen, um den Benutzer über die Vorrichtung zu informieren. Falls eine Kollision erfasst wird, wie es durch eine Ausgabe von Block 24 angezeigt wird, hält die Meldesteuerung die Meldung durch den Meldeblock 26 an und hält sich zurück, d. h. zieht für einen zufälligen Zeitraum kein erneutes Senden in Betracht. Wenn der Zeitraum ab läuft, wartet die Meldesteuerung eine Stilleperiode lang, bevor dieselbe den Meldeblock 26 erneut aktiviert.
Indem alle Vorrichtungen ihre Meldungen auf diese Weise steuern, erzeugen alle Vorrichtungen zur gegebenen Zeit ihre Meldungen ohne eine Unterbrechung von den anderen Vorrichtungen.
Die Vorrichtungsmeldung selbst kann ein Anfangselement, das eine Kollisionserfassung erleichtern soll, und ein Hauptelement zum Übermitteln von Informationen an den Benutzer aufweisen. Das Anfangselement kann ein einfacher Ton vorbestimmter Frequenz oder ein zufälliges Muster von vorbestimmten Tönen sein, wobei letzteres den Vorteil aufweist, dass es sehr wahrscheinlich ist, dass unabhängig davon, wie viele Vorrichtungen zusammen zu melden versuchen, in der Periode des Anfangselements, das durch eine erste Vorrichtung gesendet wird, ein Ton vorkommt, der durch eine oder mehr der anderen Vorrichtungen erzeugt wird, der nicht mit dem aktuellen Ton in Gegensatz steht, der durch die andere Vorrichtung erzeugt wird, so dass es für den Kollisionserfassungsblock einfach ist, zu ermitteln, dass der ankommende Schall Schall von einer anderen Vorrichtung enthält. Was das Hauptelement der Meldung angeht, kann es sich dabei um eine Musiksignatur oder eine verbale Nachricht handeln. Die Meldung als Ganzes sollte natürlich keine Pausen von einer Dauer umfassen, die ausreichend ist, dass eine andere Vorrichtung davon ausgeht, dass die Meldung beendet ist.
Um die Aufgabe der Kollisionserfassungsschaltungsanordnung zu erleichtern, wird derselben nicht nur durch den Block 26 mitgeteilt, wann derselbe seine Meldung erzeugt, sondern derselben wird auch ein Aufhebungssignal von dem Block 26 geliefert, das der Meldung entspricht, wie dieselbe erzeugt wird, und durch den Block 26 verwendet wird, um den Teil des Signals von dem Mikrophon 21 aufzuheben, der der Meldung der Vorrichtung selbst entspricht.
Bevorzugt umfasst das Meldeuntersystem einen weiteren Analysefunktionsblock, der jede abgeschlossene Meldung von den anderen Vorrichtungen zählen kann (d. h. eine Meldung, die beginnt, ununterbrochen fortgeführt wird und mit einer Stilleperiode endet). Dies ermöglicht, dass die Meldesteuerung ihre Position in der Reihenfolge von Meldungen nach einer Benutzeraufforderung bestimmt und dann bei der nächsten Aufforderung nur zu melden versucht, wenn dieselbe in der vorhergehend eingerichteten Meldungsreihenfolge an der Reihe ist; die erste Vorrichtung in der Reihenfolge leitet ihre Meldung natürlich ohne Verzögerung ein. Das Kollisionserfassungs- und Backoff-Protokoll ist immer noch wirksam, wenn die Vorrichtung ihre Meldung erzeugt. Da außerdem eine Vorrichtung aus dem Raum 11 entfernt werden kann, nimmt, falls die Vorrichtung, die als nächste zu melden an der Reihe ist, innerhalb einer bestimmten Zeit nicht die erwartete Meldung von derjenigen Vorrichtung hört, die melden sollte, die Vorrichtung an, dass die in der Reihenfolge vor derselben platzierte Vorrichtung entfernt wurde, und deshalb beginnt dieselbe ihre eigene Meldung; die Vorrichtung rückt auch ihre gespeicherte Position in der Meldungsreihenfolge vor, wobei diese neue Position bei der nächsten Aufforderung wirksam wird.
Viele andere Varianten für die im Vorhergehenden beschriebene Anordnung sind natürlich möglich. Zum Beispiel könnten die Vorrichtungen das Kollisionserfassungs- und Backoff-Protokoll nicht anhand der Meldungen selbst, sondern anhand von Nicht-Schall-Emissionen von den Vorrichtungen betreiben. Bei diesen Emissionen handelt es sich z. B. um Funkemissionen, Infrarotemissionen oder sogar Datenpakete, die zwischen den Vorrichtungen über ein LAN gesendet werden, mit dem alle Vorrichtungen verbunden sind. Die Emissionen können gleichzeitig mit den Schallmeldungen oder vorher gesendet werden, um eine Reihenfolge zur Sendung der Schallmeldungen vorab zu bestimmen. In diesem letzteren Fall können die Emissionen unabhängig von der Benutzeraufforderung ausgelöst werden (z. B. könnte jede Vorrichtung eingerichtet sein, um in Intervallen eine Emissionssequenz durch ein Senden einer ersten Emission auszulösen, wodurch dieselbe die erste Position in der Sendungsreihenfolge in Anspruch nimmt, wobei die anderen Vorrichtungen dann ihre eigenen Emissionen senden, um um nachfolgende Plätze in der Reihenfolge zu konkurrieren, wobei die Sendungsreihenfolge jedes Mal neu eingestellt wird, wenn dieser Prozess durch eine beliebige Vorrichtung ausgelöst wird).
Es ist auch möglich, es so einzurichten, dass die Vorrichtungen ihre Meldungsreihenfolge durch Mittel bestimmen, die kein Kollisionserfassungs- und Backoff-Protokoll umfassen. Zum Beispiel können die Vorrichtungen miteinander über drahtlose Nicht-Schall-Nahbereichsverbindungen kommunizieren, um eine Reihenfolge zum Erzeugen der Schallmeldungen einzurichten, wobei jede andere Vorrichtung als die erste Vorrichtung in der eingerichteten Reihenfolge dann auf die Schallmeldungen horcht, um zu bestimmen, wann dieselbe an der Reihe ist, zu melden. Eine Aushandlung der Meldungsreihenfolge kann z. B. basierend auf einer eindeutigen Zahl, die jeder Vorrichtung zugeordnet ist, wie z. B. einer Zahl, die speziell für diesen Zweck zugewiesen ist, oder der IP-Adresse der Vorrichtung, falls die Vorrichtungen vernetzte Vorrichtungen sind, vorgenommen werden, oder dadurch, dass jede Vorrichtung eine Zufallszahl erzeugt, die an alle anderen Vorrichtungen gesendet wird (jede Vorrichtung verwendet die empfangenen Zahlen, um ihre Position in der Reihenfolge zu bestimmen und, falls zwei Zahlen gleich sind, tauschen entweder die zwei sich entgegenstehenden Vorrichtungen neue Zufallszahlen untereinander aus, oder alle Vorrichtungen beginnen den Prozess erneut).

Claims

Ein Verfahren zum Ausführen einer Bestandsaufnahme von lokalen Vorrichtungen, das folgende Schritte aufweist: (a) Ausgeben einer Aufforderung an die Vorrichtungen; (b) an jeder Vorrichtung Antworten auf die Aufforderung durch ein Melden des Vorhandenseins der Vorrichtung durch Schall; (c) In-Wechselwirkung-Treten der Vorrichtungen, um ihre Meldungen so zu ordnen, dass jede Vorrichtungsmeldung zumindest zur gegebenen Zeit ununterbrochen durch Meldungen von anderen Vorrichtungen erzeugt wird.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem Schritt (c) umfasst, dass die Vorrichtungen ein Kollisionserfassungs- und Backoff- beziehungsweise Zurückhalteprotokoll bezüglich der Emissionen voneinander verwenden, wobei dieses Protokoll umfasst, dass jede Vorrichtung die folgenden Schritte ausführt: – Horchen auf die Abwesenheit von Emissionen von anderen Vorrichtungen; – Beginnen des Sendens ihrer eigenen Emissionen, wenn die Abwesenheit erfasst wird; – Horchen auf eine Kollision zwischen ihren eigenen Emissionen und denen einer anderen Vorrichtung; – wenn eine Kollision erfasst wird, Zurückhalten und Verschieben eines erneuten Sendens für zumindest einen Zeitraum.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem die Emissionen die Schallmeldungen sind, die durch die Vorrichtungen erzeugt werden.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 3, bei dem jede Meldung ein Anfangselement, das angepasst ist, um eine Kollisionserfassung zu erleichtern, und ein Hauptelement zum Übermitteln von Informationen bezüglich der Vorrichtung an einen menschlichen Empfänger aufweist.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem die Emissionen Nicht-Schall-Emissionen sind, die gleichzeitig mit den Schallmeldungen erzeugt werden.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem die Emissionen Nicht-Schall-Emissionen sind, die durch jede Vorrichtung vor ihrer Schallmeldung erzeugt werden, um festzustellen, ob die Vorrichtung ihre Schallmeldung sicher erzeugen kann.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem Schritt (c) eine Kommunikation zwischen den Vorrichtungen über drahtlose Nicht-Schall-Nahbereichsverbindungen umfasst, um eine Reihenfolge zum Erzeugen der Schallmeldungen einzurichten, wobei jede andere Vorrichtung als die erste Vorrichtung in der eingerichteten Reihenfolge dann auf die Schallmeldungen horcht, um zu bestimmen, wann dieselbe an der Reihe ist zu melden.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die Schallmeldung jeder Vorrichtung das Vorhandensein der Vorrichtung an einen menschlichen Empfänger meldet unter Verwendung einer verbalen oder einer Musiksignatur.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die Aufforderung ein Schall ist, der durch einen Menschen erzeugt wird.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem die Aufforderung ein In-die-Hände-Klatschen ist.
Eine Vorrichtung, die mit einer Meldungsanordnung ausgestattet ist, die folgende Merkmale aufweist: – eine Aufforderungserfassungseinrichtung zum Erfassen einer Sendeaufforderung; – eine Audioausgabeeinrichtung zum Melden des Vorhandenseins der Vorrichtung durch Schall; und – eine Meldungssteuereinrichtung, um in Wechselwirkung mit in der Nähe befindlichen Vorrichtungen zu treten, die ähnliche Meldungsanordnungen aufweisen, derart, dass zumindest zur gegebenen Zeit jede Vorrichtung ihre Meldung durch ihre Audioausgabeeinrichtung ununterbrochen durch Meldungen von anderen der Vorrichtungen erzeugt.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 11, bei der die Steuereinrichtung wirksam ist, um ein Kollisionserfassungs- und Backoffprotokoll bezüglich Emissionen von sich selbst und den anderen Vorrichtungen zu implementieren, wobei die Steuereinrichtung folgende Merkmale aufweist: – eine erste Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Abwesenheit von Emissionen von anderen Vorrichtungen; – eine Sendeeinrichtung zum Beginnen eines Sendens ihrer eigenen Emissionen, wenn die Abwesenheit erfasst wird; – eine zweite Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Kollision zwischen ihren eigenen Emissionen und denen einer anderen Vorrichtung; – Zurückhalteeinrichtung, die auf eine Erfassung einer Kollision anspricht, um sich zurückzuhalten und ein erneutes Senden durch die Sendeeinrichtung zumindest für einen Zeitraum zu unterbinden.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 12, bei der die Emissionen die Schallmeldungen sind, die durch die Vorrichtungen erzeugt werden, wobei die Sendeeinrichtung durch die Audioausgabeeinrichtung gebildet ist und die Erfassungseinrichtung eine Audioerfassungseinrichtung ist.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 13, bei der die Audioausgabeeinrichtung wirksam ist, um die Meldung mit einem Anfangselement, das angepasst ist, um eine Kollisionserfassung zu erleichtern, und einem Hauptelement zum Übermitteln von Informationen bezüglich der Vorrichtung an einen menschlichen Empfänger auszugeben.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 12, bei der die Emissionen Nicht-Schall-Emissionen sind, wobei die Sendeeinrichtung und die Erfassungseinrichtung angepasst sind, um derartige Nicht-Schall-Sendungen zu handhaben, und wobei die Sendeeinrichtung wirksam ist, um die Emissionen gleichzeitig mit der Audioausgabeeinrichtung, die ihre Schallmeldung erzeugt, zu senden.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 12, bei der die Emissionen Nicht-Schall-Emissionen sind, wobei die Sendeeinrichtung und die Erfassungseinrichtung angepasst sind, um derartige Nicht-Schall-Sendungen zu handhaben, und wobei die Sendeeinrichtung wirksam ist, um die Emissionen zu senden, bevor die Audioausgabeein richtung ihre Schallmeldung erzeugt, um dadurch festzustellen, ob die Vorrichtung ihre Schallmeldung sicher erzeugen kann ohne ein Kollidieren mit einer Meldung von einer anderen der Vorrichtungen.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 11, bei der die Steuereinrichtung eine drahtlose Nicht-Schall-Nahbereichskommunikationseinrichtung umfasst, wobei die Wechselwirkung eine Kommunikation zwischen den Vorrichtungen unter Verwendung der drahtlosen Nicht-Schall-Nahbereichskommunikationseinrichtung umfasst, um eine Reihenfolge zum Erzeugen der Schallmeldungen einzurichten, wobei die Steuereinrichtung wirksam ist, außer wenn dieselbe die erste in der eingerichteten Reihenfolge ist, um auf die Schallmeldungen von anderen Vorrichtungen zu horchen, um zu bestimmen, wann dieselbe ein Melden durch die Audioausgabeeinrichtung der Vorrichtung einleiten soll.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 11, bei der die Audioausgabeeinrichtung wirksam ist, um die Anwesenheit der Vorrichtung an einen menschlichen Empfänger zu melden unter Verwendung einer verbalen oder einer Musiksignatur.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 11, bei der die Aufforderungserfassungseinrichtung wirksam ist, um eine Aufforderung in Form eines Schalls, der durch einen Menschen erzeugt wird, zu erfassen.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 18, bei der die Aufforderung ein In-die-Hände-Klatschen ist.